近年来兴起的光致无金属原子转移自由基聚合(metal-free ATRP),克服了传统ATRP反应温度高、操作步骤繁琐、金属残留难以去除等缺点,广泛应用于制备有机/无机杂化材料以及各种不同结构聚合物等领域。目前metal-free ATRP体系仍然存在着对氧气非常敏感,需要通入惰性气体,或者除去体系氧气,这些方法比较复杂并且耗时,同时对非专业人员来说难度较大,在一定程度上限制其广泛应用。针对以上问题,本文以metal-free ATRP为核心,在介孔材料SBA-15限域空间中进行metal-free ATRP,研究SBA-15对聚合物的性质以及反应条件对metal-free ATRP的影响。在此基础上,开发一种能够在空气中进行的metal-free ATRP,并对其聚合动力学进行研究。具体研究内容与结论如下:(1)利用不同硅烷偶联剂(KH-550、KH-560、KH-570)改性的SBA-15作为“微反应器”,在蓝光灯的照射下,实现了可见光诱导的甲基丙烯酸甲酯(MMA)的metal-free ATRP。结果表明:SBA-15的介孔孔道可以作为“纳米反应器”,成功进行MMA的metal-free ATRP聚合。在受限孔道内部所得的聚合物,具有更高的热稳定性和分子量。硅烷偶联剂改性后,孔道可以负载更多的聚合物,并且聚合物的分子量和热稳定性均得到提高,但是分子量分布变化不大。(2)基于还原淬灭的机理,将2-溴异丁酰溴(BiBB)锚定在自主合成的棒状介孔材料SBA-15表面作为引发剂,表面引发(SI)MMA的metal-free ATRP溶液聚合。结果表明,聚合后,SBA-15本身有序的介孔结构并没有遭到破坏。随着光照时间的增加,聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)在SBA-15表面的接枝率呈线性提高、分子量增大、聚合物分散指数(?)提高。同时,扩链反应证实了SBA-15表面接枝的PMMA依然具有端基活性。(3)通过SI metal-free ATRP成功地制备了介孔二氧化硅/聚合物复合材料,研究了配体/光催化剂(L/Cat)的摩尔比、溶剂体积和单体/引发剂的摩尔比(M/I)对聚合物接枝密度、分子量和分子量分布的影响。发现较高的L/Cat比值增加了反应速率,提高了聚合反应的可控性,但也导致了较低的接枝密度。随着M/I的增加,接枝率、分子量和接枝密度趋于增加,溶剂体积对聚合的控制性具有一定的影响,当单体:溶剂=1:4(v:v)时,对聚合具有最好的控制性。(4)通过调整L/Cat的比例,在空气中进行了metal-free ATRP,发现可以保持典型的可控/“活性”自由基聚合的特征。通过改变配体/催化剂比例、配体类型、催化剂浓度等因素可进一步优化聚合物的可控制备。