磺化芳香聚合物以其优异的热化学稳定性，良好的机械性能，低的燃料透过等优势，近年来其作为质子交换膜材料而被广泛研究。但是由于磺化芳香聚合物磺酸弱的酸性以及差的相分离结构，使得这类聚合物显示了低的导电率(尤其在低湿度条件下导电率下降更为明显)。因此限制了这类材料的实际应用。本论文以提高三蝶烯型磺化聚芳醚砜高温低湿度下导电率为目标，通过分子设计成功得到了一系列磺化聚苯基喹喔啉，高磺化度、高水稳定性的磺化聚芳醚砜，区域高密度磺酸的磺化聚芳醚砜以及含氟磺化聚芳醚砜质子交换膜材料，并讨论了不同结构对聚合物稳定性，相分离结构以及质子传导率的影响：　　 1.从磺化单体出发，通过低温缩聚的方法制备了2个系列不同磺化度的聚苯基喹喔啉(SPPQ-x和SPPQ(O)-x)。该聚合物具有优异的溶解性和热稳定性。相应的聚合物膜显示了高的机械性能、优异的水解稳定性、好的氧化稳定性以及低的甲醇透过。由于喹喔啉环中的碱性N原子和磺酸基相互作用，在高温、高IEC条件下这类聚合物还表现了低的吸水率和优异的尺寸稳定性。　　 2.利用2，5-三蝶烯二酚，4，4’-二羟基二苯砜以及4，4’-二氟二苯砜通过亲核取代共聚，然后再通过后磺化的方法首次合成了一系列含磺化三蝶烯单元的聚芳醚砜(SPES-x-TPD)。由于刚性、非平面、侧链磺化三蝶烯基的影响，在高IEC条件下，SPES-x-TPD膜仍表现了好的水稳定性。同时，由于其高IEC条件下形成的良好的微相分离结构，这类材料在高温低湿条件下显示了高的导电率。例如：SPES-60-TPD膜在94％RH时导电率为2.5×10-1，是相同条件下Nafion117的2倍多；在34％RH其导电率为4.5×10-3S/cm，是相同条件下Nafion117的1.5倍。　　 3.首次通过6，13-双三蝶烯二酚，4，4’-二羟基二苯砜以及4，4’-二氟二苯砜合成了一系列含磺化双三蝶烯单元的磺化聚芳醚砜(SPES-x-PPD)。通过透射电镜发现，磺化双三蝶烯基团的的引入对聚合物的相分离结构有着显著的改善。同时，由于其区域磺酸集中的结构特点，即使在相对较低的IEC条件下，仍显示了较高的导电率。例如：膜SPES-40-PPD在94％RH导电率为2.6×10～S/cm，是相同条件下Nafion117的2倍多；在34％RH其导电率为2.7×10-3 S/cm，也和相同条件下Nafion117相当。　　 4.通过6，13-双三蝶烯二酚，6-F双酚A，3，3’，4，4’-四氟二苯砜以及十氟联苯成功合成了含氟的磺化双三蝶烯型聚芳醚砜。由于聚合物主链中大量氟原子的引入使得聚合物主链更加疏水，从而进一步扩大了疏水的聚合物主链和亲水的磺酸侧链的极性差别，最终得到了一系列有着更好的微相分离结构以及高温低湿条件下更高质子导电率的质子交换膜。例如：膜SPES-x-PPD(10F)(IEC=1.82 mmol/g)在94％RH导电率为2.13×10-1S/cm，是相同条件下Nafion117的2倍；在34％RH其导电率为2.25×10-3 S/cm，也和相同条件下Nafion117接近。