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

     通過對含環戊二烯基（Cp）配體的電子效應和空間結構進行修飾，可以設計合成出很多不同結構類型的茂金屬配合物。這種修飾作用可以大大改變催化劑的催化活性，同時還可以影響生成的聚合物的一些性能參數，如：分子量，共單體含量。不僅如此，具有一些對稱因素的茂金屬催化劑還可以實現其對烯烴聚合反應的立體選擇性控制，對潛手性烯烴聚合生成具有一定立體選擇性的聚烯烴材料，如：全同立構聚丙烯，間同立構聚丙烯，無規立構聚丙烯，半等規聚丙烯，立構嵌段聚丙烯，間規聚苯乙烯等。制得的特定立體規整度的聚烯烴可表現出獨特的性能，從而可以適應各種用途。所以，通過控制聚合條件和修飾催化劑的分子結構，可以很容易地獲得具有適合各種市場需求的聚合物。

優異的共聚性能

     茂金屬催化劑可以催化乙烯與許多共聚單體發生共聚，至今已經被報道的共單體多達50種以上。另有研究發現，可以發生共聚的單體除了常見的α-烯烴、降冰片烯、苯乙烯之外，還可以是共軛雙烯烴以及極性單體。所以茂金屬催化劑能夠生產多種新型聚烯烴產品，這樣種類繁多的品種并且擁有優良的性能，就可以廣泛應用于生產生活的各個領域。

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