近年来为了实现先进复合材料的低成本制造,提高大厚度、复杂形状复合材料制件的成形质量和生产效率,复合材料液态成型技术(Liquid Composite Molding)得到了快速发展。以树脂转移模塑(Resin Transfer Molding)技术为代表的液态成型技术成为当前国际复合材料领域研究与发展的主流。双马来酰亚胺树脂(BMI)具有良好的耐高温、耐湿热、耐辐射、流动性及成型加工性能优异等特点,是RTM液态成型树脂的主要类别之一。但是BMI树脂固化后交联密度高导致抗冲击损伤能力较差,冲击后压缩强度较低,限制了以其为基体的复合材料层合板在飞机主承力结构件上的应用。为了改善BMI树脂基复合材料的抗冲击损伤能力,通常在树脂基体中加入橡胶颗粒或热塑性树脂对其进行增韧改性,这虽然可以有效提高树脂体系的韧性,但增韧剂的引入不仅增加了树脂基体的化学复杂性,还可能引起树脂基体固化工艺条件的改变,并且经过橡胶或热塑性树脂增韧改性后树脂体系的黏度急剧增加,无法适用于RTM工艺。益小苏等提出了“离位”增韧思想,其核心是对复合材料韧性贡献最大的层间进行选择性增韧,在初始状态下将增韧组分与树脂基体分离,以确保RTM树脂的低黏度浸润。在固化升温阶段,复相体系发生反应诱导相分离,复合材层间形成双连续、相反转的微观形貌,有利于提高层间分层阻抗和损伤容限。同时热固性树脂组分仍为主体,复合材料中纤维体积分数并没有改变,复合材料原有的面内力学性能并不受影响。本文选取了在酚酞基聚芳醚酮(PEK-C)基础上改性的含磷聚芳醚酮树脂(P-PAEK)作为复合材料的层间增韧剂。含磷聚芳醚酮具有更高耐温等级,高韧性且在RTM双马树脂注射温度下基本不溶等特点,对RTM工艺影响较小。通过亲核缩聚合成出一系列分子量、结构不同的聚芳醚酮树脂,对其性能进行了表征。采用全动态DSC法研究了含磷聚芳醚酮增韧改性双马来酰亚胺树脂体系的固化动力学,并绘制出了复相树脂体系的时间—温度—转变图(TTT图),为“离位”增韧RTM技术提供了一个直观的工艺优化平台。通过高温热台显微镜观察了热塑树脂在BMI树脂中的溶解分相行为。针对“离位”增韧中热塑/热固(TP/TS)之间的相分离行为,研究了复相树脂体系的反应诱导相分离机理、凝胶时间、热性能及机械性能,将材料的微观结构与性能联系起来,为“离位”RTM复合材料增韧剂的选择提供依据。采用层间薄膜及颗粒两种形式离位增韧碳纤维增强RTM双马树脂基复合材料。针对两种改性方式选择出最佳的含磷聚芳醚酮树脂作为增韧材料。研究表明少量热塑颗粒使复合材料I型层间断裂韧性提升了56%,II型层间断裂韧性从960J/m2提高到1360 J/m2,复合材料层间分层阻抗得到显著提升,冲击后压缩强度达到200 MPa。动态力学分析测试表明少量刚性粒子层间增韧复合材料并不会降低复合材料的使用温度。采用低分子量高韧性P-PAEK作为层间增韧膜,复合材料的II型层间断裂韧性提升74%,冲击后压缩强度从155 MPa提升到280 MPa,增长近81%,同时复合材料的静态力学性能保持良好,达到了高韧性复合材料的性能要求。