湿度表示空气中水汽的多少,是气象观测的基本参数之一,湿度测量一直是气象常规观测的难点。高分子电容式湿度传感器(湿敏电容)是目前应用最广泛的测湿元件。湿敏材料作为感湿层是构成湿度传感器的核心。目前研究热点主要有聚酰亚胺、聚乙炔苯、聚砜、等离子聚合聚乙烯、线性交联等离子聚合聚甲基丙烯酸甲酯等高分子湿敏材料,这些湿敏材料来源丰富,同时具有易于制备、加工,并且可以通过分子结构的改性,获得不同的物理化学性能。聚酰亚胺(Polyimide,简称PI)是一类以酰亚胺基因为特征结构的聚合物,这类聚合物具有其它材料无法比拟的强度、耐磨性以及优异的力学、光学性能和化学稳定性等一系列优良性能,广泛应用于航天、航空、原子能、膜分离技术、精密及重大机电产品、液晶显示等高技术领域。同时,由于聚酰亚胺具有突出的耐高温性能、介电性能和优良的抗辐射性能,它作为功能材料在微电子工业及大规模和超大规模集成电路中获得日益广泛应用。近年来,聚酰亚胺作为一种很好的感湿材料得到越来越多的研究及关注,用聚酰亚胺作为感湿膜,放在平行板电容器中间充作介质,制成电容式湿度传感器,具有响应速度快、灵敏度高、输出范围宽、湿滞误差小,温度特性和长期稳定性好等特点,所以在湿度传感器领域受到人们重视,是一种新型很有前途的湿度传感器敏感材料。本课题工作主要分为以下五个部分：含砜基聚酰亚胺单体的合成及性能研究；含砜基聚酰亚胺薄膜的制备及性能研究；联苯型聚酰亚胺薄膜的研制及性能研究；联苯型聚酰亚胺薄膜的老化性能研究；聚酰亚胺湿敏电容的研制。首先,由4,4’-二羟基二苯酚(BPS)与对氯硝基苯(4CNB)为原料,在甲苯和N,N-二甲基甲酰胺(DMF)混合溶剂中反应,经亲核取代反应合成硝基物4,4’-双(4-硝基苯氧基)二苯砜(BNDPS),然后经活性炭、水合肼,氯化铁还原得到二氨基物4,4＇-双(4-氨基苯氧基)二苯砜(BADPS),并利用FT-IR、DSC对单体熔点及特征吸收峰进行了表征。其次,由该二胺单体BADPS和其它2种二胺单体4,4’-二氨基二苯醚(DADPE)、4,4＇-二氨基-3,3＇-二氯二苯基甲烷(MOCA)与一种二酐单体3,3’,4,4’-四酸基联苯二酐(BPDA)反应,制得一系列含砜基聚酰胺酸溶液,成膜,亚胺化,得到相应的聚酰亚胺薄膜,并进行了性能研究分析,结果发现含砜基聚酰亚胺薄膜有优良的综合性能。由4,4’-二氨基二苯醚(DADPE),3,3’-二甲基-4,4’-二氨基二苯基甲烷(DADM)与3,3’,4,4’-四酸基联苯二酐(BPDA)于一定量强极性非质子溶剂DMAc中搅拌反应完全,得到联苯型聚酰胺酸溶液,涂膜,热亚胺化,自然冷却至室温,脱膜,烘干,得相应的联苯型聚酰亚胺薄膜。同样测定一系列的性能数据,包括比较未老化、老化100h,老化300h的各项性能结果来研究其耐老化性能。研究结果表明,联苯型聚酰亚胺薄膜具有优异的综合性能。薄膜的介电常数在3.0-3.5之间,最大强度为124.4MPa,最大透过率超过90%,表面能为45-55mJ/m2,吸水率小于2%。该系列薄膜在高温环境下老化的各项性能变化很小,具有优异的耐老化性能。通过以上实验室分子结构设计自制的系列聚酰亚胺比较研究,选取综合性能优异的含砜基、联苯型聚酰亚胺作为湿敏电容的感湿材料,并对湿敏电容的湿滞、灵敏度、响应时间、线性度等性能指标等进行了研究讨论,得到了综合性能优异的聚酰亚胺湿敏电容,并已在上海长望气象科技有限公司定型批量生产