环氧树脂（EP）因为其优异的性能,近年来被广泛应用于油漆涂层、粘合剂、电子元件、复合材料、结构零件等领域中。但其质地较脆,热力学性能差,不阻燃等缺点制约了更多实际应用。研究发现,通过掺杂纳米粒子,抑或是对分子链进行接枝可以有效地改善上述不足。为了系统探究纳米粒子,接枝改性对环氧树脂性能的影响,本文制备了一系列环氧树脂基复合材料,通过对其各项性能研究,得出以下结论:（1）以双酚a环氧树脂,4,4-二苯基甲烷二异氰酸酯,聚乙二醇为原料,采用两步法合成了一系列双酚a环氧树脂（BAER）-4,4-二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）-聚乙二醇（PEG）共聚物。研究了五元杂环恶唑烷酮对环氧树脂的力学性能和热性能的影响。结果表明,共聚物的熔融焓和结晶焓在60～120℃之间,经PEG2000改性后的样品与经PEG4000和PEG6000改性后的样品相比,过冷度最小。另外,改进后的BAER体系具有较低的玻璃化转变温度,但这并不会限制其在电子封装材料中的应用。通过扫描电子显微镜（SEM）观察发现,改性后的环氧树脂的断口由原来的脆性断口完全转变为韧性断口,力学性能也得到改善。（2）用溶剂热法合成了高比表面积的钴基金属有机骨架（Co-MOF）。然后与常用的电子封装材料BAER相结合,以提高后者的热稳定性和防火安全性。结果表明,与其他常见的MOFs相比,在添加6 wt%Co-MOF的BAER峰值热释放率（PHRR）值降低了78.5%,总排烟量也明显下降。基于热重质谱（TG-MS）和燃烧残渣分析,将环氧树脂复合材料增强阻燃性和整体热稳定性的机理归结为MOF的催化作用和热障作用的共同作用。复合材料的有效阻燃性能表明,此方法具有潜在的适用性,可用于开发防火安全应用的聚合物材料。（3）模拟天然墨鱼骨（CB）,制备了具有高断裂韧性的层状多孔结构,并构成了一种新的各向异性材料复合材料。这种基于生物质的四元层材料由EP、CB、多巴胺盐酸（DA）、氧化石墨烯（GO）组成。在这项研究中,首先开发了一种仿生墨鱼骨,它模仿墨鱼的潜水状态,用EP填充孔洞。所制备的EP-CB-DA-GO复合材料除了具有结构清晰、绿色环保、成本低、导电性合理等优点外,还具有优异的断裂韧性,其断裂韧性是纯环氧树脂的3.41倍。此外,由于CB支架的各向异性,这种仿生材料具有各向异性导电性能,可以用来检测裂纹。