本文旨在通过有机硅改性的方式克服酚醛树脂模塑料的应用性能缺陷,提高其综合性能。主要从两个方面入手：1.改善酚醛树脂电气性能和加工性；2.采用生物纤维,即剑麻纤维取代玻璃纤维制备高机械强度酚醛模塑料,并克服剑麻纤维自身带来的部分缺陷,即阻燃性和力学性能降低。针对前者,我们采用不同分子结构的官能化有机硅化合物结合生物基酚(丁香酚)制备出相容性好的有机硅改性剂,并通过原位反应进一步制备出有机硅改性酚醛,有机硅改性剂能赋予改性酚醛优异的加工性能(低粘度,良好的加工流动性)。此外,有机硅特有的分子特性也能将酚醛树脂制品的体积电阻率从1014Ω·m提升到1016n·m,使其能适用于微电子封装领域的要求。对于后一个问题,设计合成与酚醛基体具有较好相容性的有机硅改性剂,该改性剂能够克服剑麻纤维带来的负面影响,提高力学性能,再结合纳米双金属氢氧化物(Layered Double Hydroxide, LDH),其阻燃性能可以超过玻璃纤维增强环氧模塑料,锥形量热测试热释放总量低至20MJ/m2(剑麻增强普通酚醛模塑料热释放总量为27MJ/m2),为剑麻纤维增强酚醛模塑料的应用创造条件。这些研究为开发低成本环境友好的高性能热固性树脂及其复合材料奠定了应用基础。目前,有关环氧树脂的研究主要集中于耐高温、阻燃、高模量、高强度改性,从之前的文献综述来看,新型环氧固化剂、官能化填料以及生物基环氧的制备分别是三个具备潜力的发展方向。据此,我们从以上三个角度分别展开工作。含有机硅氧烷链段结构的胺类固化剂具有稳定的分子结构,对环氧固化的温度要求不高,具有较低的反应活化能,具有较高的商业应用价值,然而针对此方面的研究报道较少。我们将有机硅工业中的副产物作为原料,与小分子脂肪胺结合制备出具有特定结构的含硅环氧固化剂,并通过DSC测试结合等转化率方法对其和环氧的固化动力学行为进行表征,为实际应用提供理论依据。纳米层状双金属氢氧化物(LDH)已经证明对于热塑性体系如聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)和热固性体系如聚氨酯(PUR)有明显的阻燃效果,但其针对环氧体系阻燃改性还有待进一步研究。此外,LDH虽然能改善聚合物体系阻燃性能,但对其机械性能往往有不利影响。我们尝试采用有机硅通过分子设计后作为插层剂对Mg-Al LDH进行插层改性,发现能大大提高环氧体系的阻燃性能,极限氧指数(LOI)达到27.5,还克服了以往报道中LDH对聚合物力学性能带来的不利影响,将环氧的抗冲强度从纯环氧体系的7.5 kJ/m2提高到10 kJ/m2。目前含芳香环结构的生物基环氧树脂都注重于合成过程,对性能(尤其是阻燃性能)做的研究工作较少。我们也将有机硅结合进生物基环氧的分子链中,发现能大大提高阻燃性能,含苯基硅氧烷链段的生物基环氧树脂固化后极限氧指数达到30.4,我们的工作为通过有机硅改性使生物基环氧树脂高性能化初步奠定了基础。