本发明属天然橡胶改性技术领域，具体是一种采用ATRP在天然橡胶双键位置上接枝聚合物的方法，是将部分环氧化的天然橡胶与卤代亲核试剂反应，在天然橡胶分子链的双键位置上引入带活性卤素原子的侧基，得到原子转移自由基聚合大分子引发剂，再通过原子转移自由基聚合接枝聚合物链，制得的天然橡胶接枝共聚物。本发明工艺简单，通过控制反应条件，有效地对NR接枝共聚物中接枝链在主链上的位置、接枝链的密度以及接枝链的长度和长短均一性进行控制，而且接枝链分布在天然橡胶分子链的双键位置上，从而提高NR接枝共聚物的性能和产品的一致性。