电容器是电子行业的一个最基本而又非常重要的电子元件。近年来,电子电器领域对轻量化以及高储能密度电容器的需求日益提高。电容器的基本材料为高介电材料,所以开发新型高介电材料是制备高储能密度电容器的关键。和普通陶瓷电容器里的高介电陶瓷相比,聚合物基电介质拥有较低的质量比但是介电常数往往较低。最理想的方式是在聚合物基体中加入高介电陶瓷或者导电填料开发聚合物基复合材料,从而实现优势互补,得到的既有良好的韧性同时兼具轻量化的高介电复合材料。聚芳醚腈（PEN）拥有几乎媲美聚酰亚胺的耐热性以及韧性,此外介电常数根据不同结构在3.5-4.5之间,介电损耗在0.01-0.02之间。本课题首先在实验室合成出非结晶型的酚酞对苯型聚芳醚腈以及结晶型的联苯二酚型聚芳醚腈。再以聚芳醚腈为基体,通过添加不同介电常数的无机陶瓷填料制备二组分复合材料、添加导电的碳纳米管通过单向热拉伸制备二组分复合材料、同时添加无机陶瓷和碳纳米管制备三组分复合材料和钛酸钡@碳纳米管核壳结构三组分复合材料。研究了以上几种不同类型填料对PEN的形貌、热学性能、力学性能以及介电性能的影响。（1）首先通过亲核取代反应合成出无定型的酚酞对苯型聚芳醚腈。以酚酞对苯型聚芳醚腈为基体树脂,选择具有高介电常数的二氧化钛（TiO₂）、纳米钛酸钡（BaTiO₃）和钛酸铜钙（CCTO）作为高介电无机填料。采用侧链带羧基的聚芳醚腈对二氧化钛TiO₂、BaTiO₃和CCTO表面进行有机改性,包裹上一层羧基型聚芳醚腈（PEN-COOH）,通过分析发现羧基型聚芳醚腈成功包裹在无机填料表面,形成一层核壳结构的粒子。再通过溶液流延成膜法,将改性后的上述无机填料添加到聚芳醚腈中制备PEN/TiO₂、PEN/BaTiO₃和PEN/CCTO三种二组分复合材料。然后对PEN/TiO₂、PEN/BaTiO₃和PEN/CCTO复合材料的形貌、力学、热学、介电性能分别进行表征。通过对比介电性能发现,PEN/BaTiO₃复合材料在三种复合材料中拥有最高的介电常数。因此,选择纳米BaTiO₃作为后续研究对象制备三组分复合材料和核壳结构填料复合材料。（2）首先将将酸化后的多壁碳纳米管（MWCNT）添加到无定型酚酞对苯型聚芳醚腈基体中,制备得到PEN/MWCNT复合材料薄膜。其中碳纳米管含量分别为2 wt%、4 wt%、6 wt%、8 wt%和10 wt%。研究发现加入碳纳米管含量为6 wt%时复合材料拥有较高的介电常数,但是复合材料电导率较高。之前有报道发现复合材料的介电性能可以通过热拉伸进行调控。而结晶型聚芳醚腈相对于无定型聚芳醚腈更适宜做热拉伸处理。选用结晶型的联苯二酚型聚芳醚腈为基体。将酸化后的多壁碳纳米管（MWCNT）添加到结晶性的联苯二酚型聚芳醚腈基体中,制备得到碳纳米管含量为6wt%的PEN/MWCNT复合材料薄膜。然后将复合材料薄膜裁剪为细条状,放入高温烘箱里对样品进行单向热拉伸,样品拉伸倍率分别为50%、100%、200%和400%。研究发现,单向热拉伸被证明是用以提高PEN/MWCNT复合材料的力学性能和储能密度最为行之有效的方法。复合材料拉伸倍率为50%时,储能密度增加了40%。（3）以酚酞对苯型聚芳醚腈为基体树脂,同时填充纳米BaTiO₃无机陶瓷和MWCNT。为了便于研究,固定BaTiO₃含量为20 wt%,以MWCNT为单一变量。通过溶液溶液共混以及溶液流延成膜法制备了同时含有无机陶瓷以及导电碳纳米管的PEN/BaTiO₃/MWCNT三组分复合材料。其中MWCNT的质量分数分别为0.5wt%、1.0 wt%、1.5 wt%和2.0 wt%。详细研究了在改变MWCNT含量的条件下,复合材料介电性能的变化。发现PEN/BaTiO₃/MWCNT三组分复合材料保留了聚合物的优异的力学性能和热学性能以及提高了介电性能。（4）通过溶剂热法,在晶化釜里制备出了核壳结构的BaTiO₃@MWCNT纳米管状复合材料。其中多壁碳纳米管为核,钛酸钡为壳,质量比为mBaTiO₃:mMWCNT=10:1。然后将BaTiO₃@MWCNT添加到酚酞对苯型聚芳醚腈树脂基体中,通过溶液流延成膜法制备出了PEN/BaTiO₃@MWCNT三组分复合材料。详细研究了该三组分复合材料介电-频率、介电-温度和介电-含量的变化规律。其中BaTiO₃@MWCNT填料的质量分数分别为10 wt%、15 wt%、20 wt%和25 wt%。研究发现这种填充核壳结构填料的复合材料的介电性能不同于传统的三组分共混复合材料,对于制备高介电聚芳醚腈基复合材料具有一些指导意义。