聚丙烯腈是一种高分子化合物，可用于制造聚丙烯腈纤维。这种纤维由聚丙烯腈纺制的纤维或丙烯腈含量占85%以上的共聚物纺制而成。而聚丙烯腈原丝是制备高强度碳纤维的基础，在二步法纺丝工艺中，需要对聚丙烯腈粉料进行溶解制成性质均一的溶液才可进行纺丝，因此原液性能的好坏决定了后续聚丙烯腈原丝的结构和性能。利用超声波空化效应强化溶解，可以解决了聚丙烯腈粉料用传统方式溶解周期长、溶液黏度高的问题。

超声波空化效应作用

    超声波方向性好，穿透能力强，易于获得较集中的声能。超声波空化效应在普通工业清洗中，指液体介质中由于超声的物理作用，致使局部暂时形成负压区，进而在液体中产生空泡或气泡，由于空泡是一种非稳定状态，局部应力场会使它们发生膨胀、收缩，甚至突然爆裂，达到工业清洗目的。同时，由此也会在介质内产生局部的高温、高压、射流、发光和放电等现象。借助这种高温、高压等现象促进了聚丙烯腈粉料的溶解。

聚丙烯腈（PAN）超声波强化溶解

    加速溶解

    超声波空化效应作用下液泡会不断产生、增大、崩塌、消失，形成空化现象。空化效应产生的局部高温、高压、射流等物理效应，能够破坏PAN分子间的相互作用力，使PAN分子更容易分散到溶剂中，从而加速溶解进程。

    降低溶液黏度

    通过旋转黏度计测量发现，经过超声处理的PAN溶液黏度相较于常规搅拌溶解的溶液更低。这可能是因为超声波的空化效应破坏了PAN分子间的缠结和聚集，使分子在溶液中的分布更加均匀，从而降低了溶液的黏度。

    根据文献研究结果表明，超声波空化效应释放能量会对分子链结构产生影响，由于高分子溶液的高黏度特性，有强烈瞬态空化效应的超声前期相对时间极短，不足以对整个系统带来明显影响，反而随着处理时间的持续增加，稳态空化效应依然可以释放能量，最终累积现象表现为分子链结构的变化。这些发现对于材料科学和化工生产具有重要的理论和实际意义。