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本文研究开发用于异氰酸酯、ε-己内酯（CL）以及L-丙交酯（L-LA）均聚合以及异氰酸酯与CL和环氧丙烷（PO）共聚合的稀土催化体系。考察了催化体系的组成与结构、聚合条件等对聚合的影响，表征了聚合物的结构与性能，探索了共聚物的可能应用。目前异氰酸酯聚合的催化体系以阴离子聚合体系为主，且聚合一般都是在极低温度如-78～-98℃下进行，包括均聚合以及共聚合。仅有少量有关钛的有机金属化合物于常温下催化异氰酸酯聚合的报道，但该类催化剂较为敏感，不易制备。本文研究了辛基异氰酸酯（OIC）在Nd(P204)3／Al（i-Bu）3双组分稀土催化体系下的本体和溶液聚合特征以及聚合动力学，并探讨了聚合机理。对聚合物进行了GPC、FT-IR、NMR、DSC、TGA、POM和AFM等表征。研究表明，此催化体系是烷基异氰酸酯聚合的优良催化体系，能在很宽的温度范围内（-50℃～50℃）催化烷基异氰酸酯聚合，得到高分子量，窄分子量分布的聚合物。以Nd(P204)3／Al（i-Bu）组成的稀土催化体系于50℃陈化5h，当[Al]／[Nd]=10（molar ratio），[OIC]／[Nd]=100（molar ratio）时，-10℃下催化正辛基异氰酸酯本体聚合10小时，得到产率为88.3％、（?）n=38.9×104、MWD=3.53的聚合物。系统考察了正辛基异氰酸酯在该催化体系下的本体、溶液聚合的聚合规律和溶液聚合反应动力学，结果表明聚合反应对单体浓度和催化剂浓度都是一级反应，聚合反应表观活化能为19.1kJ·mol-1。通过1H-NMR和FI-IR分析，明确辛基异氰酸酯按照碳氮双键打开的方式进行配位聚合。以稀土新癸酸盐(Ln（（Vers）3）为主催化剂，和烷基铝组成配位催化体系，同样可以在温和条件下聚合异氰酸酯单体。系统地研究了正丁基（BIC）、正己基（HIC）、正辛基（OIC）异氰酸酯在该催化体系下的本体和溶液聚合，考察了聚合规律和聚合反应动力学。以正己基异氰酸酯为例，适宜的条件为：[HIC]／[Nd]=400（molar ratio），[Al]／[Nd]=30（molar ratio），于-10℃下本体聚合12小时，聚合物产率为76％，粘均分子量37万。溶液聚合研究表明，极性溶剂不利于聚合，随溶剂极性的增加，聚合物产率下降至不聚合。适量的溶剂甲苯有利于聚合反应的控制，当[HIC]=2.71mol／L，[Nd]=6.75×10-3mol／L时聚合得到的聚合物产率为70％，粘均分子量37万，分子量分布2.15。在上述条件下还研究了三种烷基异氰酸酯的聚合动力学，BIC、HIC、OIC三种单体的聚合速率方程和聚合反应表观活化能分别为：BIC:Rp=-d[M]／dt=0.30[BIC][Nd]，39.7kJ／mol；HIC:Rp=-d[M]／dt=0.48[HIC][Nd]，36.2kJ／mol；OIC:Rp=-d[M]／dt=0.90[OIC][Nd]，29.2kJ／mol。从简单易得的氯化稀土出发，合成了三类稀土Schiff碱（salen）配合物，用于催化异氰酸酯聚合，取得良好的结果。研究表明，稀土Schiff碱配合物与烷基铝组成的络合催化体系：Ln（H2salen）Cl3·2C2H5OH／Al（i-Bu）3体系可以在20℃催化烷基异氰酸酯聚合，得到高分子量，高产率的烷基异氰酸酯聚合物，这是迄今为止首次实现异氰酸酯在稀土催化剂作用下高产率室温聚合。