低温推进系统能够很好的满足航天任务中需要具有高比冲、低重复启动次数、便于空间环境长期贮运等性能要求，因此低温推进系统成为未来航天飞行器动力系统的研究重点。然而，低温推进系统所使用的复合材料压力容器(COPVS)的可靠性和可重复使用性的问题值得关注，尤其是在低温使用过程中。微裂纹作为材料性能损伤的导火索，微裂纹的产生会影响材料的力学性能，使得包括强度、硬度等性能大幅度降低。此外，微裂纹的存在会导致气体渗透和泄露，这限制了COPVS在未来可重复使用的运输工具上的应用。本论文通过设计一种掺杂微胶囊的自修复材料，实现材料在交变温度场下的自修复，这种自修复材料在未来的航空航天领域具有广阔的应用前景。本论文的工作建立在微胶囊的合成及表面改性的基础之上。采用原位聚合法制备出以脲醛树脂为壁材、环氧树脂E-51为芯材的自修复用微胶囊。在此基础之上对微胶囊表面进行改性，分析了KH550处理微胶囊表面的的原理和具体实验方法，并对KH550处理后的微胶囊进行红外光谱(IR)分析、X射线光电子能谱分析(XPS)等，证明KH550成功包覆在微胶囊表面。将碳纳米管进行酸化，通过XPS等表征方法证明在碳纳米管表面引入-COOH。利用碳纳米管表面的-COOH和KH550处理后微胶囊表面带有的-NH2进行反应，将碳纳米管接枝在微胶囊表面，通过XPS和SEM等对表面接枝碳纳米管的微胶囊进行分析和表征，证明酸化后的碳纳米管通过化学反应接枝在微胶囊表面。为了使材料能够在交变温度场下实现自修复功能，材料体系选择为二元自修复体系。首先需要选择一种合适的潜伏性固化剂，确保材料在低温状态下具有较长的保质期限，通过对潜伏性固化剂的固化机理分析，最终确定采用2MZ-Azine作为潜伏性固化剂，修复体系由修复剂环氧树脂微胶囊和潜伏性固化剂2MZ-Azine作组成。对掺杂微胶囊的自修复复合材料进行低温下静态力学性能测试，结果表明，表面接枝碳纳米管的微胶囊对基体力学性能影响较小，使用KH550处理的微胶囊次之，未处理的微胶囊对基体材料力学性能影响最大。对三种不同微胶囊制备的试样进行自修复效率测试，结果表面，表面接枝碳纳米管的微胶囊和使用KH550处理的微胶囊所制备的试样在交变温度场下的修复效率相差不大，在微胶囊含量为15%、2MZ-Azine含量为2%时，能够实现~80%的自修复效率，而表面未经过处理的微胶囊所能提供的自修复效率较差，在最佳含量下，自修复效率约为65%。通过在微胶囊表面接枝碳纳米管，有效提高了交变温度场下掺杂微胶囊自修复材料的修复效率。