二氧化硅（SiO₂）纳米粒子因其粒径小、比表面积大,表面吸附力强、热阻、电阻等方面具有特异的性能,在众多学科及领域内独具特性,有着不可取代的作用。但是SiO₂纳米粒子与高分子基体相容性差,影响填充效果,限制了其应用,因此需要对其改性。本论文采用St?ber法制备了SiO₂纳米粒子,再采用可逆加成-断裂链转移聚合（RAFT）法在SiO₂纳米粒子表面接枝聚合物,以改善其与高分子基体的相容性,并以此对聚丙烯（PP）、高密度聚乙烯（HDPE）、聚苯乙烯（PS）等进行改性。主要研究结果如下:（1）合成了可逆加成-断裂链转移（RAFT）剂,通过RAFT聚合在SiO₂纳米粒子表面接枝聚异戊二烯（PIP）橡胶,制备了SiO₂-g-PIP复合纳米粒子,并以此对PP进行改性。动态光散射（DLS）、场发射透射电子显微镜（TEM）、傅里叶红外光谱（FT-IR）、热失重分析（TGA）、X-射线光电子能谱测试（XPS）等测试结果表明,柔性PIP大分子链成功地键接到SiO₂纳米粒子表面。力学性能、扫描电子显微镜（SEM）、TGA、差示扫描量热仪（DSC）、流变性能等测试结果表明:PP/SiO₂-g-PIP复合材料的力学性能及热稳定性优于纯PP及PP/SiO₂复合材料。当SiO₂-g-PIP复合纳米粒子添加量为2 wt.%时,PP/SiO₂-g-PIP复合材料的拉伸强度达到32.44 MPa,缺口冲击强度达到9.11 k J/m²,较纯PP分别提高了28%和109%。纳米粒子的添加起到异相成核的作用,提高了PP的结晶温度与结晶度。（2）采用熔融共混法制备了HDPE/SiO₂和HDPE/SiO₂-g-PIP复合材料,并对其结构与性能进行了表征。力学性能、TGA、DSC、SEM、流变性能等测试结果表明:HDPE/SiO₂-g-PIP复合材料的力学性能优于纯HDPE及HDPE/SiO₂复合材料。SiO₂-g-PIP复合纳米粒子使复合材料的最大热分解温度较纯HDPE增加24.7℃,并且提高了HDPE的结晶温度与结晶度。（3）将SiO₂和SiO₂-g-PIP纳米粒子分别对聚苯乙烯（PS）进行熔融共混改性。力学性能、TGA、SEM、流变性能等测试结果表明:与SiO₂纳米粒子相比,SiO₂-g-PIP复合纳米粒子的加入对复合材料的力学性能和热稳定性的提高更为显著,且PS/SiO₂-g-PIP（98/2）复合材料的冲击强度比纯PS提高了185%。