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  近50年來，烯烴聚合的研究在學(xué)術(shù)界以及工業(yè)界都取得了巨大的成功。聚烯烴年產(chǎn)量巨大、用途廣泛，但是其最大的缺點(diǎn)之一是其非極性的特點(diǎn)。在聚烯烴中引入少量的極性官能團(tuán)可以極大地改善其性質(zhì)、拓寬其使用范圍、提高其商業(yè)價(jià)值。通過過渡金屬催化劑來實(shí)現(xiàn)烯烴與極性單體的共聚反應(yīng)是合成官能團(tuán)化聚烯烴材料最直接的途徑。然而，目前已知的高性能的烯烴聚合催化劑數(shù)不勝數(shù)，但是其中能夠?qū)崿F(xiàn)烯烴與極性單體共聚反應(yīng)的催化劑體系非常有限。而能夠在溫和條件且不添加助催化劑的情況下解決這一極性單體問題的體系更是屈指可數(shù)。并且，這些已知催化劑體系的性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到工業(yè)應(yīng)用的需要。 因此，發(fā)展新型、高性能的催化劑就成為一個(gè)亟待解決的問題，這也是“極性單體問題”能否實(shí)現(xiàn)工業(yè)化的一個(gè)核心難點(diǎn)。

  2013年，陳昶樂教授回到中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)從事獨(dú)立的科研工作，主要針對(duì)“極性單體問題”這一具有挑戰(zhàn)性的課題。五年內(nèi)，他們發(fā)展了全新的催化劑體系，同時(shí)，也有目的、有針對(duì)性地發(fā)展了新型的調(diào)控手段，用于調(diào)節(jié)烯烴與極性單體的共聚反應(yīng)過程。在發(fā)展新催化劑、新調(diào)控手段的基礎(chǔ)上，他們同樣成功地實(shí)現(xiàn)了乙烯與一系列不同極性單體的共聚反應(yīng)，制備了一系列結(jié)構(gòu)可控、性能優(yōu)良的新型聚烯烴材料，并且詳細(xì)研究了這些材料的性質(zhì)。

  上述成果已經(jīng)發(fā)表在《高分子學(xué)報(bào)》2018年第11期（doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2018.18155），題為“官能團(tuán)化聚烯烴：新催化劑、新聚合調(diào)控手段、新材料”。此專論主要圍繞以下這4個(gè)方面論述了陳昶樂教授課題組近幾年來的工作進(jìn)展：(1) 通過理性分析催化體系存在的問題來進(jìn)行催化劑的設(shè)計(jì)，改進(jìn)了已知的一系列催化劑體系；(2) 提出了新的催化劑設(shè)計(jì)理念并且發(fā)展了全新的催化體系；(3) 通過配體-金屬次級(jí)配位調(diào)控，配體-底物效應(yīng)調(diào)控和氧化還原調(diào)控的引入為烯烴聚合領(lǐng)域注入了新的思路；(4) 在上述研究的基礎(chǔ)上，還合成了一系列具有獨(dú)特微結(jié)構(gòu)以及性能優(yōu)異的聚烯烴和官能團(tuán)化聚烯烴材料，這些材料具有很好的力學(xué)性能、表面性能和加工性能等。

  圍繞這幾個(gè)方面，這一領(lǐng)域仍然存在著很多關(guān)鍵的、尚未解決的問題，同時(shí)挑戰(zhàn)與機(jī)遇并存。(1) 目前已知的催化劑體系在催化烯烴與極性單體共聚過程中的性質(zhì)(活性、共聚物分子量、共聚單體插入比)仍然無法滿足工業(yè)生產(chǎn)的需要；(2) 目前針對(duì)“極性單體”這一科學(xué)問題所設(shè)計(jì)的調(diào)控手段還非常有限，并且其調(diào)控效果還有待提高；(3) 催化劑、調(diào)控手段的研究必須轉(zhuǎn)化為聚烯烴材料的高效制備以及性質(zhì)的研究。對(duì)官能團(tuán)化聚烯烴宏觀性質(zhì)上的研究有助于學(xué)術(shù)界尤其是工業(yè)界了解這一類新材料的獨(dú)特性質(zhì)，為它們可能的工業(yè)化研究奠定了基礎(chǔ)。

  最后，專論進(jìn)行了詳細(xì)的總結(jié)與展望。聚烯烴領(lǐng)域的發(fā)展離不開新型催化劑的發(fā)展，催化劑依然是這一領(lǐng)域的靈魂。該課題組仍然會(huì)圍繞“極性單體”這一極具挑戰(zhàn)性的核心科學(xué)問題，致力于新型催化劑的創(chuàng)制、新型聚合調(diào)控手段的設(shè)計(jì)以及官能團(tuán)化聚烯烴材料的制備等方面的研究。在這個(gè)過程中，他們希望能繞開盲目的“試錯(cuò)法”，有針對(duì)性地提出問題，解決問題，并提出、研究一些具有普適性的新型調(diào)控手段。除了基礎(chǔ)研究，他們也特別希望特種的聚烯烴材料，如熱塑性彈性體以及官能團(tuán)化聚烯烴材料，能在工業(yè)上得到關(guān)注，并且進(jìn)一步研究其工業(yè)應(yīng)用的可行性。距齊格勒和納塔獲得諾貝爾獎(jiǎng)已經(jīng)50多年，所以烯烴聚合是一個(gè)相對(duì)比較古老的研究領(lǐng)域。但是由于聚烯烴巨大的年產(chǎn)量以及非常廣泛的應(yīng)用，其相關(guān)的研究仍然是非常重要、有價(jià)值的。

  該專論得到了國家自然科學(xué)基金(基金號(hào) 21690071)的資助。

  論文鏈接：http://www.gfzxb.org/fileGFZXB/journal/article/gfzxb/2018/11/PDF/gfzxb20180155chenchangle.pdf