聚乙烯醇(PVA)是一种柔性链聚合物,具有良好耐酸碱和耐候性,广泛应用在薄膜与化纤行业。PVA缩甲醛化得到的纤维,商品名为维纶,在20世纪70年代前大量应用在服装行业,随着更加适合服装行业的涤纶的发展,维纶被逐渐淘汰。高强高模PVA纤维,除了具有强度高模量大的优点,还具有许多独特的优点,例如良好的耐候性、与基体材料良好的亲和性等。PVA的理论强度和模量分别为208c N/dtex和1988c N/dtex,而目前商品高强高模PVA纤维的强度和模量分别为21.1 c N/dtex和600 c N/dtex,因此高强高模PVA纤维的强度还可以进一步提高。本文研究了纺丝工艺对PVA纤维性能的影响;分别采用I2/KI溶液改性PVA凝胶丝条,制备了碘改性的高强高模PVA纤维(I-PVA);采用凝胶纺丝法制备了含有氧化石墨烯的PVA纤维,并研究了其纺丝工艺。论文首先就凝胶纺PVA纤维的纺丝工艺进行了研究,主要研究了凝固浴温度、喷头拉伸、空气预拉伸和热拉伸对纤维性能的影响。结果表明:凝固浴温度对纤维性能有较大影响,PVA纤维在25℃的乙醇中能够凝固成型,但纤维呈乳白色,该温度下得到的初生纤维力学性能和拉伸性能较差,当凝固浴温度低于10℃后,初生纤维呈无色透明状。喷头拉伸Φ=0的初生纤维具有最大的拉伸性能。PVA初生纤维,先进行一次空气预拉伸再热拉伸,比PVA初生纤维直接热拉伸,具有更大的拉伸倍率。热拉伸的倍数随空气预拉伸的倍数增大而减少,总的拉伸倍数随空气预拉伸的增大,呈先增加后减少的趋势,当空气预拉伸倍数为3倍的时候,具有最大的总拉伸倍数,最大总拉伸倍数为30倍。温度对热拉伸有较大影响,在180℃~220℃的范围内,热拉伸倍数随温度的增加呈先增大后减少的趋势,在200℃的时候具有最大的热拉伸倍数,当温度超过210℃pva纤维会发黄。pva纤维的强度与模量与总拉伸倍数呈正相关,pva纤维先经过3倍的空气预拉伸,然后在200℃拉伸10倍,具有最高的强度和模量,强度和模量分别为13.4cn/dtex和103cn/dtex。其次,采用了i2/ki溶液对pva凝胶丝条进行了改性(i-pva),并探讨了i2/ki溶液浓度、空气预拉伸、热拉伸pva纤维拉伸性能的影响。结果表明:i2/ki溶液改性pva纤维,pva分子间的氢作用变弱,纤维的拉伸能力变强,i-pva纤维的热稳定性比pva纤维的热稳定性有所下降。i2/ki溶液浓度在0.01mol/l~0.2mol/l范围内,i-pva纤维的拉伸能力随i浓度的增加而增加,当i2/ki溶液浓度为0.1mol/l时,i-pva纤维具有最大的拉伸倍数,最大拉伸倍数为36倍,比pva纤维的最大拉伸倍数提高了20%。空气预拉伸对i-pva纤维和pva纤维具有相同的影响,两者均为空气预拉伸倍数为3倍时,具有最大的总拉伸倍数。热拉伸温度对i-pva纤维和pva纤维的影响具有较大差别,i-pva纤维的最佳拉伸温度为150℃,比pva纤维的最佳拉伸温度降低了50℃。改性后两种纤维的结晶度基本没有区别,但改性后i-pva的取向要比pva纤维大。最后,研究了氧化石墨烯(GO)与PVA共混凝胶纺丝的工艺。研究了GO含量、凝固浴温度、喷头拉伸、空气预拉伸和热拉伸对GO改性PVA纤维(GO/PVA)性能的影响。结果表明:GO含量为0.1%的GO-PVA纤维具有最好的拉伸性能。GO改性纤维,比未改性的具有更好的耐热性,在43℃之前GO改性PVA纤维与未改性PVA纤维的储能模量差不多,但是在温度高于43℃,GO改性PVA具有更高的储能模量。凝固浴温度、喷头拉伸、空气预拉伸和热拉伸对GO/PVA纤维与PVA纤维具有相同的影响。GO/PVA纤维经3倍空气预拉伸,然后在200℃热拉伸,最大总拉伸倍数为41倍,比PVA纤维的最大总拉伸倍数提高了37.6%,强度和模量分别为15.6c N/dtex和185c N/dtex,比PVA纤维分别提高了16.4%和79.6%。