摘要：鄰苯二甲腈樹脂是一類新型的耐高溫熱固性樹脂體系，因其具有優(yōu)異的熱氧穩(wěn)定性、阻燃性、力學性能、低膨脹系數(shù)、低介電常數(shù)和低介電損耗而受到廣泛關注。為了改善其工藝性并滿足嚴苛的環(huán)境性能需求，國內外針對鄰苯二甲腈樹脂體系開展了大量改性研究工作。從分子結構設計、固化方式、固化機理及其在電子領域和粘接領域的應用等方面，介紹了鄰苯二甲腈體系的研究進展，并對鄰苯二甲腈作為新型特種功能樹脂材料所面臨的機遇與挑戰(zhàn)做了展望，以期對相關領域的研究提供參考。

關鍵詞：鄰苯二甲腈;樹脂;分子結構;粘接

中圖分類號：TQ322.4+1文獻標志碼：A文章編號：1002-4026（2024）06-0083-11

鄰苯二甲腈樹脂，又稱聚苯腈樹脂（PN），是一種高性能合成樹脂，是通過功能性的鄰苯二甲腈單體或預聚體配合固化劑經(jīng)程序升溫制得的聚合物［1-2］。它作為熱固性耐高溫樹脂中的新一代高分子材料，經(jīng)過近年來的研究，已逐步走向產(chǎn)業(yè)化應用。鄰苯二甲腈樹脂具有優(yōu)異的耐火性能，是唯一在未改性條件下滿足美國軍用標準（MIL-STD-2031）的熱固性樹脂，此外還具有較高的耐熱性、耐腐蝕性、力學性能及熱機械性能等，其能夠作為超常環(huán)境下的復合材料的樹脂基體，在軍事、衛(wèi)星航天、潛艇船舶及電子等尖端科技領域具有巨大的應用前景［3-4］。

1鄰苯二甲腈樹脂合成研究進展

1.1鄰苯二甲腈樹脂分子結構設計

鄰苯二甲腈樹脂是鄰苯二甲腈單體在加熱或者固化劑作用下，通過親核加成聚合而形成的一種含有芳雜環(huán)結構的網(wǎng)狀結構聚合物［5］。由于傳統(tǒng)鄰苯二甲腈樹脂普遍存在的單體熔點高、固化溫度高以及加工窗口窄等問題，科學工作者對鄰苯二甲腈聚合物做了一系列研究，其中包括單體分子結構設計、固化行為、性能參數(shù)、應用前景及其復合材料性能等［6］，以期解決上述問題。

從分子結構特征上來說，由于苯環(huán)和芳雜環(huán)具有良好的熱穩(wěn)定性，因此科學家在研究和開發(fā)過程中引入聯(lián)苯、萘及吡啶等［7］。雖然引入這些基團可以明顯提高鄰苯二甲腈聚合物的熱穩(wěn)定性，但是也會導致體系熔點進一步提高，增大樹脂的加工難度。因此，科學家們通過引入柔性基團，如醚鍵、脂肪族鏈段以及羰基等基團到鄰苯二甲腈單體結構中制備出低熔點固化的鄰苯二甲腈樹脂［8］。

Wang等［9］通過8-氨基-2-萘酚和4-硝基鄰苯二甲腈單體反應合成了一種新型含萘基的鄰苯二甲腈樹脂。該樹脂的玻璃化轉變溫度高，儲存模量高（2.94 GPa），并具有較低的加工窗口溫度（107 ℃）。而且該材料熱穩(wěn)定性突出，在空氣中熱失重10%（t10%）為544 ℃，在氮氣中t10%為590 ℃。Zhao等［10］通過5-氨基-1-萘酚和4-硝基鄰苯二甲腈單體反應合成了一種自催化的鄰苯二甲腈樹脂。熱重分析（TGA）結果表明，固化物氮氣下800 ℃的殘?zhí)悸蕿?3.28%，說明此類固化樹脂具有良好的熱穩(wěn)定性。

