环氧树脂因综合性能优异在很多领域广泛应用,光前线聚合是环氧树脂一种新兴固化方式。光前线聚合在光照下启动,聚合过程持续推动,不再需要外部能量的输入。目前环氧树脂大面积二维平面光前线聚合研究较少。这是因为环氧树脂光前线聚合对热量高度依赖,大接触面积会使热量散失快,难以维持推动过程。针对这个问题,本论文对环氧树脂在二维平面的光前线聚合行为进行了研究。本课题选用双酚A环氧树脂、二苯基碘鎓六氟锑酸盐和苯频哪醇组成了光前线聚合体系,确定了适合环氧树脂光前线聚合的配方,验证了光前线聚合的机理,研究了环氧树脂光前线聚合行为的影响因素。为提高前线速度和降低成本,设计了含环氧促进剂的最佳配方,探索了环氧树脂光前线聚合的应用。实验结果表明,点光源引发环氧树脂体系的光前线聚合在二维平面的前线推动一直是规则的圆弧,推动过程中的线速度和前线温度稳定,光前线聚合制备的产物固化完全,在二维平面上固化均匀。光引发剂和热引发剂的浓度均不低于2 wt.%时聚合体系前线才能持续稳定推动;引发剂浓度越高,线速度越快,前线温度越高。光引发剂浓度增加对产物的热稳定性影响不大;而热引发剂含量越多,产物热稳定性越差。样品厚度越大,线速度和前线温度越高。含低沸点溶剂体系的线速度和前线温度更高,但是所得产物缺陷很多。聚合体系在储存一个月后,仍能引发光前线聚合,其线速度不变,可以完全固化。本课题确定的光前线聚合最优配方由2 wt.%光引发剂、2 wt.%热引发剂、20 wt.%环氧促进剂TCM201和76 wt.%双酚A环氧组成,该体系的线速度为6.2cm/min。使用该配方,通过光前线聚合固化了直径为19cm的圆形环氧树脂,其前线聚合面速度为4.17 cm~2/s;光前线聚合制备了小熊和鱼尾巴形状的环氧固化产物;光前线聚合固化了改性石墨烯/环氧复合材料,改性石墨烯的含量为1wt.%时,产物热失重5%时的温度为385℃,拉伸强度为99 MPa。扫描电镜证实该复合材料表面元素分布均匀。在最优配方中,加入0.25wt%Al N和、20wt%增韧剂、17 wt.%的碳纤维,成功实现了碳纤维/环氧复合材料的光前线聚合。