聚酰亚胺作为一种高性能高分子材料有着广泛的应用前景,聚酰亚胺虽然具有优良的综合性能,但也存在一些缺陷。聚酰亚胺具有明显的吸水性和热膨胀性,由于纺丝过程特性,使得聚酰亚胺纤维强度、模量、耐热性能等会明显下降。无机/有机杂化材料是近年来发展起来的一种新型复合材料,本文以聚酰亚胺为有机基体,以纳米二氧化硅为无机物,研究聚酰亚胺/SiO₂杂化材料的制备技术和杂化对材料性能的影响,探讨通过有机-无机杂化改善聚酰亚胺性能的新方法。本文以均苯四甲酸酐（PMDA）为二酐单体,以4,4-二氨基二苯醚（ODA）为二胺单体,分别采用溶胶-凝胶法和原位分散法制备了聚酰亚胺杂化薄膜和杂化纤维,通过扫描电子显微（SEM）、傅立叶红外光谱（FR-IR）、紫外-可见光光谱（UV-VIS）、热失重分析、x-射线衍射（XRD）、电子万能试验、电子单纱强力测试等手段对杂化材料进行了表征分析。聚酰亚胺/SiO₂杂化薄膜中纳米二氧化硅较为均匀分散,粒径大小均一,两相相容性较好。原位分散法制备的杂化薄膜透过率明显高于溶胶凝胶法制备的杂化薄膜好,当杂化膜中二氧化硅含量为5%时,薄膜的耐吸湿性最好。溶胶-凝胶法制备的二氧化硅含量为7%杂化薄膜的拉伸强度和弹性模量为301MPa和5.46GPa,比纯聚酰亚胺薄膜分别提高了200MPa和3.2GPa。当二氧化硅含量为9%时,其10%的热失重温度比纯聚酰亚胺薄膜提高了近50℃。原位分散法制备的杂化薄膜当纳米二氧化硅的含量为7%时,拉伸强度和弹性模量达到最大分别为192MPa和4.8GPa。聚酰亚胺/SiO₂杂化纤维内部密实,溶胶凝胶法制备的纤维当二氧化硅含量为7%时,其拉伸强度和弹性模量分别比纯聚酰亚胺纤维分别提高了近400MPa和2GPa。当二氧化硅含量为9%时,杂化纤维的10%热失重温度比纯聚酰亚胺纤维提高了近40℃。原位分散法制备的聚酰亚胺杂化纤维,当SiO₂含量为7%时,杂化纤维的断裂强度和弹性模量最大,分别比纯PI纤维增大了140MPa和4GPa。当二氧化硅含量为9%时,其10%热失重温度达到了600℃,比纯聚酰亚胺提高了37℃。结果表明,通过有机-无机杂化能够有效改善聚酰亚胺的拉伸强度强度、弹性模量,提高耐热性能,降低吸湿性。