聚丙烯腈(PAN)由于具有极性较强的氰基使得其熔融温度高于分解温度,因此聚丙烯腈纤维一般只能通过溶液纺丝方法来生产。而溶液纺丝过程中要使用大量的化学溶剂,这些化学溶剂一般都具有毒性或腐蚀性,不仅对环境造成不利的影响,还会使得聚丙烯腈纤维的生产成本大大提高。如果能够通过某种途径实现聚丙烯腈纤维的熔融纺丝,不但节约溶剂消耗和消除由于使用溶剂引起的严重环境污染问题,还可以提高纺丝速度,并进一步降低生产成本。目前聚丙烯腈基碳纤维是各种碳纤维中产量最高、品种最多、发展最快、技术也最成熟品种。优质聚丙烯腈纤维是制取高性能碳纤维的前提条件,但是国内生产的聚丙烯腈原丝质量不过关,严重阻碍国内高性能碳纤维及其复合材料的发展。所以解决原丝制备的关键问题并提出创新性的工艺措施是改变中国碳纤维落后面貌的当务之急。本论文通过添加合适的增塑剂在常规熔融纺丝机上实现了聚丙烯腈的熔融纺丝,然后对熔纺PAN卷绕丝进行后续拉伸及增塑剂萃取等工艺使得聚丙烯腈纤维性能能够达到碳纤维原丝的要求。研究了增塑剂对PAN玻璃化转变温度的影响及PAN增塑熔体的流变性能,结果表明增塑剂的加入可有效降低PAN的玻璃化转变温度,最佳纺丝温度为180℃,在此温度下PAN大分子可在熔融纺丝过程中保持稳定。为了提高最终聚丙烯腈纤维的性能,研究了卷绕速度、及拉伸过程中拉伸方法、拉伸温度、拉伸倍数及其分布、增塑剂去除方法等对PAN纤维力学性能、结晶及取向结构的影响。研究结果表明,最佳一级拉伸倍数为1.6以及最佳一级拉伸温度为60℃,虽然随着卷绕速度纤维的预取向度变化较小,但是对纤维的可拉伸性及最终纤维性能影响较大,当卷绕速度较低时(200m/min),总拉伸倍数可达7倍,随着卷绕速度的提高,纤维可拉伸性下降,总拉伸倍数下降,但不同速度的卷绕丝经过完全拉伸后强度均可达7.0cN/dtex以上。熔融纺丝制得的聚丙烯腈纤维具有很多优异的特点:具有圆形截面,结构较致密,表面光滑,以及皮芯差异小等。这些优点都说明增塑熔融纺丝法制备的聚丙烯腈纤维适合作为碳纤维原丝使用。通过增塑熔融纺丝法制备碳纤维原丝有望大大降低生产成本,从而加速低成本碳纤维时代的来临。