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本文通过原子转移自由基聚合（ATRP）、可逆加成-裂解链转移自由基聚合（RAFT）、开环聚合（ROP）和点击化学（Click Chemistry）相结合的方法合成了一系列具有不同拓扑结构的嵌段共聚物，将这些嵌段共聚物引入热固性树脂并通过诸多方法对所形成的纳米尺度微结构进行调控，同时研究了微结构对材料性能的影响。研究结果表明：1.组成及分子量相近的聚苯乙烯-聚己内酯（PCL-b-PS）、聚苯乙烯-聚己内酯-聚苯乙烯（PS-b-PCL-b-PS）和聚己内酯-聚苯乙烯-聚己内酯（PCL-b-PS-b-PCL）嵌段共聚物在反应诱致相分离过程中会形成不同的相结构；“嵌段共聚物的结构”和“聚己内酯嵌段单元的析出效应”会影响嵌段共聚物在热固性树脂中形成的相结构。2.对于含聚氧化乙烯-聚己内酯-聚苯乙烯三嵌段共聚物（PEO-b-PCL-b-PS）的环氧热固性树脂，固化剂为3,3’-二氯-4,4’-二氨基二苯基甲烷（MOCA）时得到了体心立方等形式的有序微相结构；当固化剂为4,4’-二氨基二苯砜（DDS）时，则出现了层状结构的微相结构。不同的固化剂能调控嵌段共聚物在热固性树脂中形成的微相结构。3.星型杂臂聚己内酯-聚丙烯酸三氟乙酯共聚物（M-PCL-PTFEA）可通过自组装机理在环氧热固性树脂中形成纳米尺度的微结构，含该共聚物的环氧热固性树脂的储能模量均较纯环氧树脂为高。4.反应性嵌段共聚物聚甲基丙烯酸缩水甘油酯-聚刷型二甲基硅氧烷（PGMA-b-P(MA PDMS)）可通过自组装机理在环氧热固性树脂中形成直径32~41nm的球形粒子微相结构，三点弯曲实验表明纳米结构的环氧热固性树脂的临界应力场因子（K1C）和弯曲模量均较纯环氧树脂明显改善，同时材料的疏水性也得到了提高。5.将反应性嵌段共聚物在热固性树脂中形成纳米结构的概念推广到溶胶-凝胶体系得到了具有纳米尺度微结构的凝胶进而得到介孔二氧化硅，该工作克服了以往作为介孔材料结构导向剂的嵌段共聚物必须具有亲水性嵌段单元的限制，从而拓宽了制备介孔材料的嵌段共聚物种类。6.聚氧化乙烯-聚己内酯-聚苯乙烯三嵌段共聚物（PEO-b-PCL-b-PS）在线型酚醛树脂中自组装形成纳米结构，随着固化反应的进行聚己内酯嵌段单元因与基体的相互作用力减弱而进一步分相；该纳米结构的酚醛树脂在惰性气体中焙烧后得到了柱状的介孔碳材料。