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微波固化氧化石墨烯环氧复合材料因其在热、电和机械等方面有优异的性能优势,所以被广泛应用于航空航天、能源和体育等领域。但是,目前对微波固化多官能度环氧树脂的固化机理和可控性制备的研究尚未完善,同时氧化石墨烯(GO)在树脂基体中的分散性差、界面结合强度低,这些问题都影响了微波固化氧化石墨烯环氧复合材料性能的发挥。本文研究了微波辐照下环氧树脂的固化行为及其固化机理,同时利用微波法超快速制备了离子液体-氧化石墨烯杂合体(IL-GO),在表征其微观结构基础上探讨了其合成机理。系统研究了微波辐照下IL-GO在环氧稀释剂中的分散稳定性,对比分析了 GO和IL-GO对环氧树脂固化动力学的影响规律,揭示了微波辐照下IL-GO对环氧复合材料的热、介电、机械和界面等性能的影响规律。主要工作如下:(1)基于微波固化和热固化工艺,对比研究了三官能环氧树脂固化行为、固化产物性能以及固化机理。研究发现,微波固化在厚度方向和平面方向其固化均匀性均有提高,平均固化度大于等于0.96。固化过程中的红外显示,微波固化初期在3464和3363 cm-1处的氨基的吸收峰比较明显,证明微波固化初期三官能环氧树脂有较少的羟基生成,羟基大量出现在固化反应后期。等温固化反应动力学证明微波固化速率明显提高,固化反应的活化能降低了～30%,存在非致热效应。通过微波固化和热固化产物的热、介电和机械等性能对比研究,证明了微波固化产物的热学、介电和机械性能优于热固化,微波固化产物的交联密度较高,其固化过程存在阴离子聚合。(2)基于微波法快速制备了离子液体-氧化石墨烯杂合体(IL-GO)并探讨了其合成机理。经过红外、元素分析、表面结构分析、热失重测试、扫描电镜、透射电镜和原子力显微镜等结果证明,成功制备了IL-GO杂合体,其中IL的接枝率为～41 wt.%,其厚度由GO的0.69 nm增至0.92 nm。在微波辐照下,GO和IL同步被活化,IL上的羟基与GO上的羧基发生酯化反应以及IL中的阴离子使GO上的环氧基团开环,同时IL与GO之间存在着π-π/阳离子-π共轭结构,IL通过化学结合和非共价共轭的协同作用使IL更容易插入到GO片层间,形成片层更薄的IL-GO杂合体。(3)基于等温DSC方法和Kamal理论模型,对比研究了微波固化下GO/EP和IL-GO/EP的固化行为。研究发现,IL-GO相对于GO有更好的微波吸收性能,在微波辐照下更容易被激发,使其非致热效应更明显,显著降低了 IL-GO/EP体系的固化反应活化能。IL-GO/EP在最初的10 min内,在110℃下的固化度达到0.93,而GO/EP的固化度仅为0.85,IL-GO/EP的固化速率明显加快。(4)系统研究了微波辐照条件下IL-GO在环氧稀释剂中的分散稳定性、IL-GO与EP的界面活化机制。基于光学显微镜、粒子间距概率密度理论、力学测试、热学测试、介电性能测试和界面性能测试等表征手段,研究发现微波辐照条件下IL-GO在环氧稀释剂中具有良好的分散稳定性,固化前后的IL-GO/EP体系中IL-GO的粒子间分散系数为～1.8,明显高于GO/EP体系。同时IL-GO与EP形成了更好的化学结合的微观界面,使IL-GO的本身的性能优势发挥出来,而且由于IL和GO之间的π-π/阳离子-π共轭结构的存在,增强了 IL-GO的微波吸收性能,使其界面结合更牢固。