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聚醚酰亚胺（Polyether imide,PEI）作为一种特种工程塑料,它不仅具有高强、高模、耐高温和耐腐蚀等优异性能,而且具有尺寸稳定性好、加工性能良好等特点,可作为传统金属产品的替代材料。为了拓展PEI的应用范围,使其满足军工设备、航空航天、汽车、机械和电子等工程领域严苛的应用要求,需要对PEI作进一步的改性研究。本论文首先通过以短切碳纤维（Short Carbon Fiber,SCF）和膨胀石墨（Exfoliated Graphite,EG）为改性填料,并固定填料的总含量为30%,通过挤出混合及注塑成型工艺制备了SCF/EG/PEI复合材料材料,系统的研究了这些碳填料对PEI树脂的力学性能、摩擦磨损性能和热学性能的影响趋势;在此基础上,进一步研究了添加一维碳纳米管（Carbon Nanotube,CNT）和二维石墨烯（Graphene,GR）对SCF/EG/PEI共混树脂的力学性能、摩擦磨损性能和热学性能的影响趋势和机理。对于SCF/EG/PEI复合材料,EG的加入对PEI的拉伸和弯曲强度为负面影响,而SCF的加入则是正面影响;而不论是SCF还是EG的加入,对复合材料的杨氏模量和弯曲模量都是正面影响。当SCF含量为30 wt%时,复合材料的拉伸和弯曲强度最大,分别为161.69 MPa和266.59 MPa,而杨氏模量和弯曲模量则在SCF和EG含量均为15 wt%时达到最大,分别为10.12 GPa和16.06 GPa,继续增加SCF的含量,复合材料的模量趋于平稳,不再增加,这是主要是因为SCF和EG在较低含量时的增强效率要大于高含量时的增强效率。此外,EG的加入会降低PEI的断裂韧性,而引入SCF则会增加复合材料的断裂韧性,并当SCF含量为30 wt%时达到最大。在PEI中引入EG,虽然会降低材料的力学性能,但是可提高PEI的耐磨性能,添加30 wt%的EG可以大大降低PEI的摩擦系数,添加30 wt%的SCF则可以大大降低PEI的比磨损率。同时添加SCF和EG,对PEI的摩擦系数和比磨损率均有明显降低,分别为0.22和1.85×10-6mm3/Nm,说明SCF和EG共混对PEI的耐磨性能有很大的改善作用。添加SCF和EG都可以明显降低PEI的线膨胀系数,但SCF的改善效果更加明显,当SCF和EG混杂时复合材料的线膨胀系数介于单独添加SCF和EG的效果之间;复合材料的导热系数随着EG含量的增加而增加,与SCF的含量关系不大;碳填料的加入使PEI的热降解率和玻璃转化温度均有降低,玻璃转化温度随着SCF含量的减少而降低,但热降解率的降低程度和SCF与EG的相对含量变化无关。在SCF/EG/PEI中无论添加0.4 wt%的CNT还是0.4 wt%的GR,均未对复合材料的力学性能产生明显影响。CNT和GR的加入对复合材料的摩擦系数影响较小,但是对复合材料的比磨损率有一定的降低改善作用,相对来说GR对复合材料的耐磨性能的改善作用要优于CNT,这是主要是因为二维GR的比表面积更大,界面作用更强,能更好的形成转移膜而提高耐磨性能。添加了CNT和GR后对复合材料的线膨胀系数没有明显影响,这说明线膨胀系数的大小主要取决于SCF/EG的相对含量。在存在SCF的情况下,加入少量的CNT和GR对复合材料的导热系数仅有小幅提高,并且二维GR的提高效果优于一维CNT;但是,在只存在30wt%的EG情况下,CNT和GR的加入明显降低了复合材料的导热系数,并且GR的影响程度更大,这是因为加入纳米材料后EG颗粒易发生团聚,从而使EG在PEI中的分散效果不佳,进而导致复合材料的导热系数的降低,而二维GR的比表面积较大使EG团聚程度也更为严重。对比热分析发现,一维CNT的加入轻微的提高了复合材料的玻璃转化温度,二维GR的加入则轻微的降低了复合材料的玻璃转化温度,但是变化程度都很小;而对于复合材料的热降解率基本没有变化。