熔融纺丝是纤维成形最主要的加工工艺，对其理论研究尚处于发展阶段。本文对熔融纺丝工艺进行了较系统的理论研究，归纳并推导了熔融纺丝的本构方程、热传递方程、力平衡方程、取向方程、结晶方程及相应的参量表达式，并用反向模拟法对有关的方程及参数进行了修正和优化。在此基础上，建立了熔融纺丝的数学模型，并用Matlab语言建立了熔融纺丝的模拟系统。通过该系统可进行高速纺丝、低速纺丝、皮芯复合纺丝、中空纤维等工艺及产品的纺丝动力学计算机模拟，并可对皮芯结构、不对称冷却结构的理论进行研究。结合新工艺和新产品的开发，本文推导了高速纺丝、热管纺丝、热辊纺丝等工艺的特征单元方程及中空、异形、复合纺丝等新品种的特征单元方程，着重推导了圆形纤维、中空纤维、三叶异形纤维、皮芯复合纺丝的分层结构模型(皮芯结构)及分块模型(不对称冷却结构)，并对高速纺丝及中空纤维的不对称冷却结构进行了系统的数学模拟。与此同时，在数学模拟的基础上，利用高速纺丝、高温高倍牵伸工艺制备了高粘度、低粘度的HMLS涤纶纤维，并利用声速—收缩联合测试仪，及WAXS、SAXS、DDV、DSC、S-S等测试方法较系统的研究了HMLS涤纶纤维的工艺、结构和性能。对熔融纺丝理论的基础研究表明：对结晶性聚合物纺丝数学模型，可以依据基本原理确定方程形式，由实验数据拟合方程参数，从而确定成形机理、取向机理和取向诱导结晶机理等。 对高速纺丝的动力学模拟结果表明：高速纺丝过程中具有明显的取向与结晶，且其存在明显的应力诱导取向及取向诱导结晶效应。所得的模拟结果与方程实测数据基本吻合。这也表明所选模型及参数的合理性。对高速纺丝的不对称冷却工艺过程的数学模拟表明：高速纺丝过程中存在明显的结构不对称性，其原因在于纤维截面上温度分布。截面上温度最高点偏离纤维中心，倾向于背风面一侧，最低温度位于迎风面一侧，最大温差达到IOOC左右。泵供量是影响不对称结构的主要因素之一，而卷绕速度对不对称结构的形成影响很小，却对纺丝动力学结构的形成起决定作用。 以热管纺丝模拟理论为基础，建立了花色纺丝(冷管.热管、双热管纺丝)模型，并对其纺丝工艺过程进行了数学模拟。结果表明:花色纺丝中冷管与热管由于温度的不同，纤维成形过程存在明显差异。这也是纤维产生异收缩的原因。调节冷管的位置与直径对成形影响较小，而调节热管的位置与直径可使卷绕张力差异减少。这使得冷管位置安装与热管同步，使花色纺丝装置的调节与安装简化，这为实际花色纺丝装置的设计提供了理论依据。 对中空纤维可建立中空度随纺程变化的数学模型，也可建立研究中空纤维不对称冷却的皮芯及不对称模型。经过计算机模拟计算表明:中空纤维的中空度变化区域主要存在孔口膨化区，而从吹风冷却区开始则主要是皮芯及不对称结构形成区域。其最大温差△Tnla、可达20 OC左右，且皮芯温差随泵供量增加而减少，而卷绕速度则对其影响不大。在其它工艺条件不变下，冷却条件决定了纤维的皮芯结构。不对称模型的模拟结果表明:中空纤维的成形受泵供量影响最大，而冷却条件次之，卷绕速度对不对称结构影响较小，但对纺丝动力学及其结构形成影响较大。 此外，本文也探讨热辊纺丝工艺及H4s的数学模型，利用不对称冷却模型及粘弹性本构方程建立了皮芯复合纺丝的数学模型。利用三维坐标体系，探讨了三角异形丝的数学模型: 将高速纺丝、高温高倍牵伸工艺制备的一步法及两步法的涤纶HMLS纤维与LS、H人项型工业用丝作了比较，结果表明:HMLS纤维需要较高的纺丝速度，以获得高度预取向的原丝，其声速取向因子在0.25~0.35之间。而对高粘度样品，纺丝速度降低，但牵伸温度增加，牵伸倍数降低，其主要取决于结晶与松驰的竞争结果。随着纺丝速度的提高，纤维的尺寸稳定性明显提高。对月玉让S进行认叭XS、SAxS、声速、DSC等测试研究其超分子结构、结果表明HMLS纤维具有高结晶度、高取向度、较低的晶粒尺寸、高结构规整性、其力学性能则表现为高模量、较高强度、低伸长、低收缩、高中间模量、高应力放大比。另外，利用橡胶弹性理论研究其收缩过程，其网络交联度高。内应力大，其缚结分子不仅高且随拉伸形变保持率也高。利用收缩一声速联合测试以研究其收缩特征为：高起始收缩温度、低收缩率。