磺化聚酰亚胺以其优异的热化学稳定性，良好的机械性能等在质子传导膜领域被广泛关注，尤其磺化聚酰亚胺材料又具有低气体和甲醇透过率的优势，被认为是很有可能作为质子交换膜的材料。由于磺化聚酰亚胺主链弱的疏水性及磺酸较弱的酸性，使得这类聚合物质子传导率较低与于全氟磺酸膜。如果单纯采用提高磺化度来增加磺酸集团的浓度以提高质子导电率，会导致聚合物的溶胀以及加速酰亚胺环的水解。所以磺化聚酰亚胺类聚合物材料的稳定性和导电率之间平衡是这类材料研究的关键。本论文以聚酰亚胺为基础，通过共聚引入侧链磺酸基团、设计高密度磺酸基单体及在主链中引入碱性基团的方法制备了一系列磺化聚酰亚胺材料，主要有以下几方面内容：　　 1．以磺化的二氯二苯酮和苯甲酰基位于氯原子邻位的双氯单体为原料，通过Ni(0)催化偶联反应制备得到了一系列磺化聚苯-萘酰亚胺聚合物，该聚合物具有优异的溶解性和良好的成膜性。与磺化聚苯相比，这类聚合物具有优良的溶胀稳定性，所有膜的溶胀率低于10％，这归结于酰亚胺环上强的电子转移增强了链段内和链段间强的相互作用；这类共聚物显示了与聚苯相当的耐氧化稳定性能，在Fentons试剂中的耐受时间大于34小时，说明全芳香型的聚合物主链有利于提高膜的耐氧化性能。由于侧链磺酸基团的引入，制得的共聚物具有高的质子传导率。在湿态室温条件下，膜的质子传导率与商品化的Nafion117相当，在高温100℃条件下，膜的质子导电率达到3.02×10-1 S cm-1，几乎两倍于Nafion117膜。　　 2．通过四种不同类型的二胺单体与氯代萘酐反应得到具有不同链段结构的双氯代单体，通过Ni(0)催化偶联聚合反应可以得到高分子量的磺化聚苯-萘酰亚胺共聚物，不同主链结构的二胺赋予了聚合物不同的性能。脂肪族链段的引入提高了聚合物的断裂伸长率；对质子交换膜性能的测试表明，主链含有疏水甲基的磺化聚合物显示了较低的吸水率和质子传导率，同时疏水基团保护了聚合物主链，显示了高的水解稳定性及氧化稳定性。　　 3．合成了侧链含有四个磺酸基团的高密度磺酸基二酐，用二酐单体分别与ODA二胺及脂肪族的十二胺聚合反应得到了高分子量的磺化聚酰亚胺共聚物，聚合物具有高的分子量可以得到性能优异的膜。侧链密集的磺酸基使得聚合物链段的疏水链相对连续且较长，增进了亲水与疏水链段的分离结构，提高了材料的溶胀稳定性及质子传导率。由于侧链苯氧基的存在，聚合物具有优良的水解稳定性，在140℃水中的耐受时间大于100小时。　　 4．通过联萘二酐，磺化二苯醚二胺以及非磺化的三苯胺共聚制备了含有碱性基团的磺化聚酰亚胺聚合物，聚合物具有优良溶解性能。碱性基团的引入降低了膜的吸水率，碱性基团与磺酸基之间酸碱相互作用使制备的磺化聚合物膜具有优异的尺寸稳定性能。基于联萘二酐的磺化聚酰亚胺显示了良好的水解稳定性，在120℃水中测试24小时后，机械性能也基本保持不变，聚合物中酸碱相互作用导致的低吸水率也有利于膜在全水条件下的稳定。聚合物的氧化稳定性较差表明三苯胺链段中N原子对氧化试剂的不稳定。