纳米二氧化硅/不饱和聚酯（UP）复合材料是一种性能优异、具有广泛应用前景的新型复合材料。本文采用原位聚合的方法，以不同种类纳米二氧化硅作为不饱和聚酯树脂的增强组分，制备SiO2/UP原位聚合树脂；通过共混—模压成型制备了SiO2/UP原位复合材料和SiO2/UP共混复合材料。借助红外光谱（FTIR）、热重分析（TGA）、差热分析（DSC）、动态热机械分析、线性热膨胀分析（DIL）、耐磨性能测试、流变性能分析和扫描电子显微镜（SEM）等手段，研究了SiO2种类、表面处理和SiO2用量对SiO2/UP复合材料的宏观力学性能、热性能、动态力学性能、耐磨性能、吸水性能、电性能、微观结构及应用工艺性的影响。经过研究得出以下结论： （1）以正硅酸乙酯或硅溶胶或纳米二氧化硅粉体、乙二醇、对苯二甲酸和富马酸为原料按两步法合成SiO2/UP原位聚合树脂。IR、粒径分析和TG表征结果证实在三种原位聚合树脂中都存在硅氧键（Si—O键）；原位聚合树脂的热性能得到提高，其中纳米SiO2粉体/UP原位聚合树脂比纯UP树脂提高了47℃。 （2）研究三种SiO2/UP原位复合材料发现，纳米SiO2粉体/UP原位复合材料的弯曲强度为95.25Mpa，冲击强度达5.63kJ/㎡，弯曲模量为10.59Gpa，维氏硬度50.59（HV），磨损体积仅有23×103mm3；正硅酸乙酯/UP原位复合材料的弯曲强度比纯UP材料高10.54％，在低温区（50℃～100℃）刚性最好，α松弛对应温度（Tα）最高为140℃，吸水率仅为0.54‰，电性能最好且热膨胀系数跟纯UP材料的相近。 （3）用KH570对纳米SiO2进行处理，研究发现未改性SiO2/UP共混复合材料的改性效果较好，说明KH570中双键未能有效的与UP基体树脂的不饱和键结合，反而降低了复合材料性能。 （4）未改性SiO2含量对SiO2/UP共混复合材料性能的影响表明，当添加2.5wt％纳米SiO2时，复合材料的界面结合较好，性能得到提高：冲击强度和弯曲强度达到5.11 kJ/㎡和77.00Mpa，分别比纯 UP材料提高了28.39％和18.42％；磨损质量和磨损体积分别比纯UP材料降低了77.60％和77.73％；玻璃化转变温度（Tg）比纯UP材料高16℃；吸水率仅为0.092‰。 （5） SiO2/UP共混复合材料的流变表现为剪切变稀，塑化较慢，比较适合于模塑加工工艺。 （6） SiO2/UP共混复合材料的冲击断面和摩擦磨损面形貌SEM分析表明，纯UP材料冲击试样断裂在同一方向发生断裂，玻璃纤维从基体拔出表面光滑，与基体树脂间粘结性差；采用共混填充纳米SiO2后的复合材料断面形貌复杂，从多方向无规断裂，拔出的纤维表面枯附了较多的树脂，玻璃纤维和基体间存在强的界面粘结，起到了阻碍裂纹扩展的作用，从而复合材料的力学性能得到提高。复合材料的磨损机制随着纳米SiO2量的增加，磨粒磨损作用渐弱，黏着磨损作用渐强。仍和纯UP树脂材料的磨损机制一致，呈现磨粒磨损和黏着磨损两种磨损共同作用的特征。