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近年来,随着OLED显示屏向可折叠方向发展,对柔性聚合物薄膜的需求日益增长,目前多数商业化聚合物薄膜的耐热性和尺寸稳定性较差,无法适应OLED器件的加工温度。聚酰亚胺（PI）作为耐热等级最高的聚合物材料,有望成为柔性OLED显示领域中应用于基板、盖板和触控板的最理想的材料。本文从聚酰亚胺单体结构设计出发,制备了含吡啶和嘧啶结构的传统黄色PI薄膜和含酰胺结构的无色透明聚酰亚胺（cPI）薄膜,对合成薄膜的各项性能进行了深入研究和讨论,同时对PI薄膜的水氧阻隔性能也作了进一步探究。（1）采用均苯四甲酸二酐（PMDA）、两种不同的刚性杂环二胺2,5-双（4-氨基苯基）嘧啶（PRM）或2,5-双（4-氨基苯基）吡啶（PRD）和另一种柔性二胺4,4’-二氨基二苯醚（ODA）的共缩聚反应制备了一系列芳香族聚酰亚胺。聚酰亚胺薄膜的性能可以通过调节主链的刚性,以及基于聚酰胺酸分子间氢键使聚合物链紧密堆积和取向来系统地调控。PIb-4（80mol%PRD）、PIb-5（83.3mol%PRD）、PIc-2（66.7 mol%PRM）的综合性能最优,即PI薄膜的玻璃化温度Tg＞450℃,热膨胀系数（CTE）分布在0-5 ppm K-1的范围内,Td5%介于570-590℃之间。同时,合成的PI薄膜均表现出足够的柔韧性,断裂伸长率在40-60%之间,拉伸强度介于250-380 MPa,模量在4.1-6.1 GPa的范围内。（2）通过引入氧化石墨烯（GO）和有机改性的水滑石（OLDH）纳米片,成功制备了一系列含PRD结构单元的聚酰亚胺纳米复合薄膜。与PI基体相比,含有3%OLDH的PI纳米复合薄膜的OTR和WVTR分别降低了 78%和25.7%;加入0.3%GO后,PI纳米复合薄膜的OTR和WVTR分别降低了85.5%和31.8%。结果表明,GO纳米片在提高气体阻隔性能方面比OLDH有更大的优势。此外,与PI基体的热膨胀系数（4.73 ppm K-1）比较,GO和OLDH纳米片的加入对降低 CTE 值非常有利,例如 PIL-3.0 的 1.57 ppm K-1 和 PIG-0.3 的 3.33 ppm K-1,同时PI纳米复合薄膜的Tg＞450℃,拉伸强度超过280 MPa,断裂伸长率高于25%。（3）从4-氨基邻苯二甲酸出发,采用酰化反应合成了五种含酰胺基团的全芳香二酐单体,与多种二胺聚合得到了一系列无色透明聚酰亚胺（cPI）。所得cPI薄膜表现出优异的光学性能、极高的尺寸稳定性、良好的薄膜柔韧性和溶液加工性能。合成的cPI薄膜的CTE值分布在5.2-45ppm K-1的范围内,Tg值介于325-356℃之间,光学透过率在85%-87%@550nm之间,黄度值分布在3.24-29.61之间。特别地,化学亚胺化制备的AMDA/TFDB具有超低的热膨胀系数,CTE值为5.2 ppm K-1,Tg值为333℃,断裂伸长率为29%,这是由于刚性棒状骨架和相邻PI分子链之间形成氢键（-C=O…NH-）所致。另外,由于大体积三氟甲基和脂环单元的引入有效阻止了电荷转移络合物（CTC）的形成,在550 nm处呈现87%的高透光率,雾度值为0.71,黄色指数（YI）为4.29。（4）将9,9-双（4-氨基苯基）芴（FDA）,4,4’-二氨基苯酰替苯胺（DABA）和均苯四甲酸二酐（PMDA）三种单体分别与AMDA和TFDB共聚制备了一系列cPI薄膜。引入FDA结构单元对提高Tg值最有效（＞380℃）,引入PMDA结构单元对降低CTE最有效（＜5 ppm K-1）。三种结构单元的引入均会导致cPI薄膜光学透过率的损失,以及黄色指数YI的显著增大。在所有共聚物中,含有20mol%FDA的cPI薄膜综合性能最佳,T550nm为85.4%,YI值是9.88,Tg和CTE分别为384℃和12.2 ppm K-1,拉伸强度和断裂伸长率分别为165 MPa和15%。（5）从4-氨基邻苯二甲酸出发,采用酰化反应合成了两种含酰胺基团的脂环二酐单体,与多种二胺聚合得到了一系列cPI薄膜,这些薄膜呈现优异的光学性能,其光学透过率均超过88%,特别是HAMDA/TFDB的T550 nm值为90%。与全芳香结构的二酐单体制备的cPI薄膜比较,可以发现基于脂环二酐单体的cPI薄膜的热尺寸稳定性和机械性能显著下降,例如AMDA/TFDB和HAMDA/TFDB的热膨胀系数分别为 5.2 ppm K-1,72.7 ppm K-1;AMDA/TFDB 和 HAMDA/TFDB的拉伸强度分别为193 MPa和93 MPa,断裂伸长率分别为29%和10.4%。除此以外,基于HAMDA/TFDB的透明电极AgNWs@PI具有良好的表面平整度,同时呈现较好的光学透过率和导电性能。