本文对多壁碳纳米管(MWCNTs)进行化学处理,然后接枝液态硫醇低聚物(TO),得到硫醇低聚物接枝的多壁碳纳米管(MWCNTs-TO),改善了MWCNTs在环氧树脂(EP)中的分散性,将改性后的EP固化体系与芳纶纤维(AF)结合,制备成MWCNTs-TO/EP/AF三元复合材料,提高复合材料的力学性能。首先对MWCNTs进行羟基化处理,下一步进行硅烷化,最后接枝TO,得到了接枝率为11.4 wt%的MWCNTs-TO。使用红外光谱(FTIR)、X射线光电子能谱(XPS)、热重分析(TGA)、扫描电子显微镜(SEM)等方法分析和表征了改性MWCNTs过程中各反应阶段的分子结构和成分变化。使用MWCNTs-TO作为纳米增强粒子与液态低分子聚酰胺(PA)固化剂协同固化EP,制备了MWCNTs-TO/EP复合材料,并对MWCNTs-TO/EP进行了机械性能和热学性能测试。结果显示,随着MWCNTs-TO含量的增加,明显提高复合材料的拉伸强度、弯曲强度和冲击强度,分别增加59.6%、34.8%和55.4%。运用热重分析(TGA)和动态热机械分析(DMA)方法分析了MWCNTs-TO/EP复合材料的力学性能,结果表明,随着复合材料中MWCNTs-TO含量的增加,材料的T_g得到了明显的提升,在0.75 wt%的时候达到最大值,同时耐热性和热稳定性均得到显著提升。SEM表征发现MWCNTs-TO与EP基体之间界面结合状态良好。通过对MWCNTs/EP/AF复合材料进行机械性能测试,发现界面层中的TO分子有利于缓冲、吸收和消除复合材料承受的内应力,对复合材料的机械性能产生极大影响,当三元复合材料中的MWCNTs-TO含量为0.75 wt%时,机械性能得到了最大程度的提升,对比于未添加MWCNTs-TO的EP/AF复合材料,弯曲强度提升58.47%,拉伸强度提升44.08%,冲击强度提升88.33%。