环氧树脂是一种性能优良,运用广泛的热固性树脂之一。然而,其固化物脆性大、耐热性差难以满足日益发展的工程技术的要求,限制了环氧树脂的进一步应用。因而对环氧树脂及其复合材料的耐热性能进行改进具有重要的意义。本课题选用环氧树脂为基体,运用物理和化学的方法对其改性,采用现代分析技术对复合材料树脂基体进行物理化学表征,以聚芳醚腈改性环氧耐高温复合材料树脂基体、双马来酰亚胺/环氧树脂复合耐高温树脂基体、有机硅/环氧复合耐高温材料树脂基体、稀土元素改性环氧高性能复合材料树脂基体为研究对象,对树脂基体的组成与结构、固化特性以及力学性能等进行研究。(1)以新型热塑性树脂聚芳醚腈(PEN)/环氧树脂(E-44)/二氨基二苯甲烷(DDM)复合体系为基础,运用FTIR,DSC和DMA分别考察了PEN/ER体系的固化反应,在动态条件下用Kissinger和Crane方法对PEN/ER体系的固化反应动力学进行了研究,并模拟出理论固化温度;运用转矩流变仪研究了复合体系的流变性质;用DSC,DMA和SEM等手段研究了该体系固化物热力学性质,动态力学性质和相态结构,探索了制备性能优良的PEN/E-44/DDM耐高温复合材料的条件。(2)通过机械共混的方法,制备了双马来酰亚胺/环氧树脂共混胶粘剂,在一定的配比组成和固化条件下,能够获得综合物理机械性能优良的胶粘剂;同时,对胶粘剂的形态结构、化学机理等进行了研究。通过力学性能测试确定了最佳配比为ER/DDM/BMI=5:2.5:10(质量比),此配方体系的反应活性通过测定体系的流变性质进行了研究;利用FTIR分析了固化反应机理;结合DSC数据确定了最佳固化工艺;通过SEM扫描发现,BMI的加入对环氧树脂体系的韧性有所改善;通过对胶粘剂的耐热性能的测定和分析,考察胶粘剂高温下的粘接强度。由于双马树脂和环氧树脂本身固有的脆性,用胶粉对其进行增韧改性。(3)利用侧链含氨基官能团的有机硅改性环氧树脂,以提高胶粘剂的耐高温同时提高韧性。利用FTIR,DSC等技术对新型改性环氧树脂树脂的固化过程及固化反应机理进行研究,获得固化反应的动力学参数;利用电子拉力机,DMA,DSC等手段对胶粘剂力学性质、热力学性质进行研究;运用热重方法对复合树脂的分解过程进行研究,获得分解反应动力学参数,对有机硅提高环氧树脂耐高温性机理进行初步的探索。(4)以稀土钆(Gd)填充改性环氧树脂,对其进行了结构表征与组成测定,固化过程表征、力学性能以及热稳定性研究。通过力学分析、动态力学、差热分析和热失重分析方法,对不同配比的Gd2O3/ER材料的固化性质、力学性质、动态力学性能和热稳定性能进行了研究。环氧树脂体系中添加适量的Gd2O3后材料的耐热性提高,在保持良好力学性能的同时,引入稀土离子许多特殊的性能,可实现材料的功能化。