孔口脹大是粘彈性高聚物的特性，是由高聚物彈性引起的，這種彈性形變包括入口處的速率梯度所引起的入口彈性形變，以及毛細(xì)管中剪切應(yīng)力所引起的剪切（垂直）速率梯度所引起的彈性形變。當(dāng)其他條件不變時(shí)，隨著負(fù)拉伸的降低，軸向拉伸應(yīng)力增大，毛細(xì)管外部流體中的平行速率梯度增大。根據(jù)能量守恒原理，所增加的這部分動(dòng)能是由一部分本應(yīng)沿徑向釋放的彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化而來(lái)，因而使得樣品的膨脹效應(yīng)減弱，膨脹比減小；同時(shí)樣品在凝固浴中的停留時(shí)間變短，它與凝固浴界面處的相互作用也隨之減弱，絲條的溶脹作用減弱，也有利于減弱孔口脹大效應(yīng)。隨著負(fù)拉伸減小，沸水收縮率逐漸增大。這是因?yàn)樵谀淘≈械某跎z條，由于凝固浴溫度未超過(guò)纖維的玻璃化溫度，其分子鏈基本仍處于蜷曲、松散無(wú)規(guī)狀態(tài)，此時(shí)取向很低；隨著負(fù)拉伸的減小，拉伸應(yīng)力逐漸增大，在拉伸應(yīng)力作用下，位于非晶區(qū)的鏈段能部分沿軸向取向；同時(shí)由于纖維內(nèi)部水分子的作用，使分子間作用力大大減弱，易于拉伸取向；另外負(fù)拉伸越小使得孔口效應(yīng)越弱，初生纖維纖度越細(xì)，包含的內(nèi)部微孔也越少，分子鏈的排列也越有序，越利于施加拉伸，故取向程度也越高。
初生纖維的凝固取向機(jī)理有兩種：①?lài)娊z孔毛細(xì)管內(nèi)的剪切速率梯度和軸向速率梯度凝固后取向；②紡絲線張力冷拉伸已凝固的絲條從而使分子鏈取向。拉伸時(shí)，由于外加張力對(duì)PAN大分子的作用，使其在凝固時(shí)大分子容易取向析出，有利于絲條得到更高的結(jié)晶度。在紡絲速度一定的條件下，施加負(fù)拉伸相當(dāng)于PAN絲條在凝固液中停留了更多的時(shí)間，而凝固時(shí)間增大有利于結(jié)晶度的升高；隨著負(fù)拉伸的降低，雖然凝固時(shí)間縮短使初生纖維結(jié)晶度有降低的趨勢(shì)，但由于外加張力對(duì)大分子的拉伸取向作用增大，使分子有序排列程度增加，結(jié)果使得初生纖維的結(jié)晶度增大，晶粒尺寸也不斷增大。凝固浴中剛成形的初生絲條具有多孔的微纖網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。由于凝固浴溫度未超過(guò)纖維的玻璃化溫度，分子鏈的排列很隨機(jī)、雜亂無(wú)章，基本仍處于蜷曲、松散無(wú)規(guī)狀態(tài)，內(nèi)部微孔很多，結(jié)晶度和取向度都很低，此時(shí)水的滲透很容易，故凝固速率很大。負(fù)拉伸越低，孔口效應(yīng)越弱，初生纖維纖度越細(xì)，包含的內(nèi)部微孔也越少，分子鏈的排列也越有序，而內(nèi)部空洞數(shù)量的減少和結(jié)晶度的增大使得水的滲透變得困難；另外負(fù)拉伸越低，對(duì)絲條的拉伸張力越大，張力阻礙了聚合物鏈段的運(yùn)動(dòng)能力，因而組分的擴(kuò)散被阻止了，使得凝固速率降低，有利于形成結(jié)構(gòu)均勻致密的初生絲。
孔隙率越大，沸水收縮率越低，非晶區(qū)取向度越差。這是因?yàn)闈窦彸跎z具有多孔的微纖網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，其取向包括微纖對(duì)纖維軸的取向和微纖內(nèi)部的分子取向。內(nèi)部微孔越多，分子鏈的排列越隨機(jī)、越雜亂無(wú)章，越不利于施加拉伸，故取向度越低。
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