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在过去的几十年里,稀土金属配合物,由于其特殊的电子结构和稳定的价态,在催化烯烃(如α-烯烃、共轭烯烃等)配位聚合领域受到广泛关注。通过调控配合物结构,可实现共轭烯烃(如苯乙烯、异戊二烯等)的高效可控聚合。但由于强的链转移反应,丙烯均聚合一直是稀土配合物催化的难点。此外,α-烯烃/共轭烯烃(如苯乙烯、丁二烯、异戊二烯等)共聚合,因其共聚物新颖的结构和物理化学性能,也一直是研究热点。在该领域中,乙烯与共轭烯烃共聚合的研究已取得较大进展,但丙烯与共轭烯烃的共聚合,由于两种单体在同一活性中心上的配位增长方式不同,往往存在活性低、组成不可控等问题 难以实现高效可效可控共聚合。基于以上的问题,本论文通过调控单茂钪配合物的空对丙烯均聚合的影响,实现了丙烯的链转移聚合和活性聚合,并考察了丙烯与乙烯、苯乙烯、异戊二烯的二元和三元共聚合规律,获得了一系列组成可控、结构新颖的共聚物,主要研究结果如下:(1)合成了具有不同烷基配体、茂基配体、Lewis碱配体的单茂钪配合物,考察催化剂结构对丙烯均聚合的影响。采用烷基为Me3SiCH2、含THF配位的单茂钪配合物LSc(CH2SiMe3)2(THF)(5a:L = C5Me4SiMe3;6:L = 1,3-(Me3Si)2C9H5),实现了丙烯高效链转移聚合,活性可达105～106 g molSc-1 h-1,得到低分子量无规聚丙烯(Mn～2×104 g/mol,Mw/Mn～2.00);采用烷基为Me3SiCH2、含NHC配位的单茂钪配合物[1,3-(Me3Si)2 C9H5]Sc(CH2SiMe3)2(ImiPr2)(8),在-30 ℃下,完全抑制链转移反应,实现丙烯和乙烯的活性聚合,活性可达106 g molSc-1 h-1,制备出超高分子量、窄分布无规聚丙烯和线性聚乙烯(Mn>106g/mol,Mw/Mn～1.20)。通过原位核磁技术和DFT计算,证明了NHC的配位降低Sc中心的正电性是抑制丙烯链转移的原因。(2)通过调控催化剂结构,含THF配位的单茂钪配合物能够实现丙烯和苯乙烯多嵌段共聚合,活性可达104～105 gmolSc-1h-1,且共聚物组成可由丙烯/苯乙烯投料比调控。此外,通过调控催化剂结构,高活性地实现了丙烯/乙烯/苯乙烯三元共聚合,活性可达105g molSc1 h-1,获得一系列组成和结构可控的三元共聚物:配合物5a得到丙烯/乙烯/苯乙烯三元无规共聚物;配合物6得到,全部组成范围内,均为含间规聚苯乙烯嵌段和丙烯/乙烯无规嵌段(含少量苯乙烯)的多嵌段共聚物。应力-应变测试结果表明,当共聚物组成为苯乙烯/乙烯/丙烯=44/46/10时,材料具有典型热塑性弹性体的拉伸特点。(3)通过调控催化剂结构,含THF配位的单茂钪配合物能够实现丙烯/异戊二烯共聚合,活性可达104～105 gmolSc-1 h-1;且共聚物组成可由丙烯/异戊二烯投料比控制。配合物5a所得共聚物为无规共聚物;配合物6所得共聚物为多嵌段共聚物。此外,通过调控催化剂结构,高活性地实现了丙烯/乙烯/异戊二烯三元共聚合,活性可达105gmolSc-1h-1:配合物5a体系得到高乙烯含量的结晶性三元共聚物,丙烯单元和异戊二烯单元孤立分布在聚乙烯主链中;而配合物6可得到低乙烯含量、组成范围更广的非晶性三元共聚物,丙烯、乙烯、异戊二烯单元呈无规分布。利用环氧化/开环方法成功制备了主链饱和、侧链含双键的环氧化乙丙共聚物和羟基化/氯化乙丙共聚物。