由于大量开采和燃烧煤和石油等化石资源以满足交通、供暖、供电等需求,温室气体（如二氧化碳等）的排放量急剧增加,对气候和环境造成严重影响。温室气体减排因此成为世界各国难以回避的一个难题。我国力争在2030年前二氧化碳（CO2）排放达到峰值,争取2060年前实现“碳中和”。发展新型高效的CO2捕集技术、发展低能耗、环境友好的CO2分离技术与环境保护息息相关,也是实现“碳达峰”和“碳中和”目标的重要手段。气体分离膜因能高效地从混合气体中分离出单一气体,且具有成本低、无污染、使用简单等众多优势而被广泛应用于化工、石油等领域中的CO2分离。气体分离膜主要分为高分子膜和无机膜,其中无机膜气体分离性能较好但膜质极脆,难以满足工业气体分离的苛刻要求,而高分子膜制造成本低且易加工。在众多的高分子膜中,聚酰亚胺（PI）膜材料因为具有优异的耐热性能、力学性能以及较高的气体分离性能受到广泛关注,但受制于气体渗透性与选择性间“此消彼长”的矛盾关系（trade-off）,使得聚酰亚胺膜的工业应用受到一定限制。膜的透气性通常与膜的自由体积和分子链堆积密切相关,而共聚改性是调节和改善聚酰亚胺膜微结构和气体渗透性能有效方法之一。基于此,我们采用了共聚改性的方法在Kapton结构PI分子链中引入了柔性聚醚（PPO,Mn～2000）。即以均苯四甲酸二酐（PMDA）与4,4’-二氨基二苯醚（ODA）为主体,引入第三单体PPO,制备了PPO含量（0～65 wt%）可控的聚酰亚胺薄膜,利用红外、热重分析确认了分子结构和PPO含量。Kapton结构刚性较强,薄膜自由体积较小,气体渗透性不佳。引入PPO链段一方面有利于增大其自由体积,另一方面共聚物膜显示微相分离结构,在双重因素的作用下,薄膜CO2气体的渗透系数提高了22倍;且基于溶解性选择,对CO2/N2气体的选择性系数由18.77提高到30.12。随后,我们进一步探究了PPO对含氟结构PI气体分离膜的影响。区别于Kapton结构,含氟结构的PI因为三氟甲基的存在,薄膜自由体积较大,气体渗透性较好,但选择性较差。我们采用六氟二酐（6FDA）、4,4’-二氨基-2,2’-双三氟甲基联苯（TFMB）和PPO共聚合,制备了一系列不同PPO含量（0～38wt%）的聚酰亚胺薄膜。在6F/TF体系中引入PPO链,软硬段“互穿”,软段影响了原本的孔隙,使得薄膜自由体积下降,气体渗透性下降的同时气体选择性有所增加。当PPO含量为38 wt%时,CO2/N2选择性系数由21.61提高到23.62。为进一步提高6F/TF体系的气体渗透性,我们通过水解共缩合的方法合成了氨基修饰的超支化聚硅氧烷NH2-HBPSi,并通过原位聚合的方式将其引入到6F/TF的PI基体中,制备复合膜。复合膜结构致密,没有出现明显的粒子团聚现象。复合膜的气体渗透性能随NH2-HBPSi含量的增大有明显改善,渗透系数随NH2-HBPSi含量的增加呈现先增大后减小的趋势。NH2-HBPSi含量为15 wt%时,薄膜CO2渗透系数由30.85 Barrer增加至71.13 Barrer。