随着社会经济的发展,科学技术的不断进步,社会对纸的需求量不断增长,对纸的品种及性能的需求更为强烈。纸的使用范围越来越广,根据使用的不同目的,赋予纸以相应的要求也日益强烈。为了满足航空航天及耐高温领域的应用需求,耐高温特种纸基复合材料的研发势在必行。为保证耐高温特种纸基复合材料的性能,需对纸页进行树脂增强处理,传统的环氧树脂又难以满足耐高温的要求,这就需要合成对特种纸粘结性好的耐高温树脂。聚苯并噁嗪作为一种新型的酚醛树脂,不仅具有优异的热性能、阻燃性和电绝缘性,而且克服了传统酚醛树脂在固化成形过程中释放小分子的缺点,制品孔隙率低,接近零收缩,因此引起人们广泛的研究兴趣。为了改善特种纸的机械性能,耐高温性韧性及阻燃等综合性能,本文首先通过分子设计确定了苯并噁嗪的结构,进一步通过共聚和共混的方法对其进行改性。本文通过在苯并噁嗪中引入可聚合基团等合成了一系列高耐热性的具有一定分子量的苯并噁嗪中间体,与传统的小分子型苯并噁嗪中间体相比,由于其本身具有一定的分子量,因而进一步固化以后,具有比小分子型苯并噁嗪固化后更加优异的韧性,将其作为纸基复合材料的增强树脂,固化成型后形成的三维网络结构中,交联点之间分子链的长度和柔韧性,将实现对短切纤维的充分缠结和包裹,将有利于获得强韧性的纸基复合材料。进一步采用环氧树脂或橡胶树脂进行共聚或共混,以及通过在苯并噁嗪中引入有机和/或无机阻燃成分等制备高性能的特种纸。1.本论文分别以双酚AF,双酚A,甲醛,MDA,己二胺为原料合成了三种双酚二胺型的苯并噁嗪中间体BOZ-AFMDA,BOZ-AMDA,BOZ-HDM,并且通过加热固化反应合成了聚苯并噁嗪。PBOZ-AFMDA具有较好的综合性能,5%失重时温度为480℃,700℃氮气氛中的残碳率为87.28%,交联固化对应着低温和高温两个阶段,分别对应于150℃和170℃。BOZ-AMDA体系热性能次之,固化后所得树脂5%的失重温度为350℃,700℃氮气氛中的残碳率高达44%,其低温和高温交联温度分别对应于150℃,209℃。BOZ-AHDM固化后所得树脂热性能较差5%的失重温度为150℃,700℃氮气氛中的残碳率为30%。2.采用合成的系列苯并噁嗪树脂浸渍增强纸页(原纸定量60g/m2),结果表明,对纸页的力学性能增强作用由强到弱依次为AFMDA,AMDA,AHDM,苯并噁嗪对纸页的物理强度的提高有十分优异的效果,尤其是AFMDA体系,AFMDA体系浸渍特种纸基材料,其抗张强度可达7.42kN/m,撕裂强度可达2707mN。不同环氧值环氧树脂对纸页增强效果差异显著,以E44增强效果最佳,E44增强纸页的抗张强度,撕裂度,伸长率可达到6.52 kN/m,2964 mN,2.19%。当环氧树脂含量为30%时性能最佳,其700℃氮气氛中的残碳率为28.3%。3.采用液态橡胶改善树脂及纸基材料的韧性,结果表明,树脂基体的韧性大幅度提高,纸页的韧性也随之改善,但对树脂及纸页的耐热性有一定影响。ATBN体系较之CTBN有较好的增韧效果。4.采用阻燃剂及阻燃环氧树脂与苯并噁嗪树脂共混或共聚树脂浸渍纸基原纸,结果表明,含卤苯并噁嗪树脂AFMDA体系阻燃性能较好,室温极限氧指数为27.1%。溴化环氧树脂不仅使纸页有良好的阻燃性(EC1750体系的极限氧指数可达到27.8%),同时也使纸页力学性能得到保持。阻燃剂与环氧树脂共同改性纸页有优异的综合性能,极限氧指数达到28.4,在氮气氛中5%失重温度为300℃,700℃时的残碳率为72.9%。