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聚酰亚胺-硅氧烷(PIS)共聚物由于具有优异的耐高低温性、高的疏水性和粘结强度、低的介电常数、高的柔软性、耐冲击性和耐原子氧化性等，因此在微电子、胶粘剂、电子线路中的绝缘体、热塑性弹性体、有机溶剂分离、气体分离和航空航天等诸多领域具有很好的应用前景。因此，研究PIS的结构与性能的关系对这类材料的开发和应用具有重要的意义。
但另一方面，随着聚硅氧烷含量的增加，PIS的耐热性明显下降。研究表明，与相应的PIS无规共聚物相比，PIS嵌段共聚物具有更高的热稳定性。但关于PIS嵌段共聚物与PIS无规共聚物在其它方面的性能差异，以及聚酰亚胺嵌段和聚硅氧烷嵌段的长度对PIS嵌段共聚物性能的影响的研究仍不够充分。对于嵌段共聚物，另外一种有效提高其热稳定性的方法是选择熔点高、结晶度大的硬段。该策略已经被广泛和成功地应用到聚酰胺-醚类共聚物，聚酯-醚类共聚物和聚酯-硅氧烷类共聚物。但还没有见到采用该策略以提高PIS的热稳定性的报道。
此外，PIS中的聚酰亚胺嵌段一般由二酐和芳香二胺组成，芳香二胺的合成方法比较成熟且许多已经商品化，但二酐则是比较难以获得的单体。近年来的研究表明，与传统结构的聚酰亚胺相比较，由异构3，4’-位二酐得到的异构聚酰亚胺具有更高的耐热性以及更优异的加工性能，并因此受到广泛的关注，但单一的异构3，4’-位二酐较传统的对称二酐更难以获得。根据课题组前期研究成果，以氯代苯酐为原料，可以方便的合成4，4’-二苯硫醚二酐(TDPA)及其异构体混合物(m-TDPA)。这是一条经济的二酐合成路线，而且由此制备的m-TDPA中以异构的3，4-二苯硫醚二酐(3，4’-TDPA)为主。
因此，本论文主要从以下几个方面开展工作:
1.以TDPA、4，4’-二氨基二苯醚(ODA)和分子量为953g/mol的端二氨丙基聚二甲基硅氧烷(APPS)合成了几种APPS含量约为41wt％的PIS嵌段共聚物。其中，聚酰亚胺嵌段由ODA和TDPA组成，聚硅氧烷嵌段由APPS和TDPA组成。聚酰亚胺嵌段的平均重复单元数分别为5.0、9.0、13.0和17.0，相应地，聚硅氧烷嵌段的平均重复单元数分别为2.8、4.7、6.4和8.0。同时，也合成了具有相同组成的PIS无规共聚物。表征了共聚物的溶解性、熔体流动性、热性能、机械性能、动态热机械行为和相形貌。研究发现:PIS嵌段共聚物比PIS无规共聚物具有更高的弹性回复率、更低的拉伸模量和更好的热稳定性，但溶解性和熔体加工性却降低。而且随着聚酰亚胺嵌段和聚硅氧烷嵌段长度的增加，PIS嵌段共聚物的弹性回复率与热稳定性增加，但拉伸模量、溶解性和熔体加工性降低。其次，PIS无规共聚物具有两个Tg，但PIS嵌段共聚物却有三个Tg。PIS嵌段共聚物中的聚硅氧烷嵌段的Tg随其长度的增加而降低，聚酰亚胺嵌段的Tg随其长度的增加而增加。此外，PIS嵌段共聚物薄膜表面上的聚硅氧烷聚集体更大更稀疏。
2.以m-TDPA、ODA和分子量为953g/mol的APPS合成了几种PIS嵌段共聚物。其中，聚酰亚胺嵌段由ODA和m-TDPA组成，其平均重复单元数固定为9.0;聚硅氧烷嵌段由APPS和m-TDPA组成，其平均重复单元数分别为1.0、2.0、3.0、4.0和5.0，且APPS在PIS中的含量随着聚硅氧烷嵌段长度的增加而逐渐增加。结果表明:这些PIS都具有很好的溶解性，断裂伸长率介于10-112％之间，拉伸强度介于27-86MPa之间和拉伸模量介于0.12-2.15GPa之间，而且弹性回复率随着聚硅氧烷嵌段长度的增加而增加。更重要的是，这些PIS中的聚酰亚胺嵌段的Tg都比较高，介于196-225C之间。
3.以m-TDPA、ODA和分子量为995g/mol的APPS合成了两种PIS嵌段共聚物。其中，聚酰亚胺嵌段由ODA和m-TDPA组成，其平均重复单元数固定为5.0;聚硅氧烷嵌段由APPS和m-TDPA组成，其平均重复单元数分别为2.0和3.0。相应地，以m-TDPA、ODA和分子量分别为1998和2702g/mol的APPS合成了两种PIS无规共聚物且其中的聚酰亚胺嵌段的平均重复单元数也固定为5.0。结果表明，含高分子量的APPS的PIS具有更高的热稳定性而且不明显影响其机械性能。但是，另一方面，高分子量的APPS也给聚合带来不利影响。
4.对比研究了聚酰亚胺嵌段分别为结晶性和无定形的PIS的性能差异。其中，结晶性聚酰亚胺嵌段由3，3，4，4’-联苯四甲酸二酐(BPDA)和1，3-双(4-氨基苯氧基)苯(TPER)组成，无定形聚酰亚胺嵌段由双酚A二酐(BPADA)和间苯二胺（m-PDA）组成。在提高PIS的耐热性方面，结晶性的聚酰亚胺嵌段明显优于无定形的聚酰亚胺嵌段。此外，也采用示差扫描量热分析(DSC)、X-衍射(WXRD)和偏光显微镜(POM)对聚酰亚胺嵌段为结晶性的PIS的结晶行为进行了研究。发现随着APPS含量的增加，PIS的结晶能力下降。