以民用腈纶为前驱体制备大丝束炭纤维已经成为当今世界炭纤维产业发展的一个重要方向。预氧化是炭纤维制备工艺中的一个中间工序,也是影响炭纤维产品质量和产量的关键工序之一。并且预氧化纤维也可作为一个独立产品用于纺织后加工,生产各类阻燃织物与服装,如炼钢服、消防服、防化服等；也可用作耐热材料、耐腐蚀材料、过滤材料、密封材料等。开展大丝束预氧纤维制备研究,无论对制造大丝束炭纤维还是用于纺织后加工都具积极意义。利用民用腈纶制备的阻燃纤维在限氧指数方面弱于炭纤维专用聚丙烯腈(PAN)原丝制备的阻燃纤维。而炭纤维专用原丝的成本较高,对于腈纶阻燃纤维的推广应用造成了一定阻碍。因此一些相关公司寻求选择成本较低的民用腈纶制备阻燃纤维的途径。然而,目前国内利用民用腈纶制备阻燃纤维的技术存在一定的技术缺陷,主要表现在两个方面：(1)腈纶预氧化的过程中大量集中放热,造成纤维熔并变硬、甚至断裂等现象,使力学性能降低；(2)当前设备在腈纶的均匀预氧化方面还有很多不足。由于腈纶大分子中含有腈基基团,其具有较高的反应活性,可以通过化学及物理手段对民用腈纶进行改性,以达到改善其放热性能,提高纤维阻燃性能的目的。同时,本课题将利用本实验室的炭纤维原丝专用预氧化设备,以改性腈纶为前驱体进行制备阻燃纤维的研究。实验中对腈纶及其改性纤维的密度、直径、力学性能、热学性能和限氧指数(LOI)等参数进行了表征测试。通过对未改性腈纶与不同改性条件下的改性丝,和未改性丝与改性纤维制得的预氧丝的对比研究,得出如下结论：1)经过Gxj-1改性的纤维在预氧化过程中放热峰加宽、放热起始温度提前,放热集中的现象明显减弱。同时纤维的力学性能、密度均获得不同程度的提高。2)连续化实验筛选出的最优化工艺条件为：改性剂浓度8%,改性温度90℃,改性时间3min,各预氧炉温度为215/235/258/282℃。腈纶预氧化时的集中放热现象得到缓解,最终制备的阻燃纤维拉伸强度达到0.25GPa,限氧指数达到40以上。在目前的设备基础上可进行扩大生产实验,该研究课题具有广阔的工业应用前景。