随着石油资源的不断开采及人们环境保护意识的增强,生物质资源由于其环保可再生及生物可降解性而引起了广泛的关注。木质素的成本低、芳香环含量高,在自然界的储量丰富,又兼具抗紫外性、抗氧化活性等优点,是极具应用潜力的生物质资源。但由于木质素结构中的极性基团含量低,与水溶性聚合物的界面结合力差,影响了其在极性聚合物增强上的应用。为了提高木质素填料对聚乙烯醇（PVA）纤维的增强效果,本课题采用直接酯化的方法对木质素进行亲水改性,并通过凝胶纺丝法制备出一系列木质素/PVA纤维,研究了木质素的酯化对复合纤维结构与性能的影响。本文的主要内容如下:1.以葡萄糖酸水溶液为原料,采用直接酯化的方法对木质素的结构进行修饰,探究不同反应时间的改性木质素的结构与性能。红外光谱（FTIR）及核磁碳谱(13C NMR)表明葡萄糖酸与木质素的反应以酯化为主,随着改性时间的延长,可能存在有限的醚化和解聚副反应。凝胶渗透色谱（GPC）测试表明改性后木质素的相对分子质量（Mw）增加,多分散性指数（PDI）随反应时间增加而改善。差示扫描量热分析（DSC）测试显示改性后木质素的玻璃化转变温度（Tg）提高,结合FTIR结果表明改性木质素的氢键作用增强。溶解度测试结果表明随着反应时间的增长,改性木质素的水溶解性逐渐改善,但在二甲基亚砜中的溶解度逐渐减小。2.采用上述改性木质素为增强填料,通过凝胶纺丝的方法制备了三种低含量改性木质素/PVA复合纤维(5%ML12/PVA、5%ML24/PVA和5%ML48/PVA纤维),研究各种改性木质素对复合纤维的结构与性能的影响。研究表明所有改性木质素在低含量下均能有效提高复合纤维的牵伸倍数,改善复合纤维的强度和韧性。5%ML48/PVA纤维具有最优异的机械性能,断裂强度为1.27 GPa,杨氏模量为20.7GPa,韧性为31.5 J·g–1,较5%未改性（OL）/PVA纤维分别提高了82%、26%和111%。SEM观察拉到改性木质素/PVA纤维相容性良好,断裂尖端具有致密和原纤状的形貌。FTIR和X射线衍射图谱表明改性木质素可降低PVA分子间作用力,促进PVA的结晶。溶胀测试结果显示改性木质素增加了复合纤维高温下的耐水性,5%ML48/PVA纤维在100℃依然保持结构完整。3.采用上述增强效果最好的改性木质素(ML48)与未改性木质素以不同质量比混合,并通过凝胶纺丝的方法制备了五种高含量木质素/PVA复合纤维（30%OL/PVA、30%OL2-ML1/PVA、30%OL1-ML1/PVA、30%OL1-ML2/PVA和30%ML/PVA纤维）。通过力学性能测试研究了改性共混对30%木质素/PVA纤维机械性能的影响。力学性能测试显示高木质素含量下,改性木质素比例的逐渐提高使得复合纤维的机械性能相比于30%OL/PVA纤维先恶化后改善。SEM观察到含有改性木质素的复合纤维的相容性变差,这可能是机械性能恶化的主要原因。30%OL1-ML1/PVA纤维具有最好的机械性能（断裂强度为1.1 GPa,杨氏模量为28GPa）,与30%OL/PVA纤维相比,增幅分别可达50%和60%。FTIR和X射线衍射图谱表明含有改性木质素的复合纤维机械性能的提高主要和木质素与PVA之间相互作用力的增强以及结晶度的提高有关。溶胀性测试表明改性木质素可提高复合纤维常温下的吸湿溶胀现象,但对高温度下复合纤维的耐水性影响不大。