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纳米材料由于小尺寸效应、表面效应、库仑堵塞及量子尺寸效应和宏观量子隧道效应而表现出不同于常规材料的奇特的光、电、热、磁、催化及力学性能,引起广泛的重视和应用。对无机材料的化学修饰可以显著地影响材料的表面性质,如粘附、润滑、润湿、摩擦及生物相容性。通过聚合物膜对基底的化学修饰是一种通用有效的表面改性手段。表面引发聚合反应(surface-initiated polymerization,简写为SIP)是一种新型的聚合物薄膜制备技术,首先通过在基底表面形成聚合反应的引发点,然后在表面原位引发单体的聚合反应,制备限制于表面的具有高接枝密度的聚合物膜。论文首先对表面引发聚合反应进行了介绍。就表面引发聚合反应的机理,反应类型、以及表面引发聚合反应的应用领域等方面做了详细阐述。在此基础上,对几种不同基底的表面引发氮氧调控自由基聚合反应进行了研究,并制备了聚合物链结构、链段、分子量及分子量分布均可控的聚合物纳米薄膜。实现了对不同无机固体材料基底的表面修饰,改善了相应材料的有关性能。主要内容如下:1、通过在纳米二氧化硅表面引入双键官能团,以其为引发点利用表面引发氮氧调控自由基聚合反应首次结合“grafting through”方法,原位合成了聚苯乙烯/纳米二氧化硅杂化材料以及聚(苯乙烯-马来酸酐)/纳米二氧化硅杂化材料。表征分析可知,接枝聚合反应是一个“活性”/可控自由基聚合历程。通过GPC分析,该纳米材料聚合物接枝的分子量基本可控,分子量与单体转化率呈线性关系,ln([M]0/[M])与反应时间成正比,二者呈线性关系。2、通过阳离子交换反应在纳米蒙脱土表面引入氮氧基团,以其为引发点利用表面引发氮氧调控自由基聚合反应原位合成了插层型聚苯乙烯/纳米蒙脱土杂化材料。TG分析显示,聚苯乙烯的接枝率随着聚合时间的增长而增长,通过GPC分析,体系中均聚物的ln([M]0/[M])与反应时间成正比,两者呈线性关系,说明此反应在动力学上对单体浓度是一级反应。以上结果表明在蒙脱土表面进行的苯乙烯的NMRP是一个“活性”/可控自由基聚合历程,还未见国内外文献报道。3、首次合成一种新型的季铵盐型氮氧自由基,并通过阳离子交换反应锚固到纳米凹凸棒表面,以其为引发点进行氮氧调控自由基聚合,得到分子量和分子量分布可控的聚苯乙烯/纳米凹凸棒杂化材料。NMR和FTIR分析结果证明了新型的季铵盐型氮氧自由基的成功制得,FTIR和XPS分析结果表明聚苯乙烯已经接枝到纳米凹凸棒表面。由GPC分析可知聚合物分子量分布较窄,单体转化率和数均分子量呈线性关系,反应在动力学上对单体浓度是一级关系,符合“活性”聚合的特征。