近年来,作为聚合物复合材料的有效增强填料,具有高强度和高模量的无机或有机合成纤维逐渐成为了研究者们关注的热点。作为问世以来迅速发展的聚酰亚胺(PI)纤维,是聚合物复合材料的有效增强纤维之一,因此成为了科学领域和工业领域关注的焦点,且广泛的应用于电力电器绝缘、航空航天、军事及建筑行业。作为一种化学合成纤维,PI纤维表面平直光滑、惰性基团较多且比表面积较小,致使其界面活性低,在分散介质中的分散效果较差,影响PI纤维在复合材料中的分布匀度,大大限制了PI纤维对聚合物复合材料性能的进一步改善。因此,本论文首先在一定条件下通过改变PI短切纤维悬浮液的水环境参数提高纤维的分散性,并在此基础上对纤维进行表面修饰,改善纤维的界面亲和性能以求提高纤维分散性,最终借助于湿法抄造技术得到孔径分布均匀的PI纤维纸页前驱体,使用真空固化工艺制备力学性能和阻燃性能优良的PI纤维增强碳纳米管(CNT)/酚醛树脂(PR)复合材料。首先通过改变水介质自身的电导率、p H值、温度及纤维浓度并以正交试验对以上参数加以优化,对PI短切纤维悬浮液的分散效果进行了探究。通过纤维分散度、吸光度及Zeta电位评估了不同水环境条件下PI纤维悬浮液的分散性能,确定了本实验条件下最佳的水环境相关参数,优选出了最适的纤维悬浮液浓度。结果表明,在本实验条件下,当纤维悬浮液的pH值为6.0,水温为40℃,纤维浓度为4wt‰且水介质电导率为10μs/cm时,PI短切纤维的分散性较好,纤维纸孔径分布更加均匀。为了得到界面性能和分散性能更加优良的PI短切纤维,通过纳米结晶纤维素(CNC)在复合路易斯酸及交联剂作用下对PI短切纤维表面进行了修饰,使得纤维表面由原先的光滑结构转变为由纤维与CNC形成的交联结构及CNC纳米微粒之间形成的不规则粗糙包覆结构,改善了PI短切纤维的润湿功能性及其在水中的分散性,纤维在水介质中的分散度增幅为25.0%。与PI纤维原纸相比,经CNC表面修饰后的PI-CNC纤维所成纸页与去离子水的接触角降低了14.9o,与乙醇的接触角降低了4.8o,经过表面处理后的纤维在水介质中的分散性能得到改善,纸页匀度也进一步得到了提升。虽然经CNC表面修饰后补偿了部分碱处理后纤维损失的性能,但由于碱处理对纤维大分子链的影响,纤维自身的优良性能已被永久性的破坏。因此,为了充分发挥PI短切纤维优越性能,在反相微乳液环境下通过辣根过氧化酶(HRP)催化作用在PI短切纤维表面生长磷酸酯(PMOE)长链网状结构并得到PI-PMOEs纤维,在不破坏PI纤维优异自身性能的前提下改善了纤维的界面性能。结果表明:经过酶的催化作用,PMOE聚合物长链在纤维表面出现了交联和缠结,绝大部分在纤维表面紧密相连形成致密的网状结构,余下部分则延伸出纤维表面,显著提升了纤维表面粗糙度。通过XPS进一步证明了纤维表面PMOEs的存在,并发现纤维表面生长的PMOEs结构密度可以通过单体PMOE浓度进行调控。纤维的亲水性也得到了提高,PI-PMOEs纤维对去离子水润湿液的接触角降低了13.6o,对乙醇润湿液的接触角降低了9.9o,表面自由能增幅达到34.36%,纤维在水溶液中的分散度增至75.0%。使用本法得到的PI-PMOEs纤维不仅保留了原始PI纤维的优良性能,还极大的改善了纤维的界面性能、润湿性和分散性,可以作为制备复合材料的有效增强纤维。在得到界面性能优良的PI-PMOEs纤维之后,借助于湿法抄造技术得到孔径分布均匀的PI-PMOEs纤维纸页前驱体,并通过浸渍抽真空加热固化工艺迫使含硅烷化多壁碳纳米管(Si-MWCNTs)的酚醛树脂(PR)与PI-PMOEs纤维纸紧密接触,制备出PI-PMOEs纤维增强Si-MWCNTs/PR复合材料。在湿法抄造过程中,纤维束分散为单根纤维进而形成孔径尺寸均一的三维网状结构,有利于纤维-基体间界面亲和力增强,促使纤维增强后的Si-MWCNTs/PR复合材料力学得到极大增强。当材料暴露于火焰中时,PR基体经燃烧后形成的炭化物和Si-MWCNTs形成了完整且致密的保护层可有效抑制热解产物的释放,抑制了材料的进一步燃烧,使纤维增强后的Si-MWCNTs/PR复合材料具备了优良的阻燃性能。