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近年来，具有树枝状结构的超支化聚合物，由于其分子外围含有丰富的端基官能团、分子间较少缠结、良好的溶解性和低的熔融粘度等优异的物理化学性质，而且相比树枝状大分子相对简单的合成方法，使其在流变改性剂、特种涂料、粘合剂以及热固性树枝等方面引起了研究者的广泛关注，已经成为研究的热点之一。
论文主要合成了端羟基的脂肪族超支化聚酯，并以其作为改性母体，研究了超支化聚酯的结构与光固化膜性能之间的关系；探讨了各种因素对水性超支化聚酯丙烯酸酯分散体性质和固化膜性能的影响；并对超支化聚酯增韧环氧树脂/四氢苯酐/三乙醇胺体系进行了研究，为超支化聚酯作为热固性树脂增韧剂的应用奠定了良好基础。
本文以新戊二醇为中心核，2，2-二羟甲基丙酸为支化单体，设计并合成了2代到5代共四种超支化聚酯，系统研究了超支化聚酯的合成工艺条件。利用傅立叶变换红外光谱、核磁共振氢谱、核磁共振碳谱对超支化聚酯的结构进行了表征，分析计算了第三代超支化聚酯的支化度，其值为0．49。利用凝胶渗透色谱法测试分析了得到多分散系数随超支化聚酯代数的增加而增大，相对分子质量与理论相对分子质量的差别越来越大；分批加料能有效降低相对分子质量的多分散系数；各代超支化聚酯的热行为分析表明，具有较好的热稳定性；通过实验数据计算、分析以及反应机理的探讨，证实了新戊二醇与2，2-二羟甲基丙酸缩聚反应符合一级动力学反应。
利用甲苯-2，4-二异氰酸酯两个NCO基团在低温下与羟基反应活性的差别合成了半封闭型异氰酸酯单体TDI·HPA，并通过三步法合成了高端基反应程度的可紫外光固化超支化聚氨酯丙烯酸酯（HBPUA）。向该超支化聚氨酯丙烯酸酯引入活性稀释剂和光引发剂并经紫外光辐照处理后，体系可以快速固化。差示扫描量热分析（DSC）结果显示，固化膜具有两个玻璃化转变温度（Tg．s，Tg．h），随着活性单体官能度的增加，Tg．s降低，Tg．h升高，有利于相分离，而其用量的增加却不利于相分离；光固化行为研究结果表明：不同种类的光引发剂引发效果不同，Darocur1173具有最好的引发效果，与其在254nm时具有最高的摩尔消光系数（4．064×104）有关，随着光引发剂用量的增加，光固化反应速率和双键最终转化率都明显增加，但当其用量超过3％时，继续增加用量，反应速率和双键转化率趋于减小；活性单体有利于体系粘度降低，以及入射光强度的增加都有利于树脂的光固化。此外还发现，反应初期由于体系粘度低，且体系中双键及引发剂都具有较高浓度，光固化速率迅速增加。反应后期，双键及引发剂浓度明显降低，且双键聚合及超支化聚合物本身的三维空间结构使得体系形成较大的交联网络，体系粘度增加，残余双键及长链自由基甚至单体都被裹馅在此交联网络里面，活动大大降低，反应速率也迅速降低。最终，体系由于玻璃化作用使得链段的运动被冻结，影响反应基团的扩散，导致反应停止，不能进行完全。
由于端羟基超支化聚酯难溶于水，不能直接应用于水性光固化树脂的研究，所以必须对其进行改性，基于分子设计，设计并合成了多种以端丙烯酸酯基和端羧基的水性UV超支化聚合物，利用傅立叶变换红外光谱、核磁共振、TG、DSC等方法对合成的超支化聚合物结构与固化膜性能的关系进行了表征和分析；对WHPUA3系列水分散体水溶性质的研究结果表明，随着单个分子中羧基含量的增加，其水溶性增大，粘度升高，表面张力降低，从而也会导致粒径的减小；而随着超支化聚酯代数的增加，WHPUA粒径增加，羧基中和度的增加，有利于增加预聚物表面的羧基离子的密度，从而WHPUA的粒径减小，体系的粘度也随之降低；而低的固含量更有利于预聚物分子链定向排列，破坏了分子间的链缠绕和氢键等分子间作用力，从而降低体系的粘度。
将自制的端羟基超支化聚酯应用于环氧树脂/四氢苯酐/三乙醇胺体系，通过研究固化温度、固化剂用量、助剂用量以及HBPE用量对环氧杂化树脂性能的影响，结果发现，HBPE能有效地增强增韧双酚A环氧树脂，杂化树脂机械性能随超支化聚酯含量的增加先增大后减小，当HBPE用量为环氧树脂的13-17％时，可使环氧树脂的韧性提高1倍多，而其耐热性只是略有下降；而在改变超支化聚酯代数时，环氧杂化树脂固化物的机械性能变化并不大，其最大冲击强度仅比最小冲击强度高5．28％； EP/HBPE/TEA/THPA体系固化膜断裂面形貌扫描研究表明，纯环氧树脂的断裂面光滑，为典型的脆性断裂。加入HBPE后，杂化树脂中双酚A硬段的比例下降而HBPE韧性链段的比例上升，这有助于材料受到冲击产生相应的变形而消耗冲击能量，断裂面变得粗糙。随着HBPE量的增加，整个体系中就出现了空间范围的不均匀性，这必然在固化膜中造成缺陷，导致固化膜拉伸性能和抗冲击强度下降。