苯并噁嗪树脂的研究与应用
（摘 要）
顾 宜
四川大学高分子科学与工程学院，成都，610065

苯并噁嗪是一类有着重要发展前景的新型高性能复合材料基体树脂。该树脂是由酚、伯胺和甲
醛为原料合成的一种苯并六元杂环化合物，经开环聚合可生成含氮且类似酚醛树脂的网状结构。因
此，人们将这种新型树脂亦称为开环聚合酚醛树脂。与环氧树脂、双马来酰亚胺、酚醛树脂和氰酸
酯等传统的高性能基体树脂所存在的这样或那样的不足相比较，苯并噁嗪树脂较好的将优良的成型
加工性、综合性能和性价比集于一身。该树脂的原料来源广泛，价格低廉，合成工艺简便；其固化
反应为开环聚合，无小分子释放，固化收缩小（近似零收缩），易于成型加工，制品孔隙率低、尺寸
精度高；固化产物具有较高的Tg和热稳定性，，优良的阻燃性和机械性能，高模量、低热膨胀系数、
低吸水率、高热态强度、较高的成碳率以及低的吸水率。
苯并噁嗪化合物发现于1944年，其后Burke等人对苯并噁嗪的合成进行了较为深入的研究，1973
年，Shreiber首次报道了经苯并噁嗪开环聚合制备酚醛塑料的研究工作，相继申请了数项专利。而后
一段时期，关于苯并噁嗪的理论研究和应用开发进展十分缓慢。九十年代初期，美国凯斯西方储备
大学Ishida教授开始对苯并噁嗪的合成、聚合产物的性能开展了较系统的研究，但其研究工作主要
在理论方面，并在理论研究的基础上, 逐步走向应用。进入21世纪, 苯并噁嗪的应用研究快速发展,
涉及日本、韩国、美国以及欧洲国家，相关的专利数已达80余项, 陆续有产品投放市场。
在国内,四川大学于1993年开始苯并噁嗪的合成及固化的研究，及复合材料制品的开发。 在“留
学回国人员基金”、“国家自然科学基金”和“国家‘九五’科技攻关”等项目的资助下及企业的合
作支持下，通过分子模拟、固化反应和固化机理的理论研究及工艺控制，解决了传统苯并噁嗪树脂
固化温度高、交联密度较低、制品高温性能不理想等问题。围绕不同成型工艺对树脂性质的不同要
求，设计和合成了高活性苯并噁嗪树脂的溶液和固体，低活性和低粘度苯并噁嗪液体等不同结构的
树脂及催化剂和固化剂体系； 首创了悬浮法合成粒状苯并噁嗪合成技术；成功开发了155级和180
级耐高温玻璃布层压板，高Tg的无卤阻燃硬质印制电路基板，性能优良的火车闸瓦等制品，分别在
四川东方绝缘材料股份有限公司、成都联达合成材料厂、成都铁路局新都车辆配件修制厂和广州宏
仁电子工业有限公司形成规模生产。上述研究成果已获授权中国发明专利4项，具有自主知识产权，
获部省级二等和三等奖各1项，成果居国内领先、国际先进水平。
目前，四川大学开发的苯并噁嗪树脂既可以通过溶液法浸渍玻璃纤维、碳纤维、或织物制备预
浸料，经压力机或热压罐成型复合材料制件；也可以通过低粘度液体树脂经树脂传递模塑（RTM）
工艺成型三维编织的复合材料制品；也可以通过湿法或干法工艺制备短切纤维的模压制品。表1至
表4列出了部分苯并噁嗪树脂固化物和复合材料的主要性能。
综上所述，苯并噁嗪树脂的研究和应用正在进入一个快速发展新时期，衷心希望有更多的单位
与我们一起推动苯并噁嗪树脂在复合材料中的应用。

表1 180级苯并噁嗪玻璃布层压板的性能
测试项目 性 能
外观 红棕色，平整均匀
含胶量 (a) ，% 39
密度，g/cm3 1.79
吸水率，% 0.22
弯曲强度，MPa
常态 626
180℃ 520
Pv，Ω·m
常态 1.0×10
12
180℃ 2.0×1010
ε
常态 4.9
180℃ 6.1
Tanδ
常态 0.0048
180℃ 0.026
Eb, MV/m, 24.6
氧指数，% 54
燃烧性能（垂直燃烧） V-0
马丁耐热，℃ 268
Tg (b)，℃ 287
粘结强度，N 7318
冲击强度，KJ/㎡ 244

表2 155级苯并噁嗪树脂基玻璃布层压板的常规性能
测试项目
性能测试值

密度，g/cm3 1.80
吸水率，% 0.4
弯曲强度，Mpa
常态 646.0
155℃ 543.0
粘合强度，N 8338
冲击强度，KJ/m2 353
马丁耐热，℃ >244
ρv ， Ω·m
常态 3.54×1012
155℃ 1.15×1011
浸水24hr后 3.40×1010
ρs， Ω
室温 6.34×1013
155℃ 7.75×1012
浸水24hr后 6.50×1011
Tanδ
常态 0.0076
155℃ 0.0610
ε
常态 4.7
155℃ 5.1
浸水24hr后 5.1
Eb，MV/m 21.8
常态 25.1
浸水24小时 21.8
氧指数，% 44.2
可燃性，水平法 FH1
垂直法 FV0

表3 苯并噁嗪浇注树脂固化物的力学性能
测试项目
性能测试值

拉伸强度 MPa
93.6
拉伸模量 GPa
4.6
断裂延伸率 %
2.2
弯曲强度 MPa
160
弯曲模量 GPa
4.9

表4 MDA-E苯并噁嗪树脂基玻璃布层压板的机械性能
测试项目 性能测试值
拉伸强度MPa
325
压缩强度MPa
402
25 ℃
557
150 ℃
466
弯曲强度

MPa
180 ℃
402

冲压剪切强度MPa
138
煮沸2.5h后
0.031
吸水率, %
室温浸泡114h后
0.062

平向 195 缺口冲击强度
KJ/m2
侧向
42

粘合强度 N
7012
苯并噁嗪树脂的研究与应用
作者：顾宜
作者单位：四川大学高分子科学与工程学院,成都,610065

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