中文摘要：

前线聚合一般是在加压反应管一端加热，单体在加热面开始聚合，依靠聚合释放的热量引发下一层单体聚合，如此循环，聚合面（前线）不断自发向前推进。特点是需要加压、单体聚合焓变要求较高，外供热能是一次性的点火作用，无需维持加热至整个体系聚合完成，可以在一定程度上实现可控的本体聚合。光聚合一般只能适用于薄层体系，深层聚合受光引发剂吸光屏蔽制约，但具有光漂白功能的光引发体系可用于前线光聚合，前线光聚合无需高压条件，对单体聚合焓变也无特别要求，聚合前线伴随着引发剂的逐层光漂白而逐渐向前推进，聚合速率快，突破传统光聚合只适于于薄层体系的局限性，可能实现厚层块状物件的光固化，在梯度材料、原位共混聚合物、非线性材料、厚尺寸温度敏感水凝胶的制造等方面有潜在应用价值。本课题主要通过实验获取各类前线光聚合反应的二维动力学数据，揭示该类聚合方式的基本行为特征，并拓展前线光聚合的类型。

结论摘要：

利用漂白性光引发剂实施了丙烯酸酯单体的前线光聚合（FPP），光引发剂含量较高（～3％）时，可获得清晰前线界面，聚合转化率接近100%，几乎不含残余单体，是一种合成"纯聚合物"的聚合方法，由浅至深，聚合物分子量递增，分布变窄。首次采用列阵电阻法对前线光聚合推进过程进行了表征，测得前线推进速率2.3 mm/min，推进速率低于传统热引发前线聚合，但聚合前沿温度适中，所得聚合物孔洞等宏观缺陷少，且首次发现FPP聚合产物中存在有规律性取向层装形态结构，基于温多方向度梯度及Rayleigh-Taylor效应，层状形态结构可能因粘流聚合物前沿经轴对称对流产生，提出了"袖筒"层装理论模型。研究合成了一类新型主链裂解型大分子光引发剂，光引发聚合活性与商售光引发剂相当。经丙烯酸酯Michael加成产物得beta-二酮低聚物，研究并提出了该类无光引发剂剂体系的光聚合机理，提出光致脱乙酰基历程是该类低聚物自行发生光聚合的关键。利用锆酸酯及二芳基碘鎓盐的光产酸机能，在丙烯酸酯前线光聚合同时，原位生成纳米氧化锆/聚丙烯酸酯杂化棒状材料，发现纳米氧化锆在聚合物棒内存在轴向和径向双重梯度分布。