非共轭荧光聚合物因不含π电子共轭基元而在生物成像和荧光标记等方面具有良好的生物相容性、环境友好性以及低细胞毒性,但也存在制备工艺复杂、荧光强度较低、发射光谱较窄以及对发光机理缺少统一理解等问题,这严重限制了其新品种的开发及应用领域的拓展。因此,设计、开发荧光强度高、易于制备的非共轭发光聚合物,阐明其结构与发光性能之间的关系,揭示其发光机理,已成为目前发光材料领域研究的热点和难点。超支化聚硅氧烷（HBPSi）由于兼具传统聚硅氧烷和超支化聚合物的优点,近年来引起了国内外研究者的极大关注,已在多个领域得到了广泛应用。但是,有关HBPSi荧光性能的研究却鲜有报道。并且,HBPSi常采用硅氢加成或水解缩聚法来制备,前者存在Pt/C催化剂价格高、难于分离的问题,后者存在水解程度难以控制、反应易凝胶的缺陷。若能通过简单的方法制备非共轭荧光超支化聚硅氧烷,不仅能同时克服目前非共轭荧光聚合物的超支化聚硅氧烷的制备方法缺陷,而且还能丰富非共轭发光聚合物的发光理论及品种,对促进多功能有机荧光材料的设计、合成及应用具有重要的指导意义。为此,本论文设计并合成了一类具有新型结构的超支化聚硅氧烷非共轭聚集诱导发光高分子,确定了聚合物的结构,分析了其荧光性能,探索了其聚集诱导发光机理。本论文重点展开了以下研究:（1）以乙烯基三乙氧基硅烷（A-151）和过量的新戊二醇（NPG）为原料,在对甲苯磺酸（p-TSA）的催化作用下,合成了分子结构中同时含有非共轭碳碳双键和端羟基的超支化聚硅氧烷HBPSi-C=C,GPC、¹H NMR、¹³C NMR、FTIR以及GC等测试手段表明该聚合物已成功制备。该聚合物具有显著的紫外吸收和激发依赖的光致发光特性,且紫外吸收和荧光强度均随分子量和浓度的增加而显著增强;同时平均荧光寿命(τ_avg)和绝对量子产率（QY）分别为4.88 ns和3.68%。研究发现,双键和羟基同时对蓝色荧光物种的形成起到了关键作用。（2）为了检验上述酯交换缩聚法在合成HBPSi方面的通用性,本论文以3-缩水甘油基氧基丙基三甲氧基硅烷（A-187）和过量的NPG为原料,合成了分子结构中同时含环氧基和端羟基的超支化聚硅氧烷HBPSi-Ep,多种测试手段表明聚合物已被成功制备,证实该合成方法具有较好的通用性。另外,该聚合物与上述HBPSi-C=C类似,也具有浓度依赖和激发依赖的光致发光特性,且在100%固含时可发射出最亮荧光,其τ_avg和QY分别是4.30 ns和4.61%。研究表明,羟基和醚键同时对荧光的产生起到了关键作用。动态光散射（DLS）结果表明,聚合物在乙醇溶液中产生了纳米团簇,其粒径分布随浓度的增加而变宽（1¹0 nm）。为了进一步提高其荧光性能,本文用适量的水溶性聚醚对其改性,发现荧光强度进一步增加,且τ_avg和QY分别达到了8.89 ns和7.30%。这是由于改性后聚合物分子中醚键数量增加,引起聚合物分子间更紧密的聚集所致。DLS显示,其在水中的粒径分布为20¹000 nm,表明聚合物因分子间的聚集而产生了团簇。（3）考虑到以上制备的HBPSi仅能应用于有机溶剂体系中,为扩大其应用领域,本论文接着用3-氨丙基三乙氧基硅烷（APTES）分别与NPG和2-甲基1,3-丙二醇（MPD）在无催化剂的条件下进行反应,合成了两种同时含有伯胺和端羟基的水溶性超支化聚硅氧烷HBPSi（分别记为HBPSi-NPG和HBPSi-MPD）。结果表明,这两种聚合物同样具有浓度依赖和激发依赖的光致发光效应,同时HBPSi-NPG的τ_avg和QY分别为8.41 ns和8.18%,而HBPSi-MPD的分别为7.88 ns和5.72%。很明显,含NPG单元的聚合物具有更强的发光特性,这是由于含NPG较MPD具有更大的空间位阻而更容易限制其分子运动,使得非辐射通道受阻,导致更高的荧光特性。此外,还研究了水解对聚合物发光性能的影响,发现两聚合物经水解后荧光强度显著增加。对于含NPG单元聚合物的水解产物,其τ_avg和QY分别为3.85 ns和44.50%,而对于含MPD单元聚合物的水解产物,其τ_avg和QY分别为5.39 ns和14.98%。研究表明,伯胺的存在对聚合物的发光几乎没有贡献,而端羟基的聚集对蓝色荧光物种的形成起到了关键作用。（4）接着,以正硅酸乙酯（TEOS）、一缩二乙二醇（DEG）、N-甲基二乙醇胺（NMDEA）、和三乙醇胺（TEA）为原料,设计并合成了两种分子结构中均含有脂肪叔胺和端羟基的水溶性超支化聚硅氧烷HBPSi-NR₂。与上述HBPSi类似,这两种聚合物同样具有浓度和激发依赖的发光特性。含NMDEA单元聚合物的τ_avg和QY分别为1.02 ns和5.79%,而含DEG单元的纯聚合物拥有较高的τ_avg（1.57 ns）和QY（11.99%）,这种差异主要是由于聚合物结构的不同所导致的。纵观现有文献报道,11.99%的量子产率在目前非共轭荧光聚合物的量子产率报道中是最高的。此外,还研究了pH对发光性能影响,发现叔胺的质子化程度显著影响光致发光的强度,当pH为7时荧光强度最高。通过研究金属离子(包括Na⁺,K⁺,Mg²⁺,Fe³⁺,Zn²⁺,Ca²⁺,Co²⁺,Cu²⁺,Ni²⁺和Al³⁺)对荧光的影响后发现,所合成的聚合物对Fe³⁺表现出了显著的选择性猝灭效应,因此它们有望用作生物Fe³⁺的荧光探针。