PAN（poly acry lonitrile）纤维在预氧化期间形成的结构差异会影响后续碳化时的热裂解行为,直接影响碳纤维的结构与性能,因此对预氧纤维环（氧）结构调控的意义重大。本文采用KMnO₄液相浸渍以改性PAN纤维,通过调控改性条件与预氧化温度制得不同的预氧纤维,以FT-IR、¹³C-NMR、XPS、TG等方法研究了 KMnO₄改性与预氧化温度对预氧化环（氧）结构演变及皮芯结构的影响,并进一步研究了预氧纤维热稳定性与环（氧）结构间的联系,结果表明:1、改变浸渍时的温度与时间来控制KMnO₄的浸渍含量在合理范围内,可利用高价锰离子外层3d空轨道与C≡N中N的孤对电子配位,促进C≡N的分解-重组反应,从而改变了 PAN的自由基环化机理,起到较低温度下引发PAN分子环化、提高环化程度的作用。2、温度对环（氧）结构的影响如下,从180℃开始环化结构（吡啶环、烯胺环等）一直随温度升高而稳定增多和完善,而氧化结构（吡啶酮等）在较低温度下生成缓慢,240℃之后生成速度加快,温度越高氧化结构越多。3、KMnO₄改性对环（氧）结构的影响如下,浸渍KMn04的PAN纤维在相同预氧化温度下生成更多的环（氧）结构,其中环结构含量最高增加11.3%、氧结构增加2.6%;但不同浸渍条件（即KMnO₄含量）对这两类结构的增长率不同,浸渍Mn的质量分数小于1.6%时,环结构增长率快于氧结构增长率,最终造成环（氧）结构比的不同。4、KMnO₄改性在调控PAN预氧纤维环、氧结构含量的同时也有利于纤维结构均质化,使环、氧结构在纤维径向上分布更为均匀,有助于改善皮芯结构,最大可使皮芯比增加9.7%,光密度标准差降低0.0104。通过预氧化温度与化学改性的协调配合可以对环、氧结构在数量、种类、分布上进行调控。5、预氧纤维热稳定性同时受环（氧）结构比、环化程度、皮芯比影响。KMnO₄改性后的预氧纤维环（氧）结构比、环化程度、皮芯比均较大,热稳定较好,其中浸渍温度60℃、预氧温度为280℃时的预氧纤维残碳率由66%提高到71%。本文通过预氧化温度与化学改性的协调配合,对预氧纤维环（氧）结构在数量、种类、分布上进行了调控,明确了预氧纤维热稳定性与环（氧）结构间的联系,揭示KMnO₄改性对碳纤维性能提高的原因,为预氧化工艺的优化提供了理论依据。