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合成具有明确结构的反应性功能聚合物并研究其性能与应用,是高分子科学领域的研究热点之一。近年来随着“活性”/可控自由基聚合以及“点击”化学反应的发展,使得合成具有明确、复杂的结构,确定分子量以及化学组成的功能性聚合物成为可能,同时拓展了聚合物在生物医药、纳米科学等领域的应用。可逆加成-断裂链转移(RAFT)聚合由于具有适用单体范围广泛、聚合反应条件温和等优点,较其它“活性”/可控自由基聚合体系具有更强的分子设计能力。本论文利用RAFT聚合技术,设计、合成并表征了有机/无机杂化功能材料以及嵌段、星形-接枝功能聚合物。研究内容分为四部分:第一部分描述表面引发RAFT聚合制备反应性、温度响应性Fe3O4超顺磁性纳米粒子。通过RAFT试剂S-十二烷基-S′-(α,α′-二甲基-α〞-乙酸)-三硫代碳酸酯(DDMAT)与油酸稳定化的Fe3O4纳米粒子之间简单的配体交换反应,合成表面锚定有RAFT试剂DDMAT的Fe3O4纳米粒子。以此为RAFT控制剂,在Fe3O4纳米粒子表面上引发异丙基丙烯酰胺(NIPAM)与丙烯醛(Ac)的RAFT共聚合,获得结构明确的以异丙基丙烯酰胺-丙烯醛共聚物为壳、Fe3O4为核具有“核-壳”结构的Poly(NIPAM-co-Ac)-g-Fe3O4杂化纳米粒子。纳米粒子表面聚合物层的分子量随单体转化率线性增加,且分子量分布较窄,具有可控聚合的特征。该纳米粒子能够均匀的分散在水介质中,对外界磁场和温度具有双重响应性,且壳层含有反应性醛基,能够高效的负载和分离模型蛋白-牛血清白蛋白(BSA)。第二部分讨论反应性、电化学活性两亲嵌段共聚物的合成及其氧化-还原响应性胶束化行为。用PEO大分子RAFT试剂(PEO-DDMAT,由单甲氧基聚环氧乙烷与S-十二烷基-S′-(α,α′-二甲基-α〞-乙酸)-三硫代碳酸酯的酯化反应合成)调控二茂铁甲酸(2-醛基-4-乙烯基)苯酚酯(FVFC)自由基聚合,制备PEO-b-PFVFC两亲性嵌段共聚物。该嵌段共聚物在水溶液中能够自组装形成纳米胶束,所得胶束的粒径随着FVFC段的聚合度增加而增大。以苄氧基胺盐酸盐(BHA)为模型药物分子,通过醛基与氨氧基之间的“点击”反应制备了BHA缀合量不同的PEO-b-PFVFC-BHA缀合物;循环伏安法(CV法)检测缀合物的电化学性能表明其氧化电位随着BHA缀合量的增加而变大,因而能够通过自身氧化电位的变化而检测BHA缀合量。PEO-b-PFVFC-BHA缀合物同样能够在水溶液中自组装形成纳米胶束,通过紫外可见光谱(UV-vis)、动态光散射(DLS)、扫描电镜(SEM)、考察了缀合物胶束对外界化学氧化-还原刺激的响应性。PEO-b-PFVFC能够作为潜在的集药物缀合、检测和氧化还原控制释放物于一体的多功能材料。第三部分为接枝-星形两亲聚合物合成与表征。以AIBN为引发剂,三硫代碳酸酯DDMAT为链转移剂,在60oC THF中首次实现了苯乙烯(St)与丙烯醛(Ac)的RAFT可控自由基共聚合,得到结构明确、分子量可调的St/Ac共聚物Poly(St-co-Ac)。通过“arm-first”法,用Poly(St-co-Ac)作为大分子RAFT试剂调控二乙烯基苯(DVB)交联反应,获得“臂”带有醛基的星形聚合物Poly(St-co-Ac)m-PolyDVB。该星形聚合物与氨氧基修饰的聚环氧乙烷(PEO-ONH2)通过醛基与氨氧基之间的“点击”化学反应,生成Poly(St-co-Ac)m-g-PEO-PolyDVB星形-接枝共聚物。1H NMR与SEC结果证明Poly(St-co-Ac)m-PolyDVB与PEG-ONH2的反应具有定量性特点。通过偏光显微镜(POM)以及动态光散射(DLS)、透射电镜(TEM)考察了不同的PEO接枝量的Poly(St-co-Ac)m-g-PEO- PolyDVB的结晶性能及其在水中的自组装行为。第四部分涉及含醛基、可降解两亲嵌段共聚物及其聚合物-缀合物的合成。80oC下丁酮中,在PEO大分子RAFT试剂(PEO-DDMAT)存在下,以过氧化二苯甲酰(BPO)为引发剂,进行4-乙烯基苯甲醛(VBA)与5,6-苯基-2-亚甲基-1,3-二氧七环(BMDO)的RAFT共聚合,获得一系列不同组成、分子量分布相对较窄的两亲性嵌段共聚物PEO-b-(VBA-co-BMDO)。由于BMDO的引入,赋予该两亲性嵌段共聚物具有降解性能。PEO-b-(VBA-co-BMDO)通过主链上的醛基与氨氧基乙酸胆固醇酯发生“点击”反应,生成聚合物-固醇酯缀合物。该缀合物能够在水溶液中自组装形成分散比较均匀的纳米胶束。