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碳纳米管（CNTs）是具备独特中空结构的一维纳米材料,由于其独有的极高的长径比以及优越的稳定性、补强性、导热性和导电性等一直是高分子材料的重要填料之一。由于CNTs存在很强的分子间作用力,严重影响了其在聚合物基体中的均匀分散能力,从而极大地限制了CNTs的应用。一般通过对CNTs表面的有机改性可解决CNTs的分散性问题,但是同时也会延长制备流程,增加经济成本。本论文利用羧化CNTs制备了聚合物基纳米复合材料:将甲基丙烯酸甲酯（MMA）分别或同时与两种不同类型的辅助共聚单体甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵（MTC）和苯乙烯（St）在悬浮体系中进行自由基共聚,同时原位复合羧化CNTs。在聚合过程中,MTC和St能够分别通过静电相互作用和π-π相互作用吸附在羧化CNTs的表面,从而改善羧化CNTs在聚合物基体中的分散及两者之间的界面结合力。实验中使用羧化CNTs为商业化产品,并且不需要进一步有机改性,因此大大精简了复合材料的整个制备流程。通过液体核磁（1H-NMR）、红外光谱（FTIR）、激光显微拉曼光谱（Raman）、凝胶渗透色谱（GPC）以及扫描电子显微镜（SEM）等测试手段对纳米复合微球的制备、共聚物基体与CNTs间的相互作用以及辅助共聚单体和CNTs的加入对PMMA的微球表面形貌和分子量的影响进行表征,同时进行宏观性能的测试。结果分析证明,在悬浮聚合体系中,MTC与St都能够成功地与MMA共聚,共聚本身对最终制备的纳米复合材料微球的形貌并没有明显影响,但会让聚合物的分子量降低;羧化CNTs与共聚物基体之间的主要作用是非共价作用,并且该作用较强。羧化CNTs单独无法有效增强纳米复合材料的性能,而在有辅助共聚单体协助的时候,它们对纳米复合材料的增强效果十分明显,使制备的纳米复合材料的力学性能和热稳定性能大大提升。随着加入辅助共聚单体的含量的增加,纳米复合材料的拉伸性能呈现先上升后下降的趋势,过量的辅助共聚单体实际上妨碍了纳米复合材料拉伸性能的提升。另外,尽管单独添加MTC或St都能有效的改善纳米复合材料的性能,但同时添加两种辅助共聚单体的纳米复合材料展现出比添加单一辅助共聚单体更加优秀的性能。当MTC和St的添加量均为5 wt%时,纳米复合材料的各项性能达到最佳,拉伸强度、杨氏模量和断裂应变分别比纯PMMA提高了55.17%、48.88%和31.19%;失重10%和50%时的温度(T0.1和T0.5)比纯PMMA分别提高了39℃和40℃。