实验结果显示，以La（H2salen）Cl3·2C2H5OH／Al（i-Bu）3为催化体系，[M]／[La]=100（molar ratio），[Al]／[La]=30（molar ratio），[M]=3.34mol／L，甲苯中聚合12小时，HIC聚合得到聚合物的产率为74％，Mn=40.2×104，MWD=1.79；相同条件下OIC和BIC聚合分别得到产率67.3％，Mn=190×104，MWD=2.34和产率45.5％，Mn=1.10×104，MWD=2.38的聚合物。系统考察了稀土元素、不同催化剂配体、聚合溶剂以及聚合条件对上述三种烷基异氰酸酯聚合的影响以及它们的聚合动力学。LnCl（salen）2可以与烷基铝组成络合催化体系，能够在-10～20℃使聚合烷基异氰酸酯单体聚合，得到Mn=10～100×104，MWD=1.3～5.8的聚烷基异氰酸酯。考察了Al／La摩尔比、聚合时间、聚合温度、溶剂、配体种类等对聚合的影响。Ln（salen）3可以单组分引发异氰酸酯单体聚合。当[HIC]=3.43mol／L，[La]=8.58×10-3mol／L，甲苯中于-40℃聚合12小时，可以制得Mn=6×104，MWD=3.86的聚己基异氰酸酯，聚合物产率为75.5％，延长聚合时间，由于异氰酸酯聚合物容易解聚，所得聚合物的分子量降低，聚合物产率下降。对催化剂配体种类、稀土元素以及聚合条件等进行了详细研究。采用芳氧基稀土化合物做单组分催化剂，可以在10℃下催化HIC与CL无规共聚合，得到HIC含量为5～40mol％的共聚物。对共聚物进行了GPC、NMR、DSC、TGA、AFM、POM等表征。也考察了其它烷基异氰酸酯如BIC、OIC与CL的共聚合，具有和HIC类似的规律。表征了共聚物结构，测定了其热性能与结晶性能。研究了该共聚物在酸性、碱性缓冲溶液中的降解性能，发现异氰酸酯单元的引入可以有效地提高聚己内酯的降解性能，共聚物材料的大鼠背部肌肉植入试验结果表明，该共聚物在体内毒性较小，性能稳定，具有良好的组织相容性。用Nd(P204)3／AliBu3体系催化苯基异氰酸酯与环氧丙烷共聚，获得一种无规共聚物。最佳共聚条件是Al／Nd=10（molar ratio），50℃陈化5h，（[PhIC]+[PO]）:[Nd]=400（molar ratio），20℃聚合24h。共聚物分子量随着聚合时间延长而逐渐升高，分子量分布略变宽。共聚单体中PO含量较高时，聚合物收率较低，但聚合物分子量较高。研究发现，LaCl3／PO／DMF是一种可催化CL开环聚合的廉价易得的稀土催化体系，本体聚合时聚合有利条件是[CL]=9.04mol／L，PO／La=20（molar ratio），DMF／LaCl3=10（molar ratio），[CL]／[LaCl3]=500（molar ratio），30℃聚合1h，聚合物收率可达83.3％，粘均分子量为1.93×104，在甲苯中溶液聚合的较优聚合条件是[CL]=4.52mol／L，PO／La=20（molar ratio），DMF／LaCl3=10（molar ratio），[CL]／[LaCl3]=500（molar ratio），30℃聚合2h，聚合物收率78.7％，粘均分子量1.55×104。溶液聚合较本体聚合缓和，易于控制。研究了Ln（Salen）3单组分催化L-LA开环聚合，能在短聚合时间内获得高收率、较高分子量的PL-LA。较佳聚合条件是[L-LA]=2.0mol／L，[La]=2.0×10-3mol／L，在80℃下聚合40min，聚合物收率96.5％，粘均分子量1.65×104，数均分子量2.52×104，MWD=2.52。