中國復合材料學會近期開展了2022年度中國復合材料學會優秀碩士學位論文評選活動。根據《中國復合材料學會優秀碩士學位論文評選條例》，經理事及相關單位推薦，通過資格審查、函審和會評，SFPC課題組2018級碩士生劉政同學的碩士學位論文《含氟PBO前驅體改性氰酸酯樹脂及其透波復合材料的制備研究》獲2022年度中國復合材料學會優秀碩士學位論文。【點擊查看詳情】
劉政同學的碩士論文針對聚對苯撐苯并二噁唑（PBO）纖維表面惰性強及其復合材料層間剪切強度（ILSS）低且透波性能有待進一步提升的關鍵問題展開，設計制備兼具含氟基團、環氧端基和類PBO結構的PBO前驅體作為界面相容劑，同步改善了PBO纖維/氰酸酯樹脂層壓透波復合材料的力學和透波性能。并基于傳輸/反射法測試原理成功構建了PBO纖維/氰酸酯樹脂層壓復合材料的仿真透波模型，進而通過不同厚度下層壓透波復合材料的仿真電磁波傳輸性能和測試頻率的比對關系剖析其內在的透波機理（圖1）。相關研究成果發表在Compos Part B-Eng 178 (2019) 107466上。
論文摘要：本論文開展的主要研究工作及獲得的主要結論如下：
（1）以2, 2-雙（3-氨基-4-羥基苯基）六氟丙烷（6FAP）和對苯二甲酰氯（TPC）為原料合成含氟環氧端基PBO前驅體（epoxy-preFPBO），進而與雙酚A氰酸酯樹脂（BADCy）共聚制備epoxy-preFPBO改性BADCy樹脂（FPBO-co-BADCy）。采用核磁共振波譜（NMR）和傅里葉變換紅外光譜（FT-IR）對epoxy-preFPBO的分子結構進行分析表征，分析研究epoxy-preFPBO用量對FPBO-co-BADCy的介電性能、力學性能、耐熱性能以及與PBO纖維界面粘接強度的影響。結果表明，當epoxy-preFPBO用量為7 wt%時，FPBO-co-BADCy樹脂具有最優的介電性能和力學性能，1 MHz下的介電常數（ε）和介電損耗（tanδ）分別為2.51和0.0087，相應的理論透波率（|T|2）為94.8%，高于純BADCy樹脂的|T|2（92.6%）；彎曲強度和沖擊強度分別為119.9 MPa和12.3 kJ/m2，較純BADCy樹脂分別提升了21.4%和24.5%。此外，相比純BADCy樹脂，FPBO-co-BADCy樹脂與PBO纖維具有更優的界面粘接強度（其單絲拔出強度從PBO纖維/BADCy微復合材料的2.9 MPa提升到3.5 MPa）。
（2）以BADCy為樹脂基體、PBO纖維為增強體、epoxy-preFPBO為界面相容劑，經高溫模壓制備PBO纖維/FPBO-co-BADCy層壓透波復合材料。分析研究epoxy-preFPBO的引入對PBO纖維/FPBO-co-BADCy層壓透波復合材料的介電性能、力學性能、絕緣性能和耐熱性能的影響，并基于傳輸/反射法測試原理構建了不同厚度下PBO纖維/FPBO-co-BADCy層壓透波復合材料的仿真透波模型。結果表明，PBO纖維/FPBO-co-BADCy層壓透波復合材料的ε和tanδ分別為2.80和0.0038，均低于PBO纖維/BADCy（3.04和0.0059）。且PBO纖維/FPBO-co-BADCy層壓透波復合材料在1~5 mm厚度下具有優異的仿真電磁波傳輸性能。當厚度為1 mm時，PBO纖維/FPBO-co-BADCy層壓透波復合材料在0.3~40 GHz范圍內電磁波透過部分能量占總能量百分比的最小值為88.1%，高于PBO纖維/BADCy復合材料（85.9%）。PBO纖維/FPBO-co-BADCy層壓透波復合材料的ILSS和彎曲強度分別為40.5 MPa和615.1 MPa，較PBO纖維/BADCy（36.7 MPa和587.4 MPa）分別提升了4.7%和10.4%。對應的體積電阻率和擊穿強度分別為3.6×1015Ω·cm和23.00 kV/mm，較PBO纖維/BADCy（2.2×1015 Ω·cm和17.69 kV/mm）分別提升了63.6%和30.0%；同時，相應的玻璃化轉變溫度和耐熱指數分別為246.4oC和227.6oC。
創新點：本論文的主要創新點如下：
（1）以優化設計合成的epoxy-preFPBO為PBO纖維和BADCy樹脂的界面相容劑，同步改善了PBO纖維/FPBO-co-BADCy層壓透波復合材料的透波性能和力學性能，同時有效解決了現有PBO纖維表面改性方法或損害PBO纖維或層壓復合材料ILSS低以及無法實現大規模化制備的問題。
（2）基于傳輸/反射法測試原理成功構建了PBO纖維/FPBO-co-BADCy層壓透波復合材料的仿真透波模型，并通過不同厚度下層壓透波復合材料的仿真電磁波傳輸性能和測試頻率的比對關系剖析其內在的透波機理。
主要學術成果：劉政同學攻讀碩士學位期間取得的主要學術成果如下：
I．發表學術論文
[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區材料科學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區材料科學Top期刊）
II. 獲獎與榮譽
[1] 2019~2020年度西北工業大學“科為”專項獎學金。
[2] 2019~2020年度西北工業大學優秀研究生。
[3] 2021屆西北工業大學優秀畢業生（碩士）。