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本发明为一种聚酰亚胺改性和树脂填充的火箭发动机壳体制备方法。包括如下步骤：配制聚酰胺酸溶液，在聚酰胺酸溶液中加入蒙脱石和聚乙二醇，形成改性聚酰胺酸混合溶液；将改性聚酰胺酸混合溶液倒入浸胶槽，纤维束通过浸胶槽形成浸渍料，加热浸渍料去除有机溶剂；在砂芯模表面设置绝热层，将加热后的浸渍料缠绕在绝热层外，脱模得到壳体半成品；对壳体半成品进行挤压、并采用改性聚酰胺酸混合溶液填充、从而去除壳体半成品纤维间的空隙；对去除空隙后的壳体半成品进行加热固化，使得聚酰胺酸发生亚胺化反应生成聚酰亚胺，得到聚酰亚胺改性和树脂填充的火箭发动机壳体。本发明能够制作出气密性良好，纤维层空隙少的火箭发动机外壳。