微电子领域经过近几十年的快速发展日异月新,常见的聚合物基底材料性能单一、功能有限,不能满足当今时代科学技术发展的需求。聚酰亚胺作为一种具有综合性能高分子材料,已广泛应用于生活之中,但传统聚酰亚胺介电常数和热膨胀系数都偏高且极易吸附水分子,极大限制了它在电子领域的应用。因此,亟需开发低介电常数、热稳定性高且具有良好疏水性能的聚酰亚胺材料。本文通过对多面体低聚倍半硅氧烷（POSS）的制备、POSS掺杂聚酰亚胺性能模拟计算以及POSS掺杂聚酰亚胺的热稳定性能和疏水性能的研究,制备了同时具有高热稳定性和良好疏水性能的POSS掺杂聚酰亚胺。首先通过Materials Studio 6.0软件构建聚酰亚胺模型。利用分子动力学方法对POSS以不同掺杂方式和掺杂比改性聚酰亚胺材料进行了玻璃化转变温度（Tg）性能模拟计算。得到模型的密度与温度之间的关系,这种关系反映了材料的Tg温度。结果表明,两种不同掺杂方式的POSS对聚酰亚胺材料Tg都具有提高作用,改变POSS的含量,物理掺杂方式的提高作用强于化学掺杂方式。再利用均方位移、自由体积分数从微观角度去观察体系内链迁移率和自由体积的变化情况。结果表明,物理掺杂POSS通过占据体系内的自由体积来限制分子链的运动,达到提高材料Tg的目的;而化学掺杂POSS通过锚定在分子链,限制分子链的运动从而提高了Tg温度。本实验通过分步水解缩合法,在原料配比为4:1条件下成功合成氨丙基-苯基双官能POSS。再利用二胺单体4,4’-二氨基二苯醚和二酐单体均苯四甲酸酐,经“两步法”合成苯基POSS物理共混和氨丙基-苯基POSS化学键合掺杂的聚酰亚胺薄膜。薄膜的差示扫描量热分析结果表明实验所得的Tg温度随苯基POSS含量的增大而增大,但是不受氨丙基-苯基POSS含量变化的影响,两种POSS不同掺杂方式的实验Tg值变化趋势接近于模拟计算的Tg变化趋势。并且静态热机械分析也侧面反映了聚酰亚胺体系内自由体积与链堆积的变化情况。在POSS含量增大时,物理共混掺杂聚酰亚胺的热膨胀系数出现减小的趋势;而化学键合掺杂聚酰亚胺的热膨胀系数出现先减小后增大的趋势。结果表明,物理共混掺杂聚酰亚胺体系随POSS含量增大具有更低的自由体积和更高的链堆积,化学键合掺杂的聚酰亚胺体系则相反。薄膜经POSS改性后,同时具有良好的疏水性能。