為了改進鄰苯二甲腈的固化工藝，拓寬加工窗口，Bai等［11］通過4，4′-二氧二苯硫醚、2，6-二氯苯腈以及4-硝基鄰苯二甲腈反應合成了一種含有硫醚鍵的鄰苯二甲腈樹脂，其單體熔點為86 ℃，固化后的樹脂在30 ℃時的儲存模量為3 102 MPa，在氮氣中t5%為486.3 ℃，表明其具有優(yōu)異的熱穩(wěn)定性和熱氧化穩(wěn)定性。Hu等［12］通過4，4′-二磺基二酚和4-硝基鄰苯二甲腈反應合成了一種低熔點（124.5 ℃）和寬加工窗口（120 ℃）的新型二硫鍵的自固化鄰苯二甲腈樹脂，該單體無需添加固化劑即可進行固化，其在氮氣中t5%為472 ℃，800 ℃殘?zhí)紴V為72.6%。

通過降低單體的熔點來拓寬加工窗口的方法，主要是引入柔性的基團到鄰苯二甲腈單體結構中。而提升鄰苯二甲腈樹脂熱性能的方法主要是引入剛性結構，但單體卻表現(xiàn)出高熔點和較差的加工性能。鄰苯二甲腈樹脂的這種熱性能與加工性能之間的協(xié)調是鄰苯二甲腈樹脂分子結構設計的主要目標。

1.2鄰苯二甲腈單體的類型

1.2.1外加固化劑型鄰苯二甲腈單體

按照鄰苯二甲腈單體的官能度來分，鄰苯二甲腈單體可分為單官能度、雙官能度和多官能度單體。單官能度鄰苯二甲腈單體是指單體結構中只有一端被鄰苯二甲腈基封端的化合物，此種鄰苯二甲腈基只有在催化劑和熱處理同時存在的條件下才能夠發(fā)生固化交聯(lián)反應。因為單官能度鄰苯二甲腈單體的分子結構只有一個鄰苯二甲腈基團存在，所以其固化產(chǎn)物均為低分子量低聚物，表現(xiàn)出較低的交聯(lián)密度和較差的耐熱穩(wěn)定性。

雙官能度鄰苯二甲腈單體是指單體結構兩端均被鄰苯二甲腈基封端的化合物。在1980年，Keller等［13］成功制備了含雙官能度的鄰苯二甲腈單體。相較于其他傳統(tǒng)的熱固化樹脂，這類樹脂表現(xiàn)出較高的耐高溫性和熱穩(wěn)定性。

多官能度鄰苯二甲腈單體是指單體結構中含有3個或3個以上鄰苯二甲腈基的化合物。這類化合物的合成方法比較復雜，研究者對此類鄰苯二甲腈的研究較少。Li等［14］以碳酸鉀為催化劑，利用線性酚醛低聚物和4-硝基鄰苯二甲腈之間的反應合成了含3個鄰苯二甲腈基的多鄰苯二甲腈單體。

1.2.2自催化型鄰苯二甲腈單體

早期的鄰苯二甲腈自固化需要較高溫度和較長時間，后來發(fā)現(xiàn)胺、酚、醇等帶有活潑氫的物質可加速鄰苯二甲腈單體的固化，因此，自催化型鄰苯二甲腈單體成為研究的熱點之一。自催化型鄰苯二甲腈單體是指單體結構中同時存在鄰苯二甲腈基和含有活潑氫的酚羥基、氨基或苯并噁嗪等基團的一類化合物，此類化合物在沒有催化劑的情況下，僅在熱處理條件下就能發(fā)生固化交聯(lián)反應。這種自催化型鄰苯二甲腈單體的出現(xiàn)，解決了因小分子固化劑分解或者揮發(fā)導致的缺陷，并且避免了與鄰苯二甲腈樹脂混合不均勻造成樹脂缺陷，進而導致聚合物耐熱性下降情況的發(fā)生。不需要外加固化劑，減少工藝流程，降低加工成本。根據(jù)官能團種類的不同，自催化型鄰苯二甲腈單體還可以分為含氨基自催化型鄰苯二甲腈單體、含酚羥基自催化型鄰苯二甲腈單體、含苯并噁嗪自催化型鄰苯二甲腈單體。

通過分子設計在結構單元中引入含活潑氫的氨基或酚羥基是一種簡單而有效地改善鄰苯二甲腈加工性能的方法。該方法能夠在不犧牲其他性能的同時降低固化反應溫度，縮短固化反應時間，并增加固化反應速率。

