本论文以碳纳米管（CNTs）为增强材料，以N，N′-二氨基二苯甲烷型双马来酰亚胺／O，O′-二烯丙基双酚A（BMI／BA）体系作为基体，采用浇铸成型工艺制备出CNTs／BMI／BA树脂基复合材料。 采用浓HCl、浓HNO₃、H₂SO₄-HNO₃、K₂Cr₂O₇-H₂SO₄、溴水共5组物质分别对CNTs进行纯化处理；借助XRD、TEM、FT-IR等分析手段对处理前后CNTs结构及形貌进行表征，发现以上5种物质纯化处理并不会对CNTs结构造成很大影响，其中H₂SO₄-HNO₃和K₂Cr₂O₇-H₂SO₄处理效果较好，除杂的同时CNTs端口带上-OH或-COOH活性官能团。 研究了CNTs纯化与否对BMI／BA体系固化反应性能的影响及固化工艺的确定。通过凝胶实验、FT-IR和DSC可知随CNTs含量的增加BMI／BA体系凝胶时间增长，CNTs／BMI／BA体系的反应活性降低。纯化处理可提高CNTs／BMI／BA体系反应活性，H₂SO₄-HNO₃处理的4^#CNTs／BMI／BA体系提高幅度最大与BMI／BA体系的接近。故4^#CNTs／BMI／BA体系采取与BMI／BA相同的固化工艺进行固化。 通过静态力学性能、DMA、TGA、SEM测试手段可知，CNTs可明显改善BMI／BA体系的力学性能和耐湿热性，随CNTs含量的增加冲击强度、玻璃化温度、热分解温度均提高，当CNTs含量超过一定量时分散性变差，冲击强度和耐热性反而呈下降趋势。H₂SO₄-HNO₃处理的4^#CNTs可使体系分散性得到改善，体系的力学性能、耐热性均比CNTs／BMI／BA和BMI／BA有所提高。 针对高模量碳纤维与BMI／BA树脂基体复合所得材料弯曲强度和层间剪切强度提高幅度有限的问题，本文首次提出了碳纳米管与碳纤维（织物）混杂增强BMI／BA复合材料。由于CNTs轴向强度较高，可在复合材料内部形成大量的桥联及拔出，较大限度地改善了高模量碳纤维复合材料的层间剪切性能。由此制备的CNTs／碳纤维／BMI／BA复合材料层间剪切强度比碳纤维／BMI／BA提高可达51.96％，并具有较高的保持率和耐湿热性能。