复合材料因为其组成材料优点的互补而具有优异的综合性能,FRP(纤维增强塑料)作为复合材料的一种,以其强度高、轻质、抗疲劳、耐腐蚀等特点而被广泛应用于土木工程、航空航天以及各类军民产业中。但是,目前FRP所应用的热固性树脂基体和热塑性树脂基体也都存在着一定的不足之处,热固性树脂在固化之后会形成不可回收的网状结构,同时产品的韧性不高,达不到预期的要求;而热塑性树脂产品的韧性强并且能够进行循环利用,但是由于其粘度高而不易加工,产品的刚性也不良。近年来,新型热塑性树脂CBT树脂以其环保的优势而被众多科研机构青睐。该树脂熔化之后粘度极低,可以像水一样流动,并且成型工艺简单能够快速聚合,反应过程无有害物质排放,因而在复合材料领域有很大的发展潜力。但是目前复合材料层合板都普遍存在着层间韧性不高的问题。采用纳米颗粒作为树脂基复合材料的增韧剂不仅可以提高产品的刚性,还能够提高产品的抗冲击性能并且能够有效的抑制复合材料层合板发生分层现象。因此采用纳米颗粒改性复合材料力学性能引起了越来越多的关注,但是对于刚性纳米颗粒增韧CBT复合材料的技术、机理和模型的研究还缺乏足够的认识。本论文的主要研究工作:(1)以CBT树脂作为基体、以碳纤维布作为纤维增强体制备预浸料,在预浸料表面引入了锡类催化剂和四种不同含量的纳米二氧化硅颗粒,然后在真空条件下利用模压工艺将8层预浸料制备成复合材料层合板(Ⅱ型层间断裂韧性试验的层合板需要在第4层和第5层预浸料之间加入Teflon薄膜)。(2)对CBT热塑性复合材料层合板进行了拉伸试验和Ⅱ型层间断裂韧性试验,结果表明,添加不同含量纳米二氧化硅颗粒均使层合板的拉伸性能和Ⅱ型层间断裂韧性有了不同程度的提高。(3)对层合板的断口进行了微观分析,SEM图片表明,纤维与基体之间的界面效应和纳米颗粒的分散程度是影响复合材料力学性能的关键因素,然后结合SEM图片和纤维与基体的界面破坏模型,对界面破坏机理进行了分析。上述所得研究结果可为CBT热塑性复合材料的应用研究提供技术支持。