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自活性自由基聚合被发现以来,各种不同拓扑结构的聚合物也随之得以成功合成,基于环状单元的拓扑聚合物由于其独特性能吸引了众多研究者的关注。本论文利用活性自由基聚合(LRP)与铜催化叠氮-炔基环加成反应(CuAAc)等方法成功制备了多种不同拓扑结构的聚合物,并对其性能进行研究。此外,活性自由基聚合促使了聚合诱导自组装过程的发现,我们将活性聚合与乳液聚合方法结合起来,实现了一步法乳液聚合诱导自组装制得多种形貌聚合物纳米材料。研究结果简述如下：1.通过原子转移自由基聚合(ATRP)与点击化学结合的方式制备了含有一个炔基的聚合物环,并同时通过ATRP和开环反应合成了侧基带有叠氮基团的线形聚-3-叠氮-2-羟基-甲基丙烯酸丙酯(PGMA-N3),然后利用点击化学将聚合物环连接至PGMA-N3侧基上得到了含有大环侧基的接枝聚合物,我们通过各种表征手段确认了目标产物的成功合成,并研究了投料比以及环状单元大小对接枝率的影响。此外,环状聚合物相对线形前体拥有较高的玻璃化转变温度,而接枝聚合物则表现出更高的玻璃化转变温度。2.利用点击化学与酯化反应在聚乙醇(PEO)两端同时引入一个香豆素基团和一个ATRP引发基团,并引发苯乙烯聚合得到嵌段聚合物。将该聚合物末端溴原子转化为叠氮后,通过点击反应双分子关环得到两端分别带有一个香豆素基团的环状嵌段聚合物。由于香豆素拥有在不同波长紫外光下可逆二聚/解聚的能力,我们实现了单环聚合物向多环聚合物的可逆转变。3.利用高活性炔基与叠氮之间的无需催化点击反应制备了一系列含有等量炔基与ATRP引发基团的树状引发剂,利用这些引发剂引发苯乙烯聚合得到多臂星形聚合物,再经CuAAc分子内关环得到含有不同花瓣数量的花形聚合物。该树状引发剂由于三唑环和中心叔氮原子的存在表现出荧光,而经聚合后反应后荧光效率得到显著提升,另外由于环状拓扑结构的特点,花形聚合物相对其星形前体拥有更高的荧光强度。4.制备了一种PEO-CPDB大分子可逆加成断裂链转移(RAFT)试剂并用于4-乙烯基吡啶(4VP)的RAFT聚合,得到含有少量4VP结构单元的大分子乳化剂,在同时添加PEO-CPDB和乳化剂的情况下进行4VP的RAFT乳液聚合,成功经一步反应制得多种形貌的聚合物纳米材料。另外,通过添加高水溶性引发剂,以PEO-CPDB为RAFT试剂,加入少量甲基丙烯酸羟丙酯(HPMA)单体共聚的情况下,同样成功得到了纳米线等聚合物纳米材料。