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聚酰亚胺(PI)由于其耐热性能、热稳定性能抵抗化学腐蚀性和机械性能都十分突出,作为一类高性能材料而被广泛的研究。PI综合性能优异,广泛应用于气体分离膜、胶黏剂、微电子、航天器件、高密度集成电子电路等传统和现代高科技领域。含吡啶PI能增加其电子亲和性从而改善其电子传递性能和通过未共享的孤对电子的质子化从而提供一种修饰其发光性能的途径,由于其独特的发光和电子性能,使得这类材料应用于光学、光电子学和光致发光材料中。然而,这类含吡啶聚合物材料具有一些缺点,如聚合物刚性较大,分子间作用力强,在有机溶剂中溶解性差和难融熔,加工成型困难,从而限制了他们作为一类新型的高性能材料的进一步应用。因此,改善这类新型材料的溶解性显得尤为迫切。本文先对PI的简介,结构、性能、合成方法以及应用等情况进行了系统的阐述,然后详细地介绍了含吡啶环聚酰亚胺以及超支化聚酰亚胺(HBPI)的合成和改性。首先,本文用改进的Chichibabin、亲核取代(Weilianms成醚反应)和加氢还原三步反应合成含吡啶环二胺单体(m,p-6FPAPP)。然后,将其与商品化的二元酸酐3,3’,4,4’-二苯酮四甲酸二酐(BTDA)和2,2-双[4-(3,4-二羧基苯氧基)苯基]丙烷二酐(BPADA),以N,N-二甲基甲酰胺(DMF)为溶剂,通过常规的两步法,合成了含吡啶环-氟化共聚酰亚胺。聚合物结果表明,FTIR测试在1780cm-1、1720cm-1和1380cm-1左右出现了聚酰亚胺的特征吸收峰。所得聚酰亚胺在常见溶剂(如间甲酚,DMF,N,N-二甲基乙酰胺(DMAc),二甲基亚砜(DMSO),N-甲基吡咯烷酮(NMP),四氢呋喃(THF))中可溶解；在氮气氛中,玻璃化转变温度(Tg)为202.1～219.7℃,10%失重温度为537.0～572.8℃,800℃质量保持率为60.7%～63.1%。PI膜的紫外截止波长为375～380nm,吸水率为0.55%～0.63%。然后,以o-羟基苯乙酮、对氯硝基苯和对羟基苯甲醛为原料,通过亲核取代反应、改进的Chichibabin反应以及加氢还原合成了一种新型含邻位取代单元及毗啶环的芳香二胺4-[4-羟基苯基]-2,6-双[4-(2-氨基苯氧基)苯基]吡啶(p,o-PAPP)。将二胺p,o-HAPP和四种商品化二酐,通过化学亚胺化或热亚胺化依次合成PAA和PI,PAA的产率为95%-98%,PI的产率为96%-97%。FT-IR光谱表明,四种PI在1720cm-1、1780cm-1、1380cm-1和745cm-1出现了酰亚胺环的特征峰,结合聚合物1H NMR图谱,说明已得到PI聚合物。溶解性测试表明PI能溶于常见极性溶剂(如m-Cresol, DMF, DMAc, DMSO,NMP),还能溶于低沸点溶剂(如THF), XRD图谱表明所得PI为为非晶态结构；DSC和TGA测试表明PI具有较好的耐热性能和热稳定性,PI的Tg为323.4℃～259.8℃,T10为576.4℃～485.5℃,Rw为69.7%～52.2%。PI的UV-vis光谱和荧光光谱表明是PI经HC1处理后,聚合物吡啶环上极性的N原子被质子化,并在470nm附近出现非常强的荧光发射峰。最后,本文通过通过改进的Chichibabin反应、亲核取代反应和加氢还原三步化学反应得到了三胺单体2,4,6-三[4-(2-硝基苯氧基)苯基]吡啶(p,o-TAPP),用FT-IR、1HNMR、13C NMR和元素分析测试等手段表征了单体的分子结构；采用A2+BB’2型反应合成了具有高度支化结构的AM-HBPI和AD-HBPI,产率分别为93.3%-96.8%和94.3%-97.6%,特性粘度分别为0.54dL/g～0.67dL/g和0.55dL/g～0.69dL/g。通过FT-IR和1H NMR、13C NMR表征AM-HBPI和AD-HBPI的结构。在FT-IR光谱中,6种PI在1720cm-1,1380cm-1、1780cm-1,740cm-1均出现了酰亚胺基团的特征吸收峰；溶解性测试表明AM-HBPI和AD-HBPI能溶于间甲酚、DMF、DMAc、DMSO、NMP,也溶于低沸点溶剂THF、CHC13、CH2Cl2, XRD图谱表明所得PI为为非晶态结构；DSC和TGA测试表明PI具有较好的热性能,AM-HBPI和AD-HBPI的Tg分别为273.8℃～298.0℃和270.7℃～307.31℃,T10分别为543.6℃～558.9℃和551.2℃～568.6℃,800℃Rw分别为63.0%～64.8%和63.4%～64.9%；HBPI分子主链中的吡啶环结构使其具有良好的紫外光吸收性能,在465nm附近出现了微弱的荧光发射峰,同时随着HCI浓度增加,聚合物质子化后荧光强度由弱变强。