聚丙烯腈是制造碳纖維原絲的重要材料之一，現(xiàn)在，將近90%的碳纖維是用聚丙烯腈纖維制造的。預氧化是制造過程中非常重要的一個環(huán)節(jié)，它能使線型分子鏈轉化為耐熱的梯型結構，而在高溫炭化時不熔不燃，保持纖維形態(tài)，從而得到高質量的碳纖維。下面就詳細來講一下。
 

（圖示：碳纖維）
 

　　在預氧化過程中，聚丙烯腈纖維顏色從白經(jīng)黃、棕色的變化之后，逐漸變黑，表明其內部發(fā)生了復雜的化學反應。化學反應有這樣幾種：環(huán)化反應、脫氫反應和氧化反應。未環(huán)化的聚合物鏈或環(huán)化后的雜環(huán)均可由于氧的作用而發(fā)生脫氫反應。除了脫氫之外，同時氧還直接被結合到預氧絲的結構中去。若纖維被充分預氧化的話，預氧絲中含氧甚至可高達16%~23%，但一般來說，要控制在6%~12%之間，太多了不好。

 

　　在預氧化過程中放熱反應是最主要的反應，放熱總量最高可以達到1000kca/kg,這些熱量必須馬上消散掉，不然溫度過高的話會導致纖維斷裂，整個制作過程也算是失敗了。所以這是個很關鍵的技術問題。在預氧化過程中還會有較大的熱收縮反應，一種原因是聚丙烯腈原絲自身的收縮反應，還有一種原因是環(huán)化過程中產生化學收縮。為了用聚丙烯腈原絲制得性能更好的碳纖維，要保持好分子主鏈結構對纖維軸的擇優(yōu)取向，氧化過程中還必須對纖維施加張力，實行多段拉伸。