近十几年来，随着高新技术的发展和应用，各领域对材料的需求日趋高性能化、功能化，从而极大地促进了科研人员对高性能多功能聚酰亚胺材料的研究开发，人们致力于合成新材料以及对已有材料进行改性以满足日益增长的各种需要。
分子结构改造：分子结构改造主要有引入柔顺性结构单元、扭曲和非共平面结构、大的侧基或亲溶剂基团、杂环、氟硅等特性原子以及主链共聚等方法。
1．引入特殊结构单元的聚酰亚胺。在二酐或二胺单体中引入柔性结构单元可提高聚酰亚胺的流动性，提高聚酰亚胺的溶解性、熔融性。在PI中引入扭曲和非共平面结构能防止聚合物分子链紧密堆砌，从而降低分间作用力，提高溶解性。
2．含氟、硅的聚酰亚胺。含氟基团的引入，可以增加聚酰亚胺分子链间的距离，减少分子间的作用力，因而可以溶入许多有机溶剂，同时氟原子有较强的疏水性使聚酰亚胺制品的吸湿率很低，又因其有较低的摩尔极化率使得PI的介电常数降低。氟原子具有很大的电负性，可破坏聚酰亚胺分子结构中具有发色功能结构基团的电子云的共轭性，因而透光性好。
3．含杂环的聚酰亚胺。在聚酰亚胺主链中引入杂环结构单元不仅可以在保持聚合物的加工性能的前提下显著提高聚合物的机械性能、粘接性能和耐热性能等，而且可以在电及磁等性能方面有所提高。
聚酰亚胺复合改性：聚酰亚胺复合改性包括有机聚合物复合改性和纳米改性。
1．聚酰亚胺有机聚合物复合改性与金属做成合金一样，不同的高聚物共混以后，也可以使材料得到单一的高聚物所不具备的性能。
2．聚酰亚胺的纳米改性。由于纳米粒子具有的小尺寸及大的比表面积性质，使得它在某些方面具有特殊的性质。聚酰亚胺的纳米改性方法主要有溶胶一凝胶法、原位聚合法及插层法等。
