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芳香族聚酰亚胺具有高刚性,因此表现出高的气体选择性,现已研究了大量芳族聚酰亚胺的气体分离性能。一个良好的气体分离膜还必须表现出高的渗透性,而这通常可改变分子结构以降低分子链的堆积密度来实现。在聚酰亚胺分子链中引入含氟基团是一种提高气体渗透性同时保持聚合物优异热性能和高选择性的有效方法。为此,本课题从结构改性出发,设计合成了三类含氟和特定结构的聚酰亚胺。主要内容如下:1,通过合理的分子设计,以对羟基苯甲醛、4-三氟甲基苯乙酮和乙酸铵为起始原料,经过三步有机反应得到含三氟甲基、酯基和大侧基结构的新型二胺单体4-(2,6-双(4-(三氟甲基)苯基)吡啶)苯基3,5-二氨基苯甲酸酯(FPPAB)。将FPPAB、共聚二胺4,4’-二氨基二苯醚(ODA)和多种商品化二酐聚合得到一系列聚酰亚胺。测试并对比了相应聚酰亚胺的热稳定性、溶解性能、微观分子链间距、力学性能和气体分离性能。结果表明制备的聚酰亚胺热稳定性优异,溶解性能较好,力学性能优良,微观分子链间距也较大,相比商品化二胺和二酐聚合得到的聚酰亚胺(ODA/BPDA)气体分离性能明显改善。2,以3,5-二氟苯甲醛、4-硝基苯乙酮和乙酸铵为原料经两步反应得到含氟原子和非共面三苯基吡啶结构的新型二胺单体4-(3,5-二氟苯基)-2,6-双(4-氨基苯基)吡啶(FPAP)。将FPAP分别和多种商品化二酐进行缩聚得到一系列聚酰亚胺。对聚酰亚胺的热稳定性、溶解性能、力学性能、微观分子链间距和气体分离性能进行了表征,结果显示制备得到的聚酰亚胺热性能非常突出,溶解性较好,力学性能优异,分子链紧密堆积程度较弱,气体分离性能也都有所改善。3,采用2,2-双-(4-羟苯基)六氟丙烷、N,N-二甲基硫代酰氯和4-氯硝基苯为原料分别经过“加成-消去”、热重排、水解、亲核取代、氧化和还原六步有机反应得到含六氟异丙基和砜基结构的新型二胺单体2,2-双[4-(4-胺基苯砜基)苯基]六氟丙烷(FPPSD)。将FPPSD、共聚二胺ODA和多种商品化二酐共聚得到一系列聚酰亚胺。测试了聚酰亚胺的热稳定性、溶解性、力学性能、微观分子链间距和气体分离等物理性能并相互进行了比较。结果表明所得到的聚酰亚胺热性能均较为优异,溶解性能良好,力学性能优良,微观分子链间距较大,气体分离性能也均有所提高。