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活性自由基聚合的发展以及新的合成手段的出现使得各种复杂拓扑聚合物的合成成为可能。在众多拓扑聚合物中,环状聚合物由于其独特的“无末端”结构而备受关注。本论文结合活性自由基聚合、光致偶联以及自加速点击反应等合成了一系列具有复杂拓扑结构的环状聚合物,并且通过引入动态化学键,实现了拓扑结构的转变。具体的研究成果简述如下:1.通过AB2法成功合成了具有超支化结构的多环聚合物。首先设计并合成了中间含有一个被三异丙基硅保护的炔基的双端ATRP引发剂,以苯乙烯为单体通过原子转移自由基聚合(Atom Transfer Radical Polymerization,ATRP)、点击反应和蒽的光致偶联反应以及后修饰,得到了同时含有一个保护的炔基和两个叠氮基团的AB2型环状聚苯乙烯,脱保护之后再以此聚合物为大分子单体通过AB2点击聚合制备具有超支化结构的多环聚合物。凝胶渗透色谱(Gel Permeation Chromatography,GPC)结果显示所得到的多环聚合物与环状大分子单体相比具有很高的分子量。2.结合ATRP、光致成环和自加速点击反应成功合成了具有超支化结构的多环聚合物。首先以一种中间含有羟基两端含溴原子的Y形引发剂通过原子转移自由基聚合(ATRP)合成了“跷跷板”形聚苯乙烯,叠氮化后,通过点击反应在聚合物末端引入蒽基团和羟基。之后在365 nm紫外线照射下实现成环,得到环状聚合物c-PS-(OH)3,经过酯化反应和叠氮化反应,环状聚合物上的羟基转换成叠氮基团,得到c-PS-(N3)3,这种A3型环状大分子单体最后和二苯并环辛二炔通过自加速点击反应生成具有超支化结构的多环聚合物。通过NMR,FT-IR,MALDI-TOF MS和TD-SEC等手段对聚合物进行了详细表征。从MALLS结果可以计算出超支化多环聚合物大约含有35个环状单元。此外,由于蒽的二聚反应具有可逆性,超支化多环聚合物在254 nm紫外线照射后可以转变为长链超支化聚合物。3.通过RAFT聚合、光致成环和自加速点击反应合成了超支化多环聚合物。首先设计合成了一种中间含有一个叠氮基团,两端各含有一个蒽基团和叠氮基团的三硫代酯,以此三硫代酯为链转移剂(CTA)进行苯乙烯的RAFT聚合得到线形聚苯乙烯。随后在365 nm紫外线照射下完成闭环过程成功得到含有三个叠氮基团的环状聚苯乙烯,再以这种A3型环状聚合物为大分子单体与二苯并环辛二炔通过A2+B3自加速点击反应合成具有超支化结构的多环聚合物,并通过NMR,GPC,UV-Vis和TD-SEC进行详细表征。MALLS结果表明超支化多环聚合物平均含有21个环状单元。同时粘度测试显示超支化多环聚合物由于特殊的拓扑结构,其α值比超支化聚合物和环状聚合物都要小。4.设计合成了一种光响应性环状聚合物并结合自加速点击反应实现了多种具有复杂拓扑结构的环状聚合物的制备。通过ATRP和光致成环成功合成了含有两个羟基的环状聚苯乙烯,再通过羟基的酯化反应引入ATRP引发基团,并引发苯乙烯的聚合得到双尾餅蚪形聚苯乙烯。叠氮化后,双尾蝌蚪形聚苯乙烯在极低浓度下和二苯并环辛二炔通过自加速点击反应可以得到数字8形双环聚合物。而在高浓度下,双尾蝌蚪形聚合物倾向于分子间反应,从而形成“环-线-环”多环聚合物,GPC结果表明多环聚合物含有12个环状单元。这样我们可以通过简单的浓度控制实现不同拓扑聚合物的合成。