碳纤维增强树脂基复合材料因具有质轻高强、耐腐蚀性、耐疲劳性等众多优点,已在众多领域有着不俗的表现。但由于碳纤维复合材料中树脂与纤维的粘结作用差、树脂基体脆性大等问题,复合材料增韧改性一直是业内学者们关注的重点之一。通过简单、经济、高效的方式对树脂进行改性及设计增韧结构和工艺优化,获得高韧性、抗分层碳纤维增强树脂基复合材料,对发展高性能先进复合材料具有重要的指导作用。本研究以氰酸酯（CE）基复合材料为研究对象,采用共混改性的方法对聚醚砜（PES）改性CE树脂的热性能、力学性能及增韧机理进行研究;其次,利用增韧改性后的CE树脂作为纤维增强复合材料的基体,探讨基体增韧对复合材料性能的影响;此外,利用“离位”增韧的理念,采用丝束间增韧方法制备出具有良好增韧效果的复合材料,该方法所制备的预浸料可用于编织、缠绕、铺丝等多种复合材料成型工艺。本文各章节的主要结论具体如下:（1）PES改性CE树脂的效果与其含量有关,含量较少时PES以颗粒相的形式分布于CE树脂连续相中,形成“海岛”结构;当PES含量为10 wt%时,局部发生相反转,此时PES以颗粒相和连续相的方式共同承受载荷,CE-P-10浇注体的弯曲强度可达83.1 MPa,冲击强度为13.1 k J/m~2,力学性能较为优异。（2）采用基体增韧制备的碳纤维复合材料表现出优异性能。其中PES作为应力集中源在受到外力破坏时会产生塑性变形来阻碍基体裂纹的扩展并吸收能量,大幅改善复合材料机械性能和热性能。与CF/CE单向板相比,CF/CE-P-10单向板弯曲强度提高了19%,弯曲模量提高了11%,层间剪切强度提高了38%,冲击韧性提高了54%,层间断裂韧性提高了1.13倍。此外,纵向热膨胀系数从-2.07×10-8 K-1降低到-11.4×10-8 K-1,横向热膨胀系数降低26%,热稳定性得到显著增强。（3）采用丝束间增韧的方式将PES作为预浸料的“增韧层”可制备出适用于编织、缠绕、铺丝等多种成型方式的预浸料。研究发现,与CF/CE单向板相比,PES增韧层含量为15 wt%单向板的弯曲强度提高了27%,弯曲模量提高了19%,层间剪切强度提高了34%,冲击韧性提高了45%,层间断裂韧性提高了两倍。此外,复合材料单向板的热膨胀系数也明显降低,复合材料热稳定性和尺寸稳定性得到显著提高。