1.3鄰苯二甲腈樹脂固化反應機理及其固化劑的選擇

在鄰苯二甲腈樹脂的制備過程中，固化劑在鄰苯二甲腈單體的交聯(lián)反應中起著至關重要的作用。鄰苯二甲腈單體和低聚物自身固化反應性較低，在不加入催化劑的情況下，即使在200～300 ℃熔融狀態(tài)下也可以保持數(shù)十個小時不發(fā)生交聯(lián)。這意味著鄰苯二甲腈樹脂固化時能耗高，且對設備的要求也更嚴格，這在一定程度上限制了鄰苯二甲腈樹脂的應用［4］。鄰苯二甲腈是通過其單體端基的氰基發(fā)生本體加成聚合反應的方式形成的，固化劑在整個反應過程中起到催化作用。一般認為，根據(jù)固化劑類型的不同，鄰苯二甲腈單體交聯(lián)后固化產(chǎn)物中可形成4種芳香雜環(huán)結構，分別為異吲哚啉、三嗪環(huán)、去氫酞菁環(huán)和酞菁環(huán)［15］。目前，已經(jīng)開發(fā)的Lewis酸/堿化合物，如金屬鹽、有機胺、酚和含活性氫的雜環(huán)化合物都可加速腈基的聚合，起到顯著的催化效果［16］。

1.3.1芳香二胺固化劑

芳香二胺類是鄰苯二甲腈樹脂眾多固化劑中最常用的一類。這類固化劑的優(yōu)點是既可以熔融又能溶于有機溶劑，在加工時固化劑可以與鄰苯二甲腈單體充分共混，拓展鄰苯二甲腈樹脂在非均相材料合成與制備中的應用。但是由于芳香二胺類固化劑的反應活性受到本身的分解溫度和本身分子結構制約，導致固化劑中的活性基團在增加其反應活性的同時，也限制其使用溫度。

Keller等［13］首先利用芳香二胺作為固化劑促進鄰苯二甲腈樹脂的熱固化反應，由于已知鄰苯二甲腈與胺反應生成氨基異吲哚，推測其主要產(chǎn)物為聚異吲哚。Burchill等［17］使用1，3-雙（3-氨基苯氧基）苯做固化劑促進4，4′-雙（3，4-二氰苯氧基）聯(lián)苯進行固化，發(fā)現(xiàn)固化后的鄰苯二甲腈樹脂以三嗪環(huán)作為主要的交聯(lián)網(wǎng)狀組成，當使用低濃度的胺時，還含有微量的酞菁環(huán)。Yang等［18］研究表明有機胺類與鄰苯二甲腈之間發(fā)生反應，形成氨基異吲哚啉結構。該反應過程首先是有機胺與鄰苯二甲腈相互作用，形成胺-腈加合物。反應可以通過親電加成的方式進行，即有機胺的氮原子攻擊鄰苯二甲腈分子中的碳氰基（CN），從而形成新的CN鍵［19］。然后，形成的CN鍵繼續(xù)與另一個氰基反應，進一步構建CN鍵，從而生成環(huán)狀結構。最后，這些環(huán)狀結構的單體會與另外一個鄰苯二甲腈單體發(fā)生聚合，形成氨基異吲哚啉結構［20］。反應機理如圖1所示。

Wu等［21］對胺類催化劑引發(fā)鄰苯二甲腈聚合生成酞菁環(huán)結構進行了研究。首先，有機胺和鄰苯二甲腈分子的氰基（—CN）進行反應，形成C—N鍵。然后，新生成的NH2鍵與另一個CN鍵反應，生成環(huán)狀結構。新生成的環(huán)狀結構上的氮原子與鄰苯二甲腈單體上的氰基（CN）反應［21］。最后，由4個鄰苯二甲腈單體的分子通過CN鍵的形成和重新排列，首尾相接，形成穩(wěn)定的酞菁環(huán)結構。反應機理如圖2所示。

酞菁環(huán)的形成機理與異吲哚啉相似，都源于鄰苯二甲腈單體通過特定的縮合反應形成的。在酞菁環(huán)的形成過程中，4個鄰苯二甲腈單體的分子通過CN鍵和重新排列連接在一起，形成穩(wěn)定的酞菁環(huán)結構。對于單個鄰苯二甲腈單體而言，生成酞菁環(huán)的反應相對容易進行。但當涉及到雙鄰苯二甲腈單體參與時則略有差異。由于雙鄰苯二甲腈單體具有兩個反應活性位點，可以形成2個異吲哚啉環(huán)，這會導致高密度交聯(lián)結構的形成。這些交聯(lián)結構的存在使得鄰苯二甲腈單體間難以形成CN鍵，從而阻礙了酞菁環(huán)繼續(xù)生成。

