碳纤维的产品质量由原始纤维的结构和性能决定，而聚丙烯腈原丝的性能又受着聚合过程各种因素的制约。在聚丙烯腈基碳纤维的生产制备过程中，作为整个制造的起始步骤，聚合工艺是决定聚丙烯腈基碳纤维产品性能的关键。本文首先介绍了聚丙烯腈原丝聚合的工艺流程及工艺原理。概括而言，DMSO法聚丙烯腈原丝装置聚合单元主要特点包括：1、采用二甲基亚砜作为溶剂。聚合控制稳定，沸点与水差别大，易精馏回收。2、采用偶氮类自由基引发的溶液聚合机理。聚合条件为中温常压，生产危险性小；聚合产物分子量高，支化程度低，不易产生凝胶及副反应。3、采用间歇主聚合、连续后聚合、过滤及脱挥的聚合方式。该方式对较成熟的间歇聚合工艺和平稳性较好的连续聚合工艺作了一定程度的兼顾。4、采用一步法生产工艺。缩短了流程，减少了聚丙烯腈的交联和分子量变化，降低了生产成本，利于原丝产品质量稳定。本文接着研究了以丙烯腈(AN)、丙烯酸甲酯(MA)、甲叉丁二酸(IA)为共聚单体的聚丙烯腈(PAN)原丝自由基溶液聚合工艺。对聚合过程进行深入研究，重点研究聚丙烯腈纺丝液特性的变化，可为高性能产品的制备提供理论指导。研究主要包括如下性能参数：转化率、旋转粘度、增比粘度、分子量特性等；涉及的原料和工艺条件主要包括助剂用量、主反应温度、单体投料浓度、二元、三元溶液聚合比较、回收溶剂以及国内外溶剂对比的使用。通过性能参数的对比，发现聚合釜B在工艺控制方面更加容易，中控数据体系粘度较均匀，产品分子量分布较窄，设备运转情况正常，聚合釜B更加适合聚合工业化生产。二元、三元溶液聚合相比，三元聚合更加优异。通过对工艺条件调整，发现：1、聚合前期温度升高，转化率增高，旋转粘度降低；2、投料粘度提高，转化率、旋转粘度、增比粘度都会提高；3、提高终止剂和引发剂粘度，会降低旋转粘度和增比粘度。根据对上述不同影响因素的实验，基本确定了较好的工艺条件范围。此后实验针对使用回收溶剂和国内外溶剂展开，发现：1、使用回收溶剂溶剂不会对产品性能造成明显不利影响，对降低成本起到很大作用。2、国外溶剂有机杂质少，使聚合液质量更加优质。