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苯并噁嗪树脂作为一种新型的高性能热固性酚醛树脂具有优良的机械性能和热稳定性能、固化零收缩率、低吸水性能、优良电学性能、低表面能和高残碳率。这些性能使得它们作为结构性粘结剂，高性能复合材料和封装材料被广泛应用于航空航天和电子材料材料领域。苯并噁嗪单体以酚类衍生物、甲醛和伯胺化合物为原料通过Mannich缩合反应在溶剂中或非溶剂状态下进行合成。丰富的原材料赋予了它灵活的分子结构设计性，因此大量各种结构的苯并噁嗪树脂已被制得。
作为一种新型酚醛树脂，苯并噁嗪树脂不仅继承了传统酚醛树脂的所用优良性能，比如优良的化学稳定性和阻燃性能。同时具有传统酚醛树脂所没有的优良性能，比如低吸水率，固化反应体积零收缩率和低介电性能等。但也有比较明显的缺点，比如固化反应温度高、固化产物脆性高和热稳定性还不足以在很多苛刻条件下使用。为此，我们尝试各种方法来制备新型高性能苯并噁嗪树脂基材料，在本论文中将做详细介绍。
1.芴基苯并噁嗪:通过分子结构设计向苯并噁嗪聚合物骨架中引进芴基来提高苯并噁嗪树脂热稳定性和降低其介电常数的研究仍处于起步阶段。在本文中，我们合成了三种不同类型的芴基苯并噁嗪，并对其合成的影响因素进行了研究。差式扫描量热分析法(DSC)对芴基苯并噁嗪固化反应研究结果表明，芴基苯并噁嗪单体的固化反应温度位于200-250℃之间。相较双酚A/苯胺型苯并噁嗪树脂(PBa)，芴基苯并噁嗪树脂具有更好的热稳定性能，较低的介电常数，疏水性表面和较低的表面自由能。另外，芴基苯并噁嗪具有较低的吸水率和非常优良的抗热湿性能。
2.桥式苯并噁嗪-倍半硅氧烷杂化材料:制备苯并噁嗪基杂化材料是提高苯并噁嗪树脂性能的有效方法。在本章中，合成了两类双官能桥式苯并噁嗪基硅烷偶联剂，双酚A型桥式苯并噁嗪硅氧烷(BS)和双酚芴型桥式苯并噁嗪硅氧烷(BFS)，并以此为原料依次进行水解和热固化反应处理制备苯并噁嗪/倍半硅氧烷杂化材料。研究结果表面这类材料为规则取向的层状结构，具有优异的热稳定性、超低的介电常数和吸水率。控制BS的水解程度有效地调控了固化材料的形态结构和性能;将BFS引进到双酚A/苯胺型苯并噁嗪单体(Ba)中通过共混水解后热固化得到材料的性能相较纯PBa树脂得到显著提高。
3.萘并蒽嗪树脂:向聚合物中分子骨架中引进萘基是提高聚合物热性能常用方法，在本文中，以萘酚为原料制备了萘并蒽嗪单体:醇羟基萘并蒽嗪(BOH)和甲基丙烯酸酯型萘并蒽嗪(BNP)。研究结果表明甲基丙烯酸酯型的萘并蒽嗪固化树脂的热稳定性相较醇羟基萘并蒽嗪固化树脂明显下降，这可能与酯基热分解温度较低有关。以BNP和Ba为有机原料，以MMA-POSS为无机原料制备聚苯并噁嗪树脂/倍半硅氧烷杂化材料，得到材料具有层状形态结构，添加POSS后，苯并噁嗪固化树脂的热稳定性和介电性能都得到显著提高。
4.十八碳脂肪族化合物改性苯并噁嗪树脂:降低苯并噁嗪固化反应温度一直是该领域研究重点。在本文中，利用十八碳脂肪族化合物对苯并噁嗪树脂进行改性，成功降低了苯并噁嗪单体(Ba)的固化反应温度。而且PBa的玻璃化转变温度随12-羟基硬脂酸(HSA)添加量增加而升。广角X衍射(XRD)，热重分析(TGA)和荧光测试(PL)等研究结果表明HSA与PBa固化树脂具有较好的相容性，相容部分与PBa形成互穿网络结构。当HSA含量过高时，TEM和SEM表征结果显示游离HSA在固化树脂中呈管状结构。HSA对Ba单体固化反应的催化作用，HSA树枝状网络结构与PBa形成互穿网络结构，以及刚性HSA管对整个聚合物骨架结构的固定作用使得PBa的玻璃化温度随树脂中HSA含量的增加而升高。