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碳纤维因其优异的力学性能在诸多领域中得到广泛的应用。作为PAN基碳纤维前驱体的PAN原丝,其性能和品质是提高PAN基碳纤维力学性能的关键。原丝的力学性能与取向规整度密切相关,而纤维的取向是在牵伸过程中形成的,因此有必要探究影响纤维可牵伸性的因素,从可牵伸性入手研究PAN原丝的力学性能变化。目前针对可牵伸性的研究较少,仅从某些纺丝液聚合条件的改变中发现可牵伸性发生了变化,并未深入探究影响可牵伸性的结构因素。初生纤维作为牵伸的对象,其结构必然会对可牵伸性造成影响。而初生纤维的结构除了受凝固浴温度、浓度及牵伸等外界因素的影响外,还受到纺丝液的本质特征—其粘弹性的影响。因此本文通过对纺丝液粘弹性—初生纤维结构—纤维可牵伸性—纤维取向及力学性能之间相关性的建立,得出以下结论:1、初生纤维的皮芯结构、孔隙、均质性、结晶度等会综合影响纤维的可牵伸性。由凝固浴温度得到的初生纤维结构对纤维可牵伸性的影响因素与凝固浴浓度的相同。影响纤维可牵伸性的结构会在纺丝过程中遗传和继承,进而对纤维在高压蒸汽牵伸处的可牵伸性。2、纺丝液粘性与其初生纤维可牵伸性之间存在负相关性,在诸多影响因素中,结晶度增大是纤维可牵伸性下降的主要原因。随纺丝液粘性提升,纺丝液粘度从2000泊升至2500泊时,纤维的结晶度迅速升高且纤维的可牵伸性随之下降;纺丝液粘度从2500泊升至5000泊时,纤维的结晶度升高幅度缩小且纤维的可牵伸性也有所下降。纺丝液弹性与其初生纤维可牵伸性之间也存在相似的负相关性。随弹性升高,其初生纤维结晶度升高,可牵伸性下降。3、PAN溶液体系亲水性提高,有效减缓溶液凝固过程中的相转变,有利于自结晶倾向明显的PAN大分子形成结晶,从而提高了初生纤维的结晶度,纤维的可牵伸性下降。4、不同粘弹性的PAN溶液体系,在相同的凝固条件下,具备不同的牵伸-取向行为,低粘度的溶液体系,不仅具有较好的纤维可牵伸性,而且其取向随牵伸倍率呈持续平稳增长。在相同牵伸条件下,可牵伸性较好的纤维因取向效率低导致纤维取向度低,拉伸模量随之降低。