形状记忆环氧（Shape Memory Epoxy，SMEP）是一种新兴智能材料，由于具有较好形状记忆性能、力学性能以及广阔应用前景而受到人们的重视，增韧问题在形状记忆环氧的研究和使用中是非常重要的。超支化聚合物（Hyperbranched Polymer，HBP）是近年来另一个新兴的研究热点，用HBP增韧的环氧体系可以在韧性提高同时，体系强度、热性能等只受轻微影响，且改性剂与基体间的反应性易调节。针对以上背景，本文提出了“脂肪族超支化聚醚改性形状记忆环氧及其性能研究”这一课题，合成了超支化聚合物“聚3-乙基-3-羟甲基氧杂环丁烷（HBPO）”及其不同支化度和端基接枝比例的产物，并用其增韧SMEP，研究了HBPO含量、固化工艺、支化度、端基改性比例等因素对SMEP体系性能的影响和原因，分析了固化机理，给出了体系增韧机制。首先合成了高支化度的HBPO，采用1H-NMR、定量13C-NMR、GPC等方法对其化学结构、支化度、分子量、分散系数等进行表征之后，用HBPO增韧形状记忆环氧-酸酐（SMEP-AA）体系。通过变温红外方法在线监测SMEP-AA体系的固化过程，给出了HBPO/SMEP-AA体系的固化机理。然后，确定出HBPO/SMEP-AA体系的两种固化工艺，研究了HBPO含量和固化工艺对体系力学性能、玻璃化转变温度和形状记忆性能的影响，并从宏微观角度分析了性能变化的原因。研究发现，10%-HBPO-1-GX体系具有最佳的增韧效果，断裂伸长率、断裂功和拉伸强度与未改性体系相比分别提高了70%、147%、40%，增幅明显，Tg稍有下降，HBPO的加入对SMEP-AA体系形状固定率和形状回复率没有影响，形状回复速率在合适的HBPO含量下可以得到提高，解决了SMEP材料在使用中高韧性与高强度及良好耐热性能难共存的技术难题。改性体系均相，反应程度提高，自由体积尺寸和含量减小。根据微观结构分析，提出了该体系的增韧机理，很好地解释其增强增韧的原因以及与其他HBP增韧环氧体系的差别，认为在改性体系中形成了以HBPO为中心的三维交错区域，该区域在受力时发生的强迫变形和相关变化是体系增强增韧的主因。合成了不同支化度的HBPO，进行了结构、支化度和分子量表征后，用其增韧SMEP-AA体系。首先探讨了支化度降低对HBPO/SMEP-AA体系固化机理的影响，接着研究了支化度变化对体系性能的影响。结果表明随着HBPO支化度的降低，改性体系的韧性、强度和模量都呈下降趋势，Tg值略微降低，体系形状固定率和形状回复率不受影响，但形状回复温度有所下降，回复过程的温度跨度增加，回复速率减小。通过微观结构分析得知，随着HBPO支化度的降低，HBPO/SMEP-AA体系相容性下降，反应程度略有减小，自由体积尺寸和含量增加，界面相互作用减弱，体系中难以形成有效的三维交错区域，导致HBPO/SMEP-AA体系性能下降。合成了端羧基不同接枝比例的HBPOS，进行了结构、端羧基接枝比例和分子量表征后，用其增韧SMEP-AA体系。首先探讨了端羧基接枝对HBPOS/SMEP-AA体系固化机理的影响，接着研究了HBPOS接枝比例对体系性能的影响。结果表明随着HBPOS端羧基接枝比例的增加，改性体系的韧性和强度均呈下降趋势，Tg值先增后减，体系的形状固定率和形状回复率不受影响，但回复过程的温度跨度明显增加，形状回复速率减小。微观结构分析的结果表明，随着HBPOS端羧基接枝比例的增加，HBPOS/SMEP-AA体系相容性逐渐变差，反应程度略有提高，自由体积尺寸和含量增加，界面相互作用减弱，体系断面微观结构发生改变，由于存在较大位阻而难以形成三维交错区域，使得HBPOS/SMEP-AA体系性能下降。使用HBPO增韧形状记忆环氧-胺（SMEP-AM）体系，通过变温红外在线监测固化过程，给出了HBPO/SMEP-AM的固化机理。研究了HBPO/SMEP-AM体系性能随HBPO含量的变化规律，结果表明改性体系的韧性和强度都随着HBPO含量的增大而先增后减，加入5wt.%-HBPO体系具有最佳的增韧效果，其断裂伸长率、断裂功、拉伸强度和Tg值与未改性体系相比分别提高了38%、77%、29%和3℃，HBPO的加入对SMEP-AM体系的形状固定率和形状回复率没有影响，形状回复速率在合适的HBPO含量下得到提高。微观结构研究发现，HBPO/SMEP-AM不是均相体系，HBPO的加入使体系反应程度明显增加，孔穴增韧和基体剪切变形抽丝增韧是HBPO/SMEP-AM体系的增韧机理。