聚丙烯是世界上产量最大、应用最广泛的高分子材料之一。但是，聚丙烯是非极性高分子，这一内在缺陷严重阻碍了其在许多领域的应用。在聚丙烯分子链中引入极性基团或极性分子链段制备得到功能化聚丙烯，可有效改善聚丙烯材料的性能，例如，赋予聚丙烯亲水性、可着色性、与极性高分子的相容性等，从而提高其附加值。另外，等规聚丙烯低温下抗冲击性能比较差，熔体强度低，不利于成型加工。研究表明，在分子骨架上引入支链可以有效地改善等规聚丙烯的物理机械性能，从而获得应用更为广泛的高分子材料。本论文利用过渡金属催化剂在烯烃结构可控聚合方面进行了实践，并通过探索应用官能团耐受性强、共聚能力优异的配位聚合催化剂以及简捷高效的功能化途径，合成了一系列高分子量、结构可控的侧基和接枝功能化聚丙烯以及杂短链支化聚丙烯，主要工作和结论如下:　　(1)利用吡啶胺铪/有机硼催化体系实现了丙烯与末端卤代烯烃的立体定向共聚反应，得到卤代功能化等规聚丙烯。详细的原位1H NMR分析、DFT计算、以及丙烯与一系列ω-卤-α-烯烃的共聚结果表明，末端碘基团与活性中心有较弱的相互作用，长链的卤代单体与催化体系有更好的相容性。由吡啶胺铪催化剂得到的共聚物中，卤代单体单元含量高达11.7 mol％，重均分子量在10万以上，且单体单元的等规度极高([mmmm]＞99％)。　　(2)对比于吡啶胺铪催化剂，rac-Et(Ind)2ZrCl2在丙烯与末端卤代烯烃的共聚反应中，表现出较高的活性，但对卤代单体的共聚能力差得多且所得共聚物的分子量低得多。我们利用DFT计算、机理研究以及NMR分析等手段探究了此两类催化剂在共聚反应中表现出差异的原因。rac-Et(Ind)2ZrCl2的较高的催化活性是由于催化剂活性中心周围开阔的配位空间有利于单体双键的配位和插入反应。茂锆催化剂对卤素基团具有较高的耐受性，这可能是由于在共聚过程中，卤素基团与活性中心配位所形成的休眠种可以被重新活化，活性种可以迅速地再生出来。在吡啶胺铪催化的共聚反应体系中，卤代单体双键与金属中心的配位几率更高，因此所得共聚物分子链中卤代单体的插入率更高。rac-Et(Ind)2ZrCl2催化的共聚反应体系中，存在增长链向烷基铝的链转移、β-H向金属和单体的链转移等多种链转移反应。因此由茂锆催化剂得到的聚合物的分子量仅为铪催化剂所得聚合物分子量的五分之一左右。　　(3)系统地研究了卤代聚丙烯参与的硫醇-卤素点击化学的反应活性影响因素，以便充分利用硫醇-卤素点击化学来制备各种各样的功能化聚丙烯材料。卤代聚丙烯的反应活性顺序为:碘代》溴代＞氯代聚丙烯;反应活性不仅与硫醇试剂中巯基的酸性有关，还取决于硫醇试剂分子中其它极性基团与巯基在亲核反应中的竞争。基于以上结论，毗啶胺铪催化所得碘代聚丙烯与不同的硫醇试剂反应，将各种各样的极性基团引入到聚丙烯的侧基，包括羟基、酯基、芳基、氨基、噻唑基，并且反应程度接近100％。所得功能化聚丙烯具有高分子量(Mw大于10万)、高等规度（[mmmm]＞99％），极性基团含量在0-11 mol％之间。关于反应活性影响因素的研究还启发我们便捷地将反应性活泼的氨基引入到聚丙烯侧基以及通过酶催化的开环反应得到末端含有高反应活性-SH的PCL。碘代聚丙烯与巯基乙醇反应所得的羟基化聚丙烯引发LLA的开环聚合，高效地将PLLA支链引入聚丙烯中。碘代聚丙烯与含活泼端巯基的PCL(PCL-PhSH)进行点击偶联得到结构明确的丙烯接枝己内酯共聚物。　　(4)运用二甲基吡啶胺铪催化剂实现了丙烯与烯丁基苯乙烯(BSt)的立体区域选择性共聚，其中BSt通过α-烯烃部分的双键插入到聚合物链中而苯乙烯部分的双键完全保留。催化剂活性(1.35 kg polymer/molHf·h)、分子量(Mw=1.02×105)、苯乙烯基团含量(8.31 mol％)以及等规度（[mmmm]＞99％）首次同时达到令人满意的水平。通过硫醇-烯烃点击化学以及碘催化的加氢烷基化两种途径，高效地将所得的富含苯乙烯基团的聚丙烯中间体转化为各种各样的侧基功能化聚丙烯。苯乙烯基团含量较少的等规聚丙烯(1.97 mol％)便捷地转化为ATRP和NMRP的大分子引发剂，后续的可控自由基聚合反应高效地合成聚丙烯接枝共聚物。　　(5)用非茂金属配合物以极高催化活性(107 g polymer/molHf·h)合成了一系列超高分子量(高达3.00×106)的全支化聚烯烃以及短杂链支化聚丙烯，运用核磁共振光谱(NMR)、三检测器联用凝胶渗透色谱(GPC)、偏光显微镜(POM)、广角X射线衍射(WXRD)、小角X射线散射(SAXS)、差示扫描量热法(DSC)等多种检测手段分析了所得聚烯烃的结构，并研究了聚合物的拉伸、流变以及结晶等性能。引入杂支链后聚丙烯的机械性能、熔体强度和流体力学性能等大大改善。所得短杂链支化聚丙烯还被成功用作线型iPP的增韧剂以及iPP/PE共混物的增容剂，应用前景良好。