环氧树脂具有良好的结构设计性、工艺设计性及优异的力学性能、尺寸稳定及化学稳定性、电绝缘性和粘接性,常作为胶接剂、涂料、修补料、绝缘材料以及复合材料用基体树脂,广泛应用于航天航空、电子电气、船舶、汽车、建筑等众多领域。单纯的环氧树脂不具备使用价值,当其与固化剂反应形成三维固化网络之后才具备优异的综合性能,固化剂结构及固化行为均是决定固化物性能的关键因素。而环氧固化剂中的酸酐固化剂具有反应放热较少,固化收缩率较低,适用期长等优点,因此常用于对加工性能及力学性能较高的复合材料树脂领域。然而,环氧树脂固化后形成的三维网络由于固化程度较高,网络刚性强,导致环氧固化物的韧性较差,冲击强度和剥离强度都比较低。因此,环氧树脂体系的增韧一直以来都是环氧树脂研究领域的热点问题。常规的增韧体系会引起树脂粘度的增加,固化产物强度、模量或玻璃环转变温度的降低。如何保证树脂体系增韧的同时又不损失强度和模量是目前急需解决的难题。本文以环氧／酸酐体系为出发点,围绕着其刚性固化网络结构与性能的关系,设计使用柔性链段来调控其网络结构,研究柔性链段对环氧／酸酐刚性固化网络的影响,并在研究的基础上,设计和构筑一种新的增韧方式来实现树脂体系在强度,韧性与模量的同时提升。为了探究柔性链段对环氧／酸酐体系固化行为、工艺性能及力学性能的影响,以双酚F/六氢苯酐体系为基础,首先设计使用两种具有不同醚键含量的柔性链段,并将其以稀释剂的形式形加入树脂体系来调节固化网络结构,研究力学性能和热力学性能的变化,同时采用等温动力学的方法分析其对环氧／酸酐体系固化行为的影响。结果表明：醚键含量更高柔性链段稀释剂加入体系之后,比传统的醚键含量较低的稀释剂具有更好的增强增韧效果,更佳的常温储能模量、拉伸强度与拉伸断裂伸长率的提高效果,更低的玻璃化转变活化能。等温DSC的研究结果表明,Kamal模型能较好地描述两个体系的等温固化反应,实验数据与利用Kamal模型计算得到的数据吻合程度高,醚键含量更高柔性链段加入体系后相比与醚键含量低的体系,自催化反应活化能更低,而非自催化反应活化能更高。在此基础上,本文也研究了聚醚1,4-丁二醇二缩水甘油醚的含量(DGEBD)对双酚F(DGEBF)/六氢苯酐(HHPA)体系工艺性能及力学性能的影响,结果表明体系的操作期随柔性链段含量的提高而提高,且在含量为10 phr时浇注体的拉伸强度最佳,达到86.25 MPa；含量为15 phr时浇注体的拉伸断裂伸长率最佳,达到5.97%。对环氧树脂而言,其固化工艺决定了浇注体的综合性能和实际使用条件,因此,本文研究了2,4,6-三(二甲胺基甲基)苯酚(DMP-30),2-乙基-4-甲基咪唑(EMI)与N,N-二甲基苄胺(BDMA)促进剂的含量对DGEBF/HHPA体系固化反应放热与凝胶时间的影响,同时利用非等温DSC着重研究了含量分别为0.2 phr与0.5 phr的BDMA和DMP-30与DGEBF/HHPA体系的非等温反应动力学。结果表明促进剂含量的微量变化会大幅影响环氧／酸酐体系的凝胶时间与反应最高放热温度,动力学研究发现通过Malek法确定能确定体系的固化机理函数,同时Sestak-Berggren模型可以很好地描述所选四个体系的非等温固化反应。通过动力学参数的对比发现,当促进剂含量相同时,所选两个促进剂的种类对固化反应的影响较小,而促进剂含量从0.2 phr上升到0.5 phr时,固化反应差别较大。促进剂含量较低时,非自催化反应部分极低,但随着促进剂含量的提高,非自催化部分相应提高。