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聚苯并噁嗪是一类新型的热固性树脂,具有优异的机械性能、热性能和耐化学溶剂,较低的吸水率、表面能及介电常数,较高的残炭率和良好阻燃性能等,近年来引起了广大研究者的重视。通常,苯并噁嗪是以酚类衍生物、伯胺类衍生物和甲醛或多聚甲醛为原料合成的,酚类和伯胺类衍生物的多样性使得苯并噁嗪具有灵活的分子设计。苯并噁嗪可通过加热处理(>200℃)得到聚苯并噁嗪,较高的固化温度不利于聚苯并噁嗪的成型加工,因而,降低其开环聚合温度仍然是一个重要的课题。先前的研究表明,将酚羟基或酰胺基等引入到苯并噁嗪中是降低其开环聚合温度的有效途径之一;分子内氢键的形成延长了苯并噁嗪的储存寿命,使其具有潜伏性催化特征。此外,随着石化资源的减少和环保意识的增强,生物基平台化合物受到研究者的广泛关注。连苯三酚是一种生物基原料,可从单宁或者木质素中提取。因而,本文制备了连苯三酚型苯并噁嗪,并对其开环聚合等进行了研究,本文主要研究内容如下:首先,以连苯三酚、多聚甲醛、糠胺或苯胺为原料,合成3,7-双(呋喃-2-基甲基)-3,4,7,8-四氢-2H,6H-苯并[1,2-e:5,4-e’]双([1,3]噁嗪)-10-醇(PG-FA)和3,7-双苯基-3,4,7,8-四氢-2H,6H-苯并[1,2-e:5,4-e’]双([1,3]噁嗪)-10-醇(PG-A)。通过1H NMR,13C NMR和FTIR光谱测试对PG-FA和PG-A结构进行了表征。其次,通过DSC、TGA、FTIR和in-situ FTIR光谱研究了PG-FA和PG-A的开环聚合行为,采用Kissinger和Ozawa方法对PG-FA和PG-A的活化能进行了计算,PG-FA的活化能分别是94 kJ/mol(Kissinger法)和96.9 kJ/mol(Ozawa法),PG-A的活化能分别是92 kJ/mol(Kissinger法)和94.7 kJ/mol(Ozawa法)。在室温下,酚羟基能与氧或氮原子形成分子间和分子内氢键,随着温度升高,氢键受热解离,转化为弱的-OH?π分子内氢键,-OH?π分子内氢键容易释放出游离酚羟基,游离酚羟基能促进苯并噁嗪的开环,苯并噁嗪开环后形成的碳正离子优先与连苯三酚结构中的活性碳原子反应。当温度超过PG-FA或PG-A熔点时,酚羟基才能起催化作用,因此,PG-FA和PG-A在室温下具有潜伏性催化特性。最后,将PG-FA或PG-A分别与双酚A/苯胺型苯并噁嗪(Ba)或苯酚/4,4’-二氨基二苯甲烷型苯并噁嗪(PMDA)进行混合,制备四类苯并噁嗪共聚物。通过DSC和FTIR研究了苯并噁嗪混合物的聚合行为。随着PG-FA或PG-A含量的增加,Ba和PMDA的开环聚合峰值温度逐渐降低。即PG-FA或PG-A的酚羟基可促进Ba和PMDA的开环聚合。通过FTIR光谱和DMA研究了氢键对储能模量和玻璃化转变温度的影响。-OH?O(inter)和-OH?O(intra)氢键在室温下能提高储能模量,在高温下对玻璃化温度贡献较少,这是因为-OH?O(inter)和-OH?O(intra)氢键受热解离。通过TGA、TG-MS、LOI、垂直燃烧测试研究了苯并噁嗪共聚物的热稳定性和阻燃性能。TGA(氮气)测试结果表明,除了P(PG-FA/PMDA)0.05:1和P(PG-A/PMDA)0.05:1外,P(PG-FA/PMDA)共聚物和P(PG-A/PMDA)共聚物残炭率都超过50%,高于PPMDA残炭率(42%),即PG-FA和PG-A改善了PPMDA热稳定性。TGA(空气)测试结果表明,PPMDA及其共聚物的氧化降解行为一致。垂直燃烧试验和LOI测试结果表明,PG-A和PG-FA改善了PPMDA的阻燃性能。当PG-A或PG-FA在PMDA中的比例为0.1:1(mol:mol)时,PPMDA的LOI值从26.6分别增加至29.6和30。