椰壳纤维作为可再生绿色资源,十分丰富,但对其微细结构缺乏认知,而使其仅作为粗纤维应用。本文在椰壳纳米纤维素晶须的制备,管状纤维的分离和椰壳纤维的结构三方面进行了实验研究,以提供椰壳纤维应用的途径与方法。在对椰壳纳米纤维素晶须的制备方面,由于酸水解法对实用设备的防腐蚀性要求高,故本文采用氧化法制备椰壳纳米纤维素晶须。制备获得的椰壳纤维基原纤直径为6~10 nm,长度为0.5~1.5μm;微原纤直径为20~40 nm,长度为0.5~3μm。经化学处理后的椰壳纤维以及制备得到的纳米纤维素晶须都是纤维素Ⅰ型纤维,即分离提取过程中未发生晶型的转变。氢氧化钠溶液比双氧水-氢氧化钠溶液更能有效提高椰壳纤维的结晶度,次氯酸钠-氢氧化钠溶液在晶须的制备过程中起主要作用。实验所得的椰壳纳米纤维素晶须的结晶度为52.6%,与理论模型的结晶度估计数值接近,可认为制备的纳米纤维素晶须为纯纤维素晶体。用红外光谱图定量分析得到的椰壳纤维的纤维素、半纤维素和木质素的含量分别约为39.2%,28.4%和25.4%。实验先将椰壳纤维中的细胞间基质溶解,伴以超声波震荡,管状纤维发生劈裂,并随着细胞间基质的逐渐去除,成功分离出管状纤维。所得的管状纤维的直径为9.62~19.23μm,长度为250~1394μm,长径比为36~200,制备率PTF为23%。椰壳纤维中的管状纤维为单细胞体,由大螺旋角(约84°)的螺旋晶带紧密堆砌而成,螺旋结构使得椰壳纤维易于伸长变形。管状纤维本身的长径比小于103,难以纺纱。然而其中的螺旋晶带的长径比可达到103~104范围,若能展开得到螺旋晶带,则其具有可纺性。本文建立了椰壳纤维的2种结构模型,分别为管状纤维的右手螺旋晶带紧密堆砌结构模型和螺旋晶带的多级原纤结构模型。管状纤维为右手螺旋晶带结构,由螺旋晶带和螺旋晶带间基质组成,螺旋晶带在管状纤维中呈逆时针方向。螺旋晶带的带宽为螺旋带带宽的43/50,为紧密堆砌结构。管状纤维的横截面主要分为3层,分别为管状纤维的内表层,螺旋晶带层和管状纤维的外表层。管状纤维的外层厚度和内层厚度之比约为2:1。螺旋晶带的多级原纤结构模型主要为4级结构:①多级原纤结构的一级模型为晶格模型(晶格α和b方向),晶格参数为α=0.835 nm,b=1.03 nm(轴向),c=0.79 nm,β=84°,为单斜晶系;②多级原纤结构的第二级模型为基原纤模型,基原纤模型为晶格呈8?5(晶格α方向?晶格c方向)紧密规则排列,形成6.68nm?3.95 nm(宽度?厚度)尺寸大小的结晶体,在基原纤的四角很可能会存在结晶缺陷区;③多级原纤结构的第三级模型是微原纤模型,为基原纤呈5?4(晶格α方向?晶格c方向)排列,形成38.41 nm?19.75 nm(宽度?厚度)尺寸,基原纤的棱角很可能为不完全结晶,或者无定形区;④多级原纤结构的第四级模型为螺旋晶带模型,微原纤分别在螺旋晶带的宽度和厚度两个方向上规则或者随机排列,晶带宽度方向上约含有12~40根微原纤,晶带厚度方向上约含有50~70根微原纤,螺旋晶带的横截面约含有600~2800根微原纤。结构决定性质,通过对管状纤维的结构研究,有助于更好的分析管状纤维的性质,有助于椰壳纤维和管状纤维的应用和研究。