环氧树脂(EP)具有优异的力学性能、电器绝缘性、良好的化学稳定性和耐磨蚀性，所以广泛应用于胶粘剂、涂料、电子电器、和航空航天等各个领域。由于EP的抗氧化性能差、脆性、耐热差，不能满足某些尖端领域的性能要求，所以要进一步对EP的改性。热固性环氧树脂的纳米粒子改性是目前的一个研究热点。笼型倍半硅氧烷(POSS)是材料领域令人关注的一个新的纳米结构材料，它是指所有分子结构为(RSiO1.5)n(其中，R=H、烷基、芳基或有机官能团)的特殊有机硅化合物，笼型六面体结构是其中最重要的一种，其结构类似SiO2，三维尺寸，内部是Si-O-Si组成的无机骨架，外围被有机基团包围着。这种特殊的立体结构赋予倍半硅氧烷化合物独特的性能，是一种颇具有潜力的高分子材料改性剂。本论文首先成功地利用旋转流变仪探究了笼型倍半硅氧烷(POSS)对环氧树脂/?烷二胺固化体系的固化交联反应动力学的影响，发现了在EP中引入少量末端含有能参与其固化反应的活性基团的POSS，可以明显降低EP固化反应活化能，缩短凝胶化时间，且POSS末端活性基团的个数越多，EP固化交联反应活化能越低，凝胶化时间越短。论文还考察了考察了POSS在固化过程中的重结晶现象，并表征了POSS/EP复合材料的性能，结果显示, POSS可降低EP的线性热膨胀系数，提升EP的储能模量、玻璃化温度及热稳定性。最后，论文从微观尺度对POSS/环氧树脂复合材料与铝合金的粘接作用进行了深入研究。研究表明，在环氧树脂中加入POSS可以显著地改善环氧树脂对铝合金的润湿性；由于POSS末端活性官能团可参与EP的固化反应，改善了POSS对环氧树脂的界面结合，从而明显提高了环氧树脂对铝合金的粘接性能。