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为进一步提高聚酰亚胺(PI)的力学、热学等性能,对聚酰亚胺的改性成为近期的研究热点之一。碳纳米管自1991年被Iijima发现以来,因其独特的机械、电学和其它优异的特性而日益受到关注,成为物理、化学和材料科学最前沿的研究领域之一,碳纳米管也因此成为聚酰亚胺改性的首选一维纳米材料。为有效地提高多壁碳纳米管(MWNTs)在基体中的分散性及其与基体之间的界面作用力,本文首先对MWNTs管进行了表面修饰。第一步,用浓硫酸和浓硝酸的混合液对MWNTs进行酸化处理,第二步,用廉价的十八烷基异氰酸酯对酸化过的MWNTs进行烷基化处理。通过傅立叶红外光谱(FT-IR)、拉曼光谱(Raman)、透射电镜(TEM)、元素分析(EA)、及热失重分析(TGA)对表面功能化的MWNTs进行了分析。结果表明,在MWNTs表面成功地接枝上含有十八个碳原子的小分子,有效提高了碳纳米管在溶液和基体聚合物中的分散性,这种烷基化处理相对简单、廉价。采用均苯四甲酸酐(PMDA)和4,4＇-二氨基二苯醚(ODA)作为单体,合成聚酰亚胺的前驱体聚酰胺酸(PAA)。采用溶液共混的方法制备了MWNT/PAA复合溶液,并对所配制的MWNF/PAA复合溶液进行了动态流变测试。结果表明,(1)随着碳纳米管含量的增加,MWNT/PAA纳米复合溶液的储能模量和损耗模量增加,力学损耗减小,复数粘度增加;(2)随着频率的增加,MWNT/PAA纳米复合溶液储能模量和损耗模量增加,复数粘度减小,出现明显的切力变稀的现象;(3)随着温度的升高,储能模量和损耗模量下降,力学损耗及复数粘度也下降。将MWNT/PAA溶液浇制成MWNT/PAA复合材料,并进行热酰亚胺化,得到MWNT/PI复合材料。采用FT-IR、SEM、TGA、DMA、拉伸强力仪对纳米复合材料进行了结构表征和性能分析。结果表明,(1)FT-IR中出现了PAA及PI的特征吸收峰,这说明了成功制备了PAA及相应的PI;(2)SEM照片显示MWNTs在PI基体中分散良好,使得MWNTs与PI基体之间形成较强的界面作用力;(3)对所制备的MWNT/PI复合材料的热稳定性和热分解动力学进行了详细研究,发现MWNTs加入后,纳米复合材料的热分解温度得到了提高,而且热分解活化能也由不同程度的改善,其分解活化能由370.2KJ/mol(PI)提高到449.2KJ/mol(10%MWNT/PI);同时玻璃化转变温度(T_g)得到了提高,当MWNTs含量为5%时,T_g增加到415℃;(4)随着MWNTs含量的增加,MWNT/PI纳米复合材料的力学性能得到了明显的提高,当MWNTs含量为7%时,纳米复合材料的断裂强力达到最大值130MPa,比纯PI材料的断裂强度提高了46%,起到明显的增强作用。