文章背景

       聚烯烃作为一种产量巨大、应用广泛的高分子材料，其迅猛发展不断改变着人们的日常生活方式，这使得烯烃聚合催化剂的研究成为备受瞩目的热点领域。Brookhart型α-二亚胺催化剂因其独特的烯烃链行走特性，已成为工业界和学术界共同关注的热点。然而，经典的α-二亚胺镍体系存在热稳定性不足的问题，在高温条件下容易发生分解并失活，导致分子量显著降低，这严重限制了其在工业中的广泛应用。为了开发更高效的镍催化剂，并提升其热稳定性，许多研究致力于对配体进行修饰。在这些聚烯烃金属催化剂修饰中，远程大位阻基团取代位点修饰策略具有潜在能力调节催化行为，而这种行为在配位插入烯烃聚合反应中往往被忽视。

文章概述

最近，中国科大陈昶乐教授课题组通过将大体积的三苯基甲基引入α-二亚胺配体结构，设计并合成了一系列对位三苯甲基修饰的α-二亚胺镍催化剂。相较于传统的Brookhart型催化剂，这类催化剂展现出更为卓越的热稳定性和催化活性，能够高效生成高分子量的支链聚乙烯，并且所得聚乙烯材料在力学性能和弹性性能方面均表现出色。

在本研究中，合成和表征了一系列具有不同位阻的对位三苯甲基修饰的α-二亚胺镍催化剂Ni1-Ni5。在氯化二乙基铝 (Et₂AlCl) 的活化作用下，系统研究了其在乙烯链行走聚合中的催化性能，并探讨了空间位阻效应的影响。研究结果表明，在对位引入三苯基甲基可以形成远端刚性位阻，从而显著提高镍催化剂的热稳定性，并展现出卓越的催化性能。催化剂的空间位阻效应以及聚合条件的变化对乙烯聚合活性、制备的聚乙烯分子量、支化度、热力学性能以及力学性能均具有显著影响。特别是异丙基取代的Ni3-Ni5展现出极高的催化活性，高达1.26×10⁷ g mol^-1h^-1，生成高分子量的支链聚乙烯。在较低温度条件下，不对称镍催化剂Ni4和Ni5能够催化生成超高分子量聚乙烯，该材料展现出卓越的力学性能和弹性性能。值得注意的是，在120℃的高温聚合条件下，Ni4和Ni5依然展现出较高的催化活性 (8.1×10⁶g mol^-1h^-1)。相较于传统的Brookhart型催化剂，这类催化剂表现出更为优异的热稳定性和催化活性，最佳聚合温度超过了得到聚合物的熔点，仅通过单一的乙烯单体即可直接制备出性能优异的乙烯基-聚烯烃弹性体。因此，该研究工作在烯烃聚合工业的研发领域具有重要意义，为聚烯烃弹性体产业的未来发展开辟了新的方向，并有望为工业界带来显著的经济效益。

这一研究成果以“三苯甲基取代的α-二亚胺镍催化乙烯聚合制备聚烯烃弹性体”为题发表在高分子学报2025年第9期“高分子弹性体”专辑上，论文第一作者为安徽大学硕士研究生许浒，通讯作者为中国科学技术大学陈昶乐教授和安徽大学王福周副教授。

三苯甲基取代的α-二亚胺镍催化乙烯聚合制备聚烯烃弹性体.许浒, 张自强, 陈昶乐, 王福周.高分子学报, 2025, 56(9), 1493-1504Preparation of polyolefin elastomers using triphenylyl-substituted α-diimide nickel-catalysed ethylene polymerisation.Xu, H.; Zhang, Z. Q.; Chen, C. L.; Wang, F. Z.Acta Polymerica Sinica, 2025, 2025, 56(9), 1493-1504doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2025.25059