目前,国内企业制备高性能PAN碳纤维的纺丝方法主要是湿法纺丝和干喷湿纺。对于两种纺丝方法制备的PAN纤维结构和性能差异,在后续热氧稳定化过程中纤维结构变化以及最终碳纤维结构与性能差异,其研究成果主要集中在湿法纺丝方面,而干喷湿纺缺少相关理论基础。本文利用XRD、SEM、DSC、FT-IR、Raman、EA等分析技术,以及碳纤维拉伸强度、密度等测试手段。在实验室完全模拟工业化连续生产过程,研究了干湿法和湿法PAN原丝结构与性能差异,热氧稳定化阶段原丝结构变化以及最终碳纤维结构与性能差异,为干湿法相关技术用于工业化生产提供理论基础。通过SEM、DSC和XRD等表征手段,研究了两种纤维的表观形貌、晶态结构和热性能差异。结果表明：湿法PAN纤维表面具有明显沟槽,沟槽延纤维轴方向排列,断面整体呈现参差不齐的锯齿状断裂,具有明显的皮芯结构。干喷湿纺PAN纤维表面光滑,无明显沟槽现象,其断面相对平滑且规整,无明显皮芯结构。干湿法PAN纤维(100)晶面的晶粒尺寸为8.7nm,结晶度为65.1%,取向度为91.7%。湿法PAN纤维(100)晶面的晶粒尺寸为7.7nm,结晶度为55.9%,取向度为82.2%。通过Kissinger方程线性拟合得到两种PAN纤维在N2和空气气氛中的反应活化能。干湿法PAN纤维在N2气氛中的活化能为184.4kJ/mol,空气气氛中的活化能为161.4kJ/mol;湿法PAN纤维在N2气氛中的活化能为166.6kJ/mol,空气气氛中的活化能为156.0kJ/mol。晶区含量更高和结晶取向结构更规整的干湿法PAN纤维需要更高的温度参与热氧稳定化阶段的反应。通过XRD、FT-IR、OM等表征手段,以及纤维体密度和氧含量测试,研究了两种纤维在热氧稳定化阶段化学结构、晶态结构、皮芯结构的变化以及纤维相关性能改变。结果表明：热氧稳定化起始反应温区为210℃-235℃,干湿法PAN纤维在温度低于225℃时,环化反应速率较低,主要集中在纤维非晶区进行,当温度高于225℃后,环化反应速率加快。湿法PAN纤维在此温区环化反应基本平稳进行,且相同温度下环化反应速率高于干湿法PAN纤维。此外,干湿法PAN纤维在此温度区间基本只进行环化反应,相对环化度只有9.9%-37.0%,湿法PAN纤维在此温度区间,相对环化度达到24.1%-50.2%,并伴随着部分氧化脱氢反应的进行。两种纤维晶态结构变化基本相似,晶粒尺寸和结晶度均随着温度的升高呈现先增加后减小的趋势,干湿法纤维在温度为215℃时,晶粒尺寸达到最大值12.6nm,结晶度达到67.9%,湿法纤维在210℃C时,晶粒尺寸达到最大值11.2nm,结晶度达到60.9%。两种纤维体密度在热氧稳定化起始反应阶段变化较小,随着后续热氧稳定化反应的进行,起始反应温度对两种纤维的体密度影响逐渐降低,最终干湿法纤维的体密度在1.360g/cm3左右,湿法纤维的体密度在1.381g/cm3左右。在热氧稳定化终止反应温区为260℃-285℃时,两种PAN纤维环化反应速率逐渐降低,干湿法纤维相对环化度在64.2%-80.3%,湿法纤维相对环化度在68.1%-83.1%,当温度高于280℃时,两种纤维环化反应程度基本相当。两种纤维原有的晶态结构在终止反应阶段基本消失,同时在20≈25.5°出现新的晶态结构,湿法纤维在20≈25.5°的衍射峰强度比干湿法纤维衍射峰强度强。终止反应温度对纤维氧含量和体密度的影响较大,干湿法纤维氧含量为6.2%-8.2%,体密度为1.333-1.397 g/cm3,湿法纤维氧含量为7.4%-8.7%,体密度为1.369-1.410 g/cm3。观察两种纤维在热氧稳定化阶段温度为225℃-270℃时的皮芯结构变化,在当温度低于245℃时,纤维皮芯结构不明显,高于245℃后,纤维皮芯结构加剧。干湿法纤维皮层厚度小于湿法纤维,且皮层和芯部没有明显的分界线,黑色和黄色区域相间分布。而湿法纤维皮层区域呈现黑色,芯部区域呈现黄色,皮芯结构差异非常明显。通过Raman、XRD等表征手段,分析了两种碳纤维结构与性能差异。结果表明：湿法碳纤维最大体密度为1.796 g/cm3,最大拉伸强度达到4.38GPa,干湿法碳纤维最大体密度为1.818 g/cm3,最大拉伸强度达到5.17GPa。两种碳纤维晶态结构相似,碳纤维拉伸强度随着晶粒尺寸的增加、晶面间距的减小而逐渐增强,干湿法碳纤维比湿法碳纤维晶粒尺寸大,晶面间距小。干湿法碳纤维径向结构致密,皮芯结构相对较弱,湿法碳纤维皮芯结构明显。利用Raman光谱得到两种碳纤维石墨化度R值延纤维径向分布。两种碳纤维表皮层R值较低,越靠近纤维芯部,R值逐渐增大。干湿法碳纤维R值相对于湿法碳纤维低,且皮层和芯部R值相差较小。通过定义皮芯结构因子Rsc,随着碳纤维拉伸强度的增加,Rsc逐渐增加并接近于1,且干湿法碳纤维Rsc整体大于湿法碳纤维Rsc。