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聚酰亚胺纤维分子结构刚直性高、分子间作用力强、结构致密且取向度高，因而具有优异的耐热性能、力学性能、介电性能、耐腐蚀性能和耐辐射性能等，在航空航天、电气电子等领域具有广泛的应用前景。但由于纤维与树脂之间的界面粘附强度较低以及基体树脂韧性较差，限制了聚酰亚胺纤维增强树脂基复合材料的应用。本论文开展了聚酰亚胺纤维表面改性以及氰酸酯树脂增韧改性的研究，制备了不同的树脂基复合材料，同时研制了聚酰亚胺纳米纤维及其复合膜，并对上述制备的复合材料及复合膜的结构与性能进行了系统研究。主要有如下几方面的工作: 1.为了提高聚酰亚胺纤维与基体树脂之间的粘附强度，采用等离子体对聚酰亚胺纤维表面进行了改性处理，探究了不同气体氛围、不同等离子功率和不同处理时间对改性效果的影响。在氧气或氩气氛围，等离子体处理功率为120 W，处理5 min，其改性效果最好;纤维与树脂之间的层间剪切强度分别从55 MPa增长到72 MPa和79 MPa，提高了30.9％和43.6％，纤维单丝强度的保持率为98.8％和97.6％。此外，以聚酰亚胺纤维为增强体，环氧树脂、双马来酰亚胺树脂、氰酸酯和聚酰亚胺树脂为基体，通过模压成型制备了四种聚酰亚胺纤维增强的树脂基复合材料。研究了四种基体树脂低聚物的固化行为和流变性能，并对四种相应的树脂基复合材料的热学、力学、介电性能以及纤维与树脂之间的界面性能进行了表征与分析。聚酰亚胺纤维增强环氧树脂基复合材料的力学性能最高，其弯曲强度、弯曲模量和层间剪切强度分为716 MPa、54.9 GPa和56.5 MPa;聚酰亚胺纤维增强氰酸酯树脂基复合材料的介电常数最低，10 MHz时，低于3.3。 2.为提高氰酸酯树脂的韧性，制备了乙炔基封端的酰亚胺低聚物，然后将其与氰酸酯共混，并对共混物的固化机理和流变行为进行了探究。此外，对固化物的力学、热学和介电性能进行了表征。最后，将聚酰亚胺纤维与共混树脂通过模压成型的方法制备成树脂基复合材料，并对其力学性能和界面形貌进行了详细分析。研究表明，当聚酰亚胺树脂增韧剂的加入量为30wt％，其固化物的冲击强度从24 KJ·m-2提高至37 KJ·m-2，增长率为54.2％;其复合材料的弯曲强度、模量和层间剪切强度的最低值分别为640MPa、50.4 GPa和50.8 MPa。 3.以2，5-二氨基-2，5-双脱氧-1，4:3，6-双脱水山梨醇盐酸盐和1，2，4，5-环己烷四甲酸二酐为原料，通过一步法聚合制备了可溶性的生物基聚酰亚胺，然后首次采用静电纺丝制备成取向的生物基聚酰亚胺纳米纤维，最后与生物基环氧树脂制备成纳米复合材料。当聚酰亚胺纳米纤维的含量为20wt％，纳米复合材料的生物含量、拉伸强度、杨氏模量和断裂伸长率分别为69.2％、30.4 MPa、1.13 GPa和16.4％。作为参照，采用静电纺丝技术制备了石油基来源的PMDA/4，4-ODA结构的聚酰亚胺纳米纤维，并将其通过模压成型的方法制备了三种石油基纳米纤维增强热固性树脂基复合材料。当纳米纤维的含量为15wt％，环氧树脂、双马来酰亚胺树脂和氰酸酯树脂基纳米复合材料的拉伸强度分别达到97 MPa、102 MPa和105MPa;其模量分别为4.5 GPa、4.1 GPa和3.6 GPa;断裂伸长率分别为2.5％3.3％和3.4％。 4.我们采用静电纺丝的方法制备了两种高度取向的纳米纤维膜，将这两种纳米纤维膜分别增强聚醚酰亚胺树脂，制备成取向纳米复合膜。当纳米纤维的含量为16wt％,复合膜的最高拉伸强度、模量和断裂伸长率能达到205MPa，3.68GPa和19.5％。此外，将这两种聚酰亚胺纳米纤维切碎分散成短切纳米纤维，分别与聚醚酰亚胺树脂进行共混，制备成各向同性纳米复合膜，并采用动态热机械分析和广角X射线衍射的方法对比分析了短切纳米纤维和无机纳米粒子对诱导聚醚酰亚胺结晶行为的影响。四种纳米材料都可以诱导聚醚酰亚胺树脂结晶，且都在17.7°和19.3°处出现两个明显的结晶峰。其复合膜的最大拉伸强度和模量分别为144MPa和4.12 GPa，其增长率为26.3％和36.0％。