环氧树脂具有优异的电气特性,被广泛应用于电子封装及浇筑型电力设备中。环境中存在的湿、热因素会严重影响环氧树脂的绝缘耐受能力,加速环氧树脂老化速率,危害设备的安全运行,因此研究湿热环境下环氧树脂的老化特性具有重要意义。在湿热老化试验后,本文对样品的质量变化率、红外光谱、拉伸断面图像、介电特性及空间电荷特性进行测试,分析了吸湿特性与老化特性的变化规律,并利用分子模拟软件从微观层面研究了湿热环境对环氧树脂系统的影响,对实验结论进行补充说明。本文主要研究内容如下:（1）在考虑热损失的情况下,得到不同吸湿量随时间的变化规律,将吸湿过程分为三个阶段。第一阶段主要通过水分子浓度差导致的物理扩散吸湿,第二阶段开始出现裂纹等吸水通道,主要通过物理扩散及吸水通道吸湿,第三阶段出现化学吸湿。化学吸湿是由物理吸湿转化的,化学吸湿的出现使得吸湿量迅速增加。湿热老化后,样品的质量变化率呈现“增加-减少-增加”的变化,不符合Fick第二定律。（2）对老化样品内部的裂纹进行处理,结果表明裂纹的周长和面积都随着老化时间的增加呈指数增长。裂纹的不均匀度先增加后缓慢减小,说明吸湿后期裂纹及水分子在材料内部分布越来越均匀。裂纹经历由少到多、由浅到深的发展过程。随着吸湿量的增加,裂纹数目增加,并不断在原有裂纹基础上加深、变宽。裂纹的大量出现,使水分子与环氧亲水基团充分接触,在高温下开始化学吸湿。（3）湿热老化后样品的羰基含量增加,说明在老化过程中材料发生了氧化反应。材料裂解产生的游离小分子与水分子含量在不断变化,导致老化样品的介电常数实部和虚部并不是单调增加的。湿热老化引入了更多的陷阱,抑制了环氧树脂内部残留电荷的消散速度。陷阱深度最大值随着时间的增加呈指数增长,且与裂纹周长有类似的函数关系,裂纹越多意味着深陷阱越多。（4）增大水分子含量或环境温度都能够提升水分子的运动能力。当水分子含量高于1.32%时,水分子优先与环氧树脂中的极性基团结合氢键,开始化学吸湿,与实验结果1.36%接近。老化初期,水分子与环氧亲水基团的结合力上升使材料结构变得紧密,玻璃化温度上升,当水分子含量大于1.32%时,系统溶胀作用明显,玻璃化温度下降。且初期水分子主要是占据自由体积,后期溶胀作用大于占据作用,导致自由体积分数先下降后上升。（5）湿热老化后环氧树脂的链运动能力增加,导致系统稳定性下降。环氧交联系统的弹性模量逐渐下降,抵抗形变的能力下降,加速了材料内部裂纹的生长。交联后的环氧树脂分子链在湿热环境中发生解交联反应,裂解产物包括氧化反应的中间产物、C₃H₆、CO₂、H⁺游离基等。由态密度的计算结果可知,湿热老化后,系统的禁带宽度变窄,伴有新陷阱的产生,陷阱主要是由C原子的2p轨道提供的。