传统的聚酰亚胺因其优异的热力学性能以及电绝缘性能广泛应用于微电子、光电、航空航天等领域。但是,随着科学技术的不断发展,对于聚酰亚胺的性能也有更高的要求,以便适应市场需求,比如将聚酰亚胺作为柔性OLED器件的基板材料时,需要聚酰亚胺具有更高的耐热性以及柔性。同时对于聚酰亚胺的制备工艺和原材料的结构选择也有更严格的要求。目前商用聚酰亚胺的原材料大多来自石油化工的提炼产品,聚酰亚胺的大量使用必定会对环境造成负面的影响。因此,迫切需要开辟新思路来研发高性能聚酰亚胺。本论文从两个方面入手,首先,基于三酚甲烷用于环氧树脂固化剂并赋予优异的耐热性能,我们将三酚甲烷引入二胺单体,制备研究含多芳环结构的聚酰亚胺材料。另一方面基于杂环结构功能化,设计将喹喔啉环这一天然产物中广泛存在的杂环结构引入聚酰亚胺主链结构,研究材料的结构-性能关系。因此,本论文的研究工作主要由两个部分组成。第一部分,通过苯酚和对羟基苯甲醛在酸性条件下反应制备得到三酚基甲烷,然后通过亲核取代反应得到含酚羟基的二硝基化合物双[（4-硝基-3-甲氧基苯氧基）苯基]-（4-羟基苯基）甲烷（OHDQB）以及含三氟甲基的二硝基化合物双[（4-硝基苯氧基）苯基]-[（4-三氟甲基苯氧基）苯基)]甲烷（CFDNH）,经还原得两种二胺,即酚羟基取代多芳环结构二胺双[（4-氨基-3-甲氧基苯氧基）苯基]-（4-羟基苯基）甲烷（OHDPA）以及含三氟甲基取代多芳环结构二胺双[（4-氨基苯氧基）苯基]-[（4-三氟甲基苯氧基）苯基)]甲烷（CFDPA）,通过核磁氢谱、碳谱、红外等表征手段对制备得到的两种二胺进行了表征鉴定。将两种多环芳烃取代的二胺OHDPA和CFDPA分别和商业的BPDA、BTDA、ODPA、PMDA经两步法反应分别得到多芳环聚酰亚胺OPI系列四种聚酰亚胺材料和三氟甲基取代的多环聚酰亚胺FPI系列四种聚酰亚胺材料,并对OPI以及FPI两个系列的聚酰亚胺薄膜进行了一系列性能表征比较。研究表明,多环芳烃结构的引入能有效改善材料的性能。其中,酚羟基取代多环芳烃官能团由于酚羟基的存在引发聚合物主链间醚键形式的适度交联,而使OPI系列聚酰亚胺材料展示了更好的热、力学性能,如:OPI系列的Tg在286～367℃之间,三氟甲基取代的FPI系列的Tg在209～292℃之间;OPI系列薄膜的拉伸强度在103～127 MPa范围,断裂伸长率为6.8～20%,拉伸模量为1.6～3.0GPa;FPI系列薄膜的拉伸强度为72～97MPa,断裂伸长率为5.8～15.4%,拉伸模量为1.51～2.53GPa范围内。三氟甲基取代多环芳烃官能团由于三氟甲基的大体积及吸电子效应,使FPI系列聚酰亚胺材料展示了更好的光学性能和溶解性,如:OPI系列的薄膜在500nm处的透过率为69.6-75.4%,截止波长在369-380nm的范围内,而FPI系列的薄膜在500nm处的透过率在77.1-82.8%之间,截止波长在370-394nm的范围内。我们还将具有抗菌效果的咪唑内盐与OPI系列薄膜以共价键结合制备得到咪唑内盐化聚酰亚胺薄膜,通过测试证明咪唑内盐化聚酰亚胺薄膜具有优异的抗菌性。第二部分,本论文制备了含喹喔啉环结构的二胺即2-[4-（4-氨基苯氧基）苯基]喹喔啉-6-胺（TNDPA）,并通过核磁氢谱、碳谱、红外等表征手段对二胺进行了结构表征。通过将含喹喔啉环结构的二胺TNDPA和商业二胺ODA以等比例组合,分别与商业芳香族二酐BPDA以及ODPA反应制备了含喹喔啉结构的聚酰亚胺薄膜（NPI1和NPI2）,同时以商业ODA和商业BPDA和ODPA合成的薄膜（SPI1和SPI2）为参照,并对含喹喔啉环的聚酰亚胺薄膜NPI1、NPI2与商业薄膜SPI1、SPI2进行了一系列性能分析。研究表明:含喹喔啉环聚酰亚胺NPI系列的耐热性能要远远优于商业聚酰亚胺SPI系列,NPI1以及NPI2的Tg分别为374℃、331℃,薄膜的百分之五的热失重温度(Td5)分别为526℃、510℃,百分之十的热失重温度(Td10)分别为565℃、540℃,而相应的商业SPI1、SPI2薄膜的Tg分别为277℃、273℃,百分之五的热失重温度(Td5)分别为504℃、501℃,百分之十的热失重温度(Td10)分别为518℃、537℃。此外,NPI1、NPI2系列薄膜展现了较好的亲水性,和相似的光学透明性,这些性能改善有望拓展材料在微电子、航空航天、及生物医用等领域的应用。