绿色化、高性能化和多功能化是聚合物发展的趋势。苯并噁嗪树脂是一类耐热树脂,得益于丰富的苯酚类衍生物和胺类衍生物以及交联网络中的氢键,苯并噁嗪树脂具有很强的分子结构设计性,为制得具有不同性能特点的苯并噁嗪树脂提供了可能性。从生物质原料出发,制备生物质树脂是苯并噁嗪树脂绿色化的有效途径,但目前生物质苯并噁嗪树脂研究存在三大问题。首先,众所周知,绿色化的内涵不仅仅是采用生物质原料,而且还应包括合成及提纯过程中所采用的溶剂。然而,一些石化资源衍生的不符合绿色化学标准的溶剂（例如甲苯、氯仿等）仍然被用于合成或提纯苯并噁嗪单体。其次,现有的生物质苯并噁嗪树脂的研究大多是研究苯并噁嗪树脂的热性能,因此苯并噁嗪单体往往含有苯环等刚性结构,但是过高的刚性会导致树脂力学性能的下降,限制了树脂在实际场合的应用。第三,生物质苯并噁嗪树脂功能性的研究鲜见。针对以上三大问题,本文旨在建立绿色方法合成结构新颖的苯并噁嗪单体,研制高性能和功能性的苯并噁嗪树脂,并对单体结构与树脂性能的关系进行深入探究。本文的研究内容包括以下五个方面:首先,全生物质耐热阻燃苯并噁嗪树脂的研究。我们首次从生物质原料刺芒柄花素、胡椒基胺和脱氢松香胺出发,以乙酸乙酯作为反应试剂,合成了两个全生物质苯并噁嗪单体F-pa和F-da,其产率分别为66%和74%。两种单体经固化,得到两种新型全生物质苯并噁嗪树脂poly（F-pa）和poly（F-da）。探讨了树脂的化学结构与热性能和阻燃性之间的关系。与poly（F-da）相比,poly（F-pa）富含芳香性苯环结构,从而表现出更优异的热稳定性,其玻璃化转变温度（Tg）和初始热分解温度（Tdi）分别为221.9℃和371℃;同时还表现出良好的阻燃性,热释放量为97J/（g×K）,达到不可燃的标准。本文的研究结果表明胡椒基胺可作为一种新的生物质胺用以制备高耐热阻燃生物质苯并噁嗪树脂。第二,兼具高耐热性能和高力学性能生物质苯并噁嗪树脂的研究。以间氨基苯乙炔为胺类原料,分别以生物质异丁香酚、香草醛为酚类原料,通过无溶剂法合成了两个生物质苯并噁嗪单体,其产率分别为71%和61%。在此基础上,固化制得两种苯并噁嗪树脂poly（IE-apa）和poly（V-apa）。由于结构中丙烯基或醛基与炔基的共同作用,两种树脂都呈现突出的综合性能,poly（IE-apa）和poly（V-apa）的Tg分别达293℃和304℃,储能模量（E’）分别为3.89GPa和3.65GPa,拉伸强度分别为66.7±2.2MPa和59.0±3.2MPa。查询迄今SCI数据库,这些综合性能是单官能度生物质苯并噁嗪树脂中的最高值,这得益于poly（IE-apa）和poly（V-apa）的独特交联网络结构,即多交联位点和高含量的芳香性苯结构。第三,高性能生物质形状记忆苯并噁嗪树脂的研究。从生物质原料香草醛和糠胺出发,用无溶剂法合成了醛基封端的生物质苯并噁嗪单体VFA,VFA与聚醚胺反应,无需提纯即合成了希夫碱苯并噁嗪单体VFA-atpe,即以约100%的产率得到最终产物。单体固化后,制得新型树脂poly（VFA-atpe）。查询迄今SCI数据库,poly（VFA-atpe）是首次制得的具有形状记忆性能的生物质苯并噁嗪树脂,其E’（4.20GPa）和拉伸强度（90.4±3.2MPa）是生物质苯并噁嗪树脂中的最高值,同时Tg（280℃）也是所有具有形状记忆性能的苯并噁嗪树脂的最高值。第四,高性能全生物质形状记忆苯并噁嗪树脂的研究。以生物质癸二胺为胺源,生物质愈创木酚或异丁香酚为酚源,用无溶剂法合成了两个全生物质的苯并噁嗪单体IE-dea和G-dea,它们的产率分别为76%和79%。两种单体固化后得两种树脂poly（IE-dea）和poly（G-dea）,它们均表现出优异的综合性能。其Tg分别为138℃和216℃,Tdi分别为 340℃ 和 347℃,拉伸强度分别为 85.1±2.5MPa 和 65.9±2.7MPa,查询迄今SCI数据库,这些数据在所有的全生物质形状记忆聚合物中处于最高水平。同时,它们是首次制得的具有形状记忆性能的全生物质苯并噁嗪树脂。在经历四个形状记忆循环后,其形状固定率分别为97.7-98.0%和96.7-97.2%,形状回复率分别为96.7-97.2%和93.0-93.4%。树脂优异的综合性能的实现得益于柔性癸烷链段和噁嗪环聚合的共同作用。第五,可重塑、可降解生物质苯并噁嗪树脂的研究。以香草醛和二氨基二苯醚为原料,制得了一个生物质席夫碱V-oda,而后IE-dea和V-oda以1:1的摩尔比熔融混合均匀,得到混合物IE-dea/V-oda。酚羟基的催化作用使得IE-dea/V-oda的固化峰的峰顶温度比IE-dea低了近40℃。固化树脂poly（IE-dea/V-oda）具有很好的重塑性能。在139℃和5MPa的重塑条件下,poly（IE-dea/V-oda）经过两次重塑后仍然保持优良的热性能和力学性能。此外,poly（IE-dea/V-oda）还表现出极佳的降解性能,在绿色溶剂乙酸/水的混合溶剂（V乙酸/V水=2/1）中可以完全降解。查询迄今SCI数据库,poly（IE-dea/V-oda）是第一个可降解的生物质苯并噁嗪树脂,且其热和机械性能也优于已报道的可重塑的生物质苯并噁嗪树脂。