在碳纖維的世界里，PAN基碳纖維和瀝青基碳纖維是兩種截然不同的材料，它們各自有著獨特的特性和應用場景。最常見的碳纖維是PAN基碳纖維，占碳纖維總產量的95%以上。

PAN基碳纖維轉化率在50%至55%之間，主要因其適中的模量和高拉伸強度而被廣泛用于結構增強。相比之下，瀝青基碳纖維的轉化率約為80%或更高，能夠達到遠超PAN基碳纖維的模量，同時在導電性和導熱性方面也表現出色。

PAN基碳纖維生產過程中，由于碳產率較低，需要配置更大的廢氣處理系統。PAN和瀝青的廢氣成分差異很大，PAN廢氣中包含HCN（氫氰酸），而瀝青碳纖維工藝幾乎不釋放HCN。瀝青廢氣的主要成分是CO、CO2和H2，而PAN廢氣的主要成分是HCN、NH3、CO、CO2和H2。兩種工藝都會產生一些焦油和炭。

       在殘留物方面，硫是瀝青碳纖維中常見的天然殘留物，而PAN碳纖維的硫殘留僅在使用DMSO作為溶劑且脫硫不完全時才會出現。硫在PAN中不受歡迎，因為會導致高低溫爐中的金屬粉化和腐蝕。相比之下，瀝青中的硫在極高溫度（>2500°C）下才可能成為問題，對設備的影響較小。

PAN基碳纖維還可能殘留鈉，這源于紡絲過程中使用的硫氰酸鈉溶劑（部分公司采用NaSCN技術路線）。鈉殘留會在高溫爐中反應生成有毒的氰化鈉。對于兩種前體，了解紡絲過程中殘留物的析出和相關反應動力學至關重要，以選擇合適的材料并設計出應對潛在問題的方案。

此外，關于纖維在熱處理過程中物理上析出的物質，瀝青和PAN之間的另一個顯著差異是產生的顆粒物數量。與瀝青析出的顆粒物有限不同，PAN纖維會產生大量必須處理的顆粒物，并且可能需要額外設備如排氣煙囪處的袋式除塵器來捕獲這些顆粒物。

        為了使PAN基碳纖維達到最高模量，需要使用超高溫爐進行進一步熱加工，這增加了設備成本。而瀝青基碳纖維無需此額外步驟即可達到更高的模量，因為它在初始階段就比PAN更有序。

為了獲得優異的機械性能，PAN與瀝青不同，必須通過穩定化和碳化進行牽伸。這種牽伸引入了額外的設備（張力架），并且根據這些設備原產國的不同，可能需要特殊的出口許可證。而瀝青基碳纖維的性能在紡絲過程中就已經確定，無需牽伸。

在加工過程中，PAN基碳纖維可以支撐遠超自身重量的負荷，無需額外支撐。而瀝青基碳纖維在加工過程中需要支撐，通常直接紡到帶上，然后送入穩定化烘箱，形成非織造氈。

瀝青基碳纖維的絲束單絲數量通常小于2k，而PAN基碳纖維的絲束單絲數量范圍很大，從1k到600k不等。盡管PAN紡絲工藝難度較大，但已廣為人知并用于大規模生產。相比之下，瀝青基碳纖維的純化和紡絲過程更難掌握，尚未被充分理解和廣泛應用。

這場碳纖維界的“雙雄對決”，究竟誰將在未來大放異彩？這不僅取決于技術的進步，還與市場需求和應用場景密切相關。

你更看好哪一方？歡迎留言分享你的看法！