在碳纤维的世界里，PAN基碳纤维和沥青基碳纤维是两种截然不同的材料，它们各自有着独特的特性和应用场景。最常见的碳纤维是PAN基碳纤维，占碳纤维总产量的95%以上。

PAN基碳纤维转化率在50%至55%之间，主要因其适中的模量和高拉伸强度而被广泛用于结构增强。相比之下，沥青基碳纤维的转化率约为80%或更高，能够达到远超PAN基碳纤维的模量，同时在导电性和导热性方面也表现出色。

PAN基碳纤维生产过程中，由于碳产率较低，需要配置更大的废气处理系统。PAN和沥青的废气成分差异很大，PAN废气中包含HCN（氢氰酸），而沥青碳纤维工艺几乎不释放HCN。沥青废气的主要成分是CO、CO2和H2，而PAN废气的主要成分是HCN、NH3、CO、CO2和H2。两种工艺都会产生一些焦油和炭。

       在残留物方面，硫是沥青碳纤维中常见的天然残留物，而PAN碳纤维的硫残留仅在使用DMSO作为溶剂且脱硫不完全时才会出现。硫在PAN中不受欢迎，因为会导致高低温炉中的金属粉化和腐蚀。相比之下，沥青中的硫在极高温度（>2500°C）下才可能成为问题，对设备的影响较小。

PAN基碳纤维还可能残留钠，这源于纺丝过程中使用的硫氰酸钠溶剂（部分公司采用NaSCN技术路线）。钠残留会在高温炉中反应生成有毒的氰化钠。对于两种前体，了解纺丝过程中残留物的析出和相关反应动力学至关重要，以选择合适的材料并设计出应对潜在问题的方案。

此外，关于纤维在热处理过程中物理上析出的物质，沥青和PAN之间的另一个显著差异是产生的颗粒物数量。与沥青析出的颗粒物有限不同，PAN纤维会产生大量必须处理的颗粒物，并且可能需要额外设备如排气烟囱处的袋式除尘器来捕获这些颗粒物。

        为了使PAN基碳纤维达到最高模量，需要使用超高温炉进行进一步热加工，这增加了设备成本。而沥青基碳纤维无需此额外步骤即可达到更高的模量，因为它在初始阶段就比PAN更有序。

为了获得优异的机械性能，PAN与沥青不同，必须通过稳定化和碳化进行牵伸。这种牵伸引入了额外的设备（张力架），并且根据这些设备原产国的不同，可能需要特殊的出口许可证。而沥青基碳纤维的性能在纺丝过程中就已经确定，无需牵伸。

在加工过程中，PAN基碳纤维可以支撑远超自身重量的负荷，无需额外支撑。而沥青基碳纤维在加工过程中需要支撑，通常直接纺到带上，然后送入稳定化烘箱，形成非织造毡。

沥青基碳纤维的丝束单丝数量通常小于2k，而PAN基碳纤维的丝束单丝数量范围很大，从1k到600k不等。尽管PAN纺丝工艺难度较大，但已广为人知并用于大规模生产。相比之下，沥青基碳纤维的纯化和纺丝过程更难掌握，尚未被充分理解和广泛应用。

这场碳纤维界的“双雄对决”，究竟谁将在未来大放异彩？这不仅取决于技术的进步，还与市场需求和应用场景密切相关。

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