PIPD或M5纤维是具有高拉伸强度的纤维材料,具有如能量吸收等优越的性能,可以应用到对重量要求较高的领域。PIPD纤维具有突出的压缩性能,使其在结构方面的应用可扩展到宇航、航海、汽车和制造工业等诸多领域。然而,PIPD纤维光滑而惰性的表面导致纤维与基体的界面粘接作用较弱。因此,研究人员提出大量的表面改性方法克服这一缺点,从而提高复合材料的界面和力学性能。在本项工作中,提出了一种非剧烈条件下在PIPD纤维表面接枝有机/无机纳米材料的方法,在大幅提高界面与力学性能的同时保持了PIPD纤维原有的拉伸强度。将PIPD表面硝酸化处理后引入了多壁碳纳米管,并研究了酸化处理和接枝方法对纤维性能的影响。对在不同浓度、时间、温度下酸化处理的纤维强度作出评价,获得了不损伤纤维的最佳表面处理条件。进一步,接枝多壁碳纳米管增加了纤维与树脂的接触面积和机械啮合,将PIPD/环氧的界面剪切强度从25.13MPa提高到40.63MPa,提高了62%。接枝多壁碳纳米管后的纤维表面能从34.23 mJ/m²提高到52.04 mJ/m²,提高了52%。同时,将拉伸强度的损失控制了在3%以内。通过共价接枝的方法,在PIPD纤维表面引入了二维无机纳米片MXene（Ti₃C₂（OH）₂）。将纳米片接枝到纤维表面之后,通过提高纤维与环氧的粘接性增强了复合材料的界面和力学性能。与未改性的纤维相比,改性以后复合材料的界面剪切强度从25.13MPa提高到40.50MPa,提高了62%,同时使拉伸强度损失率在5%以内。同时,改性之后PIPD纤维表面能提高了71%,抗紫外和抗湿热老化分别提高33%和25%。使用聚多巴胺作化学还原层,在PIPD纤维表面生长了银纳米颗粒修饰的CuO纳米线。聚多巴胺涂层为PIPD纤维提供了抗紫外辐射和湿热介质的有效保护层。改性之后,纤维的力学性能得到显著提升,复合材料的界面剪切强度提高了72%,纤维的拉伸强度提高了13%。此外,纤维表面银纳米颗粒的存在使得PIPD纤维具有了对革兰氏阴性菌E.Coli的抗菌性。