D-A(D为电子给体、A为电子受体)型π共轭有机分子具有良好且可调的光诱导电子转移性质,在有机光电材料领域有广泛的应用价值,而系统研究分子中电子给体和受体的结构与光诱导的电子转移能力的结构性能关系是D-A型π共轭有机分子的结构设计和应用研究的重要理论依据。由此,本论文设计合成在光聚合中具有光敏活性的D-A型有机共轭分子,对其光物理和光化学性能进行系统的研究,并对其在染料增感光聚合、夺氢型自由基光聚合、光引发的光、热协同聚合以及双光子光聚合中的应用进行了探索研究。本论文研究工作可分为以下几个部分:1、本论文通过Sonogashira偶联反应将电子受体基团(二苯砜、二苯甲酮和噻吨酮)和电子给体基团(咔唑、吩噻嗪和三苯胺)以碳碳三键共轭桥接,合成了三个系列炔基共轭的D-A型分子,分别为:(1)二苯砜为吸电子基团的炔基共轭A-π-D-π-A型芳胺衍生物(DSOs),包括C-DSO、P-DSO和T-DSO;(2)二苯甲酮为吸电子基团的炔基共轭D-π-A型和A-π-D-π-A型芳胺衍生物(BPs),包括C-MBP、C-DBP、P-MBP、P-DBP、T-MBP 和 T-DBP;(3)噻吨酮为吸电子基团的炔基共轭D-π-A型和A-π-D-π-A型芳胺衍生物(TXs),包括C-MTX、C-DTX、P-MTX、P-DTX、T-MTX 和 T-DTX。所合成的化合物经1H NMR、13C NMR、FT-IR和HRMS进行结构表征。2、对合成的三个系列炔基共轭的D-A型分子的光物理性质研究表明:(1)DSOs分子在300 nm到450 nm有良好的吸收性能,在400 nm到550 nm有强的荧光发射,荧光发射波长和量子产率均有正的溶剂化效应,且在720 nm到850 nm有良好的双光子吸收性能,其中P-DSO在720～850 nm的双光子吸收截面均大于200 GM,在720 nm可达1059 GM;(2)BPs分子较DSOs分子具有更大的摩尔消光系数和更优异的分子内电荷转移性能,其中含咔唑基团的BPs分子表现出分子内电荷转移跃迁态和类二苯甲酮n-π*跃迁态的杂化,其余BPs分子的荧光主要从分子内电荷转移态发射,表现出正的溶剂化效应。此外,DBPs分子在720 nm到860 nm具有优异的双光子吸收性能,C-DBP、P-DBP和T-DBP的最大吸收截面分别可达810 GM、2008 GM和1292 GM。(3)TXs分子较DSOs分子和BPs分子具有蓝移的最大吸收波长和更大的摩尔消光系数,并表现出噻吨酮的特征吸收,说明噻吨酮即作为吸电子基团也是重要的生色团,且共轭程度大于为TXs大于DSOs分子和BPs分子。除含吩噻嗪基团的TXs分子在非极性溶剂中有强的荧光外,其他TXs分子的荧光性能较差,最低激发态均为类噻吨酮的π-π*跃迁态。(4)激发态下所合成的炔基共轭D-A分子的分子内电荷转移能力有D-π-A型分子优于A-π-D-π-A型分子,BPs优于DSOs和TXs。化合物的光物理性能如吸收波长、发射波长等主要取决于生色团,吸收和荧光强度则由共轭程度和吸电子基团的性质决定。3、光稳定性和稳态光解实验研究发现:(1)DSOs分子具有良好的光稳定性能;(2)C-MBP、C-DBP、C-MTX、C-DTX、T-MTX 和T-DTX分子激发态下二苯甲酮和噻吨酮基团可以发生夺氢反应和电子转移反应,具有光化学反应活性,其他BPs和TXs分子具有良好的光稳定性能,其激发态下二苯甲酮和噻吨酮基团主要发生电子转移;(3)所有D-A型共轭分子与二芳基碘鎓盐(ION)、三芳基硫鎓盐(SON)以及过氧化苯甲酰(BPO)发生高效的光诱导电子转移反应并光解,其中含吩噻嗪的D-A型共轭分子在ION、SON和BPO的存在下快速被光氧化;(4)稳态光解速率主要由光诱导电子转移过程中发生的光化学反应决定。4、对所合成的D-A型共轭分子与ION、SON、BPO以及三乙醇胺组成双组分引发体系在405 nm LED光源下的引发性能考察发现:(1)D-A型共轭分子对ION、SON和BPO均有良好的光敏化作用,其中含吩噻嗪的D-A型共轭分子在自由基光聚合中具有良好的漂白性;(2)D-A型共轭分子的增感能力主要取决于过程中单线态增感和三线态增感的成分,以基于咔唑的D-A共轭分子为例,C-DSO主要是单线态增感,C-DTX则主要是三线态增感,C-DBP则二者均有,其增感ION的效率为C-DTX>C-DBP>C-DSO。(3)基于吩噻嗪的D-A分子对SON有很好的增感效果。(4)D-A型共轭分子与BPO组成的氧化还原体系在光照下能高效引发自由基聚合,为光引发的光、热协同聚合,有望应用于前线聚合和深色体系的光聚合;(5)C-MBP、C-DBP、C-MTX、C-DTX作为夺氢型引发剂具有良好的光引发性能;(6)对P-DSO和T-DSO的双光子光聚合引发性能的初步研究发现聚合阈值与引发剂的双光子吸收截面直接相关,双光子激发荧光发射与引发聚合存在竞争,加入ION对聚合阈值影响很小,但ION有利于活性自由基扩散,降低了聚合精度。5、通过瞬态吸收光谱、荧光猝灭、电化学和电子顺磁共振-自旋捕捉实验对提出的双组份光引发体系的增感机理进行验证。(1)瞬态吸收光谱表明C-DBP、C-DTX和T-DTX具有强的三线态吸收性能,且均存在羰基加氢自由基的三线态特征吸收。P-DBP和P-DTX的正的瞬态吸收较弱,主要为吩噻嗪的三线态特征吸收。(2)荧光猝灭实验表明D-A分子与ION及BPO发生高效的光诱导电子转移过程,猝灭常数与光诱导电子转移过程发生的激发态类型和寿命以及发生的光反应相关。(3)D-A型炔基共轭分子的氧化电势主要由给电子基团决定,吸电子基团数目增加使氧化电势升高,与ION、SON以及BPO间的光诱导电子转移反应均为热力学允许的。(4)电子顺磁共振-自旋捕捉实验表明增感ION引发聚合的活性自由基是甲苯自由基,增感BPO引发聚合的活性自由基是苯甲酰氧自由基,夺氢型引发体系中活性自由基是α-胺基烷基自由基。