Gu等［22］對芳香胺催化鄰苯二甲腈單體聚合形成三嗪環(huán)結構進行研究。氰化物基團上的氮原子最初被質子化，隨后被碳原子上的游離堿親核攻擊，形成NH3+。然后，氨基攻擊另一個氰基，生成新的氨基異吲哚。最終，在消除有機酸銨鹽的情況下，將2個NH3+環(huán)化后，構造了三嗪。反應機理如圖3所示。

1.3.2氯化鋅復合固化劑

雖然芳香二胺固化劑是目前使用最廣泛的鄰苯二甲腈樹脂固化劑，但其熱分解溫度通常低于300 ℃，這使得樹脂的高溫后固化效果不理想，極易在高溫條件下因固化劑的熱分解使樹脂內部形成孔隙等缺陷。

Qi等［23］通過研究ZnCl2-尿素的深共溶溶劑（一種離子液體類似物，通過簡單地將氫鍵供體和受體混合在一起而獲得，它們能夠在低于每個組分熔點的溫度下形成共晶混合物）對鄰苯二甲腈樹脂固化性能的影響。結果表明ZnCl2-尿素的深共溶溶劑可以在較低溫度下催化鄰苯二甲腈樹脂的固化，且反應時間短。這類固化劑的優(yōu)點是制備簡單、成本低，并具有高活性、低熔點以及相對溫和的固化條件，而且在較高溫度條件下固化鄰苯二甲腈時，不存在揮發(fā)的情況，可避免因高溫分解造成樹脂缺陷的問題，因此在鄰苯二甲腈樹脂的固化過程中具備良好的工業(yè)應用前景。ZnCl2-尿素之所以具有較高的固化活性，可能歸因于它們之間的配位作用，導致氮和鋅原子的電荷密度發(fā)生變化。

1.3.3自催化鄰苯二甲腈樹脂

鄰苯二甲腈固化體系除早期開發(fā)的有機或無機類外，逐漸衍生出可自催化固化的樹脂體系。這一類就是借助鄰苯二甲腈單體上的催化單元自行使單體聚合，形成均一的樹脂，避免因外加固化劑而造成缺陷的問題。

Li等［14］制備了一種以酚醛為骨架的自催化氟化鄰苯二甲腈樹脂，它結合了酚醛樹脂和鄰苯二甲腈樹脂的優(yōu)點。酚醛樹脂的酚羥基可作為接枝在酚醛骨架上的鄰苯二甲腈樹脂的固化劑，從而使其具有自催化的效果。通過此方法得到的鄰苯二甲腈樹脂前驅體具有較低的熔點。流變學測試表明此樹脂體系的加工窗口為135 ℃，自身在不需要添加其他小分子固化劑的條件下可以自行固化。

管俊等［24］以4-氨基苯氧鄰苯二甲腈（BZPh）、多聚甲醛和苯酚為原料制備了苯并噁嗪型自催化鄰苯二甲腈樹脂，由于噁嗪環(huán)的開環(huán)聚合和氰基的自催化交聯(lián)固化的雙重固化機理，使其固化溫度分別僅為219.4 ℃和264.4 ℃，其固化物在N2和空氣中t5%的溫度分別為467.2 ℃和464.6 ℃，石英纖維增強BZPh樹脂復合材料（QF/BZPh）的彎曲強度均高于600 MPa、層間剪切強度均高于35 MPa。QF/BZPh的玻璃化轉變溫度（tg）為477 ℃，表明其復合材料具有良好的力學性能和耐熱性能。

自催化鄰苯二甲腈單體由于其分子結構中含有提供活潑氫的基團，當該類化合物加熱時，化合物通過基團提供的活潑氫就可以自發(fā)交聯(lián)固化。這種自催化鄰苯二甲腈的出現(xiàn)，避免了因小分子固化劑的加入而導致合成的鄰苯二甲腈樹脂耐熱性下降的問題和因固化劑和鄰苯二甲腈樹脂混合不充分而導致的缺陷問題，同時由于不需要加入固化劑，減少了工藝流程，降低了生產(chǎn)鄰苯二甲腈樹脂的成本。

