以沥青基碳纤维生产工艺流程为主线，对沥青基碳纤维的原料种类进行归纳总结，并探讨常用的原理预处理的方法及操作原理；从分子结构演变角度阐释沥青前驱体调制的反应路径，详述各向同性和中间相沥青的形成过程及其调控机理；对熔融纺丝的基本原理、调控因素以及纤维构型等展开总结讨论，并对预氧化、炭化和石墨化的反应机理和调控方法进行深入探讨，剖析沥青基碳纤维未来的发展方向。

1)  原料：以煤系、石油系和生物质系物质为原料调制沥青前驱体时，因其反应活性好，通常选用设备简单、操作容易、成本低廉的热缩聚法；而当以萘、甲基萘等纯化合物为原料时，因其反应活性差，需要较高的温度才能引发自由基反应，故通常采用催化合成法。

2）调制：沥青前驱体的调制本质是以氢转移反应和自由基反应并行的液相炭化反应，包括环化、芳构化、低聚和缩聚等复杂的反应过程。芳烃低聚物在高温下缩聚形成稠环芳烃片状大分子的基本结构单元，基本结构单元经过热运动不断聚集，形成聚集体；由于范德华力作用使基本结构单元相互堆叠，形成平行堆积体，进而通过层积、堆积等过程形成基本构筑单元聚集体。基本构筑单元聚集体在不同的反应条件下可以转变为长程无序、短程有序的难石墨化结构，也可以转变为长程有序、短程有序的易石墨化结构。

3）纺丝：熔融纺丝宏观上起到了塑型的作用，通过改变纺丝参数和喷丝板的形状分别可以调节碳纤维的直径和形状；此外，熔融纺丝对中间相沥青前驱体的重排分子作用尤为明显，使得石墨微晶更容易沿轴向一维排列形成有序的石墨晶体结构。

4）预氧化：为了让沥青纤维在炭化过程中不发生融化，需要将沥青纤维从热塑性转变为热固性，即通过轻微的氧化反应，让沥青中的稠环芳烃分子经历氧化、缩合、分解和脱水，从而形成特定的交联结构，最终在纤维结构中生成一定量的含氧官能团。

5）炭化与石墨化：炭化是让预氧化后的纤维经过复杂的化学反应和结构转变形成具有炭材料分子结构特征的碳纤维。炭化过程中，石墨微晶发生重排，非碳原子被移除，碳元素含量进一步升高；经过石墨化后，石墨晶体结构更加完整、取向度更高，使碳纤维向石墨纤维转变，强度性能更加优异。