环氧树脂及其碳纤维复合材料广泛应用于各个领域,但在高温下耐热性和力学性能较差,限制了其在航空航天、飞行器设计等方面的应用。笼型低聚倍半硅氧烷（Polyhedral oligomeric silsesquioxanes,POSS）具有有机-无机杂化结构,特殊的结构使其具有优异的耐热性、刚性、力学性能和相容性等,是一种非常理想的改性剂。本文使用八官能度环氧基POSS改性环氧树脂制备浇铸体,通过FT-IR和EDX对浇铸体进行表征,结果表明树脂固化比较完全,并且POSS在树脂中分散均匀,无明显团聚现象;TG和DTG测试结果表明,浇铸体耐热性随着POSS含量的增加而提高,初始分解温度(T_5%)由最初的381°C提高到407°C,最大分解速率时的温度也明显提升,由最初的403°C提高到437°C;DMA测试表明随着POSS含量的增加,浇铸体的玻璃化转变温度先增加后降低。通过电子万能试验机对浇铸体弯曲强度行测试,在中高温下,随着POSS含量的增加,弯曲强度明显提升,当POSS含量为mass10%时,其在25°C、150°C、200°C下的弯曲强度分别提升了9%、202%、66.7%。在上述研究基础上制备了POSS/环氧树脂碳纤维复合材料,通过纤维吸附树脂实验发现,POSS的引入降低了碳纤维对树脂基体的吸附能力,并且含量越多吸附能力越差。力学性能测试结果表明层间剪切强度和弯曲强度在25°C、200°C、250°C下均明显提高。本文同时探索了POSS含量对复合材料湿热老化性能的影响,结果表明POSS的引入提高了层间剪切强度保留率。