現代金屬有機化學最大的挑戰之一就是其在新技術和新材料等領域的應用。出于這個目的，許多類型的配合物被人們合成、修飾，然后應用于新的催化過程中，而茂金屬配合物無非是這方面最熱門領域之一。催化烯烴聚合領域是在二十世紀五十年代由Ziegler–Natta和Phillips催化劑建立起來的，茂金屬催化劑的出現在過去二三十年間引發了催化烯烴聚合領域的復興。

     茂金屬催化劑之所以受到廣大科學家們的青睞是由于其在烯烴聚合方面的獨特性能，今天我們就來看看茂金屬催化劑都有哪些特性。

催化活性較高

     茂金屬催化劑為均相（homogeneous）催化劑，其活性中心的每一個分子都溶解在溶劑中，所以其活性較高。其活性能達到傳統Ziegler–Natta和 Phillips催化劑活性的成百乃至上千倍。例如在70℃下，含1克鋯的雙芴基鋯配合物(C13H8-C2H4-C13H8)ZrCl2在助催化劑的活化下能生產3×10^5kg聚乙烯，如此高的催化活性可使工業生產中所用催化劑的量大大減少，如此少的催化劑的灰分是允許殘留在聚烯烴產品之中的。

單一活性中心

     茂金屬催化劑屬于均相（homogeneous）催化劑，又叫單點（single site）催化劑，具有單一的催化活性中心。作為烯烴催化劑，由于其催化活性中心處于受限制的配位環境中，只允許單體配位到催化劑的活性位點上，因此能精密控制聚合物的分子量、分子量分布、共聚單體的含量及其聚合物片段的序列在主聚合物鏈上的分布等等。由茂金屬催化劑催化生產的聚合物的分子量分布（Mw/Mn≈2）比多中心催化劑制得的聚合物分子量分布（ Mw/Mn=3～8）窄。而且共聚單體在聚合物主鏈中的分布也比較均勻，長支鏈和短支鏈在主聚合物鏈中呈規則分布，這些參數決定了新的聚合物材料具有新的應用（如mLLDPE），進而拓展市場前景。

可有效調控聚合物的微觀結構

     通過(guo)對(dui)(dui)(dui)含環(huan)戊二烯(xi)(xi)(xi)基（Cp）配(pei)(pei)體的(de)電子(zi)效應和(he)空間結(jie)構(gou)(gou)(gou)進行修飾(shi)，可(ke)以(yi)(yi)(yi)設(she)計合(he)(he)成出很(hen)多不同結(jie)構(gou)(gou)(gou)類型的(de)茂(mao)金屬配(pei)(pei)合(he)(he)物。這種修飾(shi)作用(yong)可(ke)以(yi)(yi)(yi)大大改(gai)變(bian)催(cui)化(hua)(hua)劑(ji)的(de)催(cui)化(hua)(hua)活性(xing)，同時還可(ke)以(yi)(yi)(yi)影響生成的(de)聚(ju)(ju)合(he)(he)物的(de)一些性(xing)能參數，如(ru)：分(fen)子(zi)量，共(gong)單(dan)體含量。不僅如(ru)此，具(ju)有一些對(dui)(dui)(dui)稱因素(su)的(de)茂(mao)金屬催(cui)化(hua)(hua)劑(ji)還可(ke)以(yi)(yi)(yi)實現其對(dui)(dui)(dui)烯(xi)(xi)(xi)烴(jing)聚(ju)(ju)合(he)(he)反應的(de)立(li)(li)體選(xuan)擇(ze)性(xing)控制，對(dui)(dui)(dui)潛手性(xing)烯(xi)(xi)(xi)烴(jing)聚(ju)(ju)合(he)(he)生成具(ju)有一定立(li)(li)體選(xuan)擇(ze)性(xing)的(de)聚(ju)(ju)烯(xi)(xi)(xi)烴(jing)材料，如(ru)：全(quan)同立(li)(li)構(gou)(gou)(gou)聚(ju)(ju)丙(bing)(bing)烯(xi)(xi)(xi)，間同立(li)(li)構(gou)(gou)(gou)聚(ju)(ju)丙(bing)(bing)烯(xi)(xi)(xi)，無(wu)規立(li)(li)構(gou)(gou)(gou)聚(ju)(ju)丙(bing)(bing)烯(xi)(xi)(xi)，半等(deng)規聚(ju)(ju)丙(bing)(bing)烯(xi)(xi)(xi)，立(li)(li)構(gou)(gou)(gou)嵌段聚(ju)(ju)丙(bing)(bing)烯(xi)(xi)(xi)，間規聚(ju)(ju)苯乙(yi)烯(xi)(xi)(xi)等(deng)。制得的(de)特定立(li)(li)體規整度(du)的(de)聚(ju)(ju)烯(xi)(xi)(xi)烴(jing)可(ke)表(biao)現出獨(du)特的(de)性(xing)能，從而(er)可(ke)以(yi)(yi)(yi)適應各種用(yong)途(tu)。所以(yi)(yi)(yi)，通過(guo)控制聚(ju)(ju)合(he)(he)條件和(he)修飾(shi)催(cui)化(hua)(hua)劑(ji)的(de)分(fen)子(zi)結(jie)構(gou)(gou)(gou)，可(ke)以(yi)(yi)(yi)很(hen)容易地獲(huo)得具(ju)有適合(he)(he)各種市場需求的(de)聚(ju)(ju)合(he)(he)物。

優異的共聚性能

     茂金屬(shu)催(cui)化劑可(ke)(ke)(ke)以催(cui)化乙烯(xi)與許多共(gong)(gong)聚單(dan)體發(fa)生(sheng)共(gong)(gong)聚，至今已(yi)經被報道(dao)的(de)(de)共(gong)(gong)單(dan)體多達(da)50種(zhong)以上。另有研究(jiu)發(fa)現，可(ke)(ke)(ke)以發(fa)生(sheng)共(gong)(gong)聚的(de)(de)單(dan)體除了常見的(de)(de)α-烯(xi)烴(jing)(jing)、降冰片(pian)烯(xi)、苯(ben)乙烯(xi)之(zhi)外，還可(ke)(ke)(ke)以是共(gong)(gong)軛雙烯(xi)烴(jing)(jing)以及極(ji)性單(dan)體。所以茂金屬(shu)催(cui)化劑能(neng)夠生(sheng)產(chan)多種(zhong)新型聚烯(xi)烴(jing)(jing)產(chan)品，這樣種(zhong)類繁(fan)多的(de)(de)品種(zhong)并(bing)且擁有優良的(de)(de)性能(neng)，就(jiu)可(ke)(ke)(ke)以廣(guang)泛應用于生(sheng)產(chan)生(sheng)活的(de)(de)各(ge)個領域。

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