近年来,耐高温无色聚合物作为一种塑料基材,在图像显示器件、液晶对齐层、光学薄膜、柔性印刷电路板、触控板等光电器件上的广泛应用引起了人们的广泛关注。若将目前易碎的无机玻璃基板（400-700μm厚）、替换为塑料基板（＜50μm厚）,则可以使显示器件更轻、更坚固、更灵活。对于透明的塑料基板来说,须有较高的玻璃化转变温度（Tg＞300℃）以满足高温加工过程。在紫外可见波长范围内具有良好的光学透明度、较高的耐热性和尺寸稳定性、成膜工艺兼容性等。本研究从透明聚酰亚胺（CPI）薄膜的分子骨架设计出发,合成了一系列含有酰胺结构的CPI薄膜。并且对合成的此类薄膜的光学性能、热学性能及力学性能进行深入研究与讨论。（1）从反式1,4-环己烷二羧酸出发,通过酰化反应合成一种含有脂环及酰胺结构的二酐单体（TCDA）,将其与多种不同的二胺(2,2′-双（三氟甲基）-4,4′-二氨基联苯（TFMB）、反-1,4-环己二胺（t-CHDA）、1,4-双（4-氨基-2-三氟甲基苯氧基）苯（6FAPB）、二氨基二苯醚（ODA）以及3,3′-二氨基苯砜（APS）进行聚合,制备一系列透明聚酰亚胺薄膜。其中PI-1（TCDA/TFMB）和PI-2（TCDA/t-CHDA）的综合性能最佳。由于脂肪环结构不存在π电子,能够有效地抑制聚酰亚胺链中电子流动,降低电荷转移（CT）效应,以及将具有强吸电子效应的-CF3引入到分子主链上,增加了空间位阻,限制了聚合物主链之间的相互作用和链堆积,抑制分子主链中电子的流动,极大程度地削弱了电荷转移络合物的形成。使得CPI薄膜(T550 nm)＞89%、黄度指数（YI）3.23、雾度（Haze）值3.23。热玻璃化转变温度Tg＞320℃,热膨胀系数（CTE）＜16.2 ppm/K,Td5%＞434℃。另外CPI薄膜同时还保持较好的柔韧性,PI薄膜的断裂伸长率（εb）、拉伸模量（Et）和拉伸强度（σm）分别为6%～22%、1.8～3.1 GPa和102～146 MPa。（2）从4-氨基邻苯二甲酸出发,通过酰化反应合成四种含有联苯结构、苯结构及酰胺键和醚键的芳香族二酐单体,即s-ABDA、i-ABDA、EADA、p-DAMDA。将其分别与TFMB、t-CHDA二胺通过两步法制备一系列透明聚酰亚胺薄膜。实验结果表明:在二酐单体中引入联苯、苯、醚键及酰胺结构,使得这类新型的透明聚酰亚胺薄膜表现出优异的光学性能(T550 nm＞88%),良好的耐热稳定性(CTE＜4.4 ppm/K;Tg＞314℃;Td5%＞478℃)和机械强度（σ＞208 MPa）。尤其PI-1（s-ABDA/TFMB）薄膜表现出超低的热膨胀系数（CTE=4.4ppm/K）,结合这最大折射率（Δn=0.1832）这表明高温下氢键的作用对于热膨胀的调控是至关重要的。从而联苯结构和刚性酰胺结构的引入使得分子间的堆砌较紧密,降低聚合物的空间自由度,可显降低CTE值。（3）合成含有金刚烷和酰胺结构的新型二酐单体（ATDA）,与三种二胺TFMB、6FAPB、ODA聚合制备一系列透明聚酰亚胺薄膜。测试结果表明,CPI薄膜具有优异的光学性能,其中PI-1（ATDA/TFMB）550 nm处的透过率超过89%,同时具有较高的耐热性（Tg高达352℃）。将脂环笼状型烷烃结构的金刚烷和酰胺基团同时引入到分子骨架中制备一系列兼具高透明性、高耐热和优异拉伸性能的CPI薄膜是较为有效的设计方法。（4）本研究将HPMDA与4-氨基邻苯二甲酸反应合成含有亚胺环的新型二酐单体（IADA）,将其与二胺TFMB、6FAPB、ODA聚合。通过与4-氨基邻苯二甲酸反应后合成的新型单体二酐,大大提高了HPMDA与二胺聚合的反应活性,HPMDA与二胺聚合难度大的难题得到解决。并且在550 nm处的透光可超过87%。但由于聚合物主链中含有大量的柔性基团和脂环结构,使得聚合物在高温下的热膨胀系数明显下降,其中PI-3（IADA/6FAPB）的热膨胀系数为71.49 ppm/K。