他早年严格求解各种聚合反应的动力学微分方程组，推导了聚合物分子量分布函数等分子参数的解析表达式，建立了聚合物分子参数与聚合反应参数的定量关系，比较系统的发展了聚合反应动力学的非稳态理论。他和合作者还报道了带侧基和主链含杂原子大分子的均方回转半径公式。本世纪初以来，他在超支化聚合物可控合成方面提出了不等活性双组份合成思想，设计了多种合成途径，发展了有效控制超支化聚合物多分散性及拓扑结构的方法，并实现了超支化聚合物的多维、多尺度自组装，尤其是在实验室观察到了分子宏观自组装现象，提出和证明了其分子堆积模型。