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可逆加成-裂解链转移(Reversible Addition-Fragmentation chain Transfer, RAFT)自由基聚合方法是可控自由基聚合反应领域的一支生力军。硫代硫羰基化合物这个在RAFT聚合体系中起到关键性作用的链转移试剂的热稳定性近年来也引起了广泛关注,如果RAFT试剂在聚合反应的过程中发生分解反应,将会由于活性链端的失活及随后发生的分解所得的双硫酸对反应体系自由基淬火作用进而对RAFT反应体系产生阻聚现象,使得RAFT聚合偏离活性聚合。本论文通过设计合成一系列硫代硫羰基化合物,通过对硫代硫羰基化合物的热分解机理的探讨并结合链转移活性来研究它们的分子结构与其热稳定性之间的关系,从而为平衡链转移剂的调控活性和热稳定性提供了可能。主要内容如下：基于动力学和机理研究RAFT/MADIX试剂分子结构与热稳定性之间的关系。不同种类的RAFT/MADIX试剂,如双硫酯,三硫代碳酸酯,黄原酸酯和氨基甲酸酯的热分解反应通过溶液体系进行了研究。研究发现,硫代硫羰基化合物的热分解行为非常复杂,而且同时受到RAFT试剂的稳定基团和离去基团的双重影响。硫代硫羰基化合物的热分解主要以以下三种方式为主,如β-消去反应,a-消去反应及氨基甲酸酯的均裂反应(主要适用于"Universal" RAFT试剂),其中,含有β氢的硫代硫羰基化合物通过β-消去反应形成不饱和化合物的路径是这三种分解路径中最重要的一种。而对于那些离去基团中仅含有α氢的RAFT试剂,如苄基基团作为离去基团的硫代硫羰基化合物,那么它们将发生α-消去反应,并且通过卡宾中间体的过程形成反式-1,2-二苯代乙烯((E)-stilbene)。对于"Swichable" RAFT试剂,它们将发生均裂反应,产生氨基硫羰基自由基和烷硫基自由基最后通过一系列过程又通过自由基间的偶联形成相应的硫内酯化合物。我们通过测量RAFT/MADIX试剂的表观热分解动力常数和活化能的值来研究其热稳定性。离去基团和稳定基团分别通过电子效应和位阻效应影响硫代硫羰基化合物的热稳定性,一般来讲,当硫代硫羰基化合物的稳定基团含有给电子的杂原子时,将极大程度稳定RAFT试剂,而当稳定基团或者离去基团含有吸电子基团时,将降低RAFT试剂的稳定性。另外,当硫代硫化合物的离去基团具有很大的空间位阻或者含有很多β氢时,将导致该类化合物的热分解速度变快或者热分解温度降低。综上所述,研究证明,一类含有相同稳定基团(苯基)的RAFT/MADIX试剂,它的热稳定性所以下离去基团的顺序依次减弱：-CH2Ph (5)>-PS (PS-RAFT15)>-C(Me)HPh (2)>-C(Me)2C(=O)OC2H5(7)>-C(Me)2Ph(1)>-PMMA (PMMA-RAFT16)>-C(Me)2CN (6);-类含有相同离去基团(1-苯基乙基)的RAFT/MADIX试剂,它的热稳定性所以下稳定基团的顺序依次减弱：O-ethyl (11)>-N(CH2CH3)2(13)>-SCH (CH3) Ph (8)>-Ph (2)>-CH2Ph(4)>-PhNO2(3)。而且,我们的研究结果和澳大利亚CSIRO课题组用实验方法所测量的链转移剂的调控活性及Coote用理论模拟所的到的结论基本一致。最后,我们也研究了"Swichable" RAFT试剂在质子化合去质子化状态下的热稳定性的差异。通过在水相中区域选择性加或双硫代酸阴离子和环氧基团合成石墨基RAFT试剂。本部分工作,通过使用黄原钾盐,双硫代氨基甲酸钠盐及十二烷基双硫代碳酸与氧化石墨烯在水相室温条件下,通过区域选择加成反应将与将黄原酸基团,双硫代氨基甲酸基团及十二烷基甲酸基团接到石墨基平面上,从而获得了一类新的以石墨烯基为离去基团的RAFT试剂,我们也运用了一系列表征手段来表征我们的合成结果,热重分析仪(TGA),X射线光电子能谱分析(XPS),X-射线衍射(XRD),拉曼光谱(Raman),傅里叶红外光谱(FT-IR)等；同时我们也通过选择性地转换叔胺基团在两相溶剂体系中进一步证明了我们所得的石墨烯RAFT试剂。后续我们组也会在所得的石墨烯基RAFT试剂的调控行为方面进行研究,进一步得到可控合成的纳米复合材料。