本论文分别采用水解缩合、化学修饰及可控开笼的方法制备不同官能基笼型倍半硅氧烷(POSS);研究POSS成笼过程、八苯基POSS的官能化及其笼子耐化学稳定性;并将几种不同类型POSS应用于聚碳酸酯(PC)体系中，制备耐热复合杂化材料。具体包括以下几方面的内容:　　 1)以四甲基氢氧化铵为催化剂，分别将γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷(MA)和γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(EP)在醇溶液中水解缩合;然后在甲苯溶液中再缩合，分别制备γ-甲基丙烯酰氧丙基笼型倍半硅氧烷(MA-POSS)及γ-缩水甘油醚氧丙基笼型倍半硅氧烷(EP-POSS)，产物中含T8、T10及T12等不同结构类型POSS。分别研究水解缩合、再缩合条件等对产物结构及组分的影响、并提出相关的成笼机理。然后将MA-POSS分别和含氟单体混合，使用AIBN为引发剂热引发固化制备纳米复合杂化材料，研究结构与性能之间的关系。　　 2)首先将苯基三氯硅烷在苯水混合溶液中水解缩合生成预聚物，再将预聚物在苯溶液中回流再缩合制备出八苯基POSS(PH-POSS)，然后分别研究了PH-POSS的硝化还原反应、傅克酰基化反应。苯环的硝化会发生在间位和对位上，主要以间位为主;相对于与硝化反应，酰基化反应在苯环位置的选择性更高，几乎全部是间位取代。　　 3)将苯基三氯硅烷在丙酮水溶液中水解、制备开笼型苯基POSS;然后进一步分别用酸性或者碱性催化剂催化PH-POSS的可控开笼过程，初步研究结果表明，PH-POSS在碱性条件容易开笼。　　 4)分别将EP-POSS、MA-POSS及PH-POSS以物理共混的形式应用于聚碳酸酯(PC)体系中，研究POSS在基体分散形态、对PC热性能及热稳定影响、对PC机械性能的影响。结果表明，随着POSS与PC相容性不一样，在基体中分散形态也不一样;POSS的引入能提高材料热力学稳定性;对基体机械力学性能影响不明显。