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超高分子量聚乙烯（UHMWPE）纤维是20世纪70年代初研制成功的高性能有机纤维，其相对分子质量一般在150万以上，具有密度低，高强度，高模量，耐腐蚀，耐冲击，自润滑等许多优异的性能。尽管如此，UHMWPE在耐热性，抗蠕变性以及电性能等许多方面仍存在很多的不足。将碳纳米管加入超高分子量聚乙烯材料中并通过冻胶纺丝法经高倍拉伸制成碳纳米管/超高分子量聚乙烯（CNTs/UHMWPE）纤维材料，不仅可以进一步提高UHMWPE的力学性能，还可以改善其电性能，热性能和抗蠕变性能。然而，由于超高分子量聚乙烯材料本身的结构特征以及复合纤维材料在加工中的特殊工艺使得CNTs/UHMWPE纤维材料表面十分光滑，分子极性低，与其他材料难结合，使它的应用受到了一定程度的限制。本论文首先对CNTs/UHMWPE纤维材料的结晶性能和蠕变回复性能进行了测试，并用两个模型分别对蠕变和回复过程进行了拟合。紧接着针对该纤维表面光滑，结合性能差的缺点采用铬酸氧化法对纤维进行表面改性，运用正交实验法和单因子法找出了本次实验的最佳的工艺条件，采用扫描电镜（SEM），红外光谱分析（FT-IR），浸润性测试分析了处理后纤维表面性能的变化，通过单纤维抽拔实验分析了处理后纤维与环氧树脂的界面结合性能。得到如下结论：1.碳纳米管在CNTs/UHMWPE纤维材料中发挥着成核剂的作用，提高了纤维的结晶度。纯UHMWPE纤维和CNTs/UHMWPE纤维的蠕变量都随着测试温度的增加而增加，然而在同种条件下，CNTs/UHMWPE纤维的形变量小于纯UHMWPE纤维。用Burger模型拟合材料的蠕变过程并分析拟合后的参数发现，CNTs/UHMWPE的所有参数（EM，EK，ηM，ηK）均大于UHMWPE，说明复合纤维的弹性，刚性以及抗永久形变的能力都比纯纤维高。用Weibull分布模型描述了材料的回复过程，拟合后得到材料蠕变中的三种形变量，发现相对于纯UHMWPE，CNTs/UHMWPE材料的三种形变都较小，抗蠕变性能较高。2.采用铬酸氧化法对CNTs/UHMWPE纤维进行表面改性，运用正交试验法分析了铬酸配比，处理温度和处理时间这三个因素对纤维的力学性能以及纤维与树脂接触角的影响，分析后发现处理温度和处理时间是影响纤维性能的两个主要因素而铬酸配比为次要因素。之后利用单因子法进一步分析了纤维性能分别随着处理温度和处理时间的变化，发现处理温度越高或处理时间越长，纤维与树脂的接触角越小，表面改性效果越好，但是纤维的力学性能下降也越大，通过综合平衡最终选定铬酸配比Kr2Cr2O7:H2SO4:H2O=1:20:2，处理温度为60℃，处理时间5min为本次实验的最佳工艺条件。3.在最佳工艺条件下对CNTs/UHMWPE纤维进行表面改性，采用扫描电子显微镜观察纤维的表面形貌发现改性后的纤维的表面出现了一些长长的凹陷和一些基团，表面变得粗糙，增大了纤维与其他基体的接触面积。通过红外光谱测试分析后发现与改性前的CNTs/UHMWPE纤维相比，改性后纤维的表面出现了C=O，C-O等含氧基团，纤维表面含氧量提高，表面极性增加。分析环氧树脂在CNTs/UHMWPE纤维表面的铺展过程发现，与改性前纤维相比，在同一时刻改性后的CNTs/UHMWPE纤维与环氧树脂液滴的接触角较小，说明经过铬酸处理后的纤维与环氧树脂的浸润性得到明显的改善。最后采用单丝抽拔实验分析了改性后纤维与树脂的结合性能后发现，改性后的纤维与树脂的的初始脱粘力P1和最终脱粘力P2都较大，脱粘过程中所吸收的能量也较多，改性后纤维与树脂的界面剪切强度比改性前提高了将近一倍。通过观察抽拔后的形貌发现改性后的纤维脱粘后表面变得粗糙，粘附了许多环氧树脂的残片，抽拔过程不仅发生了界面的破坏，环氧树脂基体也受到了破坏，这说明表面改性后纤维与树脂结合性能得到改善。