碳纤维具有高强高模、耐高温、耐腐蚀等一系列的优异性能，作为一种高性能的结构材料目前已被广泛的应用在各个领域。我国与国外的碳纤维质量差距巨大，特别是高性能PAN原丝方面的工作还比较欠缺，究其原因，原丝是其瓶颈。一般说来，通过控制纺丝原液的聚合以及纺丝工艺可以提高碳纤维前驱体的性能，然而由于种种相互矛盾的原因，仅仅依靠传统的聚合及纺丝工艺，原丝是难以同时具备各种优良性能的。鉴于此原因，出现了一种新的工艺——前驱体纤维纺后处理工艺(Post-Spinning Modification)。纺后处理，顾名思义，即对已经纺制好的成品原丝进行一些后期处理。这些处理将影响纤维的稳定化机制，引起超分子结构的改变。首先本课题针对PAN碳纤维前驱体纤维中残留溶剂对纤维产生的一些负面影响，以纺后处理的方式对具有较高残留溶剂含量的成品PANCF原丝进行补充水洗，采用一种新的水洗方法——筒管离线式水洗法进行水洗，然后进行氧化碳化，研究这种洗涤方式对原丝中残留溶剂的影响，对原丝性能及成品碳纤维性能的影响。研究发现：这种纺后处理是一种行之有效的洗涤方法，它以不大的洗涤水量，大大降低了原丝中残留溶剂的含量；随着水洗时间的延长，DMSO含量逐渐降低，而对原丝强度、取向度几乎没有影响；随着原丝中DMSO含量的降低，其成品碳纤维的强度得到了提高。本课题对原丝采取的第二个纺后处理是同样采用上述高效水洗设备，将高锰酸钾溶液均匀浸入PAN原丝内部，进行化学改性，然后将未改性和改性两种原丝分别进行氧化碳化，利用IR、DSC、X-衍射、SEM、元素分析、TEM等一系列分析方法对它们及其在预氧化及碳化过程中产生的变化进行对比，研究高锰酸钾化学改性对PAN纤维的影响。结果表明：高锰酸钾作为催化剂，能够促进原丝氧化、环化；改性纤维比未改性纤维的环化放热量减少了35.4％，纤维在稳定化过程中放热缓和，避免了丝条的温度骤升和局部蓄热过多，保证了纤维的质量，提高了碳纤维的质量。氧元素随高锰酸根离子扩散进入纤维内部，有利于预氧化的充分进行，能有效避免鞘芯结构的产生，从而得到结构均一的碳纤维；高锰酸钾提高了原丝的结晶度和取向度，结构更加规整有序，为制备高性能碳纤维奠定了良好的基础；与未改性成品碳纤维相比，经高锰酸钾化学改性后的成品碳纤维其表面形貌明显光滑；而且强度提高了36.6％，