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聚醚醚酮(PEEK)是一种半结晶、热塑性聚合物，具有很好的热稳定性、化学稳定性和耐溶剂性等优异性能，但是其模量、强度不够高，不能满足一些特定环境的使用要求，因此，提高PEEK的物理力学性能，可以扩大其应用范围和使用效率。碳纳米管(CNTs)自被发现以来就以其超强的模量和强度，良好的导电性、热传导等特性被作为聚合物理想的填充材料而广泛研究。但是由于CNTs与聚合物基体之间不混容，限制了CNTs在聚合物增强材料方面的应用。因此利用功能化碳纳米管表面上所具有的功能性基团如羧基(-COOH)、羟基(-OH)等来提高CNTs与高聚物之间的作用力，这无疑会大幅度地提高复合材料的物理力学、热学等性能。
本文采用熔融共混的方法制备不同含量、不同种类多壁碳纳米管(MWNTs)的纳米复合纤维，MWNTs-OH/PEEK、MWNTs-COOH/PEEK及MWNTs/PEEK，对其进行紧张热定型，确定最佳热定型条件，发现纤维内部MWNTs的取向得到有效地提高，强度增大。采用X衍射分析(XRD)、热重分析(TG)和动态热力学分析(DMA)对热定型后的纳米复合纤维的结晶结构及热学性能进行了分析，机械性能通过研究纳米复合纤维的应力应变行为得到，采用场发射扣描电镜(FESEM)和透射电镜(TEM)对其形貌进行了表征。结果表明，纳米复合纤维中MWNTs的加入对纤维晶型没有影响，质量百分含量超过0.8 wt％时开始出现团聚现象，MWNTs-OH及MWNTs-COOH的加入，使纳米复合纤维的初始分解温度升高，纤维的储能模量明显增大，纤维的断裂强度和初始模量明显增加。不同种类MWNTs增强PEEK纤维，MWNTs-COOH效果最明显，MWNTs-OH次之，MWNTs增强效果相对较弱，这可以用MWNTs-COOH与PEEK、MWNTs-OH与PEEK之间的氢键较强及MWNTs-COOH与PEEK界面可能生成化学键解释。