2鄰苯二甲腈樹脂在電子領域的應用

隨著電子器件的不斷高度集成化和微型化，金屬導線和介電層所帶來的電阻、電容引起的延遲、串擾和功耗問題已成為限制器件性能的重要因素。為了提高信號傳輸速度、減少信號延遲和電力損耗，降低封裝材料的介電常數(shù)變得至關重要［25］。與傳統(tǒng)無機材料相比，環(huán)氧樹脂、聚酰亞胺［26］、聚苯并噁嗪［27］等有機高分子材料具有更好的可加工性、理想的機械柔韌性和較低的成本，在電子器件領域得到了廣泛的應用［28］。但這些材料在更精細化的電子封裝和襯底絕緣性能方面仍不能滿足全部要求。而鄰苯二甲腈樹脂材料作為新型封裝及襯底材料卻具有滿足以上綜合性能的特點，因此受到廣泛關注。

此外，該樹脂中的氰基含有豐富的氮原子，經(jīng)過高溫退火后，可以形成具有低介電常數(shù)的均三嗪環(huán)結構，同時其耐熱性也相對較高，可以作為一種極端環(huán)境中使用的樹脂基體。因此鄰苯二甲腈樹脂在電子封裝、超級電容器、磁阻材料等電子領域具有巨大的應用潛力。

2.1微電子封裝

通過將鄰苯二甲腈與中空多面體低聚硅氧烷結合，可以有效降低復合材料的密度。這種方法不僅能夠降低復合材料的介電常數(shù)，還能增強其熱穩(wěn)定性，并降低熱膨脹系數(shù)。Wu等［21］將空心玻璃微球（HGM）引入制備的氟苯腈（PBDP）基體中，得到介電常數(shù)低、熱力學性能優(yōu)異、耐熱性高的鄰苯二甲腈復合材料。用差示掃描量熱（DSC）研究了PBDP/HGM-NH2共混物的固化反應，結果如圖4（a）所示。虛線框內的放熱峰為PBDP/HGM-NH2體系的固化峰。復合材料的固化放熱峰值溫度（248.5～254.3 ℃）低于PBDP/APPH共混物的固化放熱峰值溫度（257.5 ℃）。采用動態(tài)力學分析（DMA）對復合材料的力學性能進行了評價。如圖4（b）所示，所有的耗損角正切（tan δ）都沒有明顯的峰值，說明復合材料的玻璃化轉變溫度高于400 ℃，復合材料仍然保持著優(yōu)異的耐熱性。如圖4（c）所示，將PBDP/HGM-NH2復合材料的介電常數(shù)與已有報道的復合材料的介電常數(shù)及t5%進行比較。結果表明，PBDP/HGM-NH2復合材料具有較低的介電常數(shù)和優(yōu)良的耐熱性能。從圖4（d）可以看出，PBDP樹脂和PBDP/HGM材料的介電損耗都保持在0.35以下。與PBDP樹脂比，PBDP/HGM-NH2復合材料的介電損耗相對較高。

Phua等［29］對間苯二酚基鄰苯二甲腈（rPN）在惡劣環(huán)境下的電子封裝應用進行了研究。rPN具有優(yōu)異的機械性能和熱穩(wěn)定性。如圖5所示，在高溫（接近300 ℃）和高壓環(huán)境下，rPN表現(xiàn)出比傳統(tǒng)聚合物更好的性能。將填料（如二氧化硅或氧化鋁）與 rPN聚合物混合，可以在更嚴酷的條件下（310 ℃，190 MPa，168 h）保持良好性能。制備的這種復合材料熱膨脹系數(shù)（CTE）高度可調，并且與底層襯底、芯片之間具有強大的粘接力。傅里葉變換紅外光譜和密度泛函理論的研究證實，rPN與填料之間的強鍵相互作用是其性能提升的原因。這進一步證明即使在極端環(huán)境下（310 ℃，190 MPa），將rPN雜化聚合物集成到雙列直插式封裝（DIP）上也可以保持穩(wěn)定。這種新型聚合物基復合材料可能會改變塑料電子封裝在極端環(huán)境下的熱機械限制。

2.2磁阻材料

研究表明，通過調節(jié)鄰苯二甲腈的退火溫度和退火時間，可以有效地控制碳化后樹脂的電導率。Gao等［30］研究發(fā)現(xiàn)通過高溫退火處理后，含氟鄰苯二甲腈樹脂成為可調節(jié)磁電阻半導體碳化樹脂。如圖6（a）所示，在6FPN-800的X射線衍射（XRD）圖中，碳化鄰苯二腈樹脂在2θ=25°和44°處的衍射峰對應于（002）和（100）晶面，證實了碳化鄰苯二腈樹脂中存在類石墨碳。如圖6（b） 所示，在9 T超導磁場系統(tǒng)下退火20 min，退火溫度從600、700到800 ℃，碳化樹脂的室溫磁電阻效應分別為3.6%、0.4%、-8.7%。

