20世纪50年代，为满足航空航天工业对耐热、高比强度、高比模量、轻质的结构材料的迫切需求，一类主链以芳环和杂环为主要结构单元的聚合物——特种工程塑料应运而生。这类材料除具有普通工程塑料所具有的优异机械性能外，其长期使用温度在150℃以上。当时发表的芳杂环聚合物有数十种之多，主要包括聚芳醚砜（PES）、聚苯硫醚（PPS）、聚芳醚酮（PAEK）、聚酰亚胺（PI）、聚苯并咪唑（PBI）、液晶聚合物（LCP）等。特种工程塑料的使用量虽然无法与通用塑料相比，但由于其具有优异的使用性能，在航空航天、汽车、电子、核能等领域具有不可替代的地位，产品附加值高，越来越受到关注。聚醚醚酮（PEEK）作为聚芳醚酮（PAEK）的一种，是特种工程塑料家族中的重要一员，广泛的应用于电子器件、机械仪表、交通运输和航空航天领域。同时，聚醚醚酮是一种半结晶性的高分子材料，根据其加工条件参数的改变，其结晶度可以控制在0-48%的范围内。高分子材料的聚集态结构强烈的影响其使用性能，因此，通过调整加工成型条件，可以控制聚醚醚酮的聚集态结构特征，从而得到预期性能的材料制品。聚醚醚酮的玻璃化转变温度较低，这一点限制了它的使用温度。即使是结晶度很高的聚醚醚酮树脂，其在200℃以上也会发生严重的软化，限制了这类树脂材料在较高温度段的使用性能，因此通过材料改性的方法来提升聚醚醚酮树脂的使用温度，改善其高温段使用性能是很有必要的。聚酰亚胺（PI）由于主链中高含量的芳杂环具有优异的热稳定性和很高的使用温度，在尖端国防工业和一些民用工业中得到了广泛的应用。其中热塑性聚酰亚胺（TPI）除了具有与一般聚酰亚胺材料相似的耐温等级和电气性能以外，还同时具有良好的热加工性能，主要体现为可热压、热挤出和注塑成型，因而可大大减少设备的复杂性。因此，同时具有更高耐温等级和良好热可塑性的热塑性聚酰亚胺树脂可以作为PEEK的改性剂，将二者进行熔融共混加工成型以得到耐热性优于PEEK的改性树脂，从而提升PEEK的高温使用性能。本文首先研究了PEEK的综合性能，尤其是高温段的使用性能。利用动态机械分析、热机械分析、X-射线衍射和机械性能测试表征了经过不同加工条件制得的PEEK树脂的性能。研究结果表明，随着加工条件的不同，聚醚醚酮分子链在材料内部的聚集态也随之受到影响：经过热压后淬火处理的PEEK薄膜呈无定形态；将无定形态的薄膜在较高温度（如220℃）热处理可以得到具有一定结晶度的材料；热压后缓慢降温（退火）处理的薄膜具有最高的结晶度。而PEEK结晶度的不同显著的影响材料的性能：室温下的机械性能测试结果表明结晶度高的样品具有较高的拉伸模量和最大拉伸强度，这是由于结晶区的力学性能比处于无定态的分子链的力学性能更优异；高温段的机械性能测试证明该聚合物的力学性能随着温度的升高而变差：拉伸模量和最大拉伸强度降低，断裂伸长率提高。值得注意的是,即使是拥有最高结晶度的经过退火处理的PEEK薄膜样品,其在150℃以前的拉伸模量仍保持在很高的水平（2GPa），但是在200℃下的迅速下跌至300MPa，说明该类材料的机械性能在较高的温度段已经严重的损坏，使用性能已经不能得到保证。另外，热机械分析测试结果显示PEEK的热历史显著的影响其尺寸稳定性，尤其是在较高温度段的差别特别明显，退火样品的CTE为144ppm/K，经过冷结晶处理的材料其CTE为336ppm/K，但是总的来讲，PEEK的高温段CTE很大，限制了这类材料的高温使用性能。总之，对PEEK综合性能的评价证明了这类材料的高温段使用性能较差，需要对其进行改性以便于高温段的使用。为了对PEEK进行改性，我们按照分子设计的原则使用一种含有砜基的二胺单体4,4’–二(3-氨基苯氧基)二苯砜（m-BAPS），合成了一种主链中含有砜基、醚键和间位苯基等柔性基团的热塑性聚酰亚胺，并对这类聚酰亚胺进行了表征。机械性能和热性能的测试结果证明该类热塑性聚酰亚胺具有良好的耐热性和力学性能，其玻璃化转变温度随着分子量的变化处在255℃-264℃之间。动态机械热分析（DMA）的结果表明这类聚酰亚胺材料经历玻璃化转变时的分子链链段的活动性很高，玻璃化转变之后储能模量迅速跌落3个数量级以上，说明其具有很好的热可塑性。对这类聚酰亚胺的模塑粉进行熔体粘度测试，结果表明该类模塑粉具有很低的熔体粘度，分子量为15k的样品，最低点的粘度只有240Pa.s，分子量为30k和45k的样品的最低粘度分别为1200Pa.s和2300Pa.s，可以满足熔融加工成型的需要，为其作为PEEK的改性剂而进行与PEEK的熔融共混成型奠定了基础。将所制的TPI与PEEK预混均匀后，使用转矩流变仪对其进行共混和挤出成型并对改性后的树脂进行表征。TGA测试说明改性后的树脂具有良好的热稳定性，DSC测试曲线呈现两个玻璃化转变和一个熔融吸热峰，并且转变与吸热峰的强度随着树脂成份的变化而有规律的变化，同时说明PEEK和TPI组成了不相容体系。对改性后的树脂进行聚集态研究，结果表明该系列材料内部的PEEK分子链仍然会形成结晶，其结晶度随着TPI的引入而降低。DMA测试结果进一步说明两种聚合物树脂为不相容体系，同时，在高温度段的机械性能和动态储能模量随着改性剂含量的增加而提高，说明树脂的高温力学性能得到了改善，另外，通过TMA测试树脂的尺寸稳定性，结果说明树脂在高温段的CTE显著降低，尺寸稳定性得到增强，使得材料的高温使用性能得到了提升。