近年来由于电子工业和航天技术的迅速发展,高性能材料需求越来越大、要求越来越高。在涂层应用领域,高耐热性、高阻燃性的涂层用基体树脂仍然大量匮乏。作为一种新型的热固性树脂,苯并噁嗪具有灵活的分子设计性、固化近似零收缩、固化过程中无小分子放出,固化物热稳定性、阻燃性能优异等特点,已经在电子电气、航空航天及机械制造等领域获得应用。然而,传统聚苯并噁嗪已经无法满足工业快速发展对树脂提出的要求。为了解决这个问题,利用苯并噁嗪自身良好的分子设计性,通过合成的方法将杂原子掺杂到聚苯并噁嗪分子结构中,进而提供更多活性位点以达到提高固化物性能的目的是切实可行的。吡啶由于结构和苯类似,所以也有一定的芳香性,以其为原料或者中间体的化学反应是现如今化工分析、合成研究中的一大热门。吡啶官能团是含有一个氮杂原子的六元杂环结构,由于吡啶环负电性氮原子的存在,树脂的分子内及分子间氢键增加;并且由于氮元素含量增加,聚合物阻燃性能也会明显提高。同时,含氟杂环结构一直是树脂领域研发的热点,在结构体系中所占比重较大,应用范围很广。其中含氟吡啶结构就是一种优异的活性基团,在吡啶环结构引入氟原子,有望制备一种高残炭,疏水性强的聚苯并噁嗪。这是因为氟原子和氢原子具有很大的近似性,并且相比氢原子电负性更大,形成的C-F键键能更高,因此含氟的聚合物结构稳定性、阻燃性及疏水性更高。本论文中,设计合成了一系列高耐热高阻燃性的苯并噁嗪单体。通过在分子中分别引入氟原子和吡啶基团,研究了不同单体的固化反应特征、固化物结构及固化动力学,并探索了其固化物及涂层的性能。工作主要包括两部分内容:1.以双酚A、间氟苯胺、邻氟苯胺、对氟苯胺和多聚甲醛为原料,成功合成了一系列含氟苯胺型苯并噁嗪。在实验和理论分析的基础上,详细讨论了氟原子取代位置对聚苯并噁嗪固化机理、热稳定性和表面性能的影响。采用核磁共振(~1H,19F)和红外光谱（FTIR）对其化学结构进行了研究。通过差示扫描量热法（DSC）测试发现含氟苯胺型苯并噁嗪的固化峰值温度顺序为:间氟苯胺型苯并噁嗪（m-Bf,235.9°C）＜对氟苯胺苯并噁嗪（p-Bf,244.4°C）＜邻氟苯胺苯并噁嗪（o-Bf,262.7°C）。通过热重分析（TG）测得含氟苯胺型苯并噁嗪树脂10%失重温度顺序为Pm-Bf（323.4°C）＜Po-Bf（289.1°C）＜Pp-Bf（255.5°C）。通过接触角测试仪测得其疏水性能顺序为Pm-Bf（121.4°）＜Po-Bf（119.3°）＜Pp-Bf（106.3°）。此外,采用密度泛函理论（DFT）定量分析氟原子位置对苯并噁嗪固化机理的影响。发现对于三种F原子取代体系,在F原子附近的ESP极值依次为邻位（-21.46kcal/mol）＜对位（-18.36 kcal/mol）＜间位（-17.78 kcal/mol）。另外,含氟苯胺型苯并噁嗪为基础的涂层也表现出优异的力学性能和耐腐蚀性能。其中邻氟苯胺型苯并噁嗪涂层的硬度和附着力分别达到6H、5B,远高于双酚A苯胺型苯并噁嗪涂层。电化学测试结果也可以看到含氟苯胺型苯并噁嗪涂层的阻抗（Rp）值高于PBA-a,其中Po-Bf涂层的Rp值比PBA-a高约8倍。2.以苯酚、3,5-二氟-2,6-二氨基吡啶和多聚甲醛为原料,成功合成了一种全新的含氟吡啶型苯并噁嗪。通过~1H NMR、13C NMR、19F NMR和FTIR光谱对其化学结构进行了表征。通过DSC、FTIR测试对树脂固化行为进行了研究。结果表明将氟原子和吡啶基团引入到苯并噁嗪中可以显著降低苯并噁嗪的固化温度。这一方面是由于氟原子的吸电子效应,另一方面是由于吡啶环的电子效应,使噁嗪环中C-O键键能相较于双酚A苯胺型苯并噁嗪中噁嗪环C-O键键能更低,在升温过程中C-O键更容易断裂,降低了其固化温度。通过热重分析（TG）测得含氟吡啶型聚苯并噁嗪10%失重温度为370.8℃,800℃残炭率为69.4%,均远高于双酚A苯胺型聚苯并噁嗪。通过MCC测试及LOI计算对含氟吡啶型聚苯并噁嗪的阻燃性能进行研究。结果表明,氟原子和吡啶基团的加入使苯并噁嗪树脂的阻燃性能显著提升。采用热重-红外联用（TG-IR）和扫描电镜（SEM）分析其阻燃机理,由于材料中吡啶杂环结构的存在,吡啶杂环结构比交联结构更利于最终残炭的形成。将含氟吡啶型苯并噁嗪制成涂层,其静态水接触角约为123.5°,相比于双酚A苯胺型聚苯并噁嗪增大约32°,其疏水性能显著增强。对其涂层的机械性能进行测试,结果表明含氟吡啶型聚苯并噁嗪涂层的硬度为6H,附着力为5B,远高于双酚A型苯并噁嗪（硬度为2H,附着力为1B）;同时采用电化学工作站对其防腐性能进行测试,结果表明含氟吡啶型苯并噁嗪的防腐性能远高于双酚A型苯并噁嗪。