近年來(lái)，國(guó)內(nèi)高端聚烯烴材料，尤其是聚烯烴彈性體材料的市場(chǎng)需求旺盛，并保持快速增長(zhǎng)。開(kāi)發(fā)高聚合活性、高共聚能力的烯烴聚合催化劑來(lái)制備聚烯烴彈性體材料，能夠推動(dòng)我國(guó)高端聚烯烴行業(yè)進(jìn)入新階段。

最近，基于前期對(duì)催化劑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、合成、優(yōu)化的探索與積累，中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春應(yīng)用化學(xué)研究所研究員崔冬梅團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)合成了一類限制幾何構(gòu)型的喹啉-亞甲基-芴基鈧雙烷基配合物。該催化劑在有機(jī)硼鹽和烷基鋁的活化下，溫和條件下即可催化鄰/間/對(duì)氟苯乙烯（o/m/pFS=SF）與乙烯（E）的共聚合，活性高達(dá)1.8×106gmolSc-1h-1，所得共聚物具有一個(gè)來(lái)自E-SF無(wú)規(guī)共聚鏈段的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度（Tg =-22.2℃- 5.1℃）和一個(gè)來(lái)自結(jié)晶性連續(xù)E-E鏈段的熔點(diǎn)（Tm=42.3℃-130.2℃），在室溫下表現(xiàn)出熱塑性彈性體（TPE）的性質(zhì)，拉伸強(qiáng)度最高為39.5MPa，斷裂伸長(zhǎng)率為774%。將聚合物重復(fù)拉伸至300%的應(yīng)變10次后，殘余應(yīng)變只有75%，表明E-SF共聚物具有優(yōu)異的彈性恢復(fù)性能（如圖）。E-SF共聚物優(yōu)異的力學(xué)性能得益于其微相分離的形貌結(jié)構(gòu)，E-E鏈段作為物理交聯(lián)點(diǎn)，將柔性的E-SF鏈段連接成聚合物網(wǎng)絡(luò)，賦予材料優(yōu)異的強(qiáng)度和韌性。

DFT理論計(jì)算表明，配合物喹啉側(cè)臂的電子效應(yīng)和位阻作用在形成特殊序列結(jié)構(gòu)的E-SF共聚物上起決定性作用：喹啉側(cè)臂的弱吸電性增加了中心金屬的Lewis酸性，提高乙烯聚合的活性，有利于形成連續(xù)的結(jié)晶性鏈段，由動(dòng)力學(xué)控制；喹啉側(cè)臂的位阻作用在一定程度上阻礙了體積較大的對(duì)氟苯乙烯插入，使其只能離散式地插入到聚合物主鏈上，不能連續(xù)插入，由熱力學(xué)控制。

物序列結(jié)構(gòu)的調(diào)控，高活性制備出力學(xué)性能優(yōu)異的功能化聚烯烴熱塑性彈性材料。相關(guān)研究成果在Angewandte Chemie International Edition上發(fā)表。研究工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金的資助。

乙烯與氟苯乙烯共聚合制備力學(xué)性能優(yōu)異的熱塑性彈性體材料