单向碳纤维复合材料的各向异性以及树脂基体的交联网络结构,容易导致分层损伤或层间断裂,因此复合材料的增韧研究具有重要的意义。目前,增韧方法主要包括树脂基体改性、Z向增韧和层间增韧,其中层间增韧是先进复合材料发展的重要方向。因此,本文比较了不同工艺自组装微纳米粒子对层间增韧碳纤维复合材料的影响,同时研究了高低温熔点自组装微纳米粒子的结构变化,并建立了层间增韧机理模型。1.分别利用自组装微纳米粒子(PA-MWNTs)和微纳米粒子直接共混(PA+MWNTs)的方法,制备了增韧环氧树脂,研究了树脂基体的力学和流变性能,并以不同方法的微纳米粒子制备增韧胶膜,比较了层间协同增韧碳纤维复合材料的力学性能和微观形貌,探讨了增韧机理。与直接共混法(PA+MWNTs)相比,自组装法微纳米粒子(PA-MWNTs)对树脂基体增韧效果更为明显,碳纳米管的团聚现象减少,同时对复合材料的层间协同增韧效果更为明显,也高于单独采用PA微米粒子或MWNTs纳米粒子层间增韧的复合材料,建立了微纳米粒子自组装模型以及协同增韧复合材料模型。2.采用两种不同熔点的热塑性聚酰胺(PA)微米粒子和碳纳米管制备自组装微纳米粒子PA-MWNTs,制备了不同微纳米粒子层间增韧中温/高温固化碳纤维复合材料。研究了微纳米粒子的结晶性,及其对复合材料力学性能和微观形貌的影响。碳纳米管的存在提高了微纳米粒子的结晶度,改变了熔融结晶后粒子的结构,和碳纤维形成多尺度的界面,有利于提高复合材料的断裂韧性,建立了微纳米粒子结构变化以及层间增韧机理模型。