环氧树脂是一类综合性能良好的热固性树脂，是目前应用范围最广、用量最大的热固性树脂之一。但是环氧树脂在固化过程中不可避免地会发生一定程度地固化收缩，导致收缩应力产生，进而影响尺寸稳定及界面结合，甚至导致固化开裂或失效。本论文拟利用膨胀单体对环氧树脂进行改性从而降低环氧树脂固化收缩，通过分子结构设计合成了一种典型的无取代螺环原碳酸酯膨胀单体(SOC)以及一种新型的甲基取代的螺环原碳酸酯膨胀单体(SOC-M)，利用这两种膨胀单体对双酚A环氧树脂进行改性研究，并针对膨胀单体改性环氧体系设计了一种新型的阳离子/酸酐复合固化剂。具体研究内容包括:　　(1)利用1，3-丙二醇合成无取代基的螺环原碳酸酯单体1，5，7，11-四氧杂环[5，5]十一烷(SOC)，对其合成方法进行优化制备了高产率的SOC单体，并通过FT-IR、NMR及元素分析对单体结构进行表征确认。以三氟化硼单乙胺作为固化剂，利用SOC作为模型膨胀单体对双酚A环氧树脂进行改性，对改性环氧体系的固化及固化物的固化收缩、热、力学等性能进行详细研究。结果表明，在环氧树脂中引入SOC后能够降低环氧树脂粘度，提高环氧阳离子固化反应速度和环氧基团转化率，但树脂的粘接强度和弯曲性能下降;控制SOC的加入量(≤10wt％)可以提高环氧的玻璃化转变温度，并使环氧的固化收缩降低。　　(2)利用2-甲基-1，3-丙二醇合成甲基取代的螺环原碳酸酯单体3，9-二甲基-1，5，7，11-四氧杂环[5，5]十一烷(SOC-M)，通过FT-IR、NMR及元素分析对单体结构进行表征确认。由于甲基取代基的引入破坏了螺环原碳酸酯单体的结构规整性，SOC-M的熔点(79.1℃)明显低于SOC(134℃)，而且在环氧树脂中具有更高的溶解度。同样利用SOC-M对双酚A环氧树脂进行改性，并对改性环氧体系的固化及固化物的固化收缩、热、力学等性能进行研究。研究结果表明，与SOC相比，SOC-M的引入同样能够降低环氧树脂粘度，提高环氧阳离子固化反应速度和环氧基团转化率，但SOC-M开环聚合活性与环氧固化活性更为接近，因此降低环氧体系固化收缩效果更加明显。此外，SOC-M改性环氧树脂在热膨胀系数、弯曲模量具有更高的保持率，但弯曲强度和热稳定性下降。　　(3)针对膨胀单体改性环氧体系单独使用阳离子型固化剂三氟化硼单乙胺存在的溶解温度高以及溶解过程中膨胀单体已经发生开环聚合的问题，利用三氟化硼单乙胺与甲基六氢苯酐制备新型的复合固化剂。首先对复合固化剂的组成进行了优化，该复合固化剂可使螺环原碳酸酯膨胀单体改性环氧体系同时发生阳离子聚合及环氧酸酐加成固化反应，相比单独使用三氟化硼单乙胺固化剂工艺性改善，而且固化活性提高。使用三氟化硼单乙胺/酸酐复合固化剂固化SOC-M改性环氧体系，并对改性体系的固化及固化物性能进行了研究。结果表明，由于SOC-M开环聚合活性与环氧树脂固化活性的差异，膨胀单体无法发挥改善固化收缩的效果，仅起到增塑效果，在加入量较少时能够改善环氧固化物的粘接强度，但会导致环氧树脂玻璃化温度下降。