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乙烯与1-辛烯的共聚反应是目前聚烯烃领域的研究重点和热点。该反应主要用于生产高端的聚乙烯弹性体和塑性体树脂材料。本论文选用茂金属催化剂体系,开展了乙烯/1-辛烯的高温溶液聚合研究。论文包含如下三个部分的实验工作。1.茂铪催化剂催化乙烯/1-辛烯的共聚反应研究使用茂铪金属催化体系M1/[Ph3C][B(C6F5)4]/TIBA,研究了高温溶液下乙烯和1-辛烯的共聚反应。在共聚反应研究中,考察了聚合温度、乙烯压力、1-辛烯浓度以及催化剂用量四个方面对催化活性的影响,并研究了共聚物的分子量、分子量分布、1-辛烯的插入量以及熔融温度、结晶温度、最大结晶率的热性能,探讨了聚合物的微观序列结构。M1/[Ph3C][B(C6F5)4]/TIBA体系的最佳聚合条件是催化剂M1用量8.25 μmol、反应温度110℃、乙烯压力20 bar、1-辛烯浓度0.8 M、Al/Hf比300、B/Hf比1.46、甲苯溶剂150 mL、反应时间为0.33 h;最高催化活性达到9.73 ×106 g/mol·h,可与商用CGC催化剂的相比。在此条件下合成得到的聚合物的重均分子量为109776、数均分子量为44982以及PDI值为2.44,熔融温度为116.5℃和123.76℃,Xc为2.77%,1-辛烯共聚含量约2.5 mol%。M1/[Ph3C][B(C6F5)4]/TIBA呈现了茂金属催化剂单活性中心的配位聚合特点,是一类良好的催化剂,可以用于制备聚乙烯塑性体。2.茂钛催化剂催化乙烯/1-辛烯的共聚反应研究使用茂钛催化体系M2/[Ph3C][B(C6F5)4]/TIBA,研究了高温溶液下乙烯和1-辛烯的共聚反应。在共聚反应研究中,考察了聚合温度、Al/Ti比、反应时间、反应溶剂、加料方式、硼助剂六个方面对催化活性的影响,并研究了共聚物的分子量、分子量分布、1-辛烯的插入量以及熔融温度、结晶温度、最大结晶率的热性能,探讨了聚合物的微观序列结构。M2/[Ph3C][B(C6F5)4]/TIBA体系的最佳聚合条件是催化剂用量5.0 μmol、温度110℃、乙烯压力14 bar、1-辛烯浓度0.8 M、B/Ti比1.46、Al/Ti比100、甲苯溶剂150 mL、反应时间0.33 h;最高催化活性达到1.35×107 g/mol·h,与商用CGC催化剂的相当。在此条件下合成得到的聚合物的重均分子量为100499、数均分子量为29747、PDI值3.38;同时聚合物的熔融温度为76.95℃、结晶温度为58.81℃、最大结晶率为2.27%,1-辛烯共聚含量约11.5 mol%。也考察了Isopar E溶剂下的共聚反应,结果比甲苯溶剂的稍差。最后选择两个共聚物产品P18和P19,进行了高温13C NMR谱研究,并与SK公司的三款不同牌号的产品875L、8605和875进行13C NMR、GPC、DSC的测试分析比对。3.新型CGC催化剂的制备及其乙烯/1-辛烯共聚催化反应研究合成了两种茚基CGC型催化剂化合物[Me2Si(Ind)(NtBu)]TiCl2(M3)与[Me2Si(2-Me-4-tBuC6H4Ind)(NtBu)]TiMe2(M4),并对这两个化合物进行了核磁共振谱的分析表征,类似于M4的化合物[Me2Si(2-Me-4-tBuC6H4Ind)(NtBu)]TiMel进一步经过X-射线单晶衍射结构分析,确认了限制性几何的结构特征。M3/[Ph3C][B(C6F5)4]/TIBA和M4/[Ph3C][B(C6F5)4]/TIBA都能催化乙烯/1-辛烯的共聚。在催化剂用量5.0μmol、温度110℃、乙烯压力14 bar、1-辛烯浓度0.8 M、Al/Ti比300、B/Hf比1.46、甲苯溶剂150 mL、反应时间0.33 h的条件下,前者的催化活性达到2.85×106 g/mol·h,后者的活性为4.67×106 g/mol·h。前者共聚产物的重均和数均分子量分别为145575和48286,PDI为3.01;后者共聚物的重均和数均分子量分别达到257640和130380,PDI仅为1.97。两种聚合物都显示高1-辛烯共聚含量。