聚酰亚胺以其突出的综合性能广泛应用于航空、航天、汽车、电子等高科技领域。近年来聚酰亚胺及其复合材料已成为广大学者研究的热点。通过填充纤维、刚性颗粒等填料的改性手段可以有效提高材料力学性能、热性能以及加工性能，使其更加符合高性能工程材料使用要求，应用在更广泛的领域。目前对耐高温聚酰亚胺复合材料的力学性能研究还很少涉及高温环境，与该材料实际使用的环境有较大的差异，同时对聚酰亚胺及其复合材料热处理研究还仅限于加工成型阶段。　　 本文选用不同形状、尺寸玻璃质刚性填料(长玻璃纤维、短切玻璃纤维、玻璃微珠)改性聚酰亚胺。采用热模压成型工艺制备了玻璃质刚性填料增强聚酰亚胺复合材料，并测定其在常温和高温环境中拉伸强度、弯曲强度，弹性模量、弯曲模量以及线膨胀系数、玻璃化转变温度。考察了填料形状、尺寸、含量对复合材料力学性能、耐高温性能的影响，并采用低真空扫描电镜观察试样脆断面表面，分析材料破坏机理和填料增强机理。研究表明玻璃质填料在没有经过表面处理时，与基体树脂的结合强度较差，应力承载以侧面摩擦剪切为主，长玻璃纤维更能起到增强效果，短切玻璃纤维和玻璃微珠特性相近，增强作用不明显甚至材料力学性能略有下降。玻璃质刚性填料的加入都能显著提高材料刚性，其中以长玻璃纤维效果最好，而相同形状的短切玻璃纤维或玻璃微珠中大尺寸填料增加材料刚度的效果更明显。　　 使用不同的温度对聚酰亚胺及其复合材料进行退火热处理，考察了材料热处理前后在高温环境中短期以及长期稳定的弯曲性能，结果表明由于在加工成型过程中残留收缩应力，复合材料在高温中短期力学性能下降很快，而纯聚酰亚胺材料则不存在这样的情况。在低于玻璃化转变温度的条件下，提高热处理温度能更好的释放残余应力，同时热处理工艺能明显提高复合材料在高温中稳定的力学性能。　　 本文进一步测定各种复合材料在75℃、125℃、175℃、225℃高温中稳定的力学性能，考察了填料尺寸、含量以及温度对复合材料力学性能的影响，结果表明，玻璃质刚性填料的加入可以显著提高材料的耐温性能，其中以大尺寸填料的作用最为明显，同时发现玻璃质刚性填料明显改善材料在高温中的刚度。　　 通过测定GF/PI复合材料在不同温度下的力学性能，计算复合材料的特性参数，并利用“Tr-n”经验模型预测复合材料力学性能随温度变化的规律，发现“Tr-n”模型能较好地预测GF/PI复合材料高温力学性能的变化规律，有相当的实用价值。同时作为一个纯经验模型，“Tr-n”模型没有能考虑更多的实际参数，而一些特定参数的物理意义与实际不符，需进一步改进。