磺化聚酰亚胺是近年新兴起的质子交换膜材料之一。与其它质子交换膜材料比较，磺化聚酰亚胺具有优异的成膜性、机械性能、热稳定性及较低的气体和甲醇渗透性。但是磺化聚酰亚胺的耐水解稳定性差，在使用过程中会降解。尽管国内外对此进行了大量的研究，但它的水解稳定性仍有待于进一步的提高。本论文中，合成了一系列磺化聚(苯-萘酰亚胺)，通过把磺化基团引到侧链上、在酰亚胺氮的邻位引入三氟甲基、降低萘环的羰基密度等手段提高其水解稳定性，实验证明磺化聚(苯-萘酰亚胺)的水解稳定性得到了极大地改善。主要针对以下方面开展研究工作：　　 1.合成了一种不对称的含三氟甲基的萘酰亚胺二氯单体CNPI，在温和的反应条件下进行了Ni催化偶联共聚反应，制备了高分子量的磺化聚(苯－萘酰亚胺)。间位羰基的吸电子作用可以增强磺酸基的酸性，从而提高其质子电导率。邻位三氟甲基能够保护酰亚胺环，减少被H2O和HO·进攻的几率。磺化聚(苯-萘酰亚胺)的萘环上只有两个羰基，而合成磺化聚酰亚胺常用的单体NTDA有四个羰基。羰基是较强的吸电子基团，会使得羰基碳富积更多的正电荷，容易被水分子进攻开环。磺酸基连接在聚合物的侧链，也会提高聚合物的耐水解性和耐氧化性，这是因为侧链磺化具有和Nation膜类似的微相分离结构，质子被限制在离子富集的亲水域中而与主链隔离开来，从而抑制了亚胺环的水解。　　 2.为了探讨不对称单体CNPI对共聚物性能的影响，我们合成了一系列非磺化的聚(苯-萘酰亚胺)。性能研究结果表明，这类材料在保持了聚萘酰亚胺固有优良耐热性能、力学性能的同时，其溶解性得到了显著提高。当酰亚胺基团含量由30％增加到50％，气体渗透系数随酰亚胺基团含量增加而增加。这是因为不对称单体的引入，破坏了共聚物分子链的紧密堆砌，提高共聚物的自由体积。但酰亚胺基团含量由50％增加到80％，膜的渗透系数反而均随酰亚胺基团含量增加而减小，可能是因为酰亚胺基团含量的增加而加强了分子间作用力，抵消了不对称单体引入的作用。　　 3.三氟甲基的引入有助于提高磺化聚酰亚胺的水解稳定性和耐氧化能力。为进一步探讨三氟甲基的取代位置对聚合物的性能影响，合成了一对异构的含三氟甲基的二胺。比较由异构二胺所合成的聚酰亚胺的性能，可以看到，酰亚胺氮的邻位含三氟甲基的聚酰亚胺的热稳定性能、溶解度性能、气体渗透性等均有提高。这一结果可以认为是位于酰亚胺氮的邻位的三氟甲基取代基，能够阻碍C-N键的旋转，与酰亚胺基团形成非共平面的结构，从而降低了分子链间的相互作用，提高聚合物的自由体积。　　 4.由于分子结构中含有亚胺环，使聚酰亚胺材料在碱性介质中容易水解，故使聚酰亚胺的应用受到一定限制。前面讨论过，减少酐的吸电子基团能提高酰亚胺基团的耐水解稳定性。为此制备了多种含酚氧取代基团的二酐，希望提高聚酰亚胺的水解稳定性。合成了取代基分别为苯氧、对甲基苯氧和对叔丁基苯氧的2，2位取代的联苯二酐。实验结果表明，制备的PI薄膜兼具优良的耐热性能、透光性能和气体渗透性。因为大侧基和非共平面的引入，使它们具有较高的自由体积和较低的链段局部运动能力。同时在酚氧基对位引入甲基同样增大聚酰亚胺自由体积，改善透气性，当然透气选择性有所减小。