电致变色(Electrochromism,EC)是指在外加电场或电流的作用下,材料发生可逆的氧化还原反应,在外观上表现为颜色和透明度等光学性能的可逆变化。电致变色材料被广泛应用于调光玻璃、天窗、遮阳板、后视镜、显示器以及军事等领域。聚合物电致变色材料由于具有分子设计多样性、变色范围宽和容易加工等特点,受到人们的重视,成为目前研究的一个热点。信息技术的快速进步与发展要求存储记忆器件向非易失型、高存储量和低成本的方向发展。在非易失型存储器件的制备和应用上,传统硅半导体材料遇到了一些问题。聚合物非易失型存储器件可以克服硅存储器件的不足,而且具有可折叠、易制备、轻质量和最有可能突破极限纳米尺度等优势。在相同的电压下,聚合物存储材料存在不同的导电态,可以实现超高密度及超大容量的信息存储,因此是最具潜力的下一代非易失型存储材料。功能性可溶聚酰亚胺由于其优异的耐热稳定性、化学稳定性和良好成膜性等特点,广泛应用于光电材料中。本文从分子结构设计出发,将不同取代基引入到聚酰亚胺中,利用红外、核磁和元素分析对其结构进行了表征,并系统研究了聚酰亚胺的不同分子链结构对其耐热性能、溶解性能、电化学性能以及电致变色和存储记忆性能等的影响规律。本文首先合成了含三氟甲基单体2,2′-双(4-氨基-3-三氟甲基苯氧基)苯和含甲氧基单体2,2′-双-(4-氨基-3-甲氧基苯氧基)联苯,通过一步溶液缩聚法合成了新型系列聚酰亚胺。结果表明,这些聚酰亚胺具有良好的溶解性和耐热性能;在电致变色过程中,不同二酐的聚酰亚胺颜色变化不同,但二酐中含有吸电子基团时颜色变色不明显;取代基变化或二胺结构的不同对颜色的变化影响不大,其中含三氟甲基的聚酰亚胺具有较低的还原电压和较高的电致变色效率。在存储记忆器件测试中,PI-a、PI-b、PI-c、PI-d表现出非易失型重新写入的flash存储性质,而PI-e则表现出写一次读多次的WORM存储行为,其中含甲氧基的聚酰亚胺具有较低的阈值电压,含三氟甲基的聚酰亚胺具有较大的开关电流比。本文又合成了单体4,4′-二氨基-4′′-甲氧基三苯胺、4,4′-二氨基-4′′-苯氧基三苯胺、4,4′-二氨基-4′′-氟三苯胺和4,4′-二氨基-2′′,4′′-二氟三苯胺,与3,3’,4,4’-二苯基砜四羧酸二酸酐(DSDA)在温和条件下制备含不同取代基的聚酰胺酸酰亚胺(PAA-IM),并分别测试了四丁基高氯酸铵(TBAP)和对甲基苯磺酸(TsOH)中的变色性能。结果表明,PAA-IM薄膜的颜色由无色变为蓝色,电化学性能随电解质的不同而有较大变化。与常用的四丁基高氯酸铵电解液相比,PAA-IM在酸性电解液中的循环稳定性有所提高,其中,含氟聚酰胺酸酰亚胺(PAA-IM-F)具有更大的对比度、更高的变色效率和更好的循环稳定性。