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多面体低聚倍半硅氧烷(Polyhedral oligomeric silsesquioxane,简称POSS)是一种具有纳米尺度的新型有机-无机杂化结构的化合物,它由Si-O-Si短链形成的三维六面体无机框架和覆盖它的有机取代基组成,具有对称笼型结构且容易进行分子设计。根据各顶点有机取代基团不同,将POSS引入到聚合物体系后可使聚合物的热性能、力学性能、机械强度、阻燃性、抗氧化等性能得到提高,因此,研制新型POSS和POSS基聚合物杂化材料具有重要的理论意义和实际应用价值。本论文采用硅烷直接水解缩合方法,成功合成出八氯丙基笼型倍半硅氧烷(POSS),讨论产物产率与反应条件的关系,并对产物结构进行表征；此外,还制备了POSS/PMMA复合粒子,并对其结构和热性能进行表征。主要工作内容如下：1、以Y-氯丙基三甲氧基硅烷为原料、甲醇为溶剂、盐酸为催化剂,采用硅烷直接水解缩合方法,合成出八氯丙基的笼型倍半硅氧烷(POSS)。讨论了反应时间、温度、反应物的投料比对产物产率的影响,探索出合成产物的较佳反应条件：温度保持在40℃,持续反应15天,一次性投放γ-氯丙基三甲氧基硅烷、浓盐酸和甲醇的较佳投料体积比为20：15：400,最高产率为37%。2、对合成产物八氯丙基笼型倍半硅氧烷(POSS)的结构进行红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)、核磁共振(1HNMR、29SiNMR)和凝胶渗透色谱(GPC)表征。测试结果表明：合成出的氯丙基POSS具有笼型对称结构,纯度较高。3、采用原子转移自由基聚合(ATRP)方法,以合成的八氯丙基笼型POSS为引发剂,制备出POSS/PMMA复合物,讨论了引发剂的用量、反应时间、温度对产物产率的影响。利用红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)、核磁共振(1HNMR)和凝胶渗透色谱(GPC)对产物结构进行了表征,并利用热分析(DSC、TGA)研究了POSS引入之后对聚合物热性能的影响。测试结果表明：制备出POSS/PMMA聚合物,POSS含量为5%和10%时,POSS/PMMA复合物的玻璃化转变温度(Tg)比纯PMMA玻璃化转变温度(Tg)分别提高了12.8℃和22.6℃,TGA和DTG结果表明：POSS含量为5%和10%时,POSS/PMMA复合物的分解温度(Td)比纯PMMA分解温度(Td)分别提高了24.4℃和40.1℃。图[24]表[7]参[66]