近年来，芳纶纤维作为重要战略物资受到广泛关注，尤其是高模量、高强度芳纶纤维的国产化。本文以国产对位GF-1纤维、Kevlar49纤维、Kevlar49纤维布为研究对象，利用超临界二氧化碳流体超强的溶胀能力和携带能力，协助甲苯二异氰酸酯（TDI）改性芳纶纤维，将TDI携带进入芳纶内部及浅表面，使TDI与芳纶纤维发生化学反应，成功地对芳纶内部及表面进行了改性。采用纤维强伸度仪、粘度法、动态力学分析（DMA）、扫描电子显微镜（SEM）、傅立叶红外光谱（FTIR）等表征方法，系统地研究了改性前后结构与性能之间的演变规律，并通过对芳纶布处理制备复合材料，直观验证了表面改性效果。此外，建立了一套物理化学联用改性法，即在超临界流体改性时在纤维外部加张力，并调节张力大小，取得了良好效果。主要研究结果如下：　　（1）超临界 CO2携带 TDI改性后，随着处理时间的延长、温度的升高和压力的增大，强度和模量都先增大后减小，合理控制工艺，可实现纤维强度和模量同时优化，对于GF-1纤维，我们得出的最佳处理条件是：P=12MPa，T=100℃，t=60min，对于K49纤维，P=13MPa， T=120℃，t=80min。结构分析可知，TDI与分子链发生反应，由于超临界CO2流体的携带作用，TDI被成功带入纤维内部，并发生扩链和交联反应，且对纤维无定形区进行了塑化及化学反应，改善了纤维的无定形区，使纤维力学性能上升。　　（2）处理过程中施加张力，并进行了系统实验。实验结果发现，新方法可以实现强度和模量的同时提升，施加张力可以进一步提高纤维的力学性能，超临界流体携带 TDI与纤维发生反应，增大了其分子量，且由于外加张力的存在，纤维发生进一步取向和结晶，最终的结果是GF-1纤维外加张力在42N，Kevlar49纤维在48N改性效果最佳，这一方法为国产对位芳纶纤维的后处理改性及高强高模量化开创了一条新道路。　　（3）我们发现超临界二氧化碳流体携带 TDI改性时芳纶纤维的界面粘合性和表面粗糙度增加，通过改性芳纶纤维布，利用VARI及模压成型分别制备了芳纶-环氧树脂、芳纶-尼龙复合材料，并初步探索了改性时间及TDI用量等因素影响结果，结果发现改性时间20min，改性温度140℃，TDI用量控制在占体系浓度0.1％～0.15%之间时两者改性效果较好。