局部过热对于大功率设备可能会造成不可逆转的损害,选择合适的散热材料在提高设备运行能力、延长设备使用年限等方面显得尤为关键。在众多散热基材中,高定向的石墨膜在散热领域中表现出色。目前,聚酰亚胺（PI）类薄膜热处理法在石墨膜的制备中较为突出。大部分高导热石墨膜的制备依赖于添加高导热填料形成导热通路,或者通过填料的晶型结构诱导定向石墨层的生长。至今在已有报道中,暂未有纯PI制备导热性能优异的石墨膜出现。同时,在该类制备研究中,也暂未有PI制备方法对后期石墨膜的性能影响的报道。本文聚焦于通过不同制备方法制备纯PI,研究比对了不同加工工艺,即传统的热亚胺法与化学亚胺法,对PI薄膜碳化石墨化过程及其导热性能的影响。同时细化研究了不同化学催化剂体系制备的PI薄膜,探索催化剂侧链分子量及碱性对其碳化石墨化过程及对导热性能的影响。具体的工作如下:（1）与传统热亚胺法制备PI膜相对比,在聚酰胺酸阶段加入不同浓度的吡啶催化剂,通过化学亚胺法制备PI膜。对所有PI膜进行碳化石墨化,得到PI基石墨膜。经研究发现,化学法制备的石墨膜,晶格缺陷小,具有定向的层状结构,综合性能更为优异。其中,在吡啶浓度为3.5 wt%时,石墨膜综合性能最佳,晶粒尺寸为62.16 nm,石墨化程度达到了90%。该膜导热系数为1092 W/（m·K）,是热亚胺法制备的石墨膜的49倍。（2）基于化学亚胺法,以4-甲基吡啶和4-乙基吡啶为催化剂制备PI膜,并进行碳化石墨化。研究发现,单烷基链分子量大小对石墨膜的影响大于催化剂种类的碱性影响。石墨膜的综合性能受PI基膜、晶粒尺寸、石墨化程度和晶格缺陷的协同影响。4-乙基吡啶体系的石墨膜导热率更为优异。其中,当4-乙基吡啶浓度为4.0 wt%时,晶粒尺寸为75.84 nm,石墨化程度为72%,导热系数最优,为1380 W/（m·K）。（3）基于化学亚胺法,以3,4-二甲基吡啶和3,5-二基吡啶为催化剂制备PI膜,并进行碳化石墨化。研究发现,添加3,4-二甲基吡啶或3,5-二甲基吡啶都有利于形成有序化PI主链,进而促进制备具有高取向性和完整碳晶格的石墨膜。在侧链分子量相同的情况下,催化剂类型及其碱度会影响晶粒生长和石墨膜的性能。3.5 wt%（3,4-二甲基吡啶）和3.0 wt%（3,5-二甲基吡啶）是其各自系统中最优异的浓度。3,5-二甲基吡啶催化体系的石墨膜综合性能更加优异。其中,当3,5-二甲基吡啶浓度为3.0 wt%时,晶粒尺寸为95.76 nm,石墨化程度达到了92%,导热系数最优,为1483W/（m·K）。