作为一种高性能热固性树脂基体,双马来酰亚胺（BMI）树脂具有透波性好、耐热性强、电绝缘性优异、耐辐射佳等优点,被广泛应用于航空航天、机械、微电子封装等领域。但纯BMI树脂固有的加工性差、脆性大和断裂韧性低等缺点,也在一定程度上限制了其应用。近年来,高性能BMI基纳米复合材料、自愈合智能材料及其它功能性聚合物的结构设计和制备成为BMI研究的热点。尤其是利用BMI单体反应活性高、可发生多种化学反应且分子结构可设计性强等优点,可根据应用需要定制BMI基功能性聚合物。BMI单体由于溶解性较差,合成具有可控形貌和尺寸的BMI基聚合物功能性纳/微粒子仍然是一个难题。本文首先采用自稳定沉淀聚合（2SP）体系,通过BMI与其它单体的共聚合,设计和制备了一系列具有不同形貌（实心、空心及多孔）、尺寸和结构可控、化学组成可调及表面含有功能性基团的BMI基聚合物微球。在对BMI基聚合物微球的结构和性能深入理解的基础上,研究了其在低介电材料、催化和储能领域中的应用。总之,本文为简单高效地构筑不同化学组成、形貌、尺寸和表面功能的BMI基聚合物微球开辟了新的思路,并拓宽了BMI树脂的应用范围。主要的研究内容如下:1.在N-甲基吡咯烷酮/乙酸异戊酯混合溶剂中,通过苯乙烯（St）与2,2′-双[4-（4-马来酰亚胺基）苯氧基]丙烷（BMIP）的2SP共聚制备了新型耐热BMI基聚合物微球（BMPs）。系统地研究了溶剂组成、单体投料比、单体浓度和引发剂浓度对所制备的BMPs微球的尺寸和形貌的影响,以及BMPs微球的形成和生长过程,阐明了其形成机理。由于存在刚性的酰亚胺环和较高的交联密度,BMPs微球表现出优异的热稳定性,初始分解温度高达440℃,在750℃的残炭率仍保持在30%以上。此外,BMPs微球表面含有高反应活性的马来酰亚胺基团,能有效地与氰酸酯（CE）单体反应,BMPs可作为改性剂有效降低CE树脂的固化温度。2.采用模板法,通过二乙烯基苯（DVB）和BMIP的沉淀共聚,设计并合成了一类粒径及壳层厚度可控的新型BMI基中空聚合物微球（BMI-HPPs）。BMI-HPPs壳层中含有反应性的乙烯基和马来酰亚胺基团,其可作为一种有效的改性剂来制备高性能CE树脂。一方面,BMI-HPPs可以有效地与CE单体反应并降低固化温度,获得较好的界面相容性;此外,BMI-HPPs引入的中空结构可以显著降低CE树脂的介电常数（ε）和介电损耗（tanδ）,并同时提高树脂的韧性。经5 wt%BMI-HPPs改性的CE树脂的抗冲击强度高达18.8 k J/m~2,BMI-HPPs用量为7.5 wt%时的BMI-HPPs/CE树脂具有最低的ε和tanδ,在10~7 Hz分别为2.69和0.006,在Ku波段也展现出优异的低介电性能（16 GHz处ε和tanδ分别为2.46,0.006）和透波性能（15-18 GHz内透波率为93.8%-97.1%）。3.以具有笼型框架结构的八乙烯基笼型聚倍半硅氧烷（Ovl-POSS）作为低介电材料的理想构筑单元,采用2SP技术,通过Ovl-POSS/BMIP/DVB的三元共聚,制备了表面含有反应性乙烯基和马来酰亚胺基团的新型多孔聚合物微球（BMI-MCPs）。可通过改变单体投料比有效地调节微球的比表面积、孔道结构和化学组成,成功制备比表面积高达647.99 m~2/g和孔隙体积为0.68 cm~3/g的BMI-MCPs。研究了BMI-MCPs对CE树脂的改性,发现微球表面的反应性基团可显著降低CE树脂的固化温度并提高界面相容性。与BMPs和BMI-HPPs相比,BMI-MCPs具有纳米尺度孔结构和较大孔体积,提供了更多更有效的纳米孔隙,因此,BMI-MCPs改性的CE树脂具有更低的ε和tanδ,在10~7 Hz分别为2.51和0.005,在Ku波段也展现出了更突出的低介电性能（16 GHz处ε和tanδ分别为2.33和0.015）和较高的透波性能（15-18 GHz内透波率为96.4%-98.6%）,同时其抗冲击强度高达17.8 k J/m~2。4.采用2SP聚合,通过BMIP和DVB共聚制备了一系列具有均匀粒径、多级孔道结构和高比表面积的交联多孔聚合物微球（BMPMs）。系统地研究了单体进料比和溶剂组成等工艺条件对BMPMs的化学组成、粒径大小、孔结构和比表面积的影响。在优化反应条件下,制备了比表面积高达556.25 m~2/g和孔体积为0.48 cm~3/g,平均粒径为1.37μm的单分散BMPMs。由于具有高比表面积和发达的多级孔道结构（中孔/微孔）,BMPMs微球可以作为理想的催化剂载体,通过原位还原反应将Pd纳米粒子有效地负载于微球上,从而制备了一种高效的非均相催化剂BMPMs@Pd,其对4-硝基苯酚的加氢反应表现出了极高的催化活性(967.92 h-1)和优异的循环稳定性。5.用单分散多孔聚合物微球BMPMs可作为碳材料前驱体,通过炭化和KOH活化过程得到了形貌保持良好、比表面积更高的氮掺杂多孔碳微球（BMCMs）。当KOH/碳微球的质量比为2时所制备的BMCMs具有较大的比表面积（1567.2 m~2/g）和孔体积（0.63 cm~3/g）。将制备的BMCMs作为超级电容器的电极材料,其表现出较好的倍率性能、高的比电容（0.5 A/g时338 F/g）和出色的电化学循环稳定性。用BMCMs组装的对称超级电容器在250 W/kg的功率密度下具有高达8.4 Wh/kg的能量密度,在5 A/g的电流密度下经过5000次恒电流充放电循环后仍具有99%以上的容量保持率,显示了其在高性能超级电容器领域潜在的应用价值。