Zeng等［31］以2，2-二（4-（3，4-二氰苯氧基）苯基）六氟丙烷（FPN）為單體，4-（4-氨基苯氧基）鄰苯二甲腈（APN）/4-（苯氧基乙酸烯丙酯）鄰苯二甲腈（XDCN）為催化劑進行固化，制備出具有可控負磁阻和負介電常數(shù)的新型氮摻雜石墨樣碳材料。FPN/APN/XDCN分別在600、700和800 ℃下在紅外管式爐中退火20 min（樣品分別標為F600、F700和F800）。測量了材料的無序程度、NCsp2/NCsp3比值和載流子遷移率，并分析了這些氮摻雜石墨狀碳材料的負磁電阻效應。在整個測量磁場范圍內，所有樣品的磁流變率均為負，并隨外加磁場的增大而減小。由圖7可知，在9 T超導磁場系統(tǒng)下，F(xiàn)600的磁阻值（MR）為-3.21%，而F700和F800的MR值分別為-4.66%和-6.10%。這說明樣品的MR值可以通過退火溫度的不同來調節(jié)。F800在20 Hz時，其負介電常數(shù)為-1.57×105。

2.3超級電容器

雜原子摻雜到碳材料中可以改變電荷的分布，產(chǎn)生新的能態(tài)，從而大大提高其電學和催化性能，特別是在碳材料中摻雜氮原子后，碳材料的電容量得到了顯著的提高。鄰苯二腈樹脂是由含氮雜環(huán)交聯(lián)形成的，非常適合作為構建氮摻雜碳材料的前驅體。Alenezi等［32］制備了由咔唑和四氟對苯二甲酸乙腈生成的聚鄰苯二甲腈咔唑微孔網(wǎng)絡（p-2CzPN和p-4CzPN），并以此為原料，采用KOH活化熱解法合成多孔碳材料c2CzPN-KOH和c-4CzPN-KOH。由圖8（a）所知，c-4CzPN-KOH作為電極材料在6.0 mmol/L氫氧化鉀水溶液中表現(xiàn)高達1 279 m2/g的BET比表面積和451 F/g電容量。這歸功于其能夠同時展現(xiàn)雙層電容和偽電容效應的協(xié)同作用。由圖8（b）可知，該碳材料表現(xiàn)出優(yōu)異的充放電循環(huán)穩(wěn)定性，在經(jīng)過2 000次循環(huán)后，仍然保持95.9%的電容量。

