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含硫高性能聚合物是热塑性耐高温高分子材料的典型代表，由于这类聚合物分子链中含有硫及芳基结构，因而具有优良的耐高温、耐腐蚀、阻燃和极好的尺寸稳定性等特点，同时硫的引入导致其加工性好，受到了世界各国的高度重视。国内外研究学者对含硫高性能聚合物的相关性能尤其是聚苯硫醚的热性能进行了大量研究，发现硫在热的条件下易氧化交联，从而影响材料的加工和最终应用。然而，人们对含硫聚酰亚胺的研究主要集中在其基本的机械性能和光学性能等方面，对其热稳定性及热氧化稳定性的研究还没有系统的报道。
另外，在聚合物主链中引入砜基能提高其玻璃化转变温度，从而改善聚合物的耐热性。GE公司和南京岳子化工有限公司分别开发出了商品化的含砜基热塑性聚酰亚胺Extem和YZPI，其化学结构均在聚酰亚胺二胺单元中含砜基。但近期研究表明砜基引入到二酐中，其聚合物的热性能较差。而对含砜基聚酰亚胺的热稳定性及热氧化稳定性并没有深入研究。
因此，本论文主要设计合成一系列含硫聚酰亚胺，研究其热稳定性、热氧化稳定性，揭示硫处于聚酰亚胺的主链中不同位置对聚酰亚胺的热稳定性及热氧化稳定性的影响规律。主要从以下两个方面开展:
1、用一步高温溶液缩聚法以PA作为封端剂在间甲酚中合成两种特性粘度在0.44-0.45dL/g的3，4-TDPA/ODA，3，4-ODPA/ODA，对比研究这两种聚酰亚胺的溶解性、热稳定性、热氧化稳定性、流变及熔融指数等性能。研究发现3，4-TDPA/ODA的Tg比3，4-ODPA/ODA低15℃，3，4-TDPA/ODA在不同温度下的熔融指数均比3，4-ODPA/ODA的高，3，4-TDPA/ODA的最低熔体粘度比3，4-ODPA/ODA低一个数量级左右，说明3，4-TDPA/ODA具有更好的熔体加工性。另外这两种聚酰亚胺在氮气和空气气氛下的T5％在525-537℃范围内，而3，4’-TDPA/ODA在空气气氛下低于430℃恒温6h的长期热氧化稳定性较3，4’-ODPA/ODA更好。为解释聚合物的热稳定差异，分别用Kissinger法、Flynn-Wall-Ozawa法、Coasts-Redfem法及MacCallum法计算出了这两种聚酰亚胺在不同气氛下的热分解活化能Ea，除此之外，还研究了相应聚合物的模型化合物的热性能及根据密度泛函理论计算出了模型化合物中S与O的NBOcharge和分子活化能，得到的这些结果可较好解释上述实验现象。
2、用传统两步法在NMP中设计并合成四种砜基在主链不同位置的聚酰亚胺PESIs(DSDA/ODA、ODPA/DDS、POPSDA/PDA、PMDA/m-BAPS)，对比研究这四种聚酰亚胺的溶解性、热稳定性及热氧化稳定性，并用FTIR-ATR辅助推测聚合物在热处理过程中的降解机理。研究结果表明:四种不同结构PESIs的Tg遵循以下顺序:DSDA/ODA＞ODPA/DDS＞POPSDA/PDA＞PMDA/m-BAPS，主要是可能与酰亚胺环的位阻效应与聚合物链的柔顺性有关。另外砜基在二酐单元中的聚酰亚胺的热稳定性及热氧化稳定性均比相应的砜基在二胺单元中的聚酰亚胺的热稳定性及热氧化稳定性要差，引入苯氧醚基团的长链PESIs比相应的未引入苯氧醚基团的短链PESIs的热稳定性及热氧化稳定性要好。除此之外，砜基在二酐单元中的聚酰亚胺的热氧化稳定性比其热稳定性要好，而砜基在二胺单元中的聚酰亚胺则刚好相反。这些现象主要从聚合物的电子分布及聚合物中传荷络合物的形成来解释。