近年来碳纳米管已经成为纳米材料研究领域的一个热点。因为具有许多独特的物理，化学以及力学性质，碳纳米管在许多领域都存在着极高的科学研究价值和广泛的应用潜力，是复合材料理想的填充增强材料。目前使碳纳米管在复合材料中无法广泛应用的原因主要有两点：1．碳纳米管因管与管之间的范德华力使得其在几乎所有的有机溶剂中不溶，在复合材料基体中也难以分散；2．碳纳米管表面光滑，和基体的界面作用力弱，不能实现材料所受应力的有效转移。为解决上述问题，本文主要从以下几个方面进行研究：1．聚苯乙烯共价修饰碳纳米管笔者首先研究了过氧化苯甲酰和碳纳米管之间的相互作用，通过红外光谱，热重等分析手段证明了由过氧化苯甲酰加热分解生成的自由基和碳纳米管发生类烯加成反应。传统的自由基聚合理论认为，聚合过程中生成的链自由基的活性随着链增长而保持不变。引发剂直接分解的自由基可以和碳纳米管发生加成反应，其引发单体聚合实现链增长后生成的链自由基也应该可以和碳纳米管发生加成反应。本文采用原位聚合法，合成制备了聚苯乙烯修饰的碳纳米管。各项表征结果表明聚苯乙烯和碳纳米管之间是以共价键形式结合。2．聚苯乙烯非共价修饰碳纳米管采用乳液和细乳液两种软模板法合成了聚苯乙烯非共价修饰的碳纳米管。乳液法得到的复合材料乳液中，碳纳米管表面覆盖了一层聚苯乙烯纳米薄膜；而细乳液法得到的复合材料乳液中，碳纳米管表面的聚苯乙烯主要以纳米微球形式存在。因为是非共价修饰，碳纳米管和聚苯乙烯之间作用力较弱，高分子会因溶剂化作用脱落，所以在实验所用的单体中加入少量二乙烯苯作交联剂，使聚苯乙烯通过物理缠绕而固定在碳纳米管表面。3．功能化的碳纳米管在复合材料中的增强作用把两种功能化的碳纳米管：聚苯乙烯共价修饰的和非共价修饰的碳纳米管通过熔融共混法加入到聚苯乙烯中，制备出碳纳米管／聚苯乙烯的复合材料。材料的应力-应变曲线表明，碳纳米管起到了纳米增强作用。复合材料的各项性能，如拉伸强度、弯曲强度、断裂伸长率都得到了明显提高。结果表明通过这两种功能化的方法，有效的提高了碳纳米管在基体中的分散性及其与基体材料的界面作用力。