1.5　科學意義與應用前景

環氧樹脂作為最重要的熱固性樹脂之一，因具有固化方便（固化劑種類多、固化溫度范圍大）、易于成型加工、黏結性能強、機械力學性能好、電性能及化學穩定性與尺寸穩定性出色且價格低廉等優點，被廣泛應用于膠黏劑、涂料、機械和電子材料、塑料模具、復合材料以及結構材料等領域[2]。但環氧樹脂固化體系較大的交聯密度會導致體系韌性變差（抗沖擊性能差），即脆性大，在很大程度上限制了它們在某些先進技術領域的應用，特別是要求高沖擊斷裂強度和韌性的先進材料領域[5～8]。

關于環氧樹脂改性的報道很多，但主要有以下四種有效途徑：①添加彈性液晶橡膠粒子，但柔軟橡膠微粒的加入會犧牲固化體系彈性模量，并且降低耐熱性能和玻璃化溫度[10]；②添加熱塑性樹脂，利用熱塑性樹脂的延展性形變，吸收破壞能，從而起到橋接和錨釘裂紋作用，終止裂紋擴展。但熱塑性樹脂用量大、溶解性差，通常需要高沸點溶劑配合使用，在加工操作上存在較大困難[11]；③引入“柔性鏈段”增韌，主要手段有在環氧樹脂或者固化劑主鏈中引入柔性鏈段，但這種方法同時也會大幅降低固化體系玻璃化溫度、彈性模量和力學強度，使得環氧樹脂固化體系不能用作結構材料基體；④添加納米粒子，利用納米粒子獨特的量子尺寸效應和表面效應，提高環氧樹脂固化體系引發微裂紋、吸收能量的能力。但納米粒子在環氧樹脂中較差的分散性直接影響到固化體系的性能，且導致環氧樹脂的電性能變差[14]。針對以上環氧樹脂改性途徑的不足，開發出一種既能提高環氧樹脂韌性，又不降低其機械力學強度、模量、玻璃化溫度以及熱穩定性的方法成為環氧樹脂應用中亟待解決的問題之一。

近十年來，HBP因多功能性、低熔點、低黏度、獨特的三維網絡結構、大量的端基官能團以及與其他聚合物良好的相容性等成為高分子領域研究的熱點之一[16]?，F今，HBP被廣泛用于環氧樹脂改性研究，其優勢在于：①HBP分子結構中含有的高密度端基官能團能夠極大地提高HBP與其他聚合物的相容性[18]；②HBP網絡結構中含有大量的自由空間，用作環氧樹脂改性劑可以在樹脂受沖擊時吸收沖擊能，提高樹脂韌性[19]；③HBP獨特的球形結構在固化反應時可以伸展，能夠減少環氧樹脂固化收縮，特別是固化后的收縮[20]。

CSP表現出優異的電、磁、光學、催化、熱及機械力學性能，在工業、表面涂層、催化劑、光電轉換、污染控制、藥物傳輸和樹脂增韌劑等領域有著廣泛的應用[49]。因CSP易于制備且價格相對低廉，故CSP在環氧樹脂增韌改性中越來越受到重視。以無機納米粒子為核、表面接枝HBP為殼制備核殼納米復合材料，用于環氧樹脂改性，可以將無機納米粒子的剛性和HBP活性端基密度高的優勢結合起來，可望達到既不降低環氧樹脂力學性能與熱穩定性，又提高其韌性的目的[67]。

以超支化聚合物及其核殼粒子作環氧樹脂固化體系的改性劑，不僅為環氧樹脂改性提供了新穎的技術途徑，還可以有效改進現有改性方法的不足，提高環氧樹脂的應用范圍，改善其機械、力學以及熱穩定性等性能，具有重大的科學意義以及廣闊的應用前景。