原丝的结构和性能直接影响到碳纤维的质量，而聚丙烯腈原丝的性能又受着共聚单体等因素的制约。在聚合物中加入一定的共聚组分，在制取碳纤维时可使反应活化能降低，有利于促进环化和交联，缓和预氧化放热反应，改善纤维的致密性和均匀性，且能减少主链的断裂机会，保证碳纤维强度。因此，从聚丙烯腈合成着手，确定不同的共聚单体对聚丙烯腈结构与性能的作用，进行聚丙烯腈原丝的研制是非常有必要的。 本论文从不同单体配比的PAN共聚物以及原丝和预氧丝的结构入手，结合课题组的现有研究条件与基础，借助固体<13>C-NMR、FT-IR、DSC、TMA、XRD和元素分析等手段研究共聚单体对PAN共聚物、原丝及相应的预氧丝结构与性能的影响。研究发现：IA增多，溶液粘度随之增加；MA增加，溶液粘度随之下降；衣康酸越多，即溶液的刚性增大，聚合物溶液的内耗反而越小，溶液体系弹性逐渐成主导地位；MA越多，聚丙烯腈纺丝溶液的G’减小的幅度大于G”减小的幅度。说明体系以粘性为主导地位。加入IA或MA单体，都起到了调控了大分子链的规整度的作用，降低大分子链间的内聚能并适当降低结晶度，晶粒尺寸变小。但是IA的影响作用要大于MA的影响。加入IA，刚性基团-COOH，使聚合物分子链刚性提高，链段运动困难，Tg提高； 加入MA，使聚合物柔性增加，链段容易运动，Tg降低。加入IA，纤维的失重变小，说明IA起到促进环化作用，IA的增多，环化程度变大，IA起到促进环化作用，环化越快，晶粒尺寸变小的速度就越快。提高体系稳定性，而加入MA，也可以提高体系的热稳定性，有可能是MA参与环化。在预氧化过程中首先发生的脱氢反应，再发生环化反应。二元组分和三元组成预氧化过程都是先发生脱氢，后发生环化反应。添加少量第三单体IA对立构规整度基本没有影响，其立构规整性仍为无规状态。加入MA后，共聚物的杂同结构增加。环化的起始温度(TS)和放热峰温度(Tp)随着PAN共聚物中IA的含量增多而降低。