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苯并噁嗪是以胺类化合物、酚类化合物和甲醛为原料合成的一类含氮氧杂环的化合物。在加热或催化剂作用下,苯并噁嗪可开环聚合,形成类似于酚醛树脂的三维交联网状结构。苯并噁嗪聚合物具有优异的性能,广泛应用于航空航天、电子电气和汽车工业等领域。随着科技的发展,对苯并噁嗪的性能提出了越来越高的要求。本文旨在合成含有刚性的砜基和活性烯丙基的一种新型苯并噁嗪,使其相应的聚苯并噁嗪具有较高的硬度、玻璃化转变温度和热稳定性。基于其烯丙基活性,可将硅氧烷基团引入苯并噁嗪的分子结构中,从而改善聚苯并噁嗪的性能。此外,通过共混对苯并噁嗪树脂进行改性。主要研究内容包括:(1)本文以邻烯丙基酚、二氨基二苯砜(DDS)和甲醛水溶液为原料,用溶剂法合成了邻烯丙基酚/二氨基二苯砜型苯并噁嗪(o AP-dds),采用傅里叶红外光谱(FTIR)、液体1H和13C核磁共振(NMR)和元素分析确定了o AP-dds的分子结构。采用傅里叶红外光谱、固体核磁共振和差示扫描量热法(DSC)研究了o AP-dds热固化行为,采用动态力学分析(DMA)对o AP-dds的固化产物Po AP-dds的动态力学性能进行了研究,用热重分析(TGA)和FTIR研究了Po AP-dds的热降解行为。结果表明:o AP-dds的DSC曲线上只出现了一个放热峰,其固化放热峰的峰顶温度为281°C,放热量为157.5J/g。红外光谱显示,随着固化反应的进行,与噁嗪环相关的吸收峰的强度逐渐减弱,部分吸收峰甚至消失。与此同时,与烯丙基相关的吸收峰的强度也逐渐减弱,说明o AP-dds固化过程中噁嗪环和烯丙基均参与了反应。Po AP-dds的动态力学分析表明25°C时,其储能模量(E′)为3.18GPa,其玻璃化转变温度(Tg)为193°C。Po AP-dds在氮气气氛中800°C的残炭率为40.0%。(2)以1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷铂(0)二甲苯溶液(约含2%的铂)为催化剂,在惰性气氛的条件下,用1,1,3,3-四甲基二硅氧烷(TMDS)和o AP-dds合成苯并噁嗪硅氢化物(PTMDS-PP-dds)。采用FTIR和液体核磁共振确定了PTMDS-PP-dds分子结构,用DSC和FTIR对PTMDS-PP-dds的热固化行为进行了研究,采用DMA和TGA对PTMDS-PP-dds固化产物(CR-PTMDS-PP-dds)的动态力学性能和热稳定性能进行了研究。结果表明,其固化放热峰的峰顶温度为274°C与o AP-dds的接近,但是其放热量为93.6J/g,较o AP-dds的低很多。25°C时,CR-PTMDS-PP-dds的E′值为2.42GPa,低于Po AP-dds的E′值,其Tg为238°C,高于Po AP-dds的Tg,CR-PTMDS-PP-dds在氮气气氛中800°C的残炭率为34.1%。(3)另外,将o AP-dds与聚砜(PSU)共混以改善聚苯并噁嗪的性能。用DSC对o AP-dds/PSU共混物的热固化行为进行了研究,采用扫描电镜(SEM)观测了Po AP-dds/PSU共混物的形态,采用DMA对Po AP-dds/PSU共混物的动态力学性能进行了研究。结果表明:PSU的加入降低了o AP-dds的固化放热峰的峰顶温度,扫描电镜结果表明Po AP-dds与PSU相容性较差,室温下Po AP-dds/PSU共混物的储能模量比Po AP-dds的低,损耗因子曲线上出现了多个峰。