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本文研究的杂化材料是由结构表达式为XR7(SiO1.5)8的杂化结构单元—多面体低聚倍半硅氧烷(Polyhedral Oligomeric Silsesquioxane,POSS)构成的薄膜材料。与传统的纳米复合材料相比,该类杂化材料具有合成工艺简单、颗粒无团聚现象、颗粒与本体结合力强等特点,可以制备具有不同宏观性质的功能材料(如本论文涉及的防腐材料),其在各领域的潜在应用前景则不言而喻。因而,有机-无机杂化纳米结构材料被国外誉为新一代主导材料。近年来随着计算机技术的迅速发展,分子模拟技术在化学化工领域内的应用越来越广泛。分子模拟是20世纪80年代初兴起的一种计算机辅助实验技术,是通过计算机来模拟分子的结构与行为。本论文以正硅酸乙酯、钛酸四丁酯为改性剂,乙烯基三甲氧基硅烷(VMS,520)、环氧丙基醚丙基三甲基硅烷(GPMS,560)和γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷(MPMS,570)三种含不同取代基的硅烷偶联剂为硅前驱体,采用溶胶-凝胶法,通过调整反应温度、水用量、催化剂浓度和溶剂用量做正交试验,讨论了各个因素对产物的影响并最终确定最佳的合成条件。在此最佳条件下拟定不同硅钛比合成相应中间体,制备相应膜材料。通过在LY12铝合金表面涂膜,利用电化学测试及扫描电镜等方法,研究了杂化膜的抗腐蚀性能。本论文通过分子动力学(MD)模拟,研究了NO2、SO2和H2O分子在cell(VMS-SSO杂化膜)、cell(VMS-TEOS-SSO杂化膜)和cell(MPMS-SSO杂化膜)、cell(MPMS-TEOS-SSO杂化膜)四种杂化模型体系中的自扩散系数。NO2、SO2和H2O分子在VMS-TEOS-SSO杂化膜(MPMS-SSO杂化膜)中的自扩散系数均小于其在VMS-SSO杂化膜(MPMS-SSO杂化膜)中的自扩散系数。MD模拟的结果验证了相应的防腐蚀实验的正确性,可以用于指导有机-无机杂化膜在防腐膜材料中的筛选。