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聚酰亚胺（PI）胶粘剂作为一种新型耐高温胶粘剂，广泛应用在飞机制造、航空及军事领域。随着航天、军事技术的蓬勃发展，对PI胶粘剂的粘接性能、抗静电、耐高温等性能的要求也逐渐提高，而现有的PI胶粘剂已难以满足航空航天工业发展的需要。因此，对PI胶粘剂进行改性，研制出具有高性能和多功能的PI复合胶粘剂具有极其重要的意义和研究价值。石墨烯（GNS）具有诸多奇妙的特性，无论在结构复合材料领域，还是在功能复合材料研究领域，石墨烯都是一种新奇的理想增强体。本课题以石墨为原料，以改进的Hummers法为基础，通过进一步优化工艺制备出氧化石墨，结合真空冷冻干燥法，分别采用超声剥离法和低压热剥离还原法制备泡沫状氧化石墨烯（GO）和GNS。通过XRD、FT-IR、SEM、Ramman等测试手段对泡沫状GO和GNS的结构和形貌进行表征。结果表明：石墨经过氧化插层后，层边缘和层间引入了大量含氧基团（羧基、羟基、环氧基等），层间距由原来的0.33657nm增大到0.82001nm，氧化石墨经过低压热剥离还原得到了GNS，层数在10层之内。通过溶液插层法将不同质量的GO和GNS分别与聚酰胺酸（PAA）进行复合，经过一定的热固化工艺后对其结构、力学、热学、电学等性能进行表征测试，确定最佳填料及其用量。结果表明：GNS和GO的加入并没有影响PI的基本结构，适量的GNS和GO可在PI基体均匀分散，且GO被PI包裹的紧密程度比GNS好。随着GNS和GO含量的增加，复合胶粘剂对于金属和玻璃搭接件的剪切强度都呈现出先上升后下降的趋势。当GNS的含量为0.75%时，剪切强度达到最大值，金属搭接件和玻璃搭接件的最大剪切强度分别为15.03MPa和4.40MPa，比纯PI胶粘剂分别提高了41.8%和64.2%。当GO的含量为1.5%时，剪切强度达到最大值，金属搭接件和玻璃搭接件的最大剪切强度分别为19.05MPa和6.13MPa，比纯PI胶粘剂分别提高了79.7%和128.7%。GNS和GO的加入可明显提高PI的热稳定性，随着GNS含量的增加，T0.05（T0.05表示胶膜的质量损失达到5%时对应的温度）从496.8℃增加到544.8℃，T0.1（T0.1表示胶膜的质量损失达到10%时对应的温度）从538.5℃增加到563.3℃；800℃时的残余质量从55.26%提高到59%。随着GO含量增加到1.5%，T0.05从496.8℃增加到526.8℃，T0.1从538.5℃增加到551.1℃；800℃时的残余质量55.26%提高到57.91%。GNS和GO的加入对PI胶粘剂的玻璃化转变温度影响不大。GNS/PI和GO/PI复合薄膜的体积电阻率均随GNS和GO添加量的增加而降低，0.75%的GNS和1.5%的GO可使PI的体积电阻率降低5个数量级，达到1010，可满足抗静电的要求。采用不同质量的KH-550对GO进行表面改性，并通过溶液插层法与PAA进行复合，经过一定的热固化工艺后，研究KH-550的不同用量对1.5%GO/PI复合胶粘剂的力学、热学、电学等性能的影响，确定KH-550的最佳用量。结果表明：适量的KH-550可提高GO在PI基体中的分散性和相容性。当KH-550的含量超过3%时，KH-550可能导致GO与PI发生聚集，最终对复合胶粘剂的力学性能产生副作用。随着KH-550含量的增加，复合胶粘剂对于金属和玻璃搭接件的剪切强度都呈现出先上升后下降的趋势。当KH-550的含量为3%时，剪切强度达到最大值，金属搭接件和玻璃搭接件的最大剪切强度分别为24.51MPa和8.65MPa，比未使用KH-550时分别提高了28.7%和41.1%。3%的KH-550对PI胶粘剂的热稳定性能和玻璃化转变温度影响不大。随着KH-550用量的增加，复合胶粘剂的体积电阻率呈现略微增加的趋势，从1010数量级增加至1012数量级。