光感应引发的聚合过程是一种新型绿色技术，适用于较宽的温度范围，对温度敏感单体的聚合以及生物应用方面有较强的优越性。光聚合经济节能，高效绿色，具有很大的实用价值。活性自由基聚合是近20年来高分子聚合领域的热点，活性自由基聚合能在温和的条件下合成出具有精确结构、分子量及分布可控的高分子聚合物，对于科学研究和生产实践都有着非常重要的意义。但目前报道的光感应活性自由基聚合体系非常稀少，主要是因为缺乏合适的感光基团用于调节活性聚合过程，且现有的光感应活性聚合体系仍摆脱不了过渡金属作为催化剂，或者使用有色有味的链转移剂来控制反应。本文主要研究一种使用9’,9二氧杂蒽二醇（简称BIXAN），以环状双苯环共轭结构的半频那醇自由基为核心的光感应活性自由基聚合方法，能在温和的光照条件下实现对自由基聚合过程的精准控制，不需要添加任何过渡金属，体系无色无味无毒，聚合物不需要后处理，非常适合工业化生产，主要内容如下：使用核磁氢谱、碳谱、红外、质谱及紫外等手段进一步表征了BIXAN结构。确定合成了含有碳原子桥连双苯环共轭结构，且苯环氢与羟基氢的比例为2:1，通过质谱以及HPLC分析确定纯度在95%以上，符合实验的要求。研究了光感应BIXAN引发MMA本体聚合，在光强为3mW/cm2的紫外光照下转化率增长很快，得到的聚合物分子量随转化率线性增长，分子量分布逐渐变窄，显示出明显的可控自由基聚合的“活性”特征。分子量增长及分布指数下降，说明了体系中存在活性中心的活化及钝化的循环，使分子链长度趋于均一。同时研究了光强对本体聚合的影响，研究发现提高光强能增加反应速率，但会使生成的聚合物分子量减小，分布指数增高。考察了BIXAN在几种溶剂中光引发MMA的聚合行为，在甲苯体系下，光强为3mW/cm2的条件下，分子量随转化率线性增加，分布指数线性降低，最终得到分子量为51000的聚合物。但分布指数明显高于本体聚合，从一开始的2.8逐渐降低到1.9左右。光感应溶液聚合中以THF为溶剂聚合，观察到了非常明显的活性特征，转化率增长很快，分子量随转化率线性增长，且实际得到的分子量与理论分子量基本吻合，最后得到了分子量45000，分布指数1.4的单分布聚合产物，显示了良好的活性特征。然后研究了单体浓度对反应的影响，发现单体浓度过高，溶剂的作用减弱，得到的分子量偏高，且分布指数较大；单体浓度过低，不能有效的参与反应，所以选择合适的单体浓度对控制反应进程有着重要的作用；还研究了紫外光强与引发剂浓度对体系的影响，光强过低引发速率变慢，光强过高活性中心容易失活，都不利于对反应的控制。以DMF为溶剂，得到的聚合物分子量较小，随着转化率的提高分子量逐渐升高，分布指数先降低后增加，说明了溶剂对于活性聚合有着非常重要的作用。同时进行了光感应BIXAN引发其他多种单体进行活性自由基聚合，引发St及GMA聚合，分子量都随转化率线性增加，分布指数不断降低。St聚合中转化率增长较慢，可能与St较低的单体增长速率有关，得到的分布指数较高，可能是受到St在紫外光照下发生自聚的影响。GMA聚合反应速率很快，最终得到分子量85000分布指数1.9左右的聚合物。光感应BIXAN引发BA和MA聚合都得到了分布指数1.4左右的聚合物，体现了适用性广泛的特点。活性自由基聚合的重要用途就是合成嵌段共聚物，对分子结构进行设计。首先研究了不同引发剂浓度、不同单体浓度及不同溶剂对合成大分子引发剂的影响，在THF溶剂中，1%BIXAN浓度，30%MMA单体浓度，光强为3Mw/cm2的条件下聚合生成了Mn=12684，PDI=1.41的大分子引发剂。用光感应PMMA-BIXAN大分子引发剂成功的引发MMA进行扩链反应，及引发BA进行嵌段聚合，得到的聚合物分子量随转化率线性增加，分布指数不断降低，最终达到了1.3的低分布指数。整个聚合过程中，GPC谱图都呈现单峰，说明了所有的聚合物链都参与了扩链和嵌段反应，反应过程中半频那醇自由基保持稳定，并没有副反应的发生。通过光感应BIXAN和大分子引发剂与TEMPO在光照下的控制反应，确定了BIXAN产生自由基的过程，以及大分子引发剂活化机理属于断裂—耦合机理，并通过测量反应物浓度变化计算了BIXAN产生自由的速率以及反应的活化速率。提出了BIXAN在光照下分解生成自由基，继而引发第一个单体生成单体自由基，并引发单体聚合的引发过程；研究了含有光感应活性端基的休眠种的活化及钝化过程，用活性中心与休眠种的互逆转化过程解释了分子量增长、分布指数降低的现象；通过TEMPO封端法成功的计算了BIXAN引发活性自由基聚合的活化速率常数。然后通过总结实验数据及实验现象，提出了BIXAN引发活性自由基聚合的模型，以及半频那醇自由基在有效半径内保持“稳定”的机理。BIXAN引发的无皂乳液聚合是使用一种水性的光感应大分子引发剂，在无皂乳液聚合中一方面起到引发剂的作用，生成自由基引发单体聚合，另一方面又起到乳化剂的作用。在无皂乳液聚合中观察到了“活性”特征，分子量随着转化率的提高而增长，分子量分布指数呈逐渐下降的趋势。在成核机理的研究中看到：PAA大分子引发部分单体聚合，形成了最初的乳液胶粒，随着反应的进行，水性大分子引发剂引发油性单体生成了两亲性的嵌段聚合物，当聚合物不断的碰撞，发生自主装反应后形成了球状乳胶粒子。通过对9’,9二氧杂蒽二醇（BIXAN）引发活性自由基聚合新体系的研究，提出了一种反应条件温和，具有较高活性且聚合相对稳定的光感应活性自由基聚合体系。使用一种环状双苯环共轭的半频那醇自由基为调节剂，不需要任何过渡金属，体系无色无味无毒，反应速度快，实用广泛，具有较高的学术及工业价值。