苯并噁嗪作为性能优良的新型热固性树脂,在航空航天、微电子和机车等领域有着广阔的应用前景。然而,苯并噁嗪的脆性制约了其商业化应用,极易产生应力开裂并导致产品性能下降。此外,苯并噁嗪的介电常数等偏大,无法满足5G时代高集成度微电子领域的要求。本文将苯并噁嗪树脂PH-ddm作为基体材料,分别引入尼龙和COF材料进行增韧和低介电改性,取得了良好的效果。首先,针对尼龙与苯并噁嗪之间的相互作用以及尼龙的熔点对增韧效果的影响机理的科学问题,将三种结构不同的尼龙PA12,PA11和PA9T分别引入PH-ddm,固化后得到聚苯并噁嗪/尼龙复合材料。研究结果表明,PA12的增韧效果最好,PA11的略低,而PA9T会进一步降低聚苯并噁嗪树脂的韧性。其中,当尼龙含量为10 wt%时,PPH-ddm、PPH-ddm/PA12、PPH-ddm/PA11和PPH-ddm/PA9T样品的拉伸强度和断裂韧性分别为49.5、53.0、51.2、29.3 MPa和0.60、0.81、0.77和0.45 MPa·m1/2。红外光谱分析表明,PA12与PPH-ddm之间能形成氢键,而PA11和PA9T并未与PPH-ddm之间形成明显的氢键。接触角和表面能分析结果发现,PA12与PPH-ddm的极性表面张力接近,表明两者之间形成的界面作用更强。扫描电子显微镜的结果发现,PA12与PPH-ddm基体的界面之间存在拉丝现象,进一步说明两者之间形成的氢键和化学键作用,有利于增强界面粘结并提高树脂基体的韧性。相比之下,PA11能抑制树脂基体的裂纹扩展而PA9T无法增韧树脂基体,与PA11和聚苯并噁嗪树脂的相容性更好有关。PA12和PA11能够促进苯并噁嗪单体的固化,并略微提高PPH-ddm的玻璃化转变温度,而PA9T则会阻碍单体的固化,使PPH-ddm的玻璃化转变温度显著下降,认为与尼龙的熔点相关。PA11的熔点相对较低,在PH-ddm还未开环反应前即处于熔融状态,固化过程中,并不影响PH-ddm的开环和交联。PA9T尼龙粒子的熔点较高,在整个固化过程中都处于固体状态,会阻碍PH-ddm的固化交联。总的来说,在氮气氛围下,尼龙粒子的引入会降低PPH-ddm的热稳定性,而PPH-ddm/PA12样品比PPH-ddm/PA11和PPH-ddm/PA9T的热稳定性更高,与PA12和PPH-ddm之间形成更强的界面作用有关。相关研究为选择合适的尼龙粒子增韧改性聚苯并噁嗪树脂提供了新思路和理论指导。将三维有机共价框架材料COF-300-V与PH-ddm共混,固化后制备复合材料。通过利用COF材料中的多孔结构,将空气引入复合材料中,降低介电常数和介电损耗。结果表明,COF的引入可以有效降低PPH-ddm的介电常数,当COF含量为3 wt%时,复合材料的介电常数和介电损耗分别从3.61和0.031下降到2.62和0.017。扫描电子显微镜的照片表明,COF与PPH-ddm树脂基体的相容性较差,COF粒子容易发生团聚。COF的引入会阻碍PH-ddm单体的固化,降低交联密度以及相应的玻璃化转变温度。COF粒子使PPH-ddm的接触角从95.2°下降到76.2°,说明COF会大幅提高PPH-ddm的亲水性。而且,COF粒子能显著提高聚苯并噁嗪树脂的热稳定性,5%的热分解温度可提高19℃。在COF粒子表面上引入极性官能团如酰氨基等,有望提高COF粒子和树脂基体的相互作用,应用于微电子领域。