针对玻璃纤维增强聚合物复合材料（GFRP）作为火电烟囱内衬的服役老化问题，以玻璃纤维增强环氧树脂复合材料（GF/Epoxy）为研究对象，用正交试验法研究温度、偶联剂含量和热流老化时间等因素对GF/Epoxy热损伤后的质量损失率、弯曲强度和剪切性能的影响。采用金相显微图像处理法测量计算复合材料的孔隙率，使用自主设计并搭建的原位在线监测系统对GF/Epoxy试样进行测试。结果表明，不同因素对复合材料性能的影响程度不同。偶联剂含量的增加会有限改善GF/Epoxy的质量损失率，而温度因素对弯曲强度的影响较大，材料本身存在的后固化行为会影响弯曲性能的变化趋势，随温度升高总体下降11.8%。层间剪切性能与热老化时间密切相关，16 h相比8 h热流老化后的层间剪切(ILSS)性能均值提高了10.2%。