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环氧树脂作为增韧、增强基体一直是先进复合材料研究的热点。可以通过对基体的改性来提高复合材料的性能。碳纳米管由于其与生俱来的一些优异性能而成为改性树脂基体不可或缺的增强体。但是由于没有表面化学改性的碳纳米管团聚比较严重而且与树脂基体的界面较差，难以发挥其优异的力学性能。本文提出了以掺杂多壁碳纳米管(MWCNTs)的聚醚酰亚胺(PEI)纳米纤维膜增韧环氧树脂及其复合材料的方法，在纤维膜中引入化学改性的MWCNTs，使MWCNTs在纳米纤维膜中得到良好的分散和取向，从而发挥其优异的力学性能，以较低热塑性树脂含量实现其增韧效果。通过对商业化纯的碳纳米管进行酸化、氨基化以及与正丁基缩水甘油醚(BGE)反应制得具有反应活性的碳纳米管(a-MWCNTs)。对于电纺PEI纳米纤维的工艺进行了研究，确定了制备PEI纳米纤维膜的工艺参数。分别制备了纯的PEI纳米纤维膜以及不同含量未处理碳纳米管(r-MWCNTs)和活性碳纳米管(a-MWCNTs)的PEI纳米纤维膜。通过SEM对纤维的微观形貌进行了观察，PEI纤维的宏观取向良好。通过TEM和偏振拉曼光谱对碳纳米管在纤维中的取向进行了分析，分析结果表明活性碳纳米管能够沿着纤维的轴向进行排列，取向度比未处理过的碳纳米管的取向度有明显提高。利用不同含量的未处理碳纳米管和活性碳纳米管的取向PEI纳米纤维膜对环氧树脂(TDE-85)浇注体进行增韧。当PEI含量为1.7%时对环氧树脂浇注体的拉伸性能提高最大，与PEI和环氧树脂共混体系相比提高了8.6%。当PEI纳米纤维中的活性碳纳米管的含量为3wt%时对环氧树脂浇注体的拉伸强度的提高为6.4%。1.7wt%PEI纳米纤维对环氧树脂浇注体的冲击强度提高最大，与纯环氧树脂体系相比冲击强度提高了14.1%。采用含量不同的活性碳纳米管的PEI纳米纤维膜对T700碳纤维/环氧树脂预浸料复合材料进行增韧，增韧后的复合材料的拉伸强度、压缩强度、没有明显的改善，弯曲强度和剪切强度有小幅的提高。但是增韧后的复合材料的GIC和GIIC都有明显的提高。含3wt%活性碳纳米管的PEI纳米纤维膜增韧的复合材料比未进行增韧的复合材料的GIC提高了53.3%，而且用纯的PEI纳米纤维膜对T700碳纤维/环氧树脂复合材料进行增韧对其II型层间断裂韧性的提高是最大的，提高了74%。