1.6 主要研究内容
1.6.1 研究依据
HBP用于环氧树脂改性，利用HBP分子结构中含有的高密度端基官能团可极大地提高HBP与其他聚合物基体特别是环氧树脂体系的相容性；HBP网络结构中含有大量的自由空间，用作环氧树脂改性剂可以在树脂受冲击时吸收冲击能，提高树脂韧性；HBP独特的球形结构在固化反应时可以伸展，能够减少环氧树脂固化收缩，特别是固化后的收缩。
CSP用于环氧树脂增韧的优势在于CSP与环氧树脂/固化剂体系共混时，壳层带有可与环氧树脂基体反应的官能团可以提高其与基体树脂之间的相容性，提高界面黏结力，并使弹性粒子充分地分布于树脂基体中[67]，达到增韧的目的。
1.6.2 技术路线与研究内容
1.6.2.1 技术路线
课题技术路线如图1.11所示。
图1.11 技术路线
Figure 1.11 Illustration of technical route
1.6.2.2 研究内容
结合国内外文献调研情况，为达到增韧增强环氧树脂固化体系的目的，本书选择合成端羟基、环氧基封端以及端氨基HBP，用以实现环氧树脂固化体系的增韧增强。本书以双酚A环氧树脂/聚酰胺（epoxy/polyamide）复合体系为研究对象，研究HBP掺入量、表面官能团种类等对环氧树脂/聚酰胺固化体系力学性能、断裂韧性、固化收缩、表面硬度以及玻璃化温度（Tg）的影响；研究纳米锆渣对环氧树脂/聚酰胺固化体系力学性能、断裂韧性、固化收缩、表面硬度以及Tg的影响；并以纳米锆渣为核层，表面聚合接枝HBP为壳层，制备无机-有机复合CSP-HBP核壳纳米粒子并用于环氧树脂/聚酰胺体系改性，研究CSP-HBP核壳纳米粒子掺入量对环氧树脂/聚酰胺固化体系力学性能、断裂韧性、表面硬度与Tg的影响；研究CSP-HBP核壳纳米粒子对环氧树脂/聚酰胺/HBP复合体系力学性能、断裂韧性、表面硬度与Tg的影响。本书主要包括以下几个方面的研究内容。
（1）端羟基超支化聚合物（hyperbranched polymer with hydroxyl，HBP-OH）合成及改性环氧树脂/聚酰胺固化体系研究：主要研究以二乙醇胺和丁二酸酐为原料、通过聚合反应制备AB2型单体，再通过单体之间的缩聚反应合成一种端羟基超支化聚合物（HBP-OH）。将HBP-OH与E51型双酚A环氧树脂、聚酰胺650固化剂混合共固化，得到固化物，研究HBP-OH掺入量与环氧树脂/聚酰胺固化体系拉伸强度、断裂伸长率、弯曲强度、冲击强度、断裂韧性、表面硬度、Tg以及固化收缩率等性能之间的关系，并研究HBP-OH改性环氧树脂/聚酰胺固化体系增韧机理。
（2）环氧基封端超支化聚合物（epoxide-terminated hyperbranched polymer，HBP-epo）合成及改性环氧树脂/聚酰胺固化体系研究：主要研究用（1）制备的HBP-OH为中间体，以环氧氯丙烷为封端剂，通过缩合反应合成HBP-epo。将HBP-epo与双酚A环氧树脂、聚酰胺650固化剂混合固化，研究HBP-epo掺入量对环氧树脂/聚酰胺固化体系拉伸强度、断裂伸长率、弯曲强度、冲击强度、断裂韧性、表面硬度、Tg以及固化收缩率等性能之间的影响，并研究HBP-epo改性环氧树脂/聚酰胺固化体系增韧机理。
（3）端氨基超支化聚合物（hyperbranched polymer with amino group，HBP-NH2）合成及改性环氧树脂/聚酰胺固化体系研究：主要研究以丙烯酸甲酯和二乙烯三胺为原料，通过迈克尔加成反应制备AB2和AB3型复合单体，再通过AB2+AB3型单体聚合技术合成HBP-NH2。将HBP-NH2与双酚A环氧树脂、聚酰胺650固化剂混合固化，研究HBP-NH2掺入量对环氧树脂/聚酰胺固化体系拉伸强度、断裂伸长率、弯曲强度、冲击强度、断裂韧性、Tg、洛氏硬度以及固化收缩率等性能之间的影响，并研究HBP-NH2改性环氧树脂/聚酰胺固化体系增韧机理。
（4）纳米锆渣改性环氧树脂/聚酰胺/HBP固化体系研究：对比研究纳米锆渣对环氧树脂/聚酰胺/HBP-OH、环氧树脂/聚酰胺/HBP-epo和环氧树脂/聚酰胺/HBP-NH2等固化体系力学性能、断裂韧性、表面硬度以及Tg的影响及规律，并研究纳米锆渣改性环氧树脂/聚酰胺/HBP固化体系增韧机理。
（5）CSP-HBP核壳纳米粒子制备及其改性环氧树脂/聚酰胺固化体系研究：在合成上述三种HBP基础上，以纳米锆渣为核，通过单体聚合反应在其表面接枝HBP作壳层，制备得到三种无机-有机复合CSP-HBP核壳纳米粒子（CSP-HBP-OH、CSP-HBP-epo和CSP-HBP-NH2），并用于环氧树脂/聚酰胺复合体系改性研究。研究CSP-HBP核壳纳米粒子掺入量与环氧树脂/聚酰胺固化体系拉伸强度、断裂伸长率、弯曲强度、冲击强度、断裂韧性、表面硬度和Tg之间的关系，并研究CSP-HBP核壳纳米粒子改性环氧树脂/聚酰胺体系增韧机理。
（6）CSP-HBP核壳纳米粒子与HBP协同改性环氧树脂/聚酰胺复合体系研究：主要研究CSP-HBP核壳纳米粒子与HBP协同改性对环氧树脂/聚酰胺固化体系拉伸强度、断裂伸长率、弯曲强度、冲击强度、断裂韧性、表面硬度和Tg的影响及规律，并研究CSP-HBP核壳纳米粒子与HBP协同改性环氧树脂/聚酰胺固化体系增韧机理。