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聚丙烯腈（PAN）是一种重要的高分子材料前驱体,具有优异的物理和化学性能。窄分子量分布是合成高性能PAN的必然要求。活性可控自由基聚合能够实现聚合物分子结构的精确设计,并能对聚合物的分子量进行预测,合成窄分子量分布的聚合物,因此是制备窄分子量分布PAN的理想聚合技术。本论文分别采用电子转移产生催化剂引发原子转移自由基聚合（AGET ATRP）技术和单电子转移活性自由基聚合（SET-LRP）技术合成窄分子量分布的PAN,并通过重量法计算单体丙烯腈的转化率,采用凝胶渗透色谱（GPC）法测定分子量和分子量分布,采用核磁共振光谱（1H NMR）表征PAN的结构。采用AGET ATRP,以丙烯腈（AN）为单体,四氯化碳（CCl4）为引发剂,溴化铜（CuBr2）/亚氨基二乙酸（IDA）为催化剂前体,抗坏血酸（VC）为还原剂,N,N-二甲基甲酰胺（DMF）为溶剂,在均相体系中合成窄分子量分布的PAN。动力学实验表明该聚合反应为一级动力学反应,PAN的分子量随着单体转化率的增加而线性增大,并且分子量分布较窄,显示活性可控聚合特征。实验还考察了配体、催化剂、引发剂、还原剂浓度和聚合温度对聚合反应的影响。研究发现:当[AN]:[CCl4]:[CuBr2]:[IDA]:[VC] = 200:1:1:2:0.75时,聚合反应的可控性最好,分子量分布为1.25;聚合反应速率随着聚合温度的升高而加快,聚合反应的表观活化焓为35.9 kJ/mol。采用AGET ATRP,以AN为单体,CCl4为引发剂,三氯化铁（FeCl3）/乳酸（LA）为催化剂前体,VC为还原剂,DMF为溶剂,在均相体系中合成窄分子量分布的PAN。动力学实验表明该聚合反应为一级动力学,PAN的分子量随着单体转化率的增加而线性增大,并且分子量分布窄,显示活性可控聚合特征。实验还考察了配体用量、引发剂用量、聚合温度以及不同配体对聚合反应的影响。研究发现:当[AN]:[CCl4]:[FeCl3]:[LA]:[VC] = 200:1:1:2:0.75时,聚合反应的可控性最好,分子量分布为1.20;聚合反应速率随聚合温度的升高而加快,聚合反应的表观活化焓为32 kJ/mol。采用AGET ATRP,通过“两步加料”法,以AN为单体,CCl4为引发剂,氯化铜（CuCl2）为催化剂,六亚甲基四胺（HMTA）为催化剂,VC为还原剂,聚氧乙烯月桂醚（Brij35）为乳化剂,在水介质乳液相中合成窄分子量分布的PAN。动力学实验表明该聚合反应为一级动力学反应,PAN的分子量随着单体转化率的增加而线性增大,并且分子量分布较窄,显示活性可控聚合特征。实验还考察了配体用量、聚合温度和单体浓度对聚合反应的影响。研究发现:当原料配比为[AN]:[CCl4]:[CuCl2]:[HMTA]:[VC] = 200:2:1:2:1.5时,聚合反应的可控性较好;聚合反应速率随着聚合温度的升高而加快,聚合反应的表观活化焓为65 kJ/mol。采用SET-LRP,以AN为单体,铜粉（Cu（0））为催化剂,CCl4为引发剂,HMTA为配体,DMF或DMF与水的混合溶液为溶剂,在25°C或65°C下在非均相体系中合成窄分子量分布的PAN。动力学实验表明,两种温度下的聚合反应均为一级动力学反应,PAN分子量随转化率的增加而线性增大,分子量分布窄,具有活性可控自由基聚合特征。实验还考察了配体用量、催化剂用量、引发剂用量以及溶剂对聚合反应的影响。研究发现,单体转化率随配体HMTA浓度的增大而增大,当不加HMTA时,由于Cu（I）的歧化能力较弱,聚合反应几乎不发生;增大催化体系Cu（0）/HMTA的浓度,聚合反应速率加快,加入减活剂CuCl2,聚合反应的可控性提高;单体转化率随CCl4浓度增大而增大;水能提高混合溶剂的极性,进而加快聚合反应速率。