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研究胶体与高分子的相互作用，得到胶体-高分子体系的流动相图，对于调节胶体的稳定性和调控纳米复合材料的力学性能具有重要的指导意义。其中，胶体和高分子的复合结构是理解宏观流变和力学性能的关键。胶体颗粒和高分子的相对尺寸大小是影响胶体-高分子体系结构的重要因素。高分子在大颗粒表面的吸附和结构已经研究比较成熟，而相反的情形，当高分子的尺寸大于胶体颗粒时，颗粒-高分子复合结构研究得依然不够清晰。本论文主要以吸附性小颗粒-长链高分子的水溶液为体系，从胶体-高分子的流变相图出发，研究其对应的微观尺寸结构变化。首先，在固定高分子浓度下逐渐加入纳米颗粒时复合体系发生的流变行为，我们将宏观的黏度变化和微观尺寸的改变关联起来，并研究了高分子和颗粒的尺寸对流变的影响，这是第一和第二部分的内容;其次，考虑到高分子和颗粒微观相互作用对宏观材料的性能影响，我们设计并合成了较强相互作用的纳米复合水凝胶，这是第三部分的内容;另外，因颗粒对PEO固态电解质的导电行为有重要影响，我们研究了PEO/SiO2的结晶热力学行为，这是第四部分的内容;;最后，由于高分子在颗粒表面的动力学吸附行为难以测量，我们设计了一种基于聚集诱导发光行为的表征方法。因此，本论文的研究内容主要由以下五部分: (1)颗粒/高分子链的个数比对长链高分子和纳米颗粒复合体系的结构和动力学的影响 以分子量1M的聚氧乙烯(PEO)水溶液和半径为7nm的二氧化硅(SiO2)分散液的混合物为模型体系，固定高分子的浓度，向高分子溶液中逐渐加入SiO2颗粒，发现PEO/SiO2混合体系的零切黏度和流体力学尺寸均随着颗粒/高分子链的数量比先增加后减小。SAXS结果表明:当PEO链上的SiO2颗粒个数未达到饱和时，PEO链的存在改变了颗粒间的平均距离;而当颗粒的个数达到饱和时，PEO链的存在对纳米颗粒间的平均距离影响不大。我们解释为可逆的桥连作用和颗粒间的静电排斥作用是影响复合体系零切黏度和流体力学尺寸变化的原因。 (2)高分子稀溶液中由颗粒的吸附诱导的高分子链构象的变化 在高分子极稀溶液中，固定高分子的浓度，向高分子稀溶液中逐渐加入SiO2纳米颗粒，发现PEO/SiO2混合溶液的相对黏度随着颗粒的加入先减小后增加。以PEO1M/SiO2(d=14nm)的水溶液为例，当颗粒/高分子链的数量比为4左右时，溶液的黏度达到最低值。动态光散射(DLS)和静态光散射(SLS)的结果表明:当PEO链上的SiO2颗粒个数未达到饱和时，PEO线团的尺寸随着纳米颗粒的加入而逐渐降低。SANS的结果也表明这个过程中PEO线团逐渐塌缩。 (3)黏土片-高分子复合颗粒(LCPs)增强的聚丙烯酰胺水凝胶 这部分主要是使用新型的LCPs作为水凝胶的颗粒增强剂，并成功制备了复合水凝胶（LC水凝胶）。LCP颗粒可以通过表面的碳碳双键和高分子基体化学键合，同时，还能在水凝胶基体中良好分散。在相同的颗粒含量条件下，和普通的黏土片增强的水凝胶或表面碳碳双键改性的黏土片增强的水凝胶相比，新型制备的LC水凝胶表现出更加均一的微观结构和更高的力学强度。对照试验表明，LCP颗粒表面的化学性质和复合形貌是LC水凝胶优良性能的重要原因。 (4)PEO/SiO2复合聚合物电解质热力学 这部分主要是通过向PEO电解质中加入小颗粒SiO2，抑制PEO的结晶，来制备离子导电率高的复合锂聚电解质。我们发现颗粒对PEO结晶的抑制与颗粒的比表面积有关，比表面积越大，抑制效果越明显，同时，相同的颗粒比表面积对不同分子量的PEO结晶抑制效果相近。通过加入适量（＞50wt％）的小颗粒B215，可以将PEO的结晶度降到10％以内，从而制备基本无定形态的PEO电解质。 (5)高分子解吸附动力学 这部分主要是通过使用一种基于聚集诱导发光现象(AIE)的新方法，来研究PEO在SiO2颗粒表面的解吸附动力学。这种方法可以成功地用来模拟高分子的解吸附动力学，并且得到的动力学曲线符合一级动力学行为。此外，PEO的解吸附速率常数随着分子量的增加而减小，这种依赖关系可以用幂律函数kd～M-0.28来描述，接近于吸附情况下的速率常数依赖行为。这种AIE方法具有测量速度快的优点，是模拟高分子在胶体界面上的吸附/解吸附过程的理想方法。