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聚酰亚胺（PI）纤维力学性能优异、耐高温且质轻绝缘,可作为耐高温绝缘材料应用于航空航天、国防通讯和交通电力等高科技领域。而聚酰亚胺纤维结构呈现明显的各项同性特征,分子链呈现刚性,性质十分稳定,这导致纤维表面钝化,缺少化学活性基团,亲水性极差,纸页成形加工困难。因此,对聚酰亚胺纤维进行一定的表面改性有助于改善其表面活性,提高纸基材料的综合性能。但是,大量的研究只针对在聚酰亚胺纤维合成过程中的改性,成品聚酰亚胺纤维的表面改性却鲜有研究。本论文首先分析了聚酰亚胺短切纤维、对位芳纶沉析纤维的表观形貌、形态参数、化学结构、热稳定性等特征,为高性能聚酰亚胺纤维纸基材料的制备和性能分析提供理论依据。结果表明:聚酰亚胺短切纤维表面光滑,呈圆柱状,无任何活性亲水基团,其长度均一性高,细小纤维含量极少,纤维较长,重均长度为5.319mm,在水相介质中易絮聚,分子结构中含有聚酰亚胺独有的叔酰胺结构,初始降解温度为530℃,TG10%为560℃,热重损失为45.19%。对位芳纶沉析纤维分丝帚化明显,整体呈裙带状,轻薄柔软,吸水性好,分散性好,纤维长度范围较广,细小纤维含量为35.5%,分子结构中含有仲酰胺基团,初始降解温度为500℃,TG10%为525℃,热重损失高达54.02%。采用乙二胺改性PI纤维,分析了改性前后纤维的表面形貌、化学结构、热稳定性,纸基材料的力学性能、介电性能和润湿性以及乙二胺对PI纤维的改性机理。结果表明:随着改性时间的延长,纸基材料的抗张指数、撕裂指数、层间结合强度和介电强度均呈现先上升后下降的趋势。当改性时间为1.5h时,纸页的抗张指数、层间结合强度和介电强度都达到最佳值,分别为37.4 N?m/g、0.57J/m2、8.77Kv/mm,当改性时间为2h时,纸页的撕裂指数达到最大,为22.1 mN?m2/g。FT-IR分析表明,改性后的PI纤维叔酰胺基团峰强减弱,并在1650cm-1、1550cm-1处出现了仲酰胺基团的吸收峰,3500-3000cm-1处为NH2（CH2）2NH2分子结构中的N-H键的吸收峰。聚酰亚胺纤维纸基材料的润湿性也得到改善,其接触角由116°降低至66.8°。TG-DSC曲线分析表明,PI纤维经乙二胺改性后,其初始热降解温度由原来的530℃降低至480℃,热失重10%时,温度由原来的560℃降低至515℃。添加纳米SiO2粒子有助于改善聚酰亚胺纤维纸基材料的力学性能和电气性能。当纳米二氧化硅用量为10%时,纸页的介电强度和抗张指数最佳,可达32.56 N·m/g和8.45 Kv/mm,介电常数和介电损耗正切值最小,为1.02F/m和0.1429;当纳米SiO2添加量为20%时,纸页的撕裂指数最大,为23.92mN·m2/g。当采用KH550改性的纳米SiO2粒子时,纸页的抗张指数、撕裂指数和介电强度分别提高了32.8%,28.4%,17.5%。SEM图显示,纳米SiO2用量≤10%时,在纸页中的分散较好;而纳米SiO2用量>10%时,出现絮聚现象,且该现象随纳米SiO2含量的增加逐渐严重。通过浆料体系中分别添加未改性和改性的纳米SiO2粒子,聚酰亚胺纤维纸基材料的润湿性能也得到改善,其接触角由116°降低至51°。采用原位沉积纳米SiO2改性聚酰亚胺纤维,分析了改性前后纤维的表面形貌、化学结构、热稳定性,纸基材料的力学性能、介电性能和润湿性以及原位沉积纳米Si O2对PI纤维的改性机理。结果表明:随着改性时间的延长,纸基材料的抗张指数、撕裂指数、层间结合强度和介电强度均呈现先上升后下降的趋势。当改性时间为4h时,纸页的抗张指数、层间结合强度和介电强度都达到最佳值,分别为31.3 N?m/g、0.42J/m2、11.24Kv/mm,当改性时间为2h时,纸页的撕裂指数达到最大,为20.4 mN?m2/g。SEM-EDS表明,PI纤维表面沉积了大量的纳米SiO2。FT-IR分析表明,改性后的PI纤维叔酰胺基团峰强减弱,并在1650cm-1、1550cm-1处出现了仲酰胺基团的吸收峰,3200-2500cm-1处为-COOH中的羟基吸收峰,1073cm-1处出现C-O-Si的吸收峰。聚酰亚胺纤维纸基材料的润湿性得到明显改善,其接触角由116°降低至78°。TG曲线表明,经强碱和乙酸质子化预处理后,PI纤维的耐热性下降,但随着纳米SiO2沉积量的增加,PI纤维的耐热性逐渐好转,并且在一定时间内,改性时间越长,PI纤维的耐热性越好。