碳纳米管(CNT)以其优异的物理和化学性能,在物理、材料、机械、生物等领域受到了广泛的关注。碳纳米管作为增强体添加到聚合物基体中,能够进一步提高复合材料的功能,扩展了复合材料在电子器件、生物传感器、光电信息材料和航空航天材料等方面的广泛应用前景。聚芳醚腈(PEN)作为一种新型的高性能热塑性特种高分子材料,拥有高的热稳定性、优良的机械性能和良好的化学惰性,它的出现促进了高分子向高性能化、功能化和低成本化方向的发展。集两者优势于一体的CNT/PEN复合材料在维持高的热稳定性、优良的机械性能的同时,还弥补了PEN介电性能方面的劣势,有望在电子电气器件、航空航天、汽车配件等领域发挥作用。本论文重点研究碳纳米管表面粗超度及其表面改性对CNT/PEN复合材料性能的影响,以制备综合性能优越的CNT/PEN复合材料,具体研究内容如下:(1)首先通过酸化氧化处理制备不同酸化时间处理的CNT,利用原子力显微镜表征酸化后的CNT表面粗糙度。结果表明酸化氧化处理时间不仅对CNT管壁外的基团数量、种类有影响,同时还对碳纳米管的长径比有影响。CNT管壁的基团种类、数量和长径比,终将会影响其在基体PEN中的分布,进而对复合材料界面相容性产生影响。制备MWCNT/PEN复合材料,从介电、热稳定、力学、流变等方面研究了CNT粗糙度对复合材料的影响。综合比较酸化氧化后的碳纳米管对复合材料性能的影响,我们确定了优化的酸化氧化处理时间为3h。(2)通过有机相3-氨基苯氧基邻苯二甲腈(3-APN)对多壁碳纳米管(MWCNTs)进行修饰,并以其为添加剂制备3-APN@MWCNTs/PEN复合材料。通过研究表明,MWCNTs在基体PEN中的分散性有很大程度的提升,复合材料界面相容性得到改善,在维持原有良好热力学性质的基础上,在介电、力学等性能都得到进一步提高,5 wt%(50 Hz)时其介电常数可以达到32.2,介电损耗为0.9。(3)通过无机相二氧化硅(Si O2)对MWCNTs进行修饰,并以其为添加剂制备Si O2@MWCNTs/PEN复合材料。通过研究表明,MWCNTs在基体PEN中的分散性有很大程度的提升,复合材料界面相容性得到改善,在维持原有良好热力学性质的基础上,在介电、力学等性能都得到进一步提高,其力学拉伸强度和弹性模量可达125 MPa和2950 MPa。