作为一种重要的高性能热固性聚合物，邻苯二甲腈树脂受到了广泛关注，其应用的主要障碍为高单体熔点导致的成型工艺苛刻。甲氧基、烯丙基等柔性基团已被发现可降低多种树脂的熔点，并且存在多种含有该类基团的市售原料可用于邻苯二甲腈单体合成。如图1所示，设计并合成了三种双官能度单体（MeOPN, AlPN及MeOAlPN）。通过与常规邻苯二甲腈单体（MPN及APN）共混，考察了这些单体在聚合物体系中的应用前景。

图1 （A）MeOPN, AlPN及MeOAlPN的合成路线；（B）MPN及APN的化学结构

    如图2所示，通过DSC对所有单体的融化行为进行了初步考察。作为研究最广泛的邻苯二甲腈单体，MPN的熔点为184.7 oC，无明显自聚现象。APN熔点位于131.4 oC，并可在245 oC附近发生自聚反应。三种双官能度单体中，AlPN具有高度柔顺的侧烯丙基，从而表现出了最低的熔点(61.0 oC)。

图2 不同邻苯二甲腈单体的DSC曲线
   

    通过FTIR对不同固化步骤下的MPN100，MeOPN10及AlPN10预聚物进行了表征，进而推导了相应固化机理。MPN100中，主要生成了异吲哚啉及三嗪结构，酞菁结构较少（Fig. 3A）。MeOPN10的谱图与MPN100相比，主要区别为强度差异，即三嗪结构更弱、异吲哚啉更强。这表明固化过程中生成了更多线性而非交联结构（Fig. 3B）。值得注意的是，AlPN10似乎经历了不同固化历程。残余氰基、生成的三嗪等信号均较弱，而酞菁结构更强。根据实验现象，分子内聚合是主要固化路线（Fig. 3C）。更多固化机理的细节信息，请见论文。

图3 (A) MPN100, (B) MeOPN10 and (C) AlPN10的固化机理推测

　　甲氧基的引入导致固化的推迟，并略微降低了聚合物的热性能。相反，烯丙基的引入对工艺性、热性能均有利。更为重要的是，含有烯丙基的聚合物的冲击强度最高可达13.63 kJ m-2，初步满足高温结构复合材料需求。更多工艺性、热性能、力学性能数据，详见论文。

图4 单体结构、固化物结构与热、力学性能的关系

　　本工作已发表于《European Polymer Journal》。文章第一单位为华南理工大学，通讯作者为邱文丰教授。
　　Han, Y.; Tang, D.; Wang, G.; Guo, Y.; Zhou, H.; Qiu, W. and Zhao, T. Low melting phthalonitrile resins containing methoxyl and/or allyl moieties: Synthesis, curing behavior, thermal and mechanical properties. European Polymer Journal 111 (2019): 104-113
　　链接: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0014305718321232