聚酰亚胺材料具有优异的耐高/低温性能（长期使用温度范围-200～350℃）、突出的耐溶剂腐蚀性和耐辐照稳定性及良好的机械性能,已广泛应用在航空航天、微电子、高性能电池隔膜等领域。近年来,随着新兴科技领域的高速发展,具有耐高温特性的聚合物材料受到了广泛关注,进一步提高聚酰亚胺材料的热稳定性具有重要意义。目前,国内外研究人员已就聚酰亚胺材料耐高温改性的开发方面进行了多年研究,通过引入无机纳米粒子形成杂化材料可以有效提升聚酰亚胺的耐热等级,或者引入芳杂环结构（含B/N）提升其热稳定性。基于此,本课题拟通过两种方法将B原子引入聚酰亚胺材料中,一方面通过原位热转化将无机纳米粒子（B2O3）引入到聚酰亚胺材料,另一方面通过共聚将杂环单元(碳硼烷—C2B10H12)引入聚合物主链,着重研究B原子引入后对聚酰亚胺的耐热氧化稳定性的影响。（1）采用原位热转化法制备含B2O3的高耐热聚酰亚胺材料。基于3,3’,4,4’-苯甲酮四羧酸二酐（BTDA）和4,4’-二氨基二苯醚（ODA）制备粘稠的聚酰胺酸（PAA）溶液,在PAA溶液中加入不同质量（0、2、4、6、8和10 wt%）的硼酸（H3BO3,简称BA）,经热酰亚胺化程序制备一系列聚酰亚胺薄膜PI-x BA（x=2、4、6、8和10）。利用FT-IR和XRD对产物进行表征,发现,在热酰亚胺化过程中BA发生原位热转化,形成B2O3纳米颗粒,直径为6.5～78.6 nm,且均匀地分布在薄膜内,两相之间形成较强的界面相互作用,使材料的热稳定性和机械性能均有所提升。其中,PI-10BA耐热性能最好,相较于PI（BTDA/ODA）,在N2氛围下,5%热失重温度(T5%)提高近50℃;在空气氛围下,T5%提升近51℃,玻璃化转变温度也提升了15℃,PI-x BA系列薄膜最高拉伸强度达139.6 MPa。（2）从功能性单体合成入手,成功制备含邻碳硼烷单元的二胺单体（DNCB）,再与ODA和BTDA进行共聚,得PAA溶液,经溶液浇铸法制备PAA前驱体薄膜,再经高温热处理得到含碳硼烷单元的聚酰亚胺薄膜（BTDA/ODA/DNCB共聚结构）。对制备的聚酰亚胺材料的耐热性能进行了系统研究,结果表明,含邻碳硼烷单元聚酰亚胺材料的热氧化稳定性显著提高,且碳硼烷单元占比愈大,其耐热性能愈好。当二胺单体中DNCB占比为40 mol%时,在N2气氛下,10%热失重温度(T10%)提升近43℃,900℃下质量残留率达到82.6%;在空气氛围下,T10%提升近62℃,900℃下质量残留率为83.1%。将DNCB含量最高的薄膜置于600℃恒温45 min热处理后,拉伸强度保持率仍高达51.1%。（3）对以上制备的高耐热聚酰亚胺材料的热降解进行了详细研究,发现BTDA/ODA/DNCB共聚结构聚酰亚胺的耐热稳定性要明显优于B2O3/PI杂化结构。为进一步了解BTDA/ODA/DNCB聚酰亚胺材料的耐热性机理,采用Flynn-Wall-Ozawa动力学模型计算其热裂解活化能Ea,高的DNCB共聚量导致较高的Ea值,使材料不易发生降解。另外,X-射线光电子能谱（XPS）测试结果表明,位于聚合物表面的DNCB在高温环境中易氧化形成氧化硼（B2O3）钝化层,是其热氧化稳定性显著提高的重要原因。利用热重-红外联用技术（TG-IR）和气相色谱质谱联用技术（Py-GCMS）辅助了解热降解过程中逸出气体组分结构,主要为CO2气体以及少部分重排产物。