以均苯四甲酸酐(PMDA)、間苯二胺(m-PDA)為單體制備出高黏度的聚酰胺酸(PAA)，然后采用環(huán)氧基多面體低聚倍半硅氧烷(POSS)并輔以2-乙基-4-甲基咪唑固化劑對碳纖維(CF)進行表面處理，再將其與已制備的PAA經載玻片涂膜高溫固化制得聚酰亞胺/碳纖維(PI/CF)復合材料，通過FIIR、拉曼光譜、XRD、SEM研究了改性碳纖維對PI/CF復合材料性能的影響。研究表明：POSS的接枝改性增加了CF表面的粗糙度和無序程度，固化劑2-乙基-4-甲基咪唑的加入進一步促進了接枝過程，大量POSS接枝并固化于CF表層，使CF表層粗糙度進一步增加，進而改善了CF與PI基體的界面黏合力和相容性。
拉曼光譜研究表明，改性前后CF拉曼光譜經分峰擬合得到的具體參數(shù)，涂覆改性后CF的R 值有所提升，從2.57提升到2.91，以咪唑作為促進劑處理后R 值提升至3.18，提升了23.7%。La值從1.71 nm降至1.38 nm。力學性能分析表明，相比接枝前的CF，接枝處理可明顯提高PI/CF復合材料的力學性能，添加3%CF并以POSS涂覆處理，拉伸強度和彈性模量分別較改性前提升了11.1%和6.1%，而涂覆POSS并輔以咪唑固化促進劑改性后拉伸強度和彈性模量分別較改性前提升了24.3%和12%，但是斷裂伸長率卻有所下降。
聚酰亞胺(PI)是分子鏈中含有酰亞胺環(huán)(—CO—NH—CO— )的一類聚合物的統(tǒng)稱，因為其分子主鏈結構上存在芳環(huán)和雜環(huán)而具有優(yōu)異的耐高溫性能和化學穩(wěn)定性，熱性能優(yōu)異，同時PI薄膜具有優(yōu)異的力學性能和耐輻射、耐溶劑性，因而得到廣泛應用。但是分子鏈中含有大量的苯環(huán)結構也使其較難結晶，同時也嚴重影響了PI薄膜和PI復合材料聚集態(tài)有序結構的形成和控制，進而會影響制品的性能。
目前，通常采用有機或者無機粉體雜化來改善PI的聚集態(tài)結構，常用的無機材料包括二氧化硅、蒙脫土、滑石粉等，而碳纖維(CF)以其高比強度、耐磨損、耐疲勞、熱膨脹系數(shù)小以及自潤滑等優(yōu)異性能成為重要的增強材料之一。然而由于 CF表面較為光滑并呈化學惰性，因此與基體之間的黏結性較差，故而有必要對其進行表面處理。目前對CF的表面改性多使用氧化刻蝕法，同時還有偶聯(lián)劑涂層、表面沉積以及等離子體處理和稀土處理等技術，常規(guī)CF改性盡管效果明顯，但是改性過程相對難以控制，同時也會在一定程度上降低纖維的強度。多面體低聚倍半硅氧烷(POSS)具有以Si—O—Si鍵為無機骨架的中空籠形結構，環(huán)氧基POSS中的Si原子分別連接反應性的長鏈環(huán)氧基和惰性基團（籠狀結構），其中的惰性基團可以改善POSS和基體之間的相容性，反應性基團則可實現(xiàn)其與填料之間的化學鍵合作用，從而起到化學接枝的作用。以表面涂覆的方法用POSS改性CF的研究已有報道，但是以咪唑固化促進劑協(xié)效POSS改性CF的研究較少。