高性能聚合物材料如聚芳醚酮、聚苯并咪唑和聚酰亚胺等,由于它们具备优异的综合性能,被广泛应用于航天军工、医疗器械和微电子等高新技术领域。其中聚酰亚胺由于分子结构设计的灵活性,使其在合成上具有多变性,这也是其它聚合物不具备的特点。然而,大多数聚酰亚胺表现出不溶不熔的特点,给加工成型带来很大的不便,使其应用受限。可溶性聚酰亚胺由于其优异的加工性能,而广受人们的关注。然而,其耐热性、机械性能、抗溶剂腐蚀等性能不足,限制了其广泛的应用。因此,兼顾可溶性聚酰亚胺加工性能的同时,提高其综合性能已成为该领域研究的重点之一。为了进一步拓展可溶性聚酰亚胺的应用,使其满足在一些高尖端领域下特殊环境的需求,科研人员对其不断进行增强改性。交联是实现增强的有效手段,依靠氢键作用增强是常用手段,然而氢键键能低,导致其热稳定性差,高温下极易失效;对于共价交联而言,一般需要通过光、热等条件引发,导致了更大的能量损耗,并且部分聚酰亚胺在光热条件下不稳定,因此,需要探寻新型交联方法来改善可溶性聚酰亚胺的综合性能。配位键既具有共价键的稳定性,同时又和非共价键一样,具备可逆性。通过金属配体配位这种简单手段即可提高可溶性聚酰亚胺材料的综合性能达到增强的目的,此外,还可以赋予材料一定的功能性。基于此,本文设计合成了含端羧基及侧羧基的聚酰亚胺,通过羧基与Cu2+配位作用制备了基于端基及侧基金属配位的聚酰亚胺薄膜,系统地研究了配位前后结构及性能上的变化,具体研究内容如下:（1）选用六氟二酐（6FDA）和4,4’-二氨基二苯醚（ODA）为原料,以（n+1）:n的摩尔比合成不同聚合度且酸酐封端的聚酰亚胺低聚物,聚合物在去离子水中沉析并且使其端基水解为羧基,再与Cu2+配位来制备端基配位的聚酰亚胺。利用流延法制备了聚酰亚胺薄膜,比较了不同聚合度聚酰亚胺的成膜性,结果表明,聚合度n=50时成膜性较好。研究了溶液的析出方式对其聚集态结构的影响,结果表明缓慢冷却析出制得的聚酰亚胺结晶度高于快速冷却析出所得到的聚酰亚胺,结晶度的提高有利于提升薄膜的综合性能。配位后薄膜的综合性能得到一定改善,配位后线性热膨胀系数由68.05 ppm/K降至52.47 ppm/K,最大失重速率温度由568 oC提升至572 oC,拉伸强度由55.3 MPa增加到63.3 MPa,提升约14%,且配位后介电常数也得到提高。（2）由于基于端基配位的聚酰亚胺配位交联密度不高,导致综合性能提升不明显。为了进一步增强可溶性聚酰亚胺综合性能,本章选用含羧基的单体3,5-二氨基苯甲酸（DABA）与4,4’-联苯醚四酸二酐（ODPA）、4,4’-二氨基-2,2’-双三氟甲基联苯（TFMB）按照二胺与二酐等摩尔比共聚合成高分子量的羧基位于侧基的聚酰亚胺。通过添加不同含量氯化铜制备了不同交联度的侧基配位聚酰亚胺,当添加一定量氯化铜形成足够交联点后,会产生凝胶。基于侧基配位交联的聚酰亚胺膜在DMF、DMAc等强极性溶剂中浸泡48 h后质量残留率最高可达80%;配位后,耐热性能得到改善,随着Cu2+含量增加,交联度增大,Tg由320 oC提升至362 oC,失重5%的温度由原始的426 oC提升至466 oC;拉伸强度从93 MPa提高到128 MPa,提升约37%,改善效果明显优于端基配位的聚酰亚胺。（3）为进一步丰富聚酰亚胺的功能性。以柔性聚醚胺（PPO）为聚合单元与ODPA、DABA共聚合成聚酰亚胺。此外,利用聚酰亚胺侧基上的羧基与Cu2+络合,并且羧基可与醚键、羰基形成氢键,从而制备基于氢键作用以及金属-配体配位作用的双动态可逆的聚酰亚胺。PPO的引入可减弱聚酰亚胺分子链的刚性,对其成型性造成一定影响,当PPO含量超过68 wt%时,在不引入Cu2+的情况下无法成型,而在引入Cu2+进行配位以形成足够交联点后可以促进其成型。同时,PPO的引入使聚酰亚胺膜的柔韧性提高。通过原位升温红外表征了聚酰亚胺分子间的氢键作用,采用XPS、NMR等手段证明了分子间还存在配位作用,配位作用的引入使其力学性能、尺寸稳定性增强。PPO的引入使得聚酰亚胺分子链的运动能力提高显著,还赋予材料一定的自修复性能,当PPO含量在68 wt%以上时,薄膜表面上的划痕经过80oC加热23 h即可修复;而当膜被裁开,将断面紧密贴合并加热72 h后,修复效率可达到约80%。