新疆棉花普遍采用覆膜种植,导致其在机械化采收过程中容易混入残膜等异纤,造成异性纤维含量超标,严重影响棉纺织企业的经济效益。机采棉中残膜的清除是异性纤维清理中的一个关键环节,而目前主要采用机械设备将机采棉中混有的各类杂质进行开松,使棉花和杂质的结合度降低,以便于进一步的除杂,但对残膜清除效果有限。为了提高残膜的清除效率,本文以机械采收后的籽棉和残膜为研究对象,根据静电分离理论,通过研究籽棉和残膜的荷电特性,采用自制的针辊式籽棉残膜静电分离装置进行试验,得出影响残膜清除效率的最佳参数。本文完成的主要工作包括:（1）研究了籽棉和残膜电晕带电特性的差异,发现在负极性的电晕放电中,籽棉和残膜均带负电;将单朵籽棉等效为球状颗粒时,其饱和荷电量约为-8 n C,籽棉自由落体通过高压静电场区域,其表面仍携带负电荷,但其荷电量相较于饱和荷电量有所减少;残膜的饱和荷电量约为-35 n C,残膜自由落体经过高压静电场区域,其荷电性质不会改变,但其荷电量仍与饱和荷电量保持一致,说明残膜在刚进入电场后就能迅速达到饱和荷电量;因此两者在电场中均会受到电场力的作用。（2）研究了空气中的负电晕放电特性,发现在负极性电晕放电中,放电可分为两个区域:（a）对应于大部分电离发生的电晕极附近1 mm以内的区域;（b）到达接地电极的其余部分,称为传输区域。这两个区域明显不同。在负电晕中,正离子在电晕极（阴极）下降区占主导地位,而在传输区中,负离子占主导地位。（3）利用COMSOL Multiphysics软件对静电分离空间的电场分布进行模拟,发现电极配置、电极曲率、电极位置以及电压水平对接地电极表面以及空间电场分布有重要的影响;研究了籽棉和残膜在电场中的受力情况,建立籽棉和残膜在各区域的受力平衡方程,得到籽棉和残膜在电场中的运动轨迹表达式,并针对受力进行具体计算,验证了籽棉残膜在高压静电场下分离的可能性。（4）以籽棉残膜分离率为性能指标,以电压和电极位置为影响因素,利用自制的静电分离装置进行正交试验,并应用Minitab 18软件对试验数据进行处理与分析,得出影响籽棉残膜分离率的关键因素,各影响因素最优组合参数是:电压为-40 k V,电晕极I位置（30°,140～160 mm）;电晕极II位置（20°,140～160 mm）;静电极位置（-10°,180 mm）。通过研究,在自行搭建的静电分离装置上进行试验,其分离率为85%。试制多通道机采籽棉残膜静电分离样机,并利用最优参数组合进行批量试验,结果表明,籽棉残膜的分离率为75%。