本文主要采用化学键接入聚合物网络结构的方法，以羟基官能团的POSS为化学交联剂，以常规的聚氨酯硬段、软段材料来合成POSS改性聚氨酯材料，来得到性能优异的新型POSS/PU材料。采用傅里叶变换红外光谱技术（FTIR）、氢谱-核磁共振技术（¹H NMR）、示差扫描量热法（DSC）、热重分析法（TGA）、扫描电子显微镜（SEM）、LS-粒度分析仪和电子拉力试验机等对合成的新型POSS/PU材料的结构和各种性能进行了表征测试。其研究内容主要有以下几个方面：1、本文概述了聚氨酯改性的研究进展，介绍了不同类别的POSS改性聚合物（特别是聚氨酯）的研究现状，并从POSS的种类及合成应用、聚氨酯的改性方法及POSS在聚氨酯方面的应用研究三个方向进行了综述。2、以POSS（OH）₂为改性聚氨酯的交联剂，以TDI为硬段原料，PEG4000为软段原料，1、4-丁二醇为扩链剂，通过调节POSS（OH）₂含量合成出一系列POSS/PU复合材料。通过FTIR和¹H-NMR手段表征了聚氨酯材料的结构，DSC、TGA和电子拉力试验机对POSS/PU材料的热性能及力学性能进行了研究。3、以POSS（OH）₂和POSS（OH）3为改性聚氨酯的交联剂，以TDI（或MDI）为硬段原料，不同分子量的PEG为软段原料，1、4-丁二醇为扩链剂，通过调节POSS含量合成出不同类型的POSS/PU复合材料。通过FTIR和¹H-NMR手段表征了聚氨酯材料的结构，DSC、TGA、LS及SEM对POSS/PU材料的热性能和结构形态进行了研究。4、以POSS（OH）3为基体，通过与MDI和1、4-丁二醇反应合成含氨基甲酸基的POSS，再与2-溴代异丁酰溴通过酯化反应，合成POSS/PU-（Br）3,利用ATRP聚合方法制备POSS/PU-PS纳米复合材料。通过FTIR和¹H-NMR手段表征了其结构。并通过DSC、TGA对POSS/PU-PS纳米复合材料的热性能进行了研究。