（1）聚合物的种类

作为复合材料基体的聚合物的种类很多，经常应用的有不饱和聚酯树脂、环氧树脂、酚醛树脂及各种热塑性聚合物。

不饱和聚酯树脂是制造玻璃纤维复合材料的一种重要树脂。在国外，聚酯树脂占玻璃纤维复合材料用树脂总量的80%以上。聚酯树脂有以下特点：工艺性良好，它能在室温下固化，常压下成型，工艺装置简单，这也是它与环氧树脂、酚醛树脂相比最突出的优点。固化后的树脂综合性能良好，但力学性能不如酚醛树脂或环氧树脂。它的价格比环氧树脂低得多，只比酚醛树脂略贵一些。不饱和聚酯树脂的缺点是固化时体积收缩率大、耐热性差等。因此它很少用作碳纤维复合材料的基体材料，主要用于一般民用工业和生活用品中。

环氧树脂的合成起始于20世纪30年代，40年代开始工业化生产。由于环氧树脂具有一系列的可贵性能，所以发展很快，特别是自60年代以来，它广泛用于碳纤维复合材料及其他纤维复合材料。

酚醛是最早实现工业化生产的一种树脂。它们的优点是在加热条件下即能固化，无须添加固化剂，酸、碱对固化反应起促进作用，树脂固化中有小分子析出，故树脂固化需在高压下进行，固化时体积收缩率大，树脂对纤维的黏附性不够好，已固化的树脂有良好的压缩性能，良好的耐水、耐化学介质和耐烧蚀性能，但断裂延伸率较低，脆性大。所以酚醛树脂大量用于粉装压塑料、短纤维增强塑料，少量地应用于玻璃纤维复合材料、耐烧蚀材料等，在碳纤维和有机纤维复合材料中很少使用。

除上述几类热固性树脂外，近年来又研究和发展了用热塑性聚合物作碳纤维复合材料的基体材料，其中耐高温聚酰亚胺有着重要意义。其他热塑性聚合物除了用于玻璃纤维复合材料外，也开始用于碳纤维复合材料，这对扩大碳纤维复合材料的应用无疑是一个很大的推动。

（2）聚合物基体的组分

聚合物是聚合物基复合树脂的主要组分。聚合物基体的组分、组分的作用及组分间的关系都是很复杂的。一般来说，基体很少是单一的聚合物，往往除了主要组分——聚合物以外，还包含其他辅助材料。在基体材料中，其他的组分还有固化剂、增韧剂、稀释剂、催化剂等，这些辅助材料是复合材料基体不可缺少的组分。由于这些组分的加入，使复合材料具有各种各样的使用性能，并改进了工艺性，降低了成本，扩大了应用范围。在复合材料发展过程中，辅助材料的研究是很重要的，可以说没有辅助材料的配合就没有复合材料工业的发展。

（3）聚合物基体的作用

复合材料的基体有三种重要的作用：把纤维黏在一起；分配纤维间的载荷；保护纤维不受环境影响。

制造基体的理想材料，其原始状态应该是低黏度的液体，并能迅速变成坚固耐久的固体，足以把增强纤维黏住。尽管纤维增强的作用是承受复合材料的载荷，但是基体的力学性能会明显地影响纤维的工作方式及其效率。

当载荷主要是由纤维承受时，复合材料总的延伸率受到纤维的破坏延伸的限制，这通常为1%~1.5%，基体的主要性能是在这个应变水平下不应该裂开，与未增强体系相比，先进复合材料树脂体系趋于在低破坏应变和高模量的脆性方式下工作。

在纤维的垂直方向，基体的力学性能和纤维与基体之间的胶合强度控制着复合材料的物理性能。由于基体比纤维脆弱得多，而柔性却大得多，所以在复合材料结构设计中应尽量避免基体的直接横向受载。

基体以及基体/纤维的相互作用能明显地影响裂纹在复合材料中的扩展。若基体的剪切强度和模量以及纤维/基体的胶体强度过高，则裂纹可以穿过纤维和基体扩展而不转向，从而使这种复合材料像是脆性材料，并且其破坏的试件将呈现出整齐的断面。若胶结强度过低，则其纤维将表现得像纤维束，并且这种复合材料将很弱。对于中等的胶结强度，横跨树脂或纤维扩展的裂纹会在另一面转向，并且沿着纤维方向扩展，这就导致吸收相当多的能量，以这种形式破坏的复合材料是韧性材料。

在高胶强度体系（纤维间的载荷传导效率高，但断裂韧性差）与胶接强度较低的体系（纤维间的载荷传导效率不高，但有较高的韧性）之间需要折中。在应力水平和方向不确定的情况下使用的或在纤维排列精度较低的情况下制造的复合材料往往要求基体比较软，同时不太严格。在明确的应力水平情况下使用的和在严格地控制纤维排列情况下制造的先进复合材料，应通过使用高模量和高胶接强度的基体以充分地发挥纤维的最大性能。