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。當其他條件不變時，隨著負拉伸的降低，軸向拉伸應(yīng)力增大，毛細管外部流體中的平行速率梯度增大。根據(jù)能量守恒原理，所增加的這部分動能是由一部分本應(yīng)沿徑向釋放的彈性勢能轉(zhuǎn)化而來，因而使得樣品的膨脹效應(yīng)減弱，膨脹比減小；同時樣品在凝固浴中的停留時間變短，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)。隨著負拉伸減小，沸水收縮率逐漸增大。這是因為在凝固浴中的初生絲條，由于凝固浴溫度未超過纖維的玻璃化溫度，其分子鏈基本仍處于蜷曲、松散無規(guī)狀態(tài)，此時取向很低；隨著負拉伸的減小，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；另外負拉伸越小使得孔口效應(yīng)越弱，初生纖維纖度越細，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理有兩種：①噴絲孔毛細管內(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，由于外加張力對PAN大分子的作用，使其在凝固時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，施加負拉伸相當于PAN絲條在凝固液中停留了更多的時間，而凝固時間增大有利于結(jié)晶度的升高；隨著負拉伸的降低，雖然凝固時間縮短使初生纖維結(jié)晶度有降低的趨勢，但由于外加張力對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纖維的玻璃化溫度，分子鏈的排列很隨機、雜亂無章，基本仍處于蜷曲、松散無規(guī)狀態(tài)，內(nèi)部微孔很多，結(jié)晶度和取向度都很低，此時水的滲透很容易，故凝固速率很大。負拉伸越低，孔口效應(yīng)越弱，初生纖維纖度越細，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；另外負拉伸越低，對絲條的拉伸張力越大，張力阻礙了聚合物鏈段的運動能力，因而組分的擴散被阻止了，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。這是因為濕紡初生絲具有多孔的微纖網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，其取向包括微纖對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、越雜亂無章，越不利于施加拉伸，故取向度越低。
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