苯并噁嗪是一类独特的高级热固性酚类树脂，由于其杂环前体的多样性而受到广泛关注[1],[2]。其独特性质源于苯酚、伯胺和甲醛通过Mannich缩合反应形成的噁嗪环和芳香环[3],[4]。在热固化过程中，苯并噁嗪会发生开环聚合（ROP），生成聚苯并噁嗪[5]。所得聚合物具有出色的尺寸稳定性、接近零的收缩率、高的玻璃化转变温度和高的热稳定性[6],[7]。此外，其分子设计的灵活性使得可以根据不同应用需求调节酚类和胺类前体的组合，从而调整分子结构[8]。正因为这些特性，聚苯并噁嗪在航空航天、电子封装材料、粘合剂和保护涂层等领域得到了广泛应用[9],[10],[11],[12],[13]。然而，传统苯并噁嗪的实际应用受到其较高固化温度（通常超过250°C）的限制[14]。通常，固化过程是通过噁嗪环在较高温度下的开环聚合（ROP）机制进行的，这限制了其与基底的兼容性并增加了能耗[15]。因此，如何在保持聚苯并噁嗪优异的热稳定性、机械性能和环境稳定性的同时降低聚合温度成为一个迫切需求[16]。
为了解决这一问题，人们对苯并噁嗪主链（活性基团）进行了分子修饰，采用了多种催化方法，包括路易斯酸、布朗斯特酸、金属乙酰丙酮酸盐、过渡金属配合物和亲核引发剂（咪唑、胺类或酚类加速剂）来降低固化温度[17],[18]。外部催化剂或活化剂的存在需要热能来引发和促进聚合反应[19]。尽管这些催化剂有效，但它们往往存在缺点，如在单体基质中的溶解度有限、可能发生副反应或形成不稳定的中间体，从而影响最终性能[20]。因此，开发一种可调且非挥发性的催化剂仍然是苯并噁嗪化学研究的关键目标。
最近，将离子液体（ILs）引入苯并噁嗪领域被证明是克服这些挑战的另一种有效途径[21]。离子液体由有机阳离子和无机阴离子组成，有助于促进ROP反应。此外，通过改变阳离子和阴离子成分，可以调节离子液体的结构，从而改善固化动力学、热性能和与聚合物基质的相容性[22],[23],[24],[25]。特别是基于咪唑鎓和叔胺的催化剂研究表明，苯并噁嗪的ROP温度可降至133°C和150°C[26],[27]。它们强烈的离子极性、可调的酸碱性以及形成氢键的能力使其能够与噁嗪环紧密相互作用，从而在更低的温度下促进开环反应[28]。例如，一项研究表明，含有烷基或氨基取代基的咪唑鎓衍生物可通过亲核活化或电子极化进一步降低固化温度[29]。
为了系统评估内置叔胺功能与基于咪唑鎓的离子液体催化剂在开环聚合过程中的相互作用，合成了N,N-二甲基氨基终止的苯并噁嗪。这种设计有助于了解离子液体如何与含有叔胺的苯并噁嗪相互作用，而这一点在使用市售的缺乏内部催化位点的苯并噁嗪时无法实现。此外，这些单体代表了可在低温下加工的苯并噁嗪，符合降低固化温度以实现节能加工应用的目标。尽管具有这些优势，但目前关于不同离子液体结构对含N,N-二甲基氨基的苯并噁嗪固化过程影响的系统研究仍然有限。因此，本研究重点分析了由苯酚、N,N-二甲基氨基甲基苯酚与苯胺以及N,N-二甲基氨基终止的苯胺衍生的苯并噁嗪的固化行为，并研究了外部离子液体作为催化剂对苯并噁嗪固化的影响。通过FTIR、1H NMR和DSC对苯并噁嗪进行了结构依赖性的比较。这四种单体在芳香取代基、噁嗪环上的电子密度以及结构-性能关系方面存在显著差异。通过使用两种类型的咪唑鎓离子液体（甲基咪唑鎓碘化物和氨基丙基咪唑鎓碘化物），研究了催化效率及其在降低固化温度中的作用机制。
