自由基加成反应在紫外光固化中非常重要。裂解型光引发剂在紫外光照射下跃迁至激发态,从而均裂生成自由基。苯甲酰自由基是常见的光解产物,其通过加到丙烯酸酯单体上,形成初级自由基,继而引发聚合反应。目前对于自由基加成反应的研究多集中于动力学方面,而基于过渡态理论,从能量、反应速率等方面对自由基加成反应进行的理论研究较少,把自由基加成反应结合到生物止血材料的研究也没有相关文献报道。本论文在第一章从密度泛函角度研究出发,研究苯甲酰自由基与戊烯、烯丙基甲基醚、丙烯酸甲酯三个单体的自由基加成反应。通过能量与构象变化分析,发现丙烯酸甲酯的活化能是三个反应体系中最小的,这是由于具有较小的形变能引起的。而戊烯与烯丙基甲基醚单体却因具有相似的形变而导致它们的形变能相近。通过自由基与烯烃单体的相互作用来揭示自由基加成反应的机理,并且通过弱相互作用的可视化加以证明其存在。弱相互作用分析研究发现三个反应体系的弱相互作用都来源于末端C12-C14,丙烯酸甲酯的Spike值是三个反应体系中最高的。通过键级曲线图描绘了旧双键断裂,以及新键形成过程。成键指数表明,丙烯酸甲酯反应体系的过渡态是“早期”过渡态,可以更早的形成反应复合物,导致活化能较小。最后通过电荷分析确定单体的活性,并通过反应速率进一步证实丙烯酸甲酯反应体系具有最小的活化能,反应速率最快。体内的止血是微创手术成功与否的关键之一。固体止血材料由于流动性差不能通过微创手术器械鞘管喷射进入体内,液体止血材料由于附着力低而导致无法粘附在组织。为了解决流动性和粘附性的矛盾,在第二章我们以自由基加成反应为理论依据,利用光引发剂与蔗糖单体在紫外照射下迅速固化成膜来实现止血。通过量子化学计算化学反应势垒、实时红外模拟体外成膜、动物实验观察止血效果、细胞实验考察原料细胞毒性等多方面实验,考证了含有烯丙基蔗糖醚单体(SAE)和α-羟基酮引发剂(HMPP)混合配方作为新型止血材料的可行性。从密度泛函理论证实了SAE与HMPP属于自由基加成反应,并具有所需的能量势垒较小、反应时间较短的优点。粘度实验和细胞毒性实验表明,该配方具有一定的流动性、毒性相对低的优点。虽然实时红外的结果显示最终转换率不高,但是体内止血实验证实了SAE与HMPP混合材料在50秒内就能在体内成膜止血,并且不受血流量的影响。在微创止血方面较其他止血材料具有竞争优势。为了更好的探讨光引发剂的光学特性,在第三章我们采用波函数分析方法研究新型肟酯引发剂的激发能量、分子轨道、电子跃迁密度矩阵。通过分子轨道研究发现OXE-1的能量带隙比OXE-2小,反映了前者较后者易激发。电子跃迁密度矩阵图显示了OXE-1和OXE-2从基态跃迁到激发态主要都是苯环和羰基上的电子跃迁引起的。比较激发能可以知道单线态的激发能和重组能都大于三线态,说明两者的电子结构在单线态时比三线态更稳定。并且OXE-1与OXE-2具有相似的垂直激发能,说明两者的激发过程的势能面间隔相近。