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加成型聚降冰片烯是一种耐热性优异、介电常数低的无色透明材料,但该聚合物脆性大,溶解性差,难以直接使用。将降冰片烯与α-烯烃共聚,可在保留聚降冰片烯优异性能的前提下,改善分子活性和可加工性,从而拓宽其应用范围。基于以上思路,本文通过简单易行的自由基聚合法,合成了降冰片烯/马来酸酐(NB/MAH)二元共聚物和N-苯基马来酰亚胺/降冰片烯/马来酸酐(NPMI/NB/MAH)三元共聚物。然后通过可反应的酸酐基团,将共聚物引入至聚酰亚胺(PI)薄膜和环氧固化体系中,以改善基体材料的热性能、力学性能、光学性能、介电性能等。(1)对比二元共聚物NB/MAH,研究了三元共聚物NPMI/NB/MAH的合成工艺及聚合反应动力学,通过改变单体摩尔配比来控制共聚物组成。合成的三元共聚物热性能优异,当单体摩尔比为1:2:1时,所得NPMI/NB/MAH初始热分解温度Td5%为388.0℃,玻璃化转变温度(Tg)为277.8℃,分别比二元共聚物NB/MAH提高了61.6℃和19.6℃。(2)将降冰片烯共聚物作为二酐共单体引入至3,3’,4,4’-四甲酸联苯二酐-对苯二亚甲基二胺(BPDA-XDA)型PI后,薄膜仍保持无色透明,同时分子间产生一定量的交联结构,薄膜的耐热性和力学性能都到了改善。相比纯BPDA-XDA型PI,当二元共聚物NB/MAH的添加量为5 wt%时,PI薄膜的Tg从272.1℃提高到281.1℃,拉伸模量提高了25.8%,拉伸强度提高了23.2%,断裂伸长率提高了96.1%,薄膜在400 nm处的透光率为82.4%。(3)用降冰片烯共聚物和甲基六氢苯酐(MeHHPA)共固化环氧树脂E-51,制备出一系列环氧固化物。用非等温DSC研究了共聚物对固化反应的影响,结果表明,与单纯用MeHHPA固化E-51相比,含有降冰片烯共聚物的固化体系反应活化能更高。降冰片烯共聚物的引入可明显改善环氧固化物的热性能,所得固化物的Td5%可达390℃以上。当二元共聚物NB/MAH的含量为20 wt%时,环氧固化物的Tg可从144.2℃提高至170.6℃。降冰片烯共聚物含量越高,环氧固化物的刚性越大,模量越大,而韧性则变差。