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表面功能(化学组成及微纳结构)可控的单分散聚合物微球由于其独特、可控的表面特性,使得其在催化、生物、信息、能源、特种材料等诸多领域中备受关注。特别是在具有微纳分级结构复合微球的制备方面(例如果莓状聚合物／二氧化硅复合微球),聚合物模板微球表面的功能化是一个很关键性的因素。制备表面功能化微球的一种有效的方法就是在微球表面接枝聚合物刷,制备成毛发状的微球。聚合物刷因类似刷状的特殊结构赋予其许多新奇的性质,例如表面润湿性、选择性吸附性、粘附性、对外界环境的响应性、润滑性以及抗生物污染性等。本论文主要通过无皂乳液聚合法和表面引发原子转移自由基聚合法(SI-ATRP)制备出表面功能化的毛发状模板聚合物微球,研究其表面毛发结构在纳米二氧化硅粒子负载过程中的作用,探讨复合微球的形成机理,为实现有机/无机复合微球形貌结构的调控提供理论指导。本论文的主要研究内容如下：1.通过无皂乳液聚合的方法分别制备出表面羧基功能化、聚乙二醇(PEG)-功能化以及羧基-PEG杂化功能化的聚合物微球,然后以此三类功能化的微球为模板,通过原位溶胶-凝胶法制备果莓状或核壳状的聚合物/二氧化硅复合微球,并对二氧化硅纳米粒子在微球表面的负载过程及调控机制进行了详细阐述。研究结果表明溶胶-凝胶法制备的二氧化硅纳米粒子可以与聚合物微球表面的羧基,通过弱酸-碱作用在微球表面原位聚集并生长；PEG表面功能化的微球则由于其空间位阻效应,抑制了二氧化硅纳米粒子的负载：羧基-PEG杂化功能化微球既可以实现二氧化硅粒子的负载,并能通过PEG链段的空间效应调控纳米粒子的生长,实现微纳结构的可控制备。2.为定量研究毛发状链段如何调控二氧化硅纳米粒子的负载,通过表面活性聚合制备表面含有PEG毛发状链段的二氧化硅模板微球。首先通过Stober法制备出单分散的二氧化硅微球,然后通过偶联剂3-氨基丙基三乙氧基硅烷(APTES)的修饰在二氧化硅微球表面引入氨基基团,随后利用酰胺化反应将ATRP引发剂α-溴代异丁酰溴(BiBB)成功的引入到二氧化硅微球的表面,最后通过SI-ATRP聚合反应成功的将大分子单体聚乙二醇甲基丙烯酸酯(PEGMA)聚合到微球表面,制备成表面非离子型的毛发状微球。通过调节聚合反应溶剂的极性可以控制聚合反应的速率,通过调控反应时间和引发剂的用量可以控制聚合物的接枝量。3.通过表面引发ATRP聚合法将带有羟基的大分子单体PEGMA聚合到二氧化硅微球的表面,然后通过调节大单体的用量,制备出接枝量不同的毛发状微球。随后,以接枝量不同的毛发状微球为模板,在醇水体系中,以二乙醇胺为催化剂,催化水解正硅酸乙酯(TEOS)。结果表明随着毛发微球接枝量的不同,得到的复合微球的形貌有所不同。对于接枝量多的毛发微球而言,由于PEG链段与二氧化硅之间的氢键作用,可以诱导二氧化硅粒子吸附到聚合物微球表面,最后获得果莓状的复合微球；对于接枝量较少的毛发微球而言,因二氧化硅与PEG链段之间的氢键作用减弱,同时由于羟基不利于二氧化硅在微球表面原位成核,最后获得只有少量二氧化硅吸附在微球表面。