环氧树脂由于其良好的粘接性能、电气绝缘性能、耐腐蚀性能以及力学性能在电子电器、航空航天、机械制造、船舶运输等工业领域广泛应用，是不可或缺的基础材料之一。但由于其耐温性差、易脆性断裂以及韧性差等问题，限制了其在诸多高新技术领域的应用。增韧环氧树脂一直是高分子科学与工程领域的研究热点之一。聚醚醚酮(PEEK)作为一种代表性的热塑性塑料，由于其同时含有醚键和酮键，具有良好的物理性能、耐化学性能、热性能，利用PEEK改性环氧树脂能够有效提高环氧树脂的韧性和结构强度。石墨烯是一种新型的二维碳纳米材料，具有优异的力学性能，作为增强材料添加到改性树脂基体中，可以进一步提升树脂基体的综合力学性能。
　　本文针对环氧树脂韧性差的问题，以双酚A型环氧树脂E51为基体，采用GNP/PEEK复合改性的方法，制备了改性树脂体系PEEK/E51和GNP/PEEK/E51复合材料，对环氧树脂强韧化进行研究。利用非等温DSC测试方法对改性树脂的固化行为进行研究。通过外推法确定固化工艺温度。通过Kissinger和Ozawa法求得了固化体系的表观活化能Ea等动力学参数。借助Friedman等转化率法建立自催化模型动力学方程，利用非模型拟合法研究PEEK/E51体系的活化能随着随着固化度增加而增大。利用红外光谱分析方法对PEEK/E51环氧树脂体系的固化反应机理进行研究。
　　针对PEEK/E51环氧树脂体系，利用电子万能试验机，研究PEEK含量对改性树脂拉伸性能、弯曲性能、压缩性能的影响。当PEEK含量为6%时，PEEK/E51改性环氧树脂体系的拉伸强度、断裂伸长率、弯曲强度、压缩强度分别达到了71.44MPa、4.05%、129.87MPa、124.11MPa，相比于纯环氧树脂提高了33.66%、81.61%、33.83%和10.05%。采用DMA研究PEEK/E51改性环氧树脂体系的分子结构特点。结果表明PEEK的引入使树脂基体的规整性降低，分子链的运动能力增强，改善了环氧树脂的韧性，但降低了环氧树脂的玻璃化转变温度。
　　针对GNP/PEEK/E51复合材料体系，利用吐温80表面活性剂对氧化石墨烯表面进行预处理，制备均匀的石墨烯分散液，将其作为纳米填料添加到改性树脂基体中，获得GNP/PEEK/E51复合材料。利用电子万能试验机研究了不同GNPs含量对GNP/PEEK复合强韧化树脂体系拉伸性能、弯曲性能、压缩性能的影响。当GNPs的含量为0.15%时，GNP/PEEK/E51复合材料的综合力学性能达到最佳。拉伸强度、断裂伸长率、弯曲强度、压缩强度分别为80.43MPa、4.31%、147.98MPa、130.96MPa。
　　通过扫描电镜观察PEEK/E51和GNP/PEEK/E51树脂体系的拉伸断口微观形貌。分析发现，PEEK增韧主要是依靠PEEK粒子的拔出桥连机制以及剪切屈服。GNP的加入进一步改善了PEEK/E51树脂浇筑体的断裂机制，层状的石墨烯结构在树脂基体中形成网络结构，依靠裂纹的偏转和对树脂基体缺陷的补充实现环氧树脂体系的增强增韧。