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含氟聚酰亚胺(FPI)近年来成为聚酰亚胺(PI)功能化研究的热点之一。与传统结构的PI相比，FPI具有许多独特的性能，如高透明性、低介电常数、低吸水率、低结晶性、优良的气体透过性能与溶解性能等。这些优异的性能使其在微电子集成电路、气体分离膜、液晶显示器的取向膜和光电通讯等领域得到了广泛应用。目前FPI的研究大多集中在含三氟甲基取代的PI方面，对含氟原子取代PI的研究较少，然而三氟甲基的引入对PI性能的改进是有限的。引入含氟原子取代则可以将PI分子结构中所有的C-H键用C-F键取代，从而制备出高氟含量PI以及全氟PI。为了满足目前高速光通信的迅速发展对聚合物波导器件提出的更高要求，如低传输损耗、优异耐热性和化学稳定性等；同时满足超大规模集成电路工艺对进一步降低聚酰亚胺的介电常数和损耗因子，降低吸水率，提高加工性能的要求，我们从分子设计的角度出发，设计并合成了一系列溶解性能优异、介电常数低的多氟取代聚酰亚胺以及在紫外可见波段和光通讯波段具有良好光透过性的多氟取代聚酰亚胺，具体研究如下：
1.设计合成了一种新型多氟取代的二胺单体TFDAM，并由TFDAM与四种不同结构的芳香二酐单体缩聚制备了一系列含氟聚酰亚胺。该系列聚酰亚胺具有良好的溶解性能，室温下在高沸点、强极性溶剂和普通溶剂中都能形成均一、稳定的溶液。高质量的聚酰亚胺薄膜具有优异的机械性能、电绝缘性能、耐热稳定性能，特别是具有低介电常数、低吸水率和高光学透明性。这些优异的综合性能使该系列聚酰亚胺有望在微电子器件封装中得到应用。
2.设计合成了一种新型含氟二胺单体6FMA，并由6FMA与四种不同结构的芳香二酐单体缩聚制备了一系列含氟聚酰亚胺。该系列聚酰亚胺具有良好的溶解性能，能够在室温下溶于多种溶剂并获得均一的溶液。高质量的聚酰亚胺薄膜具有良好的耐热稳定性能、机械性能、电绝缘性能，特别是低介电常数和低吸水率。聚酰亚胺薄膜在紫外-可见波段表现出良好的透光性能，其紫外初始透过波长可低至302nm。此外，聚酰亚胺薄膜在光通讯波段也具有较低的吸收损耗，并且随单位体积C-F键比率的增加，吸收损耗进一步降低。
3.为进一步降低聚酰亚胺在光通讯波段的吸收损耗，设计合成了三种新型多氟取代二胺单体4FMA、5FMA和7FMA。采用4FMA与不同芳香二酐单体缩聚制备了一系列含氟聚酰亚胺，考察了不同二酐单体结构对聚酰亚胺性能的影响规律。同时，采用4FMA、5FMA和7FMA分别与6FDA缩聚制备了一系列聚酰亚胺，考查不同氟含量对聚酰亚胺性能的影响规律。结果表明：该系列聚酰亚胺具有优异的溶解性能。高质量的聚酰亚胺薄膜具有良好的耐热稳定性能和电绝缘性能，特别是低介电常数和低吸水率。随氟含量的增加，聚酰亚胺薄膜在紫外-可见光波段的透光性能有明显的提高，其紫外初始透过波长可“蓝移”至305nm。此外，随单位体积内C-F键比率的增加，聚酰亚胺薄膜在光通讯波段的吸收损耗单调递减，其中C-F键比率最高的7FMA/6FDA，在光通讯波段显示了最低的光吸收损耗。优异的综合性能使该系列聚酰亚胺有望在光电领域中得到应用。
4.考虑到部分氟化的聚酰亚胺在光通讯波段仍存在一定的吸收损耗，为了进一步降低部分氟化聚酰亚胺的吸收损耗，设计合成了一种新型的全氟二酐单体PFODPA。并采用PFODPA与芳香二胺单体ODA进行缩聚反应制备了含氟聚酰亚胺。初步研究表明该含氟聚酰亚胺具有优异的耐热稳定性能和光学性能。