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有机-无机杂化聚合物高分子材料同时拥有有机高分子与无机材料的优点,具有广泛的应用前景。但由于杂化材料中有机组分与无机组分具有不同的溶解度,通过共混的方法得到的材料中无机组分的分散性较差,从而影响材料的性能。因此如何使得无机组分在纳米尺度上分散在有机材料中,成为了制备杂化材料的关键。齐聚倍半硅氧烷是一类优异的有机-无机组合体,其骨架为硅氧键构筑而成的笼型或大环型结构,侧基则为多种有机基团。其尺寸只有几纳米,为其在有机材料中纳米尺度上的分散提供了可能性。本论文通过亲核取代反应、巯基乙烯基加成反应、硅氢化加成反应、click反应及Heck反应等方法制备了功能化的双官能度笼型（DDSQ）及十二元和二十四元大环型（MOSS）齐聚倍半硅氧烷,并将其引入到材料中制备了不同种类的有机-无机纳米复合材料。研究了材料的纳米形态结构及齐聚倍半硅氧烷对材料性能的影响。主要研究内容如下:（1）不同拓扑结构齐聚倍半硅氧烷制备有机-无机纳米复合聚酰亚胺（PI）材料。分别通过3,13-二乙烯基DDSQ和六苯基六乙烯基MOSS与对溴苯胺发生Heck反应,精确合成了苯胺基功能化的DDSQ与MOSS。然后,将此DDSQ和MOSS分别引入到聚酰亚胺中制备了有机-无机杂化的聚酰亚胺复合材料。通过透射电子显微镜（TEM）考察了不同拓扑结构齐聚倍半硅氧烷在聚酰亚胺中的微相分离结构。通过热失重分析（TGA）和材料表面的接触角测试考察了齐聚倍半硅氧烷的引入对有机-无机杂化聚酰亚胺的热稳定性和表面疏水性能的影响。通过介电常数及介电损耗的测试考察了含有齐聚倍半硅氧烷的有机-无机杂化聚酰亚胺材料的电性能。（2）含有齐聚倍半硅氧烷的有机-无机聚苯并噁嗪（PBZ）树脂的制备及固化行为的研究。利用3,13-二苯胺基DDSQ实现有机-无机杂化的聚苯并噁嗪树脂的制备。通过透射电子显微镜（TEM）研究了有机-无机纳米复合材料的微相分离形态结构,通过示差扫描量热（DSC）研究了纳米复合材料的固化动力学,通过静态接触角的测定研究了材料表面疏水性能,通过动态力学分析（DMTA）和热重分析（TGA）研究了聚合物的热性能。（3）主链含有齐聚倍半硅氧烷的有机-无机聚乙烯基吡咯烷酮（PVPy）的制备、反应动力学及性能的研究。设计合成一种用于黄原酸酯基调聚的可逆加成-断裂链转移自由基（RAFT/MADIX）聚合的双官能度DDSQ大分子链转移剂,然后将其用于引发N-乙烯基吡咯烷酮聚合以得到主链含有DDSQ的有机-无机PVPy共聚物。通过凝胶渗透色谱（GPC）考察了聚合反应动力学;通过傅里叶变换红外光谱（FTIR）、热重分析（TGA）和示差扫描量热（DSC）表征了得到的有机-无机PVPy共聚物的性能;通过透射电子显微镜（TEM）和动态激光散射（DLS）研究了共聚物在水中的自组装行为。（4）大环型齐聚倍半硅氧烷为环骨架的杂臂分子刷的制备及性能研究。首先通过金属诱导络合成盐法合成了MOSS骨架,并通过巯基-乙烯基加成、叠氮化反应以及click反应将其功能化得到了大分子链转移剂,最后通过可逆加成-断裂链转移自由基（RAFT或RAFT/MADIX）聚合以及开环（ROP）聚合得到了杂臂环刷聚合物PVPy12-MOSS-PCL12和PS12-MOSS-PCL12。对于PVPy12-MOSS-PCL12,通过透射电子显微镜（TEM）、小角X射线散射（SAXS）和示差扫描量热（DSC）考察了大环型分子刷聚合物的纳米结构以及热性能。通过荧光（FL）光谱法测定了有机-无机分子刷聚合物在水中的临界胶束浓度（CMC）,并通过透射电子显微镜（TEM）和动态激光散射（DLS）在临界胶束浓度以上研究了其自组装行为。对于PS12-MOSS-PCL12,通过小角X射线散射（SAXS）和原子力显微镜（AFM）考察了环型分子刷的纳米结构,通过示差扫描量热（DSC）及热重分析（TGA）考察了大环型齐聚倍半硅氧烷对PCL熔融结晶行为及热性能的影响。