其次,设计并使用了三种不同官能度的环氧树脂,利用其与酸酐酐在DMP-30的促进下固化形成堆叠结构,交联网络结构不同的浇注体,同时,采用二官能度柔性链DGEBD来调节其交联网络结构,进而研究交联密度、分子链堆叠等微观结构对体系固化产物储能模量、损耗模量、玻璃化转变温度以及玻璃化转变活化能等宏观性能的影响。对不加柔性链段调节的三种官能度的固化网络而言,广角XRD测试结果说明,三个体系固化交联网络之间的平均距离的大小顺序是：四官能度的体系(TGDDM)>三官能度体系(TGPAP)>两官能度体系(DGEBF)。DMA测试结果表明,在玻璃化转变温度之前三体系的储能模量的大小顺序是：DGEBF体系>TGDDM体系>TGPAP体系,而损耗模量大小顺序则是：TGDDM体系>TGPAP体系>DGEBF体系。玻璃化转变温度之后三体系的储能模量的大小顺序是：TGDDM体系>TGPAP体系>DGEBF体系,损耗模量均接近于O。同时,玻璃化转变温度的变化顺序也有着相同的规律。添加一定比例DGEBD调节网络结构之后,DMA测试结果表明对DGEBF与TGPAP而言,适量柔性链段的加入能提高玻璃态的储能模量,但降低了TGDDM体系玻璃态的储能模量。同时,柔性链段的加入降低了三个体系的玻璃化转变温度。通过交联密度的计算发现柔性链段加入之后,三个体系的交联密度均会降低。变频DMA计算结果表明玻璃化转变活化能随着官能度的增加而提高,加入柔性链段后,三体系均出现下降。最后,设计了脂肪链侧基增韧环氧树脂新体系,利用脂肪链段与芳香链段间的不互溶性的特点,以及共价键连接限制运动区域的手段,在环氧树脂网络中引入微相分离结构,从而实现增韧。具体方法为：利用胺与环氧基团之间的反应,将一系列链长不同的单端脂肪胺接到环氧树脂主链上,形成具有不同长度的脂肪侧链的环氧树脂结构,以期达到一种微区自组装增韧的效果,并通过改变脂肪侧链的含量来调节微区结构的大小从而探讨微区结构与增韧效果之间的关系。ESI-MS、GPC与环氧值滴定测试的结果表明,具有不同链长脂肪侧链的环氧树脂被成功合成出来且环氧值与理论环氧值接近。AFM的测试结果表明,脂肪侧链的引入能有效的在树脂之中形成纳米,亚微米以及微米级的相分离结构,当脂肪侧链的长度为4～8个C时,体系中具有大量的20到50nm以及100到250nm的微相分离结构,而当脂肪侧链的长度为12～18个C时,体系除了上述两种结构的微相分离之外还具有微米级的相分离。脂肪侧链的含量能一定程度调节微相分离结构的大小与数量。SEM的测试结果表明,脂肪侧链的引入使得树脂固化物在断裂界面上出现大量的白色纹路,当脂肪侧链的长度为4～8个C时,断裂截面中具有大量的贯穿整个断裂截面的长条白色纹路,而当脂肪侧链的长度为12～18个C时,断裂截面出现了不同的现象,即断裂截面被很多块状白色纹路分割成多个大块结构,这些块状白色纹路中又富集很多条状白色纹路。分别将这两种条状白色纹路放大后对比发现,当脂肪侧链的长度为4-8个C时,白色纹路为直线状,而当脂肪侧链的长度为12～18个C时,断裂截面块状白纹中的条状白色纹路是锯齿状的。力学性能测试的结果表明,脂肪侧链的引入能有效增强环氧树脂浇注体,环氧树脂与单端胺以5：1的摩尔比引入侧端脂肪分子链的体系拉伸力学性能均比按照环氧树脂与单端胺以10：1的摩尔比引入侧端脂肪分子链的体系要好,在环氧树脂与单端胺摩尔比是5：1且脂肪侧链长度达到18个C时,体系力学性能达到最佳,拉伸强度达到了90.56 MPa,比纯的DGEBF体系提高了51.23%；拉伸断裂伸长率达到了6.07%,比纯的DGEBF体系提高了52.90%；拉伸模量达到了2.54 GPa,比纯的DGEBF体系提高了25.12%。