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随着电子信息技术特别是大规模集成电路的突飞猛进,电子产品正朝着轻量薄形化、高性能化和多功能化方向发展,其对介质材料的要求越来越高。迫切需要开发新一代低介电常数材料。聚酰亚胺（PI）作为一种高性能聚合物材料,从上世纪70年代起已被用作电路板金属层间介质。PI具有优良的耐热性,较高的力学性能、耐化学腐蚀性和粘结性等,被广泛应用于微电子领域。PI本征介电常数值介于2.93.4之间,已不能满足电子工业对新一代介电质材料的要求。目前主要通过在PI主链中引入氟元素以及在PI中掺杂介孔材料来降低PI的介电常数。本论文通过对三种不同结构含纳米孔洞的多金属氧酸盐（POMs）进行有机改性,并将改性物引入对苯二酐（PMDA）-二苯醚二胺（ODA）型PI及含氟共聚型PI中,制备了一系列PI/POMs复合薄膜。通过红外光谱、核磁共振谱、X-射线表面光电子能谱、X-射线衍射、透射电镜、扫描电镜、凝胶色谱、动态粘弹分析仪、差热扫描量热和热重分析等对其结构和性能进行了详细研究。1.以带氨基官能团的硅烷偶联剂3-氨丙基三乙氧基硅烷（KH550）对Keggin结构POMsK8SiW11O39(SiW11)进行表面有机改性,制备了有机改性物SiW11KH550。分别将SiW11和SiW11KH550通过前驱体溶液共混法引入PMDA-ODA型聚酰胺酸（PAA）中,两步法制备了一系列PI复合薄膜。粘度及红外测试表明,SiW11KH550通过氨基官能团与PAA末端酐基官能团反应共聚入PI主链中。XRD及SEM测试结果显示,SiW11在PI中形成2μm的结晶团聚物;SiW11KH550则均匀分散在聚合物中,其大小约为2050nm之间。在0wt%10wt%的SiW11KH550添加量范围内,随SiW11KH550添加量的增加,复合薄膜的玻璃化温度、热分解温度有所提高,而介电常数则降低至2.10。相反,添加SiW11使聚合物的物化性能变差。2. SiW11KH550添加量受PAA末端酐基的限制。为进一步增大SiW11的添加量,以带环氧基官能团的硅烷偶联剂3-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷（KH560）对SiW11进行有机改性,使SiW11表面带有环氧官能团。红外谱图分析发现带环氧官能团的SiW11不但能与PAA末端酐基反应,而且能与PAA主链上羟基官能团形成氢键作用,有利于SiW11的分散。在0wt%20wt%的SiW11KH560添加量范围内,复合薄膜的介电常数随SiW11KH560添加量的增大从3.29降低至2.81。3.相比于共聚法将SiW11引入PI,共混法添加过程简单,影响因素单一。基于此,以带双键的硅烷偶联剂乙烯基三甲氧基硅烷（A171）对SiW11进行有机改性,制得有机改性物SiW11A171,以增大SiW11与PI的相容性。XRD及SEM测试显示,SiW11A171均匀分散于PI薄膜中,所特有的结晶峰也随之消失,与聚合物基体的相容性大为改善。在0wt%20wt%的SiW11A171添加量范围内,制备的复合薄膜的介电常数低至2.05。4.用KH550、A171改性了不同结构的POMs—K7PW11O39(PW11 Keggin结构)和K6P2W17O61(P2W17 Dawson结构),并将上述改性物引入PMDA-ODA型PI中制备了一系列PI复合薄膜。结果表明复合薄膜的介电常数受POMs组成、结构及POMs离子电负性等因素的影响。其中,PW系列的POMs降低复合薄膜介电常数的效果好于SiW系列的POMs;Dawson结构POMs好于Keggin结构POMs;电负性越大,POMs降低复合薄膜介电常数的效率越高。所制备的一系列复合薄膜中,介电常数最低值出现在添加量为20wt%时的氨基改性P2W17的复合薄膜,其介电常数为1.68。5.以PMDA、ODA、六氟二酐（6FDA）和2,2’-二（三氟甲基）联苯二胺（TFDB）为单体合成了含氟嵌段共聚型PI。通过溶解性能、成膜性能等研究发现,当含氟组分摩尔比占共聚物的50%时,所制备的共聚薄膜具有较好的综合性能。其介电常数为2.84。运用Maxwell方程、Lorenz介电理论以及Vogel介电理论对所制备的共聚物进行介电常数计算发现,后两种理论计算得出的介电常数与实测值具有很好的吻合关系,其最大误差小于10%。将P2W17KH550添加入含氟共聚PI中,当添加量为15wt%时,制备的复合薄膜介电常数为1.63,同时所制备的复合薄膜能溶解于极性惰性溶剂DMF、DMAc等。