彩色棉纺织品具有天然色泽、环保舒适，是一种绿色环保纤维。然而彩色棉纤维色泽不稳、色系不全、品质较差制约了彩色棉产品的发展。对彩色棉纤维结构性能的深入研究，有助于改善纤维性能的不足，提高天然彩色棉纤维的产品竞争力。近年来学者对天然彩色棉纤维结构性能以及色素结构作了广泛研究，然而在彩棉色素与纤维素的结合关系、色素的组分结构鉴定等方面，还未有明确的结论。离子液体是一种具有“绿色化学”称号的新型纤维素溶剂，具有低温熔融、热稳定性好、可设计性强等优点。本文以天然彩色棉纤维为研究对象，主要做了以下方面的探索。研究了天然彩色棉纤维在[BMIM]Cl（1-丁基-3-甲基咪唑氯盐）离子液体中的溶胀与溶解现象差异，探讨了不同的预处理方式、温度、时间等因素对溶解的影响。研究发现，天然彩色棉纤维在离子液体中能够产生不匀性的球形膨胀，继而溶解。棕棉、绿棉和白棉纤维的溶解性能存在差异。棕棉纤维色素物质不均匀分布在纤维中腔，未随着纤维的溶胀而发生转移。绿色棉纤维色素物质分布于整个次生胞壁内，并且随着纤维的溶胀而向外层扩散。经过碱处理和酶处理后纤维的溶胀程度都有所增大，同时酶处理改变了纤维的溶胀类型，即不均匀球形溶胀转化为均匀溶胀。酶处理后绿棉纤维的溶解性能优于其他纤维。纤维溶胀过程受温度影响较大，升高温度，纤维的溶胀程度加剧，达到极限溶胀尺寸的时间相应缩短。采用黏度法、红外光谱(FTIR)、X射线衍射、热重（TG）、差示扫描量热法(DSC)等对彩棉再生前后纤维素的聚合度、化学结构、结晶结构、热稳定性进行分析并借助扫描电镜对再生纤维素截面结构进行观察。研究发现溶解过程中棉纤维的聚合度均有不同程度的下降。棉纤维的[BMIM]Cl离子液体中的溶解过程属于直接溶解，未发生明显的纤维素衍生化。再生纤维素结晶衍射峰强度降低，无定型区增大。同时再生纤维素的热稳定性整体下降，棕棉溶解后热稳定性下降最为显著。再生纤维素内部结构致密均匀，无空隙。研究发现，[BMIM]Cl离子液体可以对棕棉再生纤维素中色素物质有效提取，离子液体辅助提取物组分明显多于水提取组分，提取到了常规水浸提方法提取不到的物质。[BMIM]Cl离子液体对水提取的棕棉色素具有明显的相互作用，显示两者具有较好的亲和性。离子液体辅助提取物的色谱峰中馒头峰物质在500nm处具有更强的吸收，物质的有色特性更加明显。[BMIM]Cl离子液体辅助提取法提取不到一些水能够提取到的物质，如保留时间为1.43min和2.33min的水提取棕棉色素物质。水提取与离子液体辅助提取，两种提取方法具有较好的互补性。