近年来，非线型结构共聚物的合成及性能研究引起了大家的广泛关注。因为含有支化结构和存在微相分离行为，复杂拓扑结构高聚物(如树枝状、超支化、星形聚合物和聚合物刷等)往往具有独特的物理化学性能，并在生物和材料等领域得到了广泛的应用。本研究主要运用自缩合乙烯基聚合(SCVP)和可逆加成-断裂链转移(RAFT)聚合等聚合反应方法，同时结合季铵化反应、序列调控聚合等途径，合成了结构新颖的含有支化核的星形聚合物和树枝状刷形共聚物，表征了聚合物的化学结构，并研究了聚合物结构和性能之间的内在关系，并探索了它们的潜在应用。主要内容如下：1、含支化聚合物核多臂和杂臂星形聚合物的合成与表征：将季铵化反应和“活性”/控制聚合技术相结合，成功合成了三类内层含有支化聚合物核的星形聚合物。首先，采用4-乙烯基苄基二硫代苯甲酸酯(VBDB)和甲基丙烯酸二甲胺乙酯(DMA)进行自缩合型RAFT共聚反应，合成了支化聚合物poly(VBDB-co-DMA)(简称PVD)，然后以PVD为大分子链转移剂或偶联剂进行RAFT聚合和季铵化反应，合成了含有聚己内酯(PCL)、聚苯乙烯(PSt)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚丙烯酸叔丁酯(PtBA)和聚N-异丙基丙烯酰胺(PNIPAM)链段的多臂和杂臂星形聚合物。分别考察了反应时间、反应配比、聚合物臂长等因素对PVD和含溴聚合物之间偶联反应的影响。采用季铵化反应成功合成了一系列Am型多臂星形聚合物(m≈7.0-35.1)，通过连续的季铵化反应合成AmBn型的杂臂星形聚合物(m≈9.0，n≈6.1-11.3)，同时结合季铵化反应和RAFT聚合合成了AmCo型的杂臂星形聚合物(m≈8.8-9.0，o≈5.0)。采用核磁共振(氢谱与碳谱)、凝胶渗透色谱(GPC)、凝胶渗透色谱-多角度激光散射联用技术(GPC-MALLS)、傅立叶变换红外光谱(FT-IR)及示差扫描量热(DSC)等测试手段对星形聚合物及其前驱体进行了表征。各种类型星形聚合物的分子量都和理论预期值相吻合，分子量分布指数(PDI)在1.06-1.24之间。通过控制反应条件，可以对星形聚合物的臂数、臂长和化学组成进行大致调控，说明该方法具有普适性和多样性。由于离子键的存在，各种星形聚合物具有不同于以共价键结合的传统聚合物的溶解性能，并且聚合物链的松弛行为和熔融结晶性能同大分子拓扑结构密切相关。2、可断裂型树枝状梳形和牙刷形共聚物的构筑及性能研究：将自缩合乙烯基聚合、序列调控聚合和RAFT聚合结合起来，合成了新型具有多重可断裂键的两亲性树枝状梳形和牙刷形共聚物，这些共聚物的每条支链都含有交替的聚乙二醇(PEG)和聚己内酯(PCL)侧链。首先，以4-氰基-4-二硫代苯甲酰氧基戊酸丙烯酰氧基乙基二硫乙酯(ACP)为单体链转移剂，通过苯乙烯与马来酰亚胺类大单体的RAFT共聚合反应，合成了AmBn两亲性树枝状梳形共聚物(A=PEG，B=PCL)，该共聚物每条支化链上均含有交替的PEG和PCL侧链，并且每个支化点位置都含有可断裂的二硫键基团。然后，以AmBn共聚物为大分子链转移剂，进行St、tBA、NIPAM等单体的RAFT扩链聚合，合成了AmBnCo树枝状牙刷形共聚物。对所得到的聚合进行了1H NMR、GPC-MALLS、DSC和特性粘度测试，并对AmBn共聚物的水相自组装、聚集体的药物负载与释放行为进行了初步研究。还原性降解、粘度测试及DSC结果充分说明各种树枝状共聚物的支化结构。在还原性条件下，由于双硫键的断裂，AmBn共聚物能够有效降解形成低分子量梳形共聚物，共聚物胶束能够快速释放出所负载的阿霉素(DOX)；释放反应动力学受拓扑结构、端基和还原刺激等因素的综合影响。因此，它们在药物负载及控制释放等方面具有重要的潜在应用。本研究将控制聚合和高效偶联反应有机结合起来，合成了含支化核的多臂、杂臂星和树枝状刷形共聚物，研究了聚合物的物理化学性能，并探讨了它们的潜在应用。所发展的合成方法可以拓展至多种化学组成丰富、链长可调且具有刺激响应性的复杂拓扑结构聚合物的快速构筑。本研究的发展，进一步丰富了多组分聚合物的种类，有力促进了高分子合成化学的发展，同时也可望能促进多组分聚合物物理和材料等相关学科的深入发展。