中国复合材料学会近期开展了2022年度中国复合材料学会优秀硕士学位论文评选活动。根据《中国复合材料学会优秀硕士学位论文评选条例》，经理事及相关单位推荐，通过资格审查、函审和会评，SFPC课题组2018级硕士生刘政同学的硕士学位论文《含氟PBO前驱体改性氰酸酯树脂及其透波复合材料的制备研究》获2022年度中国复合材料学会优秀硕士学位论文。【点击查看详情】

刘政同学的硕士论文针对聚对苯撑苯并二噁唑（PBO）纤维表面惰性强及其复合材料层间剪切强度（ILSS）低且透波性能有待进一步提升的关键问题展开，设计制备兼具含氟基团、环氧端基和类PBO结构的PBO前驱体作为界面相容剂，同步改善了PBO纤维/氰酸酯树脂层压透波复合材料的力学和透波性能。并基于传输/反射法测试原理成功构建了PBO纤维/氰酸酯树脂层压复合材料的仿真透波模型，进而通过不同厚度下层压透波复合材料的仿真电磁波传输性能和测试频率的比对关系剖析其内在的透波机理（图1）。相关研究成果发表在Compos Part B-Eng 178 (2019) 107466上。

论文摘要：本论文开展的主要研究工作及获得的主要结论如下：

（1）以2, 2-双（3-氨基-4-羟基苯基）六氟丙烷（6FAP）和对苯二甲酰氯（TPC）为原料合成含氟环氧端基PBO前驱体（epoxy-preFPBO），进而与双酚A氰酸酯树脂（BADCy）共聚制备epoxy-preFPBO改性BADCy树脂（FPBO-co-BADCy）。采用核磁共振波谱（NMR）和傅里叶变换红外光谱（FT-IR）对epoxy-preFPBO的分子结构进行分析表征，分析研究epoxy-preFPBO用量对FPBO-co-BADCy的介电性能、力学性能、耐热性能以及与PBO纤维界面粘接强度的影响。结果表明，当epoxy-preFPBO用量为7 wt%时，FPBO-co-BADCy树脂具有最优的介电性能和力学性能，1 MHz下的介电常数（ε）和介电损耗（tanδ）分别为2.51和0.0087，相应的理论透波率（|T|2）为94.8%，高于纯BADCy树脂的|T|2（92.6%）；弯曲强度和冲击强度分别为119.9 MPa和12.3 kJ/m2，较纯BADCy树脂分别提升了21.4%和24.5%。此外，相比纯BADCy树脂，FPBO-co-BADCy树脂与PBO纤维具有更优的界面粘接强度（其单丝拔出强度从PBO纤维/BADCy微复合材料的2.9 MPa提升到3.5 MPa）。

（2）以BADCy为树脂基体、PBO纤维为增强体、epoxy-preFPBO为界面相容剂，经高温模压制备PBO纤维/FPBO-co-BADCy层压透波复合材料。分析研究epoxy-preFPBO的引入对PBO纤维/FPBO-co-BADCy层压透波复合材料的介电性能、力学性能、绝缘性能和耐热性能的影响，并基于传输/反射法测试原理构建了不同厚度下PBO纤维/FPBO-co-BADCy层压透波复合材料的仿真透波模型。结果表明，PBO纤维/FPBO-co-BADCy层压透波复合材料的ε和tanδ分别为2.80和0.0038，均低于PBO纤维/BADCy（3.04和0.0059）。且PBO纤维/FPBO-co-BADCy层压透波复合材料在1~5 mm厚度下具有优异的仿真电磁波传输性能。当厚度为1 mm时，PBO纤维/FPBO-co-BADCy层压透波复合材料在0.3~40 GHz范围内电磁波透过部分能量占总能量百分比的最小值为88.1%，高于PBO纤维/BADCy复合材料（85.9%）。PBO纤维/FPBO-co-BADCy层压透波复合材料的ILSS和弯曲强度分别为40.5 MPa和615.1 MPa，较PBO纤维/BADCy（36.7 MPa和587.4 MPa）分别提升了4.7%和10.4%。对应的体积电阻率和击穿强度分别为3.6×1015Ω·cm和23.00 kV/mm，较PBO纤维/BADCy（2.2×1015 Ω·cm和17.69 kV/mm）分别提升了63.6%和30.0%；同时，相应的玻璃化转变温度和耐热指数分别为246.4oC和227.6oC。

创新点：本论文的主要创新点如下：

（1）以优化设计合成的epoxy-preFPBO为PBO纤维和BADCy树脂的界面相容剂，同步改善了PBO纤维/FPBO-co-BADCy层压透波复合材料的透波性能和力学性能，同时有效解决了现有PBO纤维表面改性方法或损害PBO纤维或层压复合材料ILSS低以及无法实现大规模化制备的问题。

（2）基于传输/反射法测试原理成功构建了PBO纤维/FPBO-co-BADCy层压透波复合材料的仿真透波模型，并通过不同厚度下层压透波复合材料的仿真电磁波传输性能和测试频率的比对关系剖析其内在的透波机理。

主要学术成果：刘政同学攻读硕士学位期间取得的主要学术成果如下：

I．发表学术论文

[1] Zheng Liu#, Junliang Zhang#, Lin Tang, Yuxiao Zhou, Yuhan Lin, Ruting Wang, Jie Kong, Yusheng Tang* and Junwei Gu*. Improved wave-transparent performances and enhanced mechanical properties for fluoride-containing PBO precursor modified cyanate ester resins and their PBO fibers/cyanate ester composites. Composites Part B-Engineering, 2019, 178: 107466. (SCI: 000498274700004) 2022IF=13.1.（1区材料科学Top期刊）

[2] Zheng Liu#, Junliang Zhang#, Yusheng Tang*, Jianbo Xu, Hao Ma, Jie Kong and Junwei Gu*. Significantly interfacial optimization of the PBO fibers/cyanate ester laminated wave-transparent composites via incorporating fluoride-containing linear interfacial compatibilizer. Composites Science and Technology, 2021, 210: 108838. (SCI: 000655691200003) 2022IF=9.1.（1区材料科学Top期刊）

II. 获奖与荣誉

[1] 2019~2020年度西北工业大学“科为”专项奖学金。

[2] 2019~2020年度西北工业大学优秀研究生。

[3] 2021届西北工业大学优秀毕业生（硕士）。