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聚苯并嗯嗪树脂作为一种新型的酚醛树脂,既保持了传统酚醛树脂高耐温,优异的机械力学性能等优点;同时也拥有传统酚醛树脂不具备的特性,例如分子的可设计性强,固化过程体积几乎零收缩,无小分子释放,无需酸碱固化剂等。另外,聚苯并嗯嗪也存在有一些缺点,如固化温度高,聚合物脆性大,成膜性能不佳等。目前已有许多新型的苯并嗯嗪单体或前驱体被开发出来,研究内容主要关注的焦点在于如何进一步提高耐温性和降低固化温度两个方面。虽然苯并嗯嗪作为一种新型的酚醛树脂,其实际应用的领域还远不及传统酚醛树脂,如何有效地解决苯并噁嗪在实际应用中存在的固化温度高和聚合物脆性大的问题,同时突破传统苯并嗯嗪的研究,开发新的功能性苯并嗯嗪将会是未来该领域研究的一个重要方向。本论文以开发新型耐高温苯并噁嗪为出发点,选择了二茂铁,聚硅氧烷和POSS为胺源合成了一系列新型的苯并嗯嗪单体和前驱体,并对相应聚合物的性能进行了较为深入的研究。具体工作分为以下三个部分:(1)合成了两种新型含二茂铁基苯并嗯嗪单体,单官能团二茂铁基苯并嗯嗪单体(pC-fcma)和双官能团二茂铁基苯并嗯嗪单体(BA-fcma)。DSC结果表明,BA-fcma单体的开环固化温度相比传统的BA-a型苯并噁嗪大幅降低,降低了近70℃,主要是由于富电子的二茂铁基团稳定zwitterionic中间体所致。TGA结果显示,polyBA-fcma的耐热性由于引入二茂铁基团有很大程度地提高,T5%热失重温度相比polyBA-a提高了近100℃,800℃氮气氛残炭率达到了60%。另外,循环伏安测试结果表明两种新型单体均具有可逆的单电子氧化还原电化学响应,使其有望在电极改性或电化学感应器方面存有潜在应用。(2)将含聚硅氧烷基苯并嗯嗪前驱体PBA-pdms600和二茂铁基苯并噁嗪单体BA-fcma共聚得到一系列共聚苯并噁嗪。由于PBA-pdms600参与共聚,共聚物的成膜性比纯polyBA-fcma有较大改善。DSC结果显示由于BA-fcma单体的加入,共聚物的开环固化温度有所降低。从共聚物的断面SEM形貌可以看出,由于共聚反应的发生,共聚物没有出现宏观相分离。TGA结果表明,共聚物的耐热性比两种均聚物的耐热性无论是在氮气氛还是空气氛下都要好。DMA测试结果显示,共聚物都储存模量E’比纯polyPBA-pdms有明显的提高;从tan8曲线上可以看出共聚物中存在有三种交联结构。同时,利用Pyrolysis/GC-MS技术对共聚物的聚合结构和热裂解机理进行了较为深入的研究。(3)合成了一种双官能团含POSS基苯并嗯嗪单体BA-poss,并将其与含聚硅氧烷基苯并嗯嗪前驱体PBA-pdms600进行共聚。DSC研究结果表明,BA-poss单体的开环固化温度比BA-a单体高出近40℃,较高的开环固化温度主要和POSS的体积大,嗯嗪环密度低有关。纯polyBA-poss耐温性不高而且太脆,将其与PBA-pdms600共聚后,成膜性有较大改善,但是耐热性未能有明显提高,这主要是因为POSS含有不耐高温的异丁基取代基,并且聚合物交联密度较低。另外,共聚物的SEM形貌研究和XRD聚集状态研究表明,在保证不出现宏观相分离的前提下BA-poss的加入量不能超过10wt%,否则BA-poss容易在膜表面富集并结晶。