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随着世界的飞速发展,不可循环资源大量消耗,环境不断恶化,所以寻找可持续、绿色环保资源代替化石基等不可循环资源吸引了众多研究者的目光。生物基苯并噁嗪是作为一种以绿色环保可持续的生物质资源为原料合成的新型树脂材料,具有重要的研究意义。首先本文以生物质原料间苯三酚、糠胺和对氨基苯甲酸合成了两种新型全生物基苯并噁嗪——间苯三酚糠胺型苯并噁嗪(PHG-F-BOZ)和间苯三酚对氨基苯甲酸型苯并噁嗪(PHG-P-BOZ)。在固化性能方面,对比于化石基双酚A苯胺型苯并噁嗪(BPA-A-BOZ)单体,PHG-F-BOZ和PHG-P-BOZ单体的固化温度都有明显降低,特别是PHG-P-BOZ单体。PHG-P-BOZ单体的固化峰和BPA-A-BOZ相比降低了 75℃左右,且在170℃左右就完全固化。由此可见,在生物基苯并噁嗪树脂结构中引入呋喃环和羧基结构均能明显起到降低固化温度的作用。热失重分析(TG)和微型量热(MCC)结果表明:由于固化树脂结构中不存在四取代苯酚胺Mannich桥结构而使起始分解温度(T5%)下降,但呋喃环的引入可以提高树脂的交联密度,明显降低高温条件下的分解速率和提高800℃时残炭率。在MCC中,无论是放热量以及放热速率PPHG-F-BOZ均处于最低水平,放热总量(HRC)、放热速率峰值(PHRR)和总放热速率(THR)分别为 37 J/g·K、33.3 W/g 和 8.3 kJ/g,而 PPHG-P-BOZ 在HRC 和PHRR上则有三倍的增加。将PPHG-F-BOZ和PPHG-P-BOZ以9:1的比例混合后,即可实现200℃以下完全固化的低温固化特性,又保持了良好热稳定性的混合树脂。根据原位红外得知,间苯三酚型苯并噁嗪的固化交联点单一,仅有呋喃环邻位或羧基的间位,所以导致了起始分解温度比较低,所以结合呋喃环和羧基均具有降低固化温度作用以及呋喃环提高树脂的耐热性能的特点,本文又设计了三种单噁嗪环但同时具有呋喃环和羧基的单体,同时又分别引入双键和甲氧基,即为根皮酸糠胺型苯并噁嗪(PHA-F-BOZ)、对香豆酸糠胺型苯并噁嗪(PRA-F-BOZ)和阿魏酸糠胺型苯并噁嗪(FEA-F-BOZ)。其固化性能结果显示:三种单体的起始和终止固化温度较BPA-A-BOZ均有不同程度的降低,且均低于200℃,其中PHA-F-BOZ的固化温度最低,在178℃即可完成固化,而PRA-F-BOZ和FEA-F-BOZ由于双键和羧基的共轭效应加速了羧基的分解,导致固化温度较PHA-F-BOZ有所提高,但仍保持在较低水平。在耐热性能方面:在氮气气氛下,PPRA-F-BOZ由于羧基的分解使双键成为链端基,从而形成聚烯烃结构,进一步增加了树脂的交联密度,在800℃下残炭率达到56%,最大分解速率仅有2.66 wt%/min。但由于聚烯烃结构在空气下的稳定性差,所以在空气气氛下,不含双键的PPHA-F-BOZ拥有最高的残炭率和两阶段最低的最大分解速率,分别为6.9%,2.83 wt%/min和 5.85 wt%/min。综合而言 PPHA-F-BOZ 是同时具有低温固化特性和良好耐热性能的树脂。MCC结果显示PPRA-F-BOZ的放热总量(HRC)、放热速率峰值(PHRR)和总放热速率(THR)均为最低值,分别为25 J/g·K、23.6W/g和5.6 kJ/g,同时最大放热速率对应的温度也高达448.0℃。相比于PBPA-A-BOZ,三种树脂的HRC、PHRR和THR都处于较低水平。