預浸料是由樹脂浸潤連續纖維或織物得到的組合物，通常樹脂體系呈B階段，是復合材料的中間體。環氧樹脂作為最常用的中溫固化預浸料樹脂基體，必須具有良好的斷裂韌性從而使預浸料中的纖維能有效傳遞應力，同時需要通過控制基體樹脂的粘度來調整預浸料的粘接性能，并降低預浸料的樹脂流動度以滿足復合材料成型工藝要求。本論文采用聚氨酯預聚體接枝改性制備本征柔性環氧樹脂(Intrinsic Flexible Epoxy Resin，簡稱IFEP)，應用于預浸料樹脂體系和中溫固化碳纖維預浸料中，以實現增韌效果和復合材料成型工藝適應性的統一。
1.以二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)與聚氧化丙烯二醇(PPG，Mn=1000，2000，3000)通過預聚反應制備端異氰酸酯基聚氨酯預聚體(PPU1000，PPU2000，PPU3000)，進而與雙酚A型環氧樹脂的羥基發生接枝反應得到不同分子量的本征柔性環氧樹脂IFEP(IFEP1000，IFEP2000，IFEP3000)。異氰酸根基團含量測試表明預聚反應4h可達理論值，紅外光譜和核磁共振波譜可確認PPU和IFEP的結構，凝膠滲透色譜(GPC)測試表明PPU及IFEP分子量與理論值一致。
2.利用三種本征柔性環氧樹脂(IFEP1000， IFEP2000，IFEP3000)制備了三種增韌樹脂體系，考察了三種樹脂體系的粘彈性、固化動力學、沖擊韌性、熱性能和增韌機理。流變測試表明隨著PPG分子量的增加，IFEP增韌環氧樹脂體系的特征松弛時間延長，凝膠時間縮短。相對于純環氧樹脂體系，IFEP增韌環氧樹脂體系韌性大幅提升，其中，IFEP2000增韌環氧樹脂體系KIC和沖擊強度達到最佳。由于聚氨酯組分和環氧樹脂溶解度參數的不同導致聚氨酯在環氧樹脂基體中發生微相分離，IFEP2000增韌體系具有適中的相疇尺寸及分布，綜上，以IFEP2000增韌環氧樹脂體系綜合性能最佳。
3.應用IFEP2000本征柔性環氧樹脂制備了不同IFEP含量的增韌樹脂體系，考察了不同樹脂體系的力學性能、固化特性、熱性能和微觀形貌等。力學測試表明隨著IFEP含量增加，IFEP增韌體系沖擊強度提高，60wt%IFEP增韌環氧樹脂體系效果最佳。DSC測試表明IFEP增韌樹脂體系固化反應放熱減少，DMA結果顯示隨著IFEP含量增加，IFEP增韌樹脂體系Tg先下降后上升，60 wt%IFEP增韌環氧樹脂體系Tg可達166℃。SEM測試表明隨著IFEP含量增加，聚氨酯微相分離程度增大，60wt%IFEP增韌環氧樹脂體系微相分離相疇為0.148～0.497μ m。
4.應用60wt%IFEP2000制備環氧樹脂體系，以熱熔兩步法工藝制備了T300碳纖維預浸料，考察了預浸料的粘溫曲線、樹脂流動度，并評價了復合材料板材的力學性能和微觀形貌。結果表明相對于未增韌環氧樹脂基預浸料，IFEP增韌預浸料具有更寬的加工窗口，樹脂流動度降低，層間斷裂韌性、層間剪切強度、沖擊后壓縮強度(CAI)提高，SEM結果顯示IFEP增韌樹脂基體與碳纖維結合緊密，聚氨酯在樹脂基體中發生微相分離。
