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环氧树脂作为三大热固性树脂之一,具有优异的粘结性能、耐化学性能和机械性能等,可以作为涂料、胶粘剂和成型材料在电子电气、光学机械、工程技术、轨道交通等领域中广泛应用。但传统环氧树脂存在易燃且离火后不能自熄和耐热性能尚需提高的问题,且这已成为制约其进一步发展的关键因素。同时,碳达峰、碳中和的可持续发展目标也需要环氧树脂原料逐渐降低对不可再生的石油资源的依赖。针对于此,本论文从分子结构设计出发,以可再生的生物质原料合成了四种新型的含氮芳杂环或芳环刚性结构的生物基环氧树脂,通过调整树脂的刚性分子结构和官能度,不仅有效地提高了树脂的耐热性能,同时使树脂具有本征阻燃的特性。所制备的生物基环氧树脂的玻璃化转变温度（Tg）均高于相同固化条件下的石油基双酚A型环氧树脂（DGEBA）,有的更是超过了航空级的4,4’-二氨基二苯甲烷型环氧树脂（TGDDM）。本论文的工作不仅有效解决了传统环氧树脂中耐热性能、力学性能（强度/模量）与阻燃性能难以同时提高的关键问题,也为开发高性能生物基高分子材料并提升其对石油基产品的竞争力提供了有益的借鉴,对实现高分子材料的可持续发展具有一定的指导意义。本论文的主要研究内容如下:（1）以来源广泛的生物基化合物愈创木酚和丁二酸酐为原料,合成具有全生物质碳源的含哒嗪酮结构类双酚化合物（GSPZ）,并进一步将其制备成相应的生物基二官能度环氧树脂（GSPZ-EP,环氧值为0.58 mol/100g）。以4,4’-二氨基二苯甲烷（DDM）为固化剂,由于GSPZ-EP中含氮芳杂环结构的存在,使固化后树脂GSPZ-EP/DDM的T-高达187℃,比相同固化条件下的DGEBA（E51,环氧值:0.51 mol/100g）/DDM提高了 14℃。与此同时,前者的储能模量（30℃,3327MPa）、杨氏模量（2798 MPa）以及700℃（N2）时的残炭率（Cy700=42.3%）分别比后者的提高了 70.5%、92.7%和1.4倍。此外,相比于DGEBA/DDM树脂具有易燃的缺点,GSPZ-EP/DDM体系表现出了良好的本征阻燃特性,其能够达到垂直燃烧测试的V-1级别。（2）为进一步提高生物基环氧树脂的Tg及阻燃性能,以常用的生物基化合物香草醛为原料,制备了一种具有全生物质碳源的含芳基均三嗪环结构三酚化合物（THMT）,并进一步将其制备成相应的生物基三官能度环氧树脂（THMT-EP,环氧值为0.47 mol/100g）。以4,4’-二氨基二苯砜（DDS）为固化剂,由于THMT-EP中存在高度刚性的芳基均三嗪环和多官能度的结构特征,使固化后树脂THMT-EP/DDS的Tg高达300℃,这比 DGEBA（E44,环氧值:0.44 mol/100g）/DDS 的提高了 120℃。与此同时,前者的储能模量（30℃,3085MPa）、弯曲模量和强度（4137MPa和134.2MPa）以及N2氛围中的Cy700（47.6%）分别比后者的提高了 59.1%、53.9%、14.3%和2.2倍。而且,固化后THMT-EP/DDS的本征阻燃性能达到了垂直燃烧测试的最高等级V-0级。（3）以生物基化合物厚朴酚为原料,通过简单高效的一步反应,成功制得厚朴酚基双官能团四官能度环氧树脂（DGEM,环氧值为0.51 mol/100g）。其结构中存在对称的两个环氧基团和两个烯丙基,其中烯丙基能够在环氧基团固化的同时发生加成反应,从而有效地提高了 DGEM/DDS体系的交联密度,进而赋予该树脂体系非常高的Tg（279℃）、储能模量（30℃,3678MPa）和弯曲模量（3455MPa）,相应值分别比DGEBA（E51,环氧值:0.51 mol/100g）/DDS 的提高了 48℃、47.5%和 41.3%。且柔性烯丙基的存在还能够改善体系的加工性能,使DGEM在25℃时的粘度只有0.155 Pa·s,明显低于DGEBA的8.913 Pa·s,并使DGEM/DDS体系的加工温度窗口高达196℃,呈现出可应用于纤维增强复合材料领域的潜能。另外,DGEM中存在的易成炭的联苯结构单元有利于提高树脂的成炭能力,使固化后DGEM/DDS体系的Cy700（N2）高达42.8%,是DGEBA/DDS的2.9倍。而高的残炭率也赋予了该体系优异的本征阻燃性能,使其能够达到垂直燃烧测试的V-0级别,并表现出了凝聚相-气相协同阻燃机制。（4）将上述生物基环氧树脂DGEM中的烯丙基双键进一步环氧化,即可制得厚朴酚基四官能度环氧树脂（MTEP,环氧值为0.95mol/100g）,其在室温下为液态,且25℃时的粘度明显低于石油基的四官能度环氧树脂TGDDM（JD919,环氧值:0.90mol/100g）,有利于树脂复杂构件的加工成型。与TGDDM相比,MTEP中的四个环氧基团均相距较远,这有利于提高其固化活性并易于形成高度交联的树脂体系,从而使固化后的MTEP/DDS具有比TGDDM/DDS更为优异的综合性能。前者的Tg、氮气氛围下的5%热失重温度（Td5%）和Cy700分别为326℃、377℃和52.1%,比后者的分别提高了 83℃、47℃和1.1倍。此外,易成炭的联苯结构单元的存在也赋予了 MTEP/DDS体系良好的本征阻燃性能,其垂直燃烧测试等级为V-0,呈现出凝聚相阻燃机制。