近年来，随着纳米科学与技术的发展，纳米纤维成为了纺织服装、材料科学等领域的研究热点之一。目前，基于不同的原理，制造纳米纤维的方法主要有拉伸、模板聚合、相分离、自组织和静电纺等。对比上述几种方法，静电纺最容易获得连续的纳米纤维，装置简单、成本低廉，通过改进常规静电纺接收装置，还可以制备出具有良好取向和高度规则排列的纳米纤维束。目前，尽管在静电纺丝成形机理、产品结构调控、聚合物功能化应用等领域已有较大发展，制备连续纳米纤维束的方法也有较大突破，但纺丝连续性、纳米纤维束的基本性能等都还有待提升。本文先通过酸化的方法去除SWNTs制备过程中的杂质，然后酰胺化使其表面带上酰胺键。将功能化处理后的SWNTs添加到聚酰胺6（PA6)纺丝液中，通过独特的静电纺工艺稳定、连续地制备出PA6/SWNTs复合纳米纤维束，进而研究纺丝工艺参数对泰勒锥形态及射流轨迹的影响，分析稳定、连续纺丝的条件，形成静电纺纳米纤维束的成形理论。通过优化纺丝工艺参数，制备填充不同含量、长径比SWNTs的PA6/SWNTs复合纳米纤维束，研究SWNTs在纳米纤维内部的形态、分布及导电增强效果，同时探索复合纳米纤维束内部电荷的传递机制及其微应变传感机理。研究表明酰胺化处理后SWNTs长度减小，相互纠缠现象减弱，其表面接枝上酰胺键，能够较好地分散在PA6/甲酸溶液体系中。以该纺丝液制备纳米纤维束的最佳工艺参数为：纺丝电压20kV，纺丝流量0.09ml/h，卷绕速度为5.4m/min。力学测试结果表明：添加酰胺化处理SWNTs的纳米纤维束的拉伸断裂应力比添加酸化处理SWNTs的提高了很多，从43.42MPa增加到了79.75MPa，同时初始模量增大了超过一倍。从PA6/SWNTs纳米纤维束拉伸曲线可以看出，纤维束有较明显的屈服点，而屈服平台后的强化区很难看出，纤维束几乎没有不同时断裂性。通过傅里叶变换分析，拉伸曲线上出现的锯齿状波动为测试过程中的噪音所致，并非通常认为的纤维断裂不同时性引起。利用高速摄像机记录并研究了静电纺制备纳米纤维束形成过程中，泰勒锥及射流轨迹的动态变化规律，利用SEM和AFM测定与分析了纺丝不同阶段纤维的形态结构与粘弹性，结合不同卷绕速度下纳米纤维、纳米纤维束直径与卷绕速度间关系的研究，探讨了静电纺纳米纤维束的成形机理。研究结果表明：纺丝液出喷丝口后，在电场作用下细化形成射流，进而沉积在浴液表面，纤维呈无规毡状分布，此时，虽然纤维表面已经固化，但其内部高聚物并未完全固化，呈高浓度的粘弹状；在浴液表面被集束作用后，纤维开始沿牵引方向定向排列，初步形成纳米纤维束；在烘干装置的作用下去除纤维中残留的溶剂及水分，并因卷绕速度大于纺丝速度而被进一步拉伸，纤维沿轴向定向排列的程度提高。粘弹性的测定结果表明：射流飞行过程中直接接收的纳米纤维表面力学性能最差，浴液表面收集的次之，而烘干成形后的纳米纤维力学性能最好。通过控制卷绕速度可以提高纳米纤维的定向度，制备出方便退绕的纳米纤维束。卷绕速度小于7.2m/min时，卷绕过程主要是使浴液表面无规纳米纤维重新排列，较少涉及单根纳米纤维的拉伸；卷绕速度超过7.2m/min后，因为牵伸倍数较大，不仅使无规纳米纤维趋于沿轴向定向排列，形成稳定的纤维束结构，而且纳米纤维自身也受到一定程度的拉伸，力学性能显著提高。静电纺丝在较小空间及时间内形成的纳米纤维分子链取向差、结构不完善、物理机械性能较差。利用本文的静电纺丝方法制备纳米纤维束时，纤维在受热条件下被快速卷绕，从而获得程度较大的拉伸作用，能够提高其物理机械性能。利用3D MAXWELL电场模拟软件，模拟了纳米纤维束形成过程中的电场强度及分布。模拟结果表明，随着纺丝高度的增大，针头处电场强度减弱，电场分布更分散，正负极间电场梯度趋于平缓，负极处电场从浴盘左侧逐渐向中间偏移。实验及理论分析的结果表明，负极收集材料的导电性会以微弱电流的方式对电场起到分压作用，负极收集浴液电导率减小，泰勒锥体积增大、泰勒锥角增大，而稳定直线段长度先是基本没有较大变化，然后在浴液电导率为0时突然减小。SWNTs对聚合物纤维具有良好的电学增强效应，本文研究了填充不同质量分数和尺寸的SWNTs后，PA6/SWNTs复合纳米纤维束电学性能的变化。研究结果表明，随着SWNTs质量分数的增加，PA6/SWNTs复合纳米纤维束的导电性能增强，其电导率最大可提高9个数量级，SWNTs质量分数的阈值约为0.8wt%；不同SWNTs含量下，添加长径比为10000~15000的SWNTs的PA6/SWNTs纳米纤维束的电导率均大于添加长径比为1000~1500的纳米纤维束，且添加高长径比SWNTs后，PA6/SWNTs纳米纤维束较早出现电导率阈值；在测试长度分别为2mm~2cm时，试样的测量长度对其电导率的影响不大，最大差异为7.8%。用自行设计的一套安捷伦4339B高阻仪适用的夹具，研究了PA6/SWNTs复合纳米纤维束的应变传感性。当纤维束发生10%~60%范围内的应变时，纤维的电阻变化量与应变之间呈线性正相关性，应变传感的线性度均较好；随着纤维中SWNTs质量分数的增加，电阻的变化量减小；相同SWNTs含量下，随着SWNTs长径比增大，电阻变化率减小，也就是灵敏度降低；试样长度对纳米纤维束的应变传感特性没有显著影响。