与线形聚合物相比,环状聚合物存在环张力,分子尺寸小,具有一些特殊的、优良性能。由活性聚合反应直接合成环状聚合物仍是高分子合成化学领域的一个挑战性研究课题。本申请针对这一问题,提出研究环状聚合物的合成、表征以及性能。考虑双自由基终止速率常数大於增长速率常数10的2-4次方倍,在局部区域内,链增长和链与稳定自由基的可逆终止这一对竞争反应中,可逆终止成环生成活性键始终占优势。因此,首先设计和合成合适的环状引发剂,选择适当的聚合条件,引发烯类单体如苯乙烯等单体聚合。经开环、生成自由基-链增长-可逆终止、闭环反应,反复这一过程,直到生成予期环大小的环状聚合物。用MALDI-TOF等手段表征产物的环状结构;用GPC、TEM、AFM等方法表征环大小和分布,观察环状分子和聚集态的形貌。研究环状聚合物的溶液性质,热稳定性和其它物理化学性质,从而掌握环状聚合物的结构与物理和化学性能的关系
环状聚合物无端基,具有不同於线形聚合物的特殊性质。与线形聚合物相比,环状聚合物的研究很少。合成环状聚合物的一个重要方法是聚合物的端官能团在极稀溶液中进行关环反应。由聚合反应直接制备环状聚合物,仅限於制备环状聚乙烯。本項目采用含二硫代苯甲酸酯基或三硫代碳酸酯的环状试剂,在低温下,如-30oC下,由60Coγ-射线引发(甲基)丙烯酸甲酯进行可控自由基溶液聚合,得到了较为纯的环状聚合物。该聚合反应具有活性聚合的特征,环大小可控。以得到的环状聚丙烯酸甲酯作引发剂,引发(N-异丙基)丙烯酰胺聚合,得到了环状两亲性聚合物。反应温度是生成环状聚合物的决定因素之一,如在30oC下进行的辐射聚合,得到的是环状和线形聚合物的混合物。利用click反应和活性酯与胺基的取代反应,使聚合物链两端基反应,制备了环状聚苯乙烯、聚(甲基)丙烯酸酯。产物中含有杂质,需经分离才能得纯的环状聚合物。除环状聚合物研究外,还研究了选择性溶剂中的可控自由基聚合,直接从单体制备核交联的胶束。对H-形型、树枝状-星形和接技支化等一类非线性聚合物的合成进行了研究。在Macromolecules等sci收录的杂志上发表18篇论文。