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单分散聚合物粒子因其在化学、物理、医学以及生物学等领域的广泛应用而倍受关注。目前，由于制备技术的原因而导致无有效途径制备粒径为10 nm-100 nm、且单分散的聚合物纳米粒子。因此，单分散聚合物纳米粒子的制备及其制备技术已成为高分子科学、材料科学与技术领域的研究热点之一。本文首先对聚合物纳米粒子合成的研究进展、乳液原子转移自由基聚合(ATRP)研究进展、星型聚合物、树枝状大分子(dendrimers)以及树枝状-星型聚合物的合成研究进展进行了系统综述。
以α-氯代丙酰氯(C3H4Cl2O)分别对第四代聚丙烯亚胺树枝状大分子(DAB-Am-32)和季戊四醇(PT)进行改性，以红外光谱(FT-IR)、核磁共振氢谱(1H-NMR)、核磁共振碳谱(13C-NMR)和质谱(MS)对改性产物进行了表征，成功合成了ATRP用的树枝状大分子引发剂DAB-Am-32-Cl及4臂引发剂PT-C1。
采用DAB-Am-32-Cl为大分子引发剂，CuCl为催化剂，Bpy为配体，Tween-20为表面活性剂，成功实现了苯乙烯(St)的乳液ATRP，制得了单分散的树枝状大分子-聚苯乙烯纳米粒子。树枝状大分子-聚苯乙烯的结构由FT-IR和1H-NMR表征；树枝状大分子*聚苯乙烯的分子量及其分布由凝胶渗透色谱(GPC)表征；树枝状大分子-聚苯乙烯纳米粒子的形态、粒径和粒径分布由激光光散射粒度仪(PCS)和透射电子显微镜(TEM)表征；聚合物膜的表面形态由原子力显微镜(AFM)表征。研究了单体/引发剂比列和表面活性剂浓度对聚合物纳米粒子粒径的影响。结果表明，树枝状大分子-聚苯乙烯纳米粒子的粒径小于100 nm(30-80 nm)且单分散；纳米粒子的粒径可由单体/引发剂比例和表面活性剂浓度控制：随着St/DAB-Am-32-Cl比例的增大，纳米粒子的数均粒径(Dn)和重均粒径(Dw)逐渐增大；随着表面活性剂浓度的增大，纳米粒子的水合粒径(Dh)逐渐减小。
采用PT-Cl为引发剂，CuCl为催化剂，Bpy为配体，Tween-20为表面活性剂，成功实现了St的乳液ATRP，制得了星型聚苯乙烯纳米粒子。星型聚苯乙烯的结构由FT-IR和1H-NMR表征；星型聚苯乙烯的分子量及分子量分布由凝胶渗透色谱(GPC)表征；星型聚苯乙烯纳米粒子的形态、粒径和粒径分布由激光光散射粒度仪(PCS)和透射电子显微镜(TEM)表征；聚合物膜的表面形态由原子力显微镜(AFM)和扫描电子显微镜(SEM)表征。研究了单体/引发剂比列、表面活性剂浓度和催化剂/引发剂比列对聚合物纳米粒子粒径的影响。结果表明，纳米粒子的粒径小于100 nm(29-94 nm)且单分散；纳米粒子的粒径可由单体/引发剂比列、表面活性剂浓度和催化剂浓度控制：随着St/PT-Cl的增大，纳米粒子的数均粒径(Dn)、重均粒径(Dw)和水合粒径(Dh)逐渐增大；随着表面活性剂浓度的增大，纳米粒子的水合粒径(Dh)逐渐减小；随着催化剂/引发剂比列的增大，纳米粒子的水合粒径(Dh)逐渐减小。