聚酰亚胺是一类重要的高性能聚合物，由于它们拥有特殊的结构与性能，例如，极高的热氧化稳定性，和优异的机械性能。聚酰亚胺也因此成为了一种最适合的材料，广泛应用于航空航天、汽车制造、微电子技术等领域。但是，由于其结构的刚性过高，导致加工不便。目前，一些热塑性聚酰亚胺，例如Kapton和Upilex，以及热固性材料，如PMR-15也被广泛地应用于航空航天领域。上述的聚酰亚胺包括五元酰亚胺环，被称为聚邻苯二甲酰亚胺（聚酞酰亚胺），除此之外，还包括另外一种系列的聚酰亚胺，被称为聚萘酰亚胺，聚萘酰亚胺包含了六元酰亚胺环。聚萘酰亚胺拥有更高的热稳定性，机械性能，以及化学稳定性，因为相比于聚酞酰亚胺的五元环，六元环表现得更加稳定。　　设计单体和聚合物结构是一种来改善聚合物加工与性能的有效手段。因此，在该项研究中，设计基于酞酰亚胺单元与萘酰亚胺单元的共聚结构，可同时获得聚酞酰亚胺的优异的加工性和溶解性与聚萘酰亚胺的耐热性。首先，将刚性的萘酰亚胺部分引入二胺，通过缩聚不对称合成得两种系列的聚酰亚胺，这两系列的聚酰亚胺在各种极性及非极性溶剂中均表现出优异的溶解性能，因为在聚酰亚胺主链中存在不对称及非共平面双酰亚胺结构.这些聚酰亚胺表现出良好的热稳定性(T5％为435-563℃)，高Tg值(311-421℃)以及优异的机械性能，主要因为分子链刚性较高，堆砌紧密，且在聚合物中存在非共面双酰亚胺，聚酰亚胺也表现出优异的机械性能，抗张强度为107-172MPa，拉伸模量为2.8-4.9GPa，断裂伸长率为2.9-9.1％。　　将萘酰亚胺单元引入二胺中导致单体溶解性差，并导致高温一步缩聚法受限。在这项工作的第二部分，利用可行的芳香亲核取代反应合成聚（酞酰亚胺-co-萘酰亚胺）。因此，制备三种不同的双氯代酰亚胺单体，并通过芳族亲核取代聚合与4，4-硫代双苯硫酚反应，合成均聚物和共聚物。与更常见的双氯邻苯二酰亚胺BCPI相比，文献中几乎没有报道过双氯萘二酰亚胺BCNPI，因此通过使用模型化合物CNPI和CPI的反应动力学来检查氯基单体的化学反应性。动力学研究显示出有趣的结果，发现较不常见的BCNPI的反应活性是BCPI的60倍。利用不同活性的单体来合成（均聚，嵌段，无规和梯形）的聚酰亚胺，由于共聚单体如何引入到聚合物骨架中会改变聚酰亚胺性质。这些以萘酰亚胺-酞酰亚胺为基的共聚酰亚胺显示出很好的溶解性，高玻璃化转变温度(198-319℃)和优异的热氧稳定性(在氮气氛围中，5％热失重时的温度为492-524℃)。在这些共聚物中，梯度共聚物具备较好的有机溶剂溶解性，热性能和机械性能，同时将酞酰亚胺和萘酰亚胺基团良好组合。　　在本研究的第三部分，将酞酰亚胺单元中的化学反应离去基团(NO2，F和Cl)与具备更强反应性的萘酰亚胺单元中的氯离去基团进行比较。将所合成的不对称单体双硫酚（萘酰亚胺-酞酰亚胺），与Cardo基双酚通过芳族亲核取代聚合反应制备一系列聚酰亚胺。由于Cardo结构和不对称单体的引入，导致聚合物主链中萘酰亚胺和酞酰亚胺单元的交替填充，使聚合物拥有良好的有机溶解性。此外，由大体积萘酰亚胺部分引起的结构刚度，Cardo结构和较高的酰亚胺含量导致相当高的Tg值（330-363℃），很低的吸水性(0.35-0.72％)，适度的热氧化稳定性和优异的机械性能这些聚酰亚胺，　　最后，两系列异构聚（硫醚-醚-酞酰亚胺）和含有腈和邻苯二甲腈基，可通过异构BCPIs的芳香亲核取代反应来合成。发现聚酰亚胺膜在常见的有机溶剂中高度溶解，而交联聚合物膜在所有测试溶剂中是不溶的。FT-IR结果显示，腈基的吸收带在热固化后降低，表明腈和邻苯二甲腈基团发生了交联。两种共聚物都显示出了高热稳定性，5％重量损失温度（T5％）在471-509℃范围内;同时固化时共聚物的热稳定性也得到了提高。与没有固化处理的共聚物膜相比，交联后膜的拉伸强度显着提高(28-59％)。