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环氧树脂作为一种传统材料,具有较好的附着力、较好的耐热性和耐化学性,广泛应用于各个领域。但其脆性较大、导热和导电能力差,大大限制了它的应用。许多研究者往往研制新材料来替代传统材料,并应用于前沿领域中,然而新材料的制备需要很高的资本投入,同时制备工艺复杂,制备条件十分苛刻。使用传统材料进行复合改性仍是最理想的方法,因此能否实现环氧树脂的高效改性,是其在高端和精细领域广泛应用的关键因素。本文首先利用Pd-diimine催化剂在0.1 MPa/25℃下催化乙烯与芘单体(丙烯酸芘甲酯)和BIEA单体(2-(2-溴异丁酰溴))基于“链行走”机理,一步法合成了末端含有多重酰溴基团的超支化聚合物HBPE@Py@Br,以HBPE@Py@Br为大分子引发剂,通过ATRP引发GMA(甲基丙烯酸缩水甘油酯)单体共聚,制备得到具有核壳结构的超支化聚乙烯共聚物HBPE@Py@PGMA。同时将共聚物与环氧树脂复合固化,研究其荧光性能和力学性能。最后用该聚合物液相剥离石墨烯,将功能化后的石墨烯与环氧树脂复合改性后研究其导热性能。具体研究如下:(1)利用Pd-diimine催化剂,在0.1 MPa/25℃下催化乙烯与芘单体和BIEA单体基于“链行走”机理,一步法合成了末端含有多重酰溴基团的超支化聚合物HBPE@Py@Br,以HBPE@Py@Br为大分子引发剂,通过ATRP法引发GMA单体共聚,制备了超支化聚乙烯共聚物HBPE@Py@PGMA。通过氢核磁共振波谱(~1H NMR)、傅里叶红外光谱(FTIR)、凝胶渗透色谱分析(GPC)对其结构和组成进行表征。研究表明,通过调控芘单体和BIEA单体的投料比例以及控制温度的变化,可以有效控制芘单体和BIEA单体在超支化结构中的接枝率及超支化的拓扑结构。并且通过调节ATRP聚合时间,可有效调控共聚物HBPE@Py@PGMA的分子量、接枝率和链形态。(2)利用制备得到的含芘超支化聚合物HBPE@Py@PGMA,研究聚合物浓度和不良溶剂的体积分数对其荧光性能的影响,同时将HBPE@Py@PGMA与环氧树脂进行复合,研究不同聚合物的填充比例对其荧光性能和力学性能影响。通过荧光光谱对环氧复合膜的荧光性能进行表征,通过荧光倒置显微镜和扫描电镜对环氧树脂复合膜的荧光分散性进行表征,通过高低温双立柱拉力机对环氧树脂复合膜的力学性能进行表征。结果表明HBPE@Py@PGMA表现出典型的聚集增强准分子发射(AEEE)现象。HBPE@Py@PGMA和环氧树脂具有优异的相容性,少量添加,即可赋予环氧树脂良好的荧光性能,同时可使其韧性获得显著提高。所得环氧树脂可望用作封装材料,在光学器件领域获得应用。(3)通过HBPE@Py@PGMA聚合物在溶液中超声辅助剥离石墨得到分散稳定的石墨烯溶液。同时探究溶剂、聚合物投料、石墨投料和超声时间对石墨烯剥离浓度和效率的影响。将功能化后的石墨烯与环氧树脂复合研究其导热性能。通过紫外-可见光(UV-Vis)光谱来表征石墨烯的浓度,透射电子显微镜(TEM)来表征石墨烯的尺寸分布和形貌结构,通过X射线衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman)和对石墨烯的结构和缺陷进行表征。并利用热重(TG)、傅里叶红外光谱分析(FTIR)和荧光光谱对石墨烯与超支化聚合物之间的相互作用进行表征。最后通过激光导热仪对复合膜的导热性能进行研究。当HBPE@Py@PGMA浓度为1 mg/mL,石墨浓度为8 mg/mL,超声48 h后得到的石墨烯分散液的浓度最高达到0.26 mg/mL,石墨烯产率为3.2%。石墨烯尺寸分布在100-400 nm间,主要为3-5层的寡层石墨烯,同时石墨烯的缺陷较少,结构十分完整。在去除过量聚合物的石墨烯中,仍然有40%的聚合物存在于石墨烯表面,证明了石墨烯与聚合物之间存在π-π作用力。将所得到的石墨烯与环氧树脂溶液复合,石墨烯能够均匀分散于环氧树脂中,当石墨烯含量为4 wt%时,此时导热系数增加率达到了415.6%。