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超高分子量聚乙烯（UHMWPE）是一种分子量大于1×106g·mol-1的线性聚乙烯,具有独特的性能,如耐磨性能、抗疲劳性能、高强度、耐化学腐蚀性等。但UHMWPE存在较多的分子链缠结,导致其熔融粘度与成型加工难度增大,大量链缠结结构的存在会破坏聚合物的晶体结构,产生大量晶体缺陷,致使UHMWPE纤维的拉伸强度和模量会大幅度降低等不良影响。这些限制了UHMWPE的加工和使用性能的同步提升。聚烯烃行业历经几十年的发展,先后研发出Ziegler-Natta催化剂,茂金属催化剂和后过渡金属催化剂。截止目前,Ziegler-Natta催化剂仍占据主导地位。具有笼型结构的POSS用于作Z-N催化剂的载体。POSS化合物具有高反应性、耐温性、纳米尺寸效应和结构可设计性等突出优点,常用于改性聚烯烃催化剂。然而,目前POSS改性的聚烯烃催化剂主要集中在载体表面化学结构的功能化和活性中心间距的调控,主要目的为改善催化剂的活性和丙烯聚合的立构规整性等特征,尚未发现对初生态聚乙烯链缠结结构的调控研究。本文基于“POSS纳米团聚粒子的空间尺寸效应和大孔载体具有优传质效果”的思想,设计合成高效的Ziegler-Natta催化剂。首次在工业聚合温度下（60℃）以高活性制备低缠结UHMWPE,详细研究了POSS功能化的Ziegler-Natta催化剂的共聚性能。本文主要进行了以下三方面的研究工作:（1）团簇型POSS/MgCl2/TiCl4催化剂的制备及催化乙烯聚合研究;（2）POSS/MgCl2纳米团聚体作为活性中心阻隔剂的研究;（3）POSS修饰的Ziegler-Natta催化剂催化乙烯/1-己烯共聚研究。具体工作如下:首先,根据POSS的笼型结构与自团聚特点,利用POSS/MgCl2作为桥梁,通过POSS的团聚成核能力,借助Cl-Mg-Cl双氯桥作用来负载TiCl4制备团簇型POSS/MgCl2/TiCl4催化剂。通过STEM、BET、XPS、ICP和扫描电镜等方法探究了MgCl2/TiCl4的双氯桥作用对团簇型催化剂的结构和形貌影响,不同还原性的烷基铝对团簇型POSS/MgCl2/TiCl4活性的影响,以及聚合物产品形貌表征。结果表明POSS/MgCl2可以作为载体有效负载TiCl4活性中心,助催化剂为正三己基铝（THEA）时可以激活更多的活性中心提高聚合速率,合成了具有低缠的UHMWPE。再次:基于“POSS/MgCl2纳米团聚粒子的空间尺寸阻隔作用”思想,利用POSS通过配位作用捕获MgCl2分子,形成POSS/MgCl2纳米聚集体粘附在大孔SiO2表面,用作活性中心与聚乙烯初生链段的水平阻隔体,合成具有阻隔挡板作用的POSS修饰的Ziegler-Natta催化剂。通过SEM、XRD、XPS、NMR、BET与分子模拟（DFT）等方法探究了POSS/MgCl2纳米聚集体的微观结构以及对初生链段解缠结的作用。实现在工业聚合温度下（60℃）高效合成低缠结UHMWPE。最后:探究了POSS修饰的Ziegler-Natta催化剂催化乙烯/1-烯烃共聚行为。我们利用上一章合成的POSS修饰具有大孔结构的Z-N催化剂SiO2/MgCl2/TiCl4-20%和SiO2/MgCl2/TiCl4-0%进行对比研究共聚行为。通过DSC、GPC、红外表征、高温核磁和流变学等方法分析了POSS修饰的大孔催化剂的共聚性能。结果表明单体1-己烯的浓度的增大可以引起共聚产物中的插入率提升。这是因为不断增加单体浓度导致晶体结构破碎,减小了传质阻力,使得反应物扩散速率增大。更重要的是,大孔的SiO2载体提供了非受限空间环境,有利于提升反应物的扩散速率,提高催化剂的聚合活性。但聚合产物的熔点、结晶度以及相对分子量随着共聚单体浓度的增大均有所下降。