本文的研究内容旨在合成出一种含有纳米孔腔的杯芳烃树脂材料,这种树脂材料具有质量轻、耐热性好的优异性质,有望应用于航空航天材料和军用材料中。杯芳烃的合成条件比较苛刻,较高的合成温度和冗长的合成时间限制了它的应用,因此探索出最优的合成条件成为了亟待解决的问题。并且杯芳烃树脂其自身富含的纳米孔腔在经过固化反应后将被很大程度地破坏,所以保证纳米孔腔不被破坏也是需要解决的问题。为解决以上问题本文主要进行了以下研究:(1)通过控制反应温度和反应时间来探索实验条件对合成杯芳烃的影响,从而得到合成杯芳烃所需的最佳反应条件;(2)在杯芳烃上接上氰酸酯基团,合成出杯芳烃氰酸酯,并将其与环氧树脂、二烯丙基双酚A、聚硅氮烷、双酚A二氰酸酯共聚改性从而降低了它本身较高的固化温度;(3)合成了烯丙基醚化对叔丁基杯芳烃树脂,其在固化后丧失了杯芳烃本身具有的多孔结构。为了使树脂化后的杯芳烃仍保留多孔结构,分别探索了杯芳烃对位取代基的位阻效应以及固化温度对固化后的杯芳烃树脂的多孔结构的影响。本文首先合成了对叔丁基杯芳烃和对甲基杯芳烃,并通过控制反应温度和反应时间来探索反应条件对合成杯芳烃的影响。同时也研究了对位取代基的种类对合成杯芳烃的影响。结果表明随着反应温度的升高和反应时间的延长,合成产物由环腔尺寸较大的杯[8]芳烃转化为环腔尺寸小的杯[6]芳烃,最终转化为环腔尺寸最小的杯[4]芳烃。同时由于空间位阻效应的存在,拥有更小体积对位取代基的对甲基杯芳烃比对叔丁基杯芳烃更容易成环,所以对甲基杯芳烃的合成温度明显降低,合成时间明显缩短。以对叔丁基杯[4]芳烃为原料合成了对叔丁基杯[4]芳烃氰酸酯。通过DSC测试研究了对叔丁基杯[4]芳烃氰酸酯的固化性能,发现对叔丁基杯[4]芳烃氰酸酷的固化温度较高且固化后为结晶态的固体颗粒,无法满足高性能复合材料用预浸料或者液态成型的要求。通过将对叔丁基杯[4]芳烃氰酸酯与环氧树脂、二烯丙基双酚A、聚硅氮烷、双酚A二氰酸酯共聚改性降低了其固化温度,且使其能在固化后成型为一个整体,满足用作材料的要求。而且共聚改性后的对叔丁基杯[4]芳烃烃仍然保持了原有的良好的耐热性。以对叔丁基杯[4]芳烃为原料合成了烯丙基醚化对叔丁基杯[4]芳烃,它的固化温度低于对叔丁基杯[4]芳烃氰酸酯,但是它的多孔结构在固化后被破坏,使得固化后的烯丙基醚化杯芳烃树脂材料失去了含有纳米孔的特性。有两种办法可以保留杯芳烃的多孔性:(1)将对叔丁基杯芳烃与1,6-己二异氰酸酯反应,可以合成出在较低温度(80℃)下就能固化的异氰酸酯化杯芳烃树脂,树脂化的杯芳烃在这个温度下固化仍能保留纳米孔;(2)将对位取代基较大的杯芳烃作为母体杯芳烃(如对苯基杯芳烃),由于其对位取代基的空间位阻效应较强,杯芳烃分子内部难以发生翻转,从而树脂化的杯芳烃在固化后仍能保留其固有的纳米孔。