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聚酰亚胺具有优异的力学性能、热稳定性和耐化学稳定性，以及对气体极好的选择性，同时其分子结构容易设计，因而广泛应用到气体分离膜的制备中。然而聚酰亚胺分离膜大多气体渗透性较低，影响分离膜的工作效率。为解决上述问题，本论文从分子设计出发，基于二酐6FDA，设计合成具有不同特征结构的二胺并制备系列新型聚酰亚胺，研究了聚酰亚胺的分子结构与其溶解性能、耐热性能、力学性能，特别是气体分离性能的关系。最后，也对实际应用的不对称分离膜的制备工艺进行了初步探索。主要研究工作如下: (1)采用3种含氟芳香二胺6FAPB、6FBAB和TFDB与含氟二酐6FDA，通过高温溶液法制备了GSPI-L系列线型含氟聚酰亚胺。该系列聚酰亚胺具有优良的溶解加工性能、耐热性能和力学性能。相应地，该系列分离膜具有优异的气体分离性能，尤其在O2/N2的分离中更具优势。例如，GSPI-L3的选择系数与商业化PSF分离膜接近，渗透系数是PSF的7.9倍;与文献报道的GSPI-ref相比，GSPI-L3有着与之相近的渗透系数，而选择系数则较GSPI-ref提高了2.4倍。 (2)设计合成了两种三蝶烯型二胺BAT和6FBAT，并与二酐6FDA通过高温溶液法聚合制备了GSPI-T系列新型三蝶烯型含氟聚酰亚胺。该系列聚酰亚胺具有优良的溶解加工性能、耐热性能和力学性能。相应地，该系列分离膜具有优异的气体分离性能，尤其在CO2/CH4的分离中更具优势。例如，GSPI-T2的选择系数与商业化分离膜Matrimid(@)接近，而渗透系数是Matrimid(@)的2.8倍;与GSPI-ref相比，GSPI-T2的渗透系数接近GSPI-ref，选择系数较之提高21％。 (3)设计合成了3种苯侧基型芳香二胺BAPM、BAFM以及BATFM，并与二酐6FDA通过高温溶液法聚合制备了GSPI-P系列苯侧基型含氟聚酰亚胺。该系列聚酰亚胺具有优良的溶解加工性能、耐热性能和力学性能。相应地，该系列分离膜具有优异的气体分离性能。对于CO2/CH4的分离，在保持高选择系数的前提下，渗透系数是商业化分离膜Matrimid(@)的14倍;与GSPI-ref相比，3种GSPI-P系列分离膜的选择系数高于GSPI-ref或与之相近，而渗透系数是GSPI-ref的2.9-3.4倍。对于O2/N2的分离，GSPI-P系列分离膜也在保持高选择性的前提下，渗透性能同时优于商业化分离膜以及GSPI-ref。此外，该系列分离膜的气体分离性能优于GSPI-L系列分离膜和GSPI-T系列分离膜。 (4)优选GSPI-P2(6FDA/BAFM)体系树脂，以DMAc为溶剂，以水为非溶剂，通过相转换法制备非对称膜，研究了不同涂膜液固含量对非对称膜形貌的影响，最终获得了具有致密-多孔结构的非对称结构的分离膜。