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酚醛树脂具有较高的机械性能、耐热性、耐化学性等优异的性能而被广泛应用于军事、航天等社会各领域。含硼酚醛树脂具有比普通酚醛树脂更优异的热性能而被广泛关注。为了提高硼酚醛树脂的热性能,拓宽其应用范围,本文考虑双酚-S中存在刚性的砜基,具有更好的耐热性能,并能赋予材料良好的力学性能,合成了双酚-S型硼酚醛树脂(BBPSFR),并用纳米材料对其改性,探讨纳米材料对该酚醛树脂热性能的影响;并将其应用于环氧树脂的固化,分析了树脂的固化动力学及其性能,为获得兼具较好热性能和力学性能的改性环氧树脂提供了依据。第一部分,用甲醛水溶液法合成双酚-S硼酚醛树脂(BBPSFR),并利用1H NMR对树脂进行了表征。用动态力学分析、热重(TG)、热质联用(TG-MS)等测定了树脂的热性能,讨论了硼含量对酚醛树脂热性能和热降解过程的影响。研究发现,BBPSFR固化过程中形成了含硼酯键和硼氧配位键的六元环结构。硼的引入提高了双酚-S酚醛树脂的玻璃化温度(Tg)和热降解稳定性,双酚-S和硼酸摩尔比3:2的样品(2.0B),Tg为264.4℃,与不含硼的0B树脂相比提高了104℃;起始分解温度(Ti)为375.2℃,提高了43.2℃。用Flynn-Wall-Ozawa方法计算其热降解过程的活化能(Ea),其数值随失重量的提高而降低,硼的加入使得降解前期的活化能显著增加。TG-MS结果表明,在330℃之前的失重是由于小分子的脱附和脱端羟甲基引起的;330~560℃,失重原因为醚键、亚甲基和主链中的S─C键的断裂和氧化;560℃以后,硼氧酯键部分发生分解,释放出苯和苯酚等小分子物质。第二部分,采用纳米Al2O3和八苯胺基笼型倍半硅氧烷(OAPS)分别对BBPSFR进行改性,对改性后树脂的热降解稳定性进行了分析。研究发现,纳米Al2O3的加入提高了BBPSFR的Ti,纳米Al2O3含量为15 wt%复合材料Ti升高了26.0℃;但是分解开始后,纳米Al2O3催化了树脂的降解过程,热稳定性迅速降低;其降解过程为一级反应;从TG-MS结果可以看出,纳米Al2O3催化了BBPSFR的降解过程,尤其是后期的降解。OAPS的引入提高了BBPSFR的热稳定性,热降解起始分解温度随OAPS含量的增加而逐渐增大,含量为12wt%时,ti提高了25.3℃;降解过程分为三个阶段,均为一级反应,三个阶段的活化能均随着oaps含量的增加而逐渐增大,说明oaps抑制了bbpsfr的热降解过程,提高了树脂的热降解稳定性。第三部分用bbpsfr固化商用双酚-A型环氧树脂(e51),寻找了最佳质量比,并用原位生成纳米sio2对bbpsfr/e51进行改性,研究改性后树脂的固化动力学、动态力学分析、力学性能和电性能。结果表明bbpsfr和e51的最佳质量比为3:7;纳米sio2引入后,树脂的玻璃化温度下降,但储能模量升高、热降解稳定性提高,如纳米sio2含量为9wt%时,在25℃的储能模量最大,达11.8gpa,与不含纳米sio2的bbpsfr/e51树脂相比,提高了74.4%;ti在含量为3wt%时达到最大值,为335.1℃,提高了18.3℃。dsc结果说明纳米sio2促进了bbpsfr/e51的固化,固化过程满足二参数(m,n)?esták-berggren自催化模型。少量纳米sio2能显著提高树脂的拉伸强度和冲击强度,但对电学性能影响不大。用碳纳米管对bbpsfr固化双酚-A环氧树脂(e44)进行了改性,并研究了改性树脂的性能。研究发现bbpsfr和e44的最佳质量比为4:6;碳纳米管的加入也促进了树脂的固化,复合材料的非等温固化动力学满足?esták-berggren自催化模型;碳纳米管的加入使得材料的tg明显升高,含量为1.0wt%时的tg为212.4℃,与不含碳纳米管的bbpsfr/e44(189.6℃)相比,tg升高了22.8℃,碳纳米管含量为0.5wt%时,在树脂基体中分散更为均一,拉伸强度和冲击强度均为最高,分别达到了91.98mpa和89.34kj·m-2,与bbpsfr/e44相比,分别提高了21.45mpa和39.02kj·m-2。合成了邻甲酚醛环氧树脂(o-cfer),用bbpsfr做固化剂,分别讨论了纳米二氧化硅、碳纳米管和还原氧化石墨烯(r-go)三种纳米材料对树脂固化及性能的影响。结果表明bbpsfr可以用来固化o-cfer;bbpsfr和o-cfer的最佳质量比为3:7。三种纳米材料改性树脂的固化过程都遵从?esták-berggren自催化模型。纳米sio2的影响:纳米sio2显著增强了树脂的热稳定性,含量为12wt%时,600℃的剩余质量百分数为47.8%,与不含纳米二氧化硅的bbpsfr/o-cfer相比提高了34.3%。冲击强度随纳米sio2含量的增大,先升高后降低,含量为6wt%树脂的冲击强度达到最高为149kj·m-2,与bbpsfr/o-cfer相比升高了44kj·m-2;纳米sio2含量对电性能影响不大,含量较低时的各电性能指标较高。碳纳米管的影响:碳纳米管的加入,使得热性能明显提高,与BBPSFR/o-CFER相比,添加3.0 wt%的碳纳米管可使Tg提高43.9℃,Ti提高28.9℃;1.0 wt%的碳纳米管可使拉伸强度和冲击强度分别提高21.8%和12.4%,体积电阻和表面电阻也有所升高。还原氧化石墨烯的影响:少量r-GO的加入提高了树脂的玻璃化温度、热稳定性、拉伸强度和冲击强度,含量为0.5 wt%时Tg升高了11.3℃,含量为2.0 wt%时,Ti为239.3℃,与BBPSFR/o-CFER相比,升高了25.6℃;拉伸强度为180 MPa,冲击强度为143 kJ·m-2,分别提高了15.4%和36.2%;介电损耗随r-GO含量逐步升高。