当今社会,石化资源危机已成为影响人类可持续发展的重要因素。在三种基本材料中,聚合物相较于金属和陶瓷对石化工业的依赖程度更高,因而面临最严峻的挑战。耐热性热固性树脂在包括航空航天、电子信息及新能源等在内的尖端领域具有越来越重要的应用。然而,由于热固性树脂固化后不溶不熔,难以回收利用,它们对于石化资源的依赖程度远大于热塑性树脂。因此,对可再生热固性树脂的研究尤为重要。木质素(lignin)是生物质材料中一个重要的芳香结构化合物,是自然界存在量最大的芳香基可再生生物质原料(6*1014吨),其衍生物香草醛已经形成了商业化生产规模。存在量巨大的富含芳香结构的木质素既能减小石化资源危机给热固性树脂带来的影响,又能以其刚性芳香结构赋予热固性树脂良好的热学和力学性能。如何将木质素引入双马来酰亚胺树脂(BMI)和环氧树脂,并获得可重塑回收的热固性环氧树脂是本文研究的重点。本文首先以基于生物质的木质素衍生物2-甲氧基-4-甲基苯酚(Creosol)为原料,合成了生物基烯丙基醚化合物(ABE),它不仅来源于生物质,而且合成步骤简单。在此基础上,制备了 ABE改性4,4’-双马来酰亚胺基二苯甲烷(BDM)的改性树脂(BA-n,n为烯丙基与双马来酰亚胺基团的摩尔比)并对BA树脂的加工性、热学性能、力学性能以及结构与性能的关系进行了系统研究。BA树脂的各项性能均优于其石油基对比物2,2’-二烯丙基双酚A(DBA)改性BDM树脂(BD-n)树脂。其中综合性能最优的是B A-0.86。与BD体系中最优的树脂BD-0.86相比,BA-0.86树脂在130℃下的加工窗口延长了 6h以上,且玻璃化转变温度(Tg)提高了 13.7℃,同时,其弯曲强度和弯曲模量是现有文献报道的生物质烯丙基化合物改性BMI树脂的最高值。BA树脂优异的性能来源于ABE的独特结构和BA树脂的交联结构。其次,以Creosol为原料合成了生物基环氧树脂单体(Elg),在此基础上以甲基六氢邻苯二甲酸酐(MHHPA)为固化剂制备了 Elg/MHHPA树脂。系统研究了其热学性能、力学性能以及结构与性能的关系,并与石油基双酚A二缩水甘油醚(DGEBA)/MHHPA树脂对比。Elg/MHHPA树脂的Tg(131.6℃)低于DGEBA/MHHPA树脂(156.6℃),但前者的的韧性和刚性都优于后者。以上结果来源于Elg的刚性分子结构和Elg/MHHPA树脂的交联结构,即Elg的刚性分子结构使固化树脂具有良好的刚性,而较低的交联密度又赋予树脂良好的韧性。但二者的共同作用使Elg/MHHPA树脂的Tg较低。第三,用含二硫键的4,4’-二硫代二苯胺(DTDA)作为固化剂,成功制备出可重塑Elg/DTDA环氧树脂,研究了树脂的动态力学性能、热稳定性、松弛行为和重塑性能,并以石油基DGEBA/DTDA作为对比。与DGEBA/DTDA相比,Elg/DTDA树脂的模量较高但Tg有所下降,这是由于Elg分子结构刚性大,但Elg/DTDA树脂交联密度较低。Elg/DTDA树脂的初始热分解温度(Tdi,分解5wt%时的温度)较低,这是由于Elg中含有甲氧基,易从主链上分解脱落。Elg/DTDA树脂有较快的应力松弛,且松弛时间随温度升高而下降的趋势满足Arrhenius方程。这是由于Elg/DTDA树脂中S-S键交换活化能更低。相同条件下(200℃,1MPa,2h),Elg/DTDA树脂能更好地完成重塑。重塑前后的Elg/DTDA树脂的力学性能均高于未重塑的DGEBA/DTDA树脂。