有机/无机杂化材料综合了有机材料和无机材料各自的优点,在力学、热学、光学、电磁学、化学和生物学等方面具有许多优异性能,成为材料科学的研究热点。溶胶-凝胶法以其反应条件温和、合成手段灵活多样等优点拓宽了制备多功能有机/无机杂化材料的道路。但是,溶胶-凝胶法在制备大尺寸聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）/二氧化硅（SiO₂）杂化材料时,存在两个突出的缺点:一是有机相与无机相的相容性较差,容易产生相分离;二是干燥过程中体积收缩过大。这给材料的成型和尺寸控制造成困难,影响了材料的性能。针对以上问题,本文选用甲基丙烯酸甲酯、正硅酸乙酯为原料,突破了传统的溶胶-凝胶制备工艺,采用低水量水解正硅酸乙酯,并对甲基丙烯酸甲酯进行预聚合,在无共溶剂的条件下进行杂化,同时采用了分段干燥工艺等手段,以尽量减少醇、水、单体等在各个阶段引起的体积收缩;杂化体系中引入有机硅烷偶联剂与正硅酸乙酯共水解,防止SiO2发生团聚,使其均匀分散,增加与有机相的相容性,抑制了杂化材料的相分离、成功制备出低收缩的PMMA/SiO₂大块杂化材料。文中采用多种测试手段对PMMA/SiO₂杂化材料进行了表征,结果显示该制备工艺有助于减小PMMA/SiO₂杂化块体材料的体积收缩,收缩率介于2%-26%之间,明显低于传统溶胶-凝胶工艺条件下的体积收缩率,残留的Si-OH是杂化材料体积收缩的主要原因;同时,考察了杂化材料的结构及有机相与无机相的相容性问题,并对其进行了热学性能、力学性能和光学性能方面的研究。测试结果显示出该杂化材料具有非晶结构,内部网络均匀,而且有机相与无机相之间存在共价键作用,有效地抑制了相分离,增加了两相相容性。本文的研究提出了减小PMMA/SiO₂杂化材料的体积收缩和相分离的制备工艺,并研究了材料的结构和性能,对复制光学元件工艺研究具有重要的参考价值。