自富勒烯(C60)被发现以来,人们又陆续发现了气相生长碳纤维(VGCFs)、碳纳米管(CNTs)、石墨烯(Graphene)等碳纳米材料。碳纳米材料以其优异的力学性能、导电性能和光学特性,引起人们的广泛关注。其中,尤其以CNTs和VGCFs最具有应用潜质,因为它们都是具有很大长径比的纤维状材料,所以人们希望将其应用到复合材料中进行增强或者导电。然而,易团聚、难分散、与基体相容性差的问题限制了VGCFs和CNTs在聚合物基复合材料中的广泛应用。本文通过对VGCFs和MWNTs进行化学改性、原位接枝反应,高剪切分散等手段,研究它们在聚合物基复合材料中分散方法。首先,采用环氧树脂E-44为基体树脂,三乙醇胺为固化剂,采用两种不同的化学改性方法制备表面氨基化的碳纳米管并分别以两种改性的碳纳米管作为填料,制备了碳纳米管／环氧树脂的复合材料。通过对改性碳管表面的红外谱图、微观形貌分析,和对改性碳管和复合材料的一系列力学性能测试研究,结果表明,两种化学改性方法都能在碳纳米管表面成功引入氨基基团；表面氨基化的碳纳米管在环氧树脂基体中的分散性都得到提高,同时引入的氨基还能够在基体中参与到基体的交联固化中,与基体形成化学键,从而拥有良好的界面结合力。能够使得复合材料的冲击强度提高了7倍,拉伸强度提高40%以上。尽管通过化学改性的方法能够提高碳纳米管在聚合物基体中的分散性,但是当改性碳管质量分数进一步提高时,改性碳纳米管仍然可能在基体中发生二次团聚,使得力学性能进一步提高受到限制。其次,我们将采用原位接枝聚合的方法对VGCFs表面进行改性处理,以环氧树脂预聚物为溶剂,GMA为接枝单体,在VGCFs表面接枝上聚甲基丙烯酸缩水甘油酯(PGMA)分子链。将PGMA-g-VGCFs与环氧树脂(EP)进行复合,制备PGMA-g-VGCFs/EP复合材料,通过红外光谱、拉曼光谱、XPS、TGA、TEM等一系列表征分析研究表明,以环氧树脂预聚物为溶剂,BPO为引发剂,利用自由基加成原理在VGCFs表面进行接枝聚合是切实可行的；VGCFs在环氧树脂基体中的分散性提高了,在实验设计的浓度范围下,接枝碳管在树脂中基本呈现均匀分散,但随浓度提高,分散程度略有下降。最后,MWNTs未经任何改性处理,仅仅是按一定比例和聚合物材料熔融混合后,然后在基体半熔融状态下,在剪切场下进行反复多次的加工,以期制备出分散均匀的纳米复合材料,并且通过一系列的表征和力学测试表明,MWNTs在剪切场的作用下分散性和力学性能确实得到提高。