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苯并噁嗪是以胺类、酚类和醛类化合物为原料合成的一类含氮杂环化合物。该树脂在热处理或有催化剂作用下可交联聚合，形成类似酚醛树脂的含氮网络结构。由于苯并噁嗪具有稳定的芳环结构，并且在固化过程中不释放小分子，故而聚苯并噁嗪作为一种新型的热固性树脂，具有优异的电绝缘性、高的热氧稳定性、良好的阻燃性、稳定的绝缘性、优异的力学性能。特别值得关注的是苯并噁嗪树脂在固化过程中制品孔隙率低，近似零收缩，并且具有杰出的分子设计的灵活性，再加上苯并噁嗪树脂在开环聚合前主要以三聚、四聚等低分子量化合物为主，软化温度一般低于60℃，可以很好的溶解于丁酮等低沸点溶剂，给加工处理带来便利。因此聚苯并噁嗪树脂作为重要的工程聚合材料在航空航天、微电子等高技术领域具有广阔的应用前景。本文首先以苯胺、多聚甲醛、二苯甲烷二胺为原料，采用溶液法制备了该苯并噁嗪单体。利用FTIR，1H-NMR，13C-NMR表征了该单体结构。采用DSC、红外系统跟踪了各个固化阶段的预聚物及其固化物的反应。首次采用等温法和非等温法研究和比较了二苯甲烷二胺型苯并噁嗪单体的固化动力学，结果证实该单体的固化反应机理符合自催化反应模型。用Kissinger方程、Ozawa方程和差减微分分析法计算了固化反应的动力学参数。用DSC和TG对聚苯并噁嗪的耐热性进行了测定。苯并噁嗪树脂作为高性能树脂使用还存在着一些不足，例如固化物相当脆、开环聚合的温度较高等，其耐热性、阻燃性及力学性能都有待于进一步提高，针对提高树脂性能、降低开环温度，本文分别采用环氧树脂、环氧-酚醛、聚芳醚腈和纳米SiO2改性苯并噁嗪树脂，相应制备了四种改性复合材料，结果显示：苯并噁嗪/环氧复合树脂体系在没有催化剂情况下可以实现自催化。该体系比纯苯并噁嗪树脂具有更好的耐热性。当环氧比重达到40%时，共聚体系起始分解温度达到334.26℃，比纯苯并噁嗪高近乎50℃,且保持了较好的阻燃性。苯并噁嗪/环氧/酚醛复合树脂体系中，酚醛树脂明显降低体系固化温度，提高了体系的耐热性。当苯并噁嗪：环氧：酚醛树脂=1:1:1时，体系的固化反应的峰顶温度为184.22℃，与纯苯并噁嗪相比降幅达50℃。起始分解温度达到315.57℃，比纯苯并噁嗪高了近30℃。首次利用聚芳醚腈自身的高韧性对苯并噁嗪树脂进行改性。研究结果表明只需10%的聚芳醚腈，固化的苯并噁嗪/聚芳醚腈就能形成薄膜，明显提高体系的韧性，并且固化物为深酒红色透明的薄膜，在可见光范围内是没有相分离的，用DSC和SEM观察到微相分离，形成半互穿网络结构。由于加入的聚芳醚腈形成连续相，聚苯并噁嗪为分散相，因此相对纯聚苯并噁嗪而言，苯并噁嗪/聚芳醚腈薄膜力学性能明显提高，同时热稳定性也较纯聚苯并噁嗪树脂有明显提高。聚芳醚腈含量为15%时，体系弹性模量最大，且玻璃化温度和初始分解温度都远高于纯苯并噁嗪树脂。制备了纳米SiO2苯并噁嗪复合材料。实验发现加入纳米二氧化硅后，二元体系的弯曲模量提高了很多，当SiO2含量为1%时，弯曲模量比纯苯并噁嗪样条样提高59.3%，达到5332.34Mpa。同时树脂的初始分解温度和800℃时的残炭率普遍提高。苯并噁嗪树脂具有灵活的分子设计，为进一步提高苯并噁嗪的性能，我们从改变树脂合成的胺源上入手，在苯并噁嗪分子中引入邻苯二甲腈基团，分别制备了双酚A型双邻苯二甲腈苯并噁嗪BZ-A和联苯型双邻苯二甲腈苯并噁嗪BZ-B两种树脂单体。采用FTIR，1H-NMR，13C-NMR表征了两种单体的分子结构。结合DSC研究数据得到BZ-A和BZ-B均为双重固化机理。首先是200℃附近的苯并噁嗪环的开环，其次是260℃附近腈基的交联成环反应。同时熱失重结果显示：与纯二苯甲烷二胺型苯并噁嗪相比，两种结构的苯并噁嗪固化物都具有更好的耐热性。BZ-A聚合物在氮气氛围中的失重5％温度为437.50oC。BZ-B表现出了更高的热稳定性，在氮气中其失重5%对应的温度为478℃。为拓展双邻苯二甲腈苯并噁嗪的使用范围，我们选用耐热性较好的联苯型苯并噁嗪BZ-B进行胶粘剂实验。以铝合金为粘接片，尝试了BZ-B对不同表面处理后的铝合金的粘接性能，发现室温力学性能表面为氧化物的试片远大于表面是铝合金的试片。采用SEM对拉伸断裂面形貌进行分析，结果表明粘接试样的破坏属于内聚破坏。