作为环氧树脂的一个分支,脂环族环氧树脂具有单体粘度低、耐热性好、机械模量高、电性能优异以及抗紫外辐射等特点,在微电子封装、户外绝缘材料、活性稀释剂、塑料模具、涂料、粘合剂等领域得到了广泛应用。本文以提升脂环族环氧树脂的性能为目的,从引入特定功能基团和调节环氧交联密度着手,设计并合成了一系列新型含硅、磷的脂环族环氧化合物,通过多种测试手段对环氧单体及固化物的性能进行了表征,重点研究了这一系列环氧树脂结构与性能之间的关系。赋予环氧树脂以可修复性不仅是一个学术问题还具有可观的经济价值。以三氯氧磷、二氯磷酸苯酯以及3-环己烯-1-甲醇为主要原料合成了两种含磷并分别具有2、3官能度的可热修复脂环族环氧化合物Epoxide-Pl及Epoxide-P2。通过FTIR、1HNMR、31P NMR、质谱(HRMS)对产物的结构进行了表征。两种含磷环氧与甲基六氢苯酐(MHHPA)进行热固化后,固化物的物理性能通过差热扫描分析(DSC)、动态力学分析(DMA)、热重分析(TGA)、FTIR、分子模拟、极限氧指数(LOI)测试等手段进行了表征,重点讨论了固化物的热降解行为及机理。结果表明,三官能度的Epoxide-P2固化物具有较高的交联密度,玻璃化转变温度高达227℃。两种含磷环氧固化物在加热到220-280℃时可迅速降解,并在260℃等温条件下分别只需3分钟和8分钟便可失重约70%,满足热解型可修复环氧树脂对降解温度和降解速率的要求。另外,两种含磷环氧酸酐固化物LOI值相比商品化脂环族环氧ERL-4221提高了近30%。为满足电子封装应用中对高流动性及高耐热性脂环族环氧树脂的需求,以苯基甲基二氯硅烷、甲基三氯硅烷及3-环己烯-1-甲醇为主要原料,合成了二种新的含硅脂环族环氧化合物Epoxide-Sil及Epoxide-Si2。通过FTIR,1H NMR,29Si NMR, HRMS对产物的结构进行了表征。将二种含硅环氧与MHHPA进行热固化,采用Kissinger模型研究了两种环氧单体和MHHPA固化反应的非等温固化动力学。通过DSC、DMA、热机械分析(TMA)、TGA、吸湿率测试对两种环氧固化物的物理性能进行了表征。结果表明,Epoxide-Sil及Epoxide-Si2为无色透明的低粘度液体,室温下其粘度值分别为340mPa.S和290mPa.S。相比二官能度的Epoxide-Sil,三官能度的Epoxide-Si2固化物交联密度由0.82×10-3mol/cm3提高到4.08×10-3mol/cm3,玻璃化转变温度由157℃提高到228℃。为进一步研究脂环族环氧树脂交联密度对其物理性能的影响,以二甲基二氯硅烷、二苯基二氯硅烷、苯基三氯硅烷、四氯化硅以及3-环己烯-1-甲醇为主要原料合成了四种新的并分别具有2-4官能度的脂环族环氧化合物Epoxide-Si3～Si6。通过FTIR,1H NMR, 29Si NMR, HRMS对产物的结构进行了表征。四种含硅环氧与MHHPA进行热固化后,采用DSC、DMA、广角X射线衍射(WAXD)、热机械分析(TMA)、TGA和吸湿率测试对四种环氧固化物的物理性能进行了表征,重点讨论了环氧固化物的动态力学行为、热膨胀性、热稳定性及吸湿性与环氧微观结构之间的关系。结果表明,交联密度对环氧固化物的物理性能具有显著影响。相比二官能度环氧Epoxide-Si3,四官能度环氧Epoxide-Si6固化物的交联密度从0.45×10-3mol/cm3提高到9.64×10-31mol/cm3,玻璃化转变温度从133℃提高到237℃,而热膨胀系数从6.44×10-5/K降低到4.83×10-5/K。