聚丙烯腈基碳纤维具有高比强度、高比模量、质量轻、耐高温等一系列优异的性能,广泛应用于航空航天、国防以及国民经济的各个领域。目前制约我国碳纤维产业发展的瓶颈是聚丙烯腈原丝的质量不过关,对聚丙烯腈纺丝溶液流变性能的研究有助于纺丝工艺的优化,对提高原丝质量具有重要的意义。本论文对丙烯腈与衣康酸二元共聚物/二甲基亚砜纺丝溶液的流变性能进行了较为系统的研究。采用高级旋转流变仪测试了不同条件下聚丙烯腈纺丝溶液的稳态流变和动态流变性能,讨论了稳态条件下温度、溶液浓度、聚丙烯腈分子量以及剪切速率对纺丝溶液的表观粘度、零切粘度、非牛顿指数、结构粘度指数的影响。结果表明聚丙烯腈溶液的表观粘度和零切粘度及随着分子量和浓度的增大而增大,随温度的增大而减小,而聚丙烯腈溶液的非牛顿指数随分子量和浓度的增大而减小,随温度的升高而增大。通过对实验数据的拟合得到了分子量和溶液浓度与零切粘度之间的经验公式,聚丙烯腈/DMSO溶液的零切粘度与分子量的4.03次方成正比,而与浓度的6.19次方成正比。聚丙烯腈溶液的结构粘度指数随分子量的升高而增大,表明聚丙烯腈的分子量越大其可纺性越差。同时在动态条件下研究了聚丙烯腈溶液的动态粘弹性能,通过时温等效原理计算了不同分子量聚丙烯腈溶液的活化能,结果表明聚丙烯腈溶液的表观活化能E。随着分子量的增大而减小。此外本论文还制备了Cu2+、Ni2+、Mg2+三种金属离子与聚丙烯腈共聚物的络合溶液,重点研究了上述几种金属离子对聚丙烯腈纺丝溶液流变性能的影响,结果表明金属离子与聚丙烯腈的络合能力大小顺序为Cu2+>Ni2+>Mg2+,同时络合物溶液的粘度和模量都与其络合能力成正比,且溶液的结构粘度指数也随金属离子络合能的增加而增大。研究结果还表明金属离子的加入会降低聚丙烯腈溶液的表观活化能Ea,即金属离子的络合作用使溶液对温度的敏感程度下降,金属离子的络合能力越强,则表观活化Ea能降低越大,其中含有铜离子的聚丙烯腈溶液的活化能E。下降最显著。