3鄰苯二甲腈樹脂在粘接領域的應用

鄰苯二甲腈作為耐高溫有機樹脂材料，具有優(yōu)異的粘接耐溫組件和材料的可行性。Keller等［33］首次提出了鄰苯二甲腈樹脂作為結構膠黏劑的可能性。通過將傳統(tǒng)鄰苯二甲腈樹脂單體與芳香二胺高溫熔融預聚，制備的膠黏劑可以在200～400 ℃下長期使用。Augustine等［34］首先合成了一種自催化酚醛型鄰苯二甲腈樹脂，然后以聚醚醚酮（PEEK）和環(huán)氧樹脂（EP）共同作為改性劑，制備的膠黏劑在常溫和150 ℃下的拉伸強度分別為3.92和3.43 MPa。李洪峰等［35］利用聚酰胺酰亞胺為增韌劑，同時采用由二烯丙基雙酚A改性的雙馬來酰亞胺樹脂作為促進劑，制備出一種耐高溫改性鄰苯二甲腈樹脂膠黏劑。該膠黏劑粘接蜂窩的滾筒剝離強度達到21.2（N·mm）/mm，400 ℃時拉伸強度為6.38 MPa。長期熱老化后，粘接強度保持率在80%以上，濕熱老化后強度保持率在95%以上。張大勇等［36］采用樹脂和增韌劑共同改性酚醛型鄰苯二甲腈膠黏劑。該膠黏劑可在200 ℃固化且具有較高的室溫和高溫粘接性能，400 ℃時拉伸強度大于3.0 MPa，在空氣氣氛中改性酚醛鄰苯二甲腈樹脂的t5%為380 ℃，比普通酚醛樹脂提高了30 ℃，因此可用于耐高溫有機復合材料和金屬材料的粘接。馬琳等［37］采用AG-80型EP對雙酚A型鄰苯二甲腈樹脂進行改性，當兩者質量比為1∶5，固化劑磺胺的質量分數(shù)為2%時，體系在245 ℃預固化，然后在286 ℃后固化。其改性膠黏劑在250和350 ℃下的拉伸強度分別為11.14和5.07 MPa。左芳等［38］采用含苯并噁嗪單元的雙鄰苯二甲腈樹脂（BZ-BPH）粘接經(jīng)過處理的新鮮鋁合金層及氧化物的鋁合金基片，對粘接樣的室溫及高溫熱處理后（400 ℃，30 min）的拉伸性能進行了測試，在室溫下的拉伸強度分別為3.19和5.02 MPa，在高溫熱處理下的拉伸強度分別為3.59和4.65 MPa。研究結果表明，表面為氧化物的試片室溫力學性能遠大于表面為鋁合金的試片。經(jīng)過高溫熱處理后，后者的拉伸剪切強度有較大提高，而前者稍有降低，這表明BZ-BPH有較好的高溫粘接性能。劉彩召［39］制備了PFPEN/MPN和BCB/MPN共混鄰苯二甲腈樹脂體系，該改性鄰苯二甲腈樹脂的玻璃化轉變溫度高，在空氣中t5%為426 ℃，在氮氣中t5%為443 ℃，表現(xiàn)出良好的耐熱性和熱氧穩(wěn)定性。對金屬材料45#碳鋼和LY12CZ鋁合金在常溫下分別可以保持19.3和22.9 MPa的粘接強度，在400 ℃仍能分別保持10.4和7.8 MPa的粘接強度，同時耐熱老化和耐濕熱老化性能優(yōu)異。

鄰苯二甲腈樹脂作為膠黏劑的基體樹脂具有優(yōu)異的綜合性能和巨大的應用前景。但鄰苯二甲腈樹脂的分子結構與粘接性能的內在關聯(lián)機理目前還尚未明確，這是拓寬鄰苯二甲腈樹脂應用領域亟需解決和發(fā)展的主要方面。

4結語與展望

隨著航空航天、電子電氣和汽車工業(yè)等各個領域的快速發(fā)展，越來越多的行業(yè)需要高性能的材料去支撐。鄰苯二甲腈樹脂由于其特定的分子結構而表現(xiàn)出有別于其他樹脂的耐溫、耐候和電學特性，可支撐我國極端環(huán)境和高端裝備制造業(yè)對高性能材料的需求。特別是鄰苯二甲腈樹脂較低的介電常數(shù)、介電損耗以及優(yōu)異的高溫粘接性能，對于精密電子器件和高溫粘接部件來說具有重要意義。但是目前對鄰苯二甲腈樹脂的研究尚存在許多不足，特別是在保留和提高鄰苯二甲腈樹脂材料熱氧穩(wěn)定性的同時，如何加強鄰苯二甲腈樹脂加工性能的可控性是鄰苯二甲腈樹脂開發(fā)過程中的關鍵問題。

當前，我國高端電子元器件和特種工程材料受到國外限制出口和技術封鎖的雙重打壓，我國必須自主開發(fā)新型超常環(huán)境、極端環(huán)境條件下使用的特種樹脂材料。而鄰苯二甲腈樹脂正是這一方向的潛在優(yōu)勢材料。對鄰苯二甲腈樹脂的進一步研究可以主要集中在三個方面：

（1）改善鄰苯二甲腈樹脂的熱穩(wěn)定性，通過使用不對稱連接、減少芳香取代和使用額外的苯基連接氰基使熱穩(wěn)定性得到改善。

（2）開發(fā)新型固化劑，通過研究不同種類固化劑之間的協(xié)同配伍以及合成新型自固化體系，降低樹脂的固化溫度，提高固化效率，提升鄰苯二甲腈樹脂的質量。

（3）研究鄰苯二甲腈樹脂的環(huán)境友好性，包括其合成過程中的綠色合成方法以及在使用過程中的可持續(xù)性，以確保其在工業(yè)應用中的環(huán)境友好性。同時，引入功能化納米填料以擴大其多功能性，并拓寬其在電子器件領域的應用。

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