我们一再强调，超细高强高模碳纤维的开发工作具有非常重要的价值，为实现纤维的这些性能指标，必须一方面提高合成共聚物相对分子质量的同时，另一方面降低纺丝工艺最终丝条的直径水平。本论文从合成高分子量的悬浮聚合与沉淀聚合两种聚合工艺出发，利用最佳共聚工艺合成的聚合物进行不同条件的，经历不同历史过程的溶胀溶解过程，并借助分子量分布及第四统计理论分析粒径均匀性，从多角度比较系统的对比溶解的历史效应对纺丝液流变性的影响规律。再结合前人悬浮聚合产品湿纺工艺的优点，摸索对于悬浮产品最佳的凝固条件及后期牵伸、水洗、致密工艺，通过对比借鉴逐步探索沉淀产物的湿法纺丝工艺，以下是我的主要工作内容：1、利用前人最佳的悬浮及沉淀聚合工艺，合成不同分子量的两种机理下的共聚产物，分别将每种聚合产品经历不同温度，不同溶解时间，添加不同溶剂，改变配置固含量，变换剪切手段等各种复杂的历史过程，并对比两者分子量分布宽窄，借助第四统计理论分析粒径均匀度，系统对比两种聚合机理下的产物接受不同历史效应对其流变规律的影响。2、总结文献并参考实验室前辈的经验，通过对比两条湿纺工艺，探索出一条最适宜悬浮聚合产物的纺丝路线，研究原丝经历不同纺丝阶段的机械性能及表面形貌，归纳出一条比较理想的悬浮聚合高分子量PAN的凝固工艺，以及后期的水洗、致密及蒸汽牵伸工艺，为后面沉淀产物湿纺工艺的摸索提供了参考。本章节详细考量了蒸汽牵伸工艺对丝条各方面物理机械性能的影响，丝条强度随汽牵倍率的变化分为三个阶段：即缓慢上升区，急剧增大区和相对平稳区，并利用第四统计理论分析牵伸过程中牵伸较大链段和牵伸不大链段群子的竞争，最后证实，随着牵伸倍率的提高，体系倾向于牵伸程度大的链段相互聚集和牵伸不大的链段相互聚集，而且随蒸气牵伸的进行，体系中群子向高牵伸链段群子转移。3、悬浮产物的湿法纺丝工艺不能成功应用到沉淀产物上面，虽然丝条有一定的强度，但是表面出现严重的竹节、鱼鳞等破裂现象。一方面是由于过大的剪切力使高聚物发生挤出破裂，另一方面沉淀产品分子量分布太宽，影响出口Barus效应的大分子链段数目较多，加强了出口膨胀效应，造成凝固过程不稳定。通过降低计量泵推送速度来减小剪切应力，以及降低纺丝液固含量来减小单位空间内长分子链数目可以明显消除纺丝细流的出口破裂现象。同时采用多级凝固浴预牵伸能有效的提高纤维强度，为后期的大比例牵伸起到一个铺垫作用。4、通过总结文献内容，确定湿法纺丝的工艺范围，给高分子量沉淀共聚产物进行三因素四水平的正交实验，利用正交手段，对比直径、强度、异形度、断裂伸长率、结晶度、结晶尺寸的加和平均取极差，总结出三条最佳的凝固工艺条件，并分别分析对于影响各参数性能的最关键影响因素。