本论文以简单、经济、环保的技术途径研制出可在热固性树脂基体中分散均匀、与树脂界面相容性好、界面粘结强度高的功能化碳纳米管（CNTs）为目的，着重研究了氩等离子体法、氩等离子体辅助热引发法、马来酸酐（MAH）等离子体诱导接枝法、MAH等离子体辅助端基修饰法等CNTs功能化方法及其工艺条件，并以通用型热固性环氧树脂（EP）为研究对象，制备了功能化碳纳米管/环氧树脂（a-CNTs/EP）纳米复合材料。采用氩等离子体活化CNTs，考察了等离子体处理参数（如功率、温度、时间、腔室压力等）对所得a-CNTs的微观形态、组成和结构等的影响。a-CNTs在EP树脂中的分散性较原始CNTs更佳，所得a-CNTs/EP复合材料具有优异的力学、热学等综合性能，此法具有简单易行、低碳环保、功能化效果好、能满足工业化生产要求的特点。从活性a-CNTs出发，选用经济型、易升华汽化的MAH为接枝单体，通过热引发MAH在CNTs表面的聚合反应而得到r-CNTs。利用其表面形成的聚马来酸酐膜（PMAH）赋予其高反应活性和优良界面相容性，在一定程度上克服了CNTs表面惰性及其与EP基体的相容性问题，从而显著提高了EP固化物的力学性能。从原始CNTs出发，通过氩等离子体预处理、氧气活化使CNTs表面生成大量过氧化物。在接枝剂MAH等离子体作用下，其过氧键断裂形成含氧自由基，从而诱发MAH在CNTs表面接枝聚合，获得表面为PMAH薄膜修饰的m-CNTs（其高分子链一端以共价键形式锚定于CNTs表面、另一端可自由伸展）。m-CNTs表面接枝的PMAH链不仅赋予其高反应活性和界面结合能力，又可利用其巨大空间位阻效应有效解决其严重自聚集和自缠绕问题，实现m-CNTs在EP基体中的良好分散，极大提高了二者的界面结合强度。此法具有操作简单、无需溶剂介入、产物纯度高、功能化程度高、可规模化生产的特点，系CNTs功能化技术之重要突破。该工艺技术未见文献和专利报道，具有新颖性和原创性。从m-CNTs出发，采用三乙烯四胺对其自由伸展端进行基团修饰，获得了表面被胺化的n-CNTs。利用羧基与氨基反应生成的牢固酰胺键，极大提高了n-CNTs与EP基体的界面结合强度。所得n-CNTs在极大改善高度交联的环氧树脂韧性同时，还能赋予其优异热稳定性。此功能化方法具有工业化前景、简单易行、绿色环保、功能化程度高的特点，是碳纳米管功能化技术的重要突破。该工艺技术未见文献和专利报道，具有新颖性和原始创新性。