(1)PI／环氧树脂复合材料
聚酰亚胺作为胶黏剂常要求耐高低温而且有一定的剪切强度；但纯PI胶的黏附性差，加工温度高；而环氧树脂胶黏剂的黏附性好，内聚强度高，加工温度相对较低，将PI和环氧树脂复合，可综合两者的优点。合成了一系列可溶于有机溶剂的热塑性PI，其中6FDA和ODPA合成的PI能溶于Epson 828单体中，避免复合材料的相分离；通过分子结构设计可合成不同热性能和力学性能的PI作环氧树脂的增韧材料+对四官能环氧树脂，引入橡胶粒子很难增韧。而高性能的热塑性塑料并不依赖基体树脂的韧性，发生延展性变形吸收能量，起到桥联裂纹的作用，能对高交联的四官能环氧树脂成功增韧。由于PEI和环氧树脂为完全不相容共混体系，界面间作用力很弱，估计作用力弱的界面可能会降低体系的增韧效果；陈鸣才和Hourston则将PEI硝化后与多官能环氧树脂复合，通过SEM、DMAT和三点弯曲实验分析显示共混物的相容性较好，与环氧树脂共混时，既增加了两相界面间的作用又使增韧效果明显提高。
(2)交联PI／线性PI复合材料
缩合型线性PI、加成交联PI两者复合既具有良好的成型加工性又具有较高的热稳定性和韧性。丛培红等人研究了将两者复合制备KH—304／YS-20(交联／线性)聚合物合金的性能和结构，合金中两分子互相渗透而构成所谓“蛇—笼”结构，使复合体系为部分相容的三相体系；这种结构能终止微裂纹的扩展，吸收冲击能量，使合金KH—304／YS-20(80／20)的弯曲和冲击强度较KH—304分别提高60％和150％，而合金的摩擦磨损性能同KH—304相差不大。将锑盐作为交联剂加入聚酰胺酸中，得到的PI合金具有整体协同效应，力学性能优良，固化温度低，亚胺化程度不高。
(3)PI／PVP复合材料
袁于民等人利用聚酰胺酸和聚N—乙烯吡咯烷酮之间的酸碱相互作用，成功制备了聚酰亚胺／聚N—乙烯吡咯烷酮分子复合物。
(4)其他复合物材料
液晶聚合物(LCP)和PI的复合共混是通过和两组分都相容的第三种聚合物的使用来协调不相容或部分相容聚合物，LCP在热塑性基体中作为纤维增强组分。PI与两液晶聚合物复合，可通过加工工艺的调整来提高P1和LCP的混合程度，改进部分相容体系中增强纤维的形貌。PEI由于成型加工性较好，与聚碳酸酯、聚芳酯、聚苯硫醚复合后，可使热变形温度、冲击性能、表观性能得到改进；将聚氨酯和聚酰亚胺复合，可增加PI薄膜的弹性。
