航天和军事领域中的火箭发射筒、炮筒等在工作时会受到热流冲击、烧蚀破坏等热载荷作用,为保证材料的正常使用,本文从提升复合材料热防护性能和力学性能这两个方面进行研究:将耐烧蚀性能优异的酚醛树脂和硅橡胶应用于复合材料中,研究酚醛基复合材料层与环氧基复合材料层的混杂、硅橡胶膜的贴覆等因素对材料耐热流冲击性能的影响;在提升材料力学性能方面,着重于纤维缠绕成型工艺,研究0°轴纱的加入、多向多角度缠绕、对称铺层模式缠绕对复合材料缠绕筒管力学性能的影响。具体工作如下:首先对酚醛树脂、环氧树脂、酚醛/环氧共混树脂的固化动力学和流变特性进行研究,通过非等温DSC测试,得到树脂的特征温度、固化活化能、反应级数,结合实际情况,确定树脂的固化温度,修正后期制备复合材料时的固化工艺;测试树脂粘度,得到粘度与温度、时间的变化规律,确定树脂达到预凝胶状态所需要的温度和时间,为后续制备复合材料层合板和缠绕筒管做准备。根据设计方案,通过模压成型工艺和热压贴覆硅橡胶膜得到9种复合材料层合板,再采用湿法缠绕工艺制备得到5种复合材料缠绕筒管。研究9种复合材料层合板的耐热流冲击性能,将每种层合板分为两部分,其中一部分进行热流冲击处理,热流冲击后,采集试样的背面温度、观察试样的微观形貌,随后对两部分试样进行压缩测试和弯曲测试,结果表明:纯环氧基复合材料的微观形貌受损最严重,压缩强度及模量、弯曲强度及模量的衰减率都在40%以上,加入了酚醛基复合材料层的混杂复合材料的耐热流冲击性能明显比纯环氧基复合材料优异,微观形貌受损不明显,压缩强度及模量、弯曲强度及模量的衰减率都在30%以下,且随着酚醛基复合材料层厚度的增加,压缩性能和弯曲性能的衰减率逐渐降低,但酚醛基复合材料层的增加,意味着环氧基复合材料层的减少,材料的整体力学性能会下降,两者厚度比为1:1的混杂复合材料在热流冲击后的综合性能最佳;贴覆有硅橡胶膜的复合材料的耐热流冲击性能最好,微观形貌几乎没有受损,压缩强度及模量、弯曲强度及模量的衰减率都在10%左右,且硅橡胶膜厚度越大,性能衰减率越低,即耐热流冲击性能越好。可知在材料中添加酚醛基复合材料层和硅橡胶保护膜都可大大提高材料的热防护性能。随后对混杂层合板进行层间剪切测试,结果表明:混杂试样的层间性能良好,但在两种树脂基材料的相交界面使用环氧胶膜可以更好地提升材料的层间性能。对复合材料缠绕管进行轴向压缩测试,结果表明:0°轴纱的加入、多向多角度缠绕、对称铺层模式缠绕都可以提高复合材料缠绕筒管的轴向压缩性能,对称铺层模式缠绕因同时包含了加入0°轴纱和多向多角度缠绕这两种缠绕设计,对缠绕管轴向压缩性能的提升效果最明显。