本文采取聚合物改性和单体共聚两种方法合成局域高磺化度或膦酸化度的聚合物质子导电材料,具有适当亲水-憎水平衡,在充分水化的状态下形成亲水-憎水微纳相分离结构,有利于质子的长距离传输,提高电导率。在聚合物改性合成方面,本文运用分子模拟与实验相结合的方法优化耐水性和磺化度之间的平衡,在聚（2,6-二甲基-1,4-苯醚）骨架（PPO）接枝聚苯乙烯磺酸侧链（PPO-g-PSSA）,合成了具有良好综合性能的质子导电材料。首先,溴化PPO的甲基,得到溴化PPO（PPO-x Br）;然后,从苯乙烯出发,合成对磺酸乙酯苯乙烯;最后,以PPO-x Br和对磺酸乙酯苯乙烯为原料,通过原子转移自由基聚合（ATRP）合成PPO-g-PSSA。在合成过程,通过调控PPO-x Br的溴化度（x）和聚苯乙烯磺酸侧链的聚合度（m）研究材料的磺化度、质子电导率、耐水性之间的关系,平衡材料的质子电导率和综合性能。结果表明,x<0.2和m>4的质子导电材料可以在改善质子电导率的同时,抑制吸水性。最终结果表明,在不牺牲耐水性的前提下,PPO-g-PSSA的最大离子交换容量达到文献极少报导的3.24mmol·g-1的高值,质子电导率达到45.5 m S·cm-1（95°C、90%相对湿度—RH）。在通过单体共聚合成方面,本文设计了一种兼具1,4-丁二氧基柔性桥链和磺丙氧基侧链的新型磺化聚醚醚酮酮,并在温和条件下通过傅克聚酰化反应合成了该聚合物。首先合成1,4-二苯氧基丁烷（1,4-diphenoxy butane,DPB）和2,2’-联苯-二丙氧基磺酸乙酯（SBP-OEt）作单体。其中,DPB把柔性1,4-丁二氧基脂肪族桥链引入聚合物骨架,而SBP-OEt可溶于一般的极性溶剂,保证傅克聚酰化反应在均相进行。在95°C、90%RH条件下,产物的最高质子电导率达到152.5 m S cm-1。同时,产物具有优异的形状稳定性,在100oC的吸水率仅为53.2%,离子交换容量高达1.74 mmol g-1。这是由于含1,4-丁二氧基柔性桥链的憎水性主链和亲水性的磺丙氧基侧链形成的微纳相分离结构,以及微纳相分离结构对质子传导和耐水性的促进作用。与局域高磺化度结构相似,局域高膦酸化度结构同样能够促进亲水-憎水微纳相分离。本文第三部分以聚砜为骨架,经氯甲基化、羟基化、溴化、膦酸化、水解合成具有局域高膦酸化度结构的膦酸化聚砜。其中,膦酸化侧链以可以自由转动的醚氧键与主链相连,赋予膦酸化侧链更大的自由度,更易集聚形成亲水膦酸基簇,促进骨架和侧链之间的亲水-憎水微纳相分离,有利于构建质子传输通道,提高质子电导率。此外,受课题组关于膦酸和三唑在质子传导中协同作用的启发,本文还设计了同膦酸化和三唑化聚砜的合成路线,合成了膦酸酯型溴苯（Di PEPh Br）和叠氮化聚砜（PSF-CH2-N3）。