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本论文根据齐聚倍半硅氧烷（POSS）及嵌段聚合物与聚异丙基丙烯酰胺（PNIPAAm）水凝胶基体的相容性，结合可逆加成-断裂链转移自由基聚合(RAFT)、原子转移自由基聚合(ATRP)以及点击化学（click chemistry）多种合成方法，制备了七苯基POSS、聚氧化乙烯（PEO）及PEO-b-P(MA-POSS)接枝的PNIPAAm水凝胶改性网络，并用相应的模型聚合物对改性PNIPAAm水凝胶网络的形成及其微观结构进行了预测。采用核磁共振（NMR）、凝胶渗透色谱（GPC）对模型化合物分子链的结构进行了表征；用红外光谱(FTIR)、变温紫外-可见光谱（UV-Vis）、差示扫描量热分析(DSC)、原子力显微镜(AFM)、小角X-射线散射(SAXS)、动态激光光散射（DLS），及透射电子显微镜（TEM）等手段研究了改性水凝胶体系的相容性、微观结构、温度响应性以及接枝链的自组装行为。得到的主要研究结果如下：1.通过“点击化学”（click chemistry）反应合成出一种含POSS的新型引发剂，并通过NIPAAm单体的ATRP反应成功地制备出POSS-b-PNIPAAm杂化聚合物。这种两亲性聚合物的本体呈微观相分离结构；在水溶液中，POSS-b-PNIPAAm自组装成球形纳米粒子。自组装的纳米粒子的疏水性核是由数十个POSS笼子组成的，它限制了PNIPAAm外壳的构象转变。POSS含量高的POSS-b-PNIPAAm在发生体积相转变时，这种限制作用更加明显。2.以三硫代碳酸酯封端的POSS为链转移剂，用RAFT自由基聚合的方法制备了含POSS的PNIPAAm水凝胶。由于POSS与PNIPAAm链段不相容，POSS在PNIPAAm-g-POSS凝胶网络中通过自组装的方式形成了纳米微区。PNIPAAm-g-POSS杂化凝胶比未改性的PNIPAAm凝胶具有较低的LCST、较快的去溶胀速率和较低的保水率；再溶胀实验中，杂化凝胶存在100min左右的诱导期。这些与传统PNIPAAm凝胶不同的性质，可由疏水性POSS在杂化凝胶中形成了微相分离结构的疏水微区来解释。3.分别以三硫代碳酸酯封端的聚氧化乙烯单甲醚（mPEO-CTA）为链转移剂，以N,N’-亚甲基二丙烯酰胺（BIS）为交联剂，引发异丙基丙烯酰胺（NIPAAm）进行RAFT聚合的方法制备了PNIPAAm-g-PEO共聚物水凝胶。PNIPAAm-g-PEO水凝胶是微观相分离的。溶胀、去溶胀及再溶胀实验表明，PNIPAAm-g-PEO水凝胶比纯PNIPAAm水凝胶具有更大的溶胀比和更快速的温度响应性。4.采用两步RAFT聚合的方法合成了同时含有亲水性（mPEO）和疏水性P(MA-POSS)嵌段的PNIPAAm基杂化水凝胶。两亲性嵌段聚合物改性的杂化水凝胶具有与传统PNIPAAm水凝胶相当的溶胀比、更快的释水速率、较低的保水率，这些特性与杂化凝胶的特殊微观结构有关。5.采用ATRP聚合方法合成出同时含mPEO、P(MA-POSS)和PNIPAAm子链的三嵌段聚合物。这种有机-无机杂化三嵌段聚合物本体具有微相分离结构，在水溶液中，所有的杂化三嵌段聚合物都具有LCST行为，其LCST主要受亲水性mPEO链段的影响。另外，杂化三嵌段聚合物在水中可以自组装成胶束，胶束的尺寸依赖于PNIPAAm嵌段的温敏行为，并随着环境温度的变化而改变。