在预氧化过程中，很多研究者认为环境中的氧很难进入到纤维内部是一种物理阻隔。但是从化学角度看，环化反应是氧化反应的前提条件，PAN纤维中生成的环化结构是发生氧化反应的基础，且从物理方面来看氧气分子是极小的，由此推测纤维表层阻碍氧进入芯部是一种化学阻隔，而非物理阻隔。
选取两种不同的样品，为了使两种纤维样品的烯胺结构含量不同，将PAN原丝进行预处理，由于在惰性气氛热处理时PAN纤维中烯胺结构含量在从210℃开始迅速增加，1#和2#样品预处理条件分别为在惰性气氛下190℃和230℃热处理12h，再将预处理过的PAN纤维进行相同条件的空气气氛下的热处理，温度为230℃，时间为1h。将两种纤维样品进行核磁测试，可以得到图1。将得到的核磁谱图进行分峰处理，可得出，两种样品核磁谱图中特征峰的相对含量。
图11#和2#样品的核磁谱图
表1 1#和2#样品中155ppm和176ppm处特征峰相对含量
| | 1# | 2# |
| W155/% | 15.48 | 19.05 |
| W176/% | 3.91 | 4.87 |
表1中列出了1#和2#样品中代表烯胺结构的155ppm处特征峰的相对含量分别为15.48%和19.05%，代表氧化反应程度的176ppm出特征峰相对含量分别为3.91%和4.87%。1#样品中烯胺结构含量相对较低，相应的其氧化程度也较2#样品低。将两种样品进行包埋，利用切片机进行切片，并在光学显微镜下观察两种样品径向结构的差异。图2为两种样品的径向结构照片。
图2 1#和2#样品的径向结构照片
对比两个样品的径向结构照片，可以发现两种纤维都出现了芯部预氧化程度较低的情况，1#纤维的径向结构较均匀，2#纤维出现明显的“皮”“芯”分层现象。这与前面的推测相吻合，由此从化学结构角度提出预氧化过程中PAN纤维径向结构的形成机理。
预氧化过程中，氰基发生反应形成亚胺结构的同时，亚胺结构向烯胺结构转变，且在氧气的促进作用下转变的越多；由于与其他结构相比烯胺结构容易被氧化，纤维表层的烯胺结构不断与氧发生反应，导致扩散到纤维内部的氧较少，从而形成内部预氧化程度较低的不均匀的径向结构。
应助达人
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