聚酰亚胺纤维因其具有耐高温、耐低温、高强高模、抗蠕变、耐辐射等优异性能,在航空航天领域具有广泛的应用。聚酰亚胺纤维在空间环境应用过程中,会受到电子、质子辐照,尤其是在应力耦合条件下的辐照,从而对纤维造成损伤。为了探究损伤后性能的变化以及辐照后的损伤机制,本文研究了不同特征的聚酰亚胺纤维经不同注量的质子、电子辐照后力学及分子结构的变化。研究发现随着注量的增大,抗拉强度和断裂伸长率呈下降趋势,但不同结构的聚酰亚胺纤维损伤程度有所不同。质子辐照条件下,PI-3辐照后力学参数下降率很小,有较好的耐质子辐照性,PI-2、PI-4拉伸强度下降率在10%以上,损伤较大,PI-1损伤程度介于两者之间。与质子辐照不同,电子辐照后PI-2力学参数下降率很小,未超过2%,与质子辐照相比PI-4的损伤程度也变小,但下降率仍在10%左右。比较170keV质子辐照和1Me V电子辐照后的聚酰亚胺纤维后发现,这两种辐照后表面形貌均没有明显变化,但辐照后产生的自由基种类与含量不同,质子辐照产生的自由基为热解碳自由基,电子辐照由于空气中氧气的参与产生的自由基为烃基超氧自由基。辐照后的纤维进行XPS分析得到质子辐照后纤维表面碳元素含量增多,有石墨化倾向,氮元素含量减少。质子、电子耦合应力场后的辐照使聚酰亚胺纤维的拉伸强度及断裂伸长率与原始相比下降,但与单一辐照相比略有上升,同时这两种粒子辐照与应力场耦合后与单一辐照产生的自由基种类一致,应力耦合质子辐照后的自由基含量比单一辐照后少,在注量1×1016cm-2红外光谱峰强增大,这是因为引入应力增大了自由体积,从而增加自由基复合速率;应力耦合电子辐照后,自由基含量也减小,但在注量5×1015cm-2红外光谱峰强减小,一是电子辐照产生的自由基与氧气反应,阻碍自由基与原始基团的复合,二是加入应力增加纤维表面的粗糙度,表面散射增强,使吸收峰减弱。