众所周知,可逆-失活自由基聚合(RDRP)方法逐渐成为进行分子设计、合成精确一级结构聚合物、实现聚合物分子量及分子量分布控制的强大工具。碘调控RDRP作为一种组分简单、条件温和、单体适用范围广、有很强工业应用前景的聚合策略,在表面活性剂、医疗设备、电子产品等领域已经有一些商品化产品投入使用,但也存在催化剂未商业化、成本高等不足之处。光化学始于20世纪初,是在环境温度下合成有机小分子和大分子的有效方法。近年来,将光化学和聚合体系相结合,利用外在光源的时空可控性、波长选择性等优点,大大降低了具有复杂结构的聚合物的合成及聚合后修饰的难度。发光二极管(LED)技术的快速发展,带来了成本低、精度高且操作简便的光源,为光诱导RDRP方法的快速发展提供了诸多便利。聚合物分子量分布的宽度和形状均会显著影响聚合物材料的性能,是聚合物制备过程中需要关注和控制的一个关键参数。分子量分布指数(D)是衡量聚合物分子量分布(MWDs)宽度的重要指标,分子量分布的宽与窄往往使得聚合物呈现不同的性质和功能。因此聚合物D值的调控方法已逐渐成为目前合成高分子化学的一个研究热点,具有重要的理论研究价值和潜在的应用前景。本论文立足于绿色高效可见光诱导碘调控RDRP体系的构建及可见光诱导碘调控RDRP在聚合物分子量分布调控中的应用研究,主要研究内容及结论如下:体系一:水相甲基丙烯酸酯可见光诱导碘调控RDRP体系的构建。在这部分工作中,我们通过实验证明了绿色溶剂--“水”可以作为光诱导碘调控RDRP体系中的催化剂,在此基础上成功构建了仅由单体、烷基碘引发剂、水三种组分组成的室温蓝色LED光诱导绿色高效RDRP体系。在该体系中,选择2-碘-2-甲基丙腈(CP-I)为引发剂,水起到溶剂和催化剂的双重作用,水溶性单体(甲基丙烯酸聚乙二醇单甲醚酯(PEGMA)、甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)和甲基丙烯酸羟丙酯(HPMA)等)和油溶性单体(甲基丙烯酸甲酯(MMA)和甲基丙烯酸苄基酯(BnMA))均适用。成功合成了分子量分布相对较窄(Mw/Mn<1.2)的聚合物(PPEGMA、PHEMA和PHPMA)以及可以在水溶液中原位形成球形纳米胶束的两亲性嵌段共聚物(PPEGMA-b-PBnMA、PPEGMA-b-PHPMA)。在微量水的存在下进行了 MMA的本体聚合以探究水在体系中的作用。总的来说,水在体系中既充当溶剂又充当催化剂,并且在加速聚合反应方面还具有积极作用。显然,这种简单的策略为室温可见光控合成甲基丙烯酸酯均聚物和原位清洁合成两亲性嵌段共聚物纳米胶束提供了一条有效途径。体系二:碘调控RDRP在聚合物分子量分布调控中的应用。在体系一的研究过程中,我们发现丙烯酸酯类单体在我们构建的蓝色LED光诱导碘调控RDRP体系中不能聚合,但它可作为光诱导碘调控甲基丙烯酸酯RDRP的封端剂,这为我们通过碘调控RDRP方法调控聚合物分子量分布提供了一种很好的策略。另一方面,碘封端的末端为丙烯酸酯的聚合物可作为大分子引发剂,进行单电子转移-退化链转移活性自由基聚合(SET-DTLRP),因此本体系着重研究联合这两种碘调控RDRP方法探究在保持聚合物“活性”的情况下进行聚合物分子量分布调控的方法。为了增强聚合反应体系中各组分的溶解性并拓宽单体的适用范围,我们选择了较为环保的有机试剂1,3-二甲基-2-咪唑啉酮(DMI)为溶剂,以MMA和丙烯酸正丁酯(n-BA)分别为甲基丙烯酸酯和丙烯酸酯这两类单体的模板单体进行探究。对于不同含量n-BA存在下MMA的蓝色LED光诱导可逆络合聚合(RCMP)而言,当以初始投料摩尔比[MMA]0/[n-BA]0=98/2、95/5、90/10、80/20及75/25进行投料时,得到的聚合物D值的范围为1.31-1.62,而不加n-BA时,所得PMMA的D值大多在1.2左右。以2-碘-2-苯基乙酸乙酯(EIPA)替代CP-I为引发剂,初始投料摩尔比[MMA]0/[n-BA]0/[EIPA]0=90/10/1制备的聚合物为大分子引发剂,通过SET-DTLRP方法成功合成了 PMMA-b-P(n-BA)嵌段共聚物。由此,结合蓝色LED光诱导RCMP和SET-DTLRP两种碘调控RDRP方法,我们可以在室温下保持聚合物“活性”的情况下实现聚合物分子量分布的调控。