● 摘要
端炔丙基双酚类树脂（PTR）固化物具有优良力学性能及优异的介电性能，可在胶粘剂、电子材料等领域作为环氧树脂的潜在替代品，但此类树脂在固化过程中放热量大，限制了其作为复合材料基体的应用。本文分别通过红外辐照加热、常规对流加热两种加热方式，对二炔丙基双酚A醚（BPA）预聚合，制备双酚A型2H-苯并吡喃树脂（BCA）。利用红外光谱（FT-IR）和核磁氢谱（1H-NMR）确认了BCA树脂的结构，分析了该树脂的反应机理。结果表明，在红外辐照条件下端炔丙基发生克莱森重排形成2H-苯并吡喃结构。利用FT-IR检测技术，研究了制备条件对BCA树脂反应动力学的影响，发现红外辐照技术在不改变反应机理的前提下，能加速端炔丙基醚向2H-苯并吡喃的转换。通过差示扫描量热法（DSC）和溶解性能及流变性能的测试，对BCA树脂的加工性能进行评价。结果表明，当炔丙基含量介于73%-58%时，BCA树脂可溶于甲苯、丙酮、四氢呋喃等常用的有机溶剂，且具有较宽的加工窗口，适用于模压和RTM等成型技术。采用DSC、流变等测试手段，确定了BCA树脂的固化工艺制度为170℃/1h+190℃/1h+210℃/4h+260℃/4h。分别通过模压及真空袋成型技术制备了SW110玻纤布/树脂基复合材料。考察了孔隙率、树脂含量及力学性能之间的关系，研究发现，当树脂含量为33%时，其孔隙率最低，力学性能最好，且弯曲强度、弯曲模量及层剪强度均优于玻纤增强的双酚A型环氧树脂基复合材料。通过宏观、微观照片分析弯曲试样的断口形貌及断裂机理可知，BCA树脂对玻璃纤维具有很好的浸润效果。评价了树脂含量、孔隙率对复合材料吸水率及介电性能的影响，发现孔隙率升高其复合材料初始吸水速率及饱和吸水率均会提高，随着树脂含量的升高，其介电性能下降。根据动态热机械（DMTA）曲线研究了复合材料层压板的耐热性能，结果表明该复合材料的玻璃化转变温度超过327℃，适合作为耐高温材料使用。通过对玻纤增强BCA树脂复合材料以上相关性能的考察，可知BCA树脂可望在电子材料、复合材料基体等领域作为环氧树脂理想的候选替代树脂。