技术进展

在顺丁胶中引入乙烯结构单元，不但可以极大地降低原料成本和对丁二烯单体的依赖性，而且可以减少聚合物中不饱和双键的含量，显著提高聚丁二烯橡胶的耐老化、耐臭氧和耐磨等性能，拥有巨大的潜在应用价值和广阔的市场前景。但这并不意味着简单的将丁二烯与乙烯共聚就能够得到高性能材料。乙烯在共聚物中的含量、聚丁二烯的结构规整性以及两种聚合物链段序列长度均对最终的材料性能具有重要的影响。自上世纪60年代以来，乙烯和丁二烯共聚合就引起了学术界和工业届的广泛关注，尽管经过了不懈的努力，但是两种单体不同的聚合机理和难以控制的丁二烯聚合选择性使得至今还没有得到高乙烯含量的顺丁橡胶。

中国科学院长春应用化学研究所崔冬梅课题组长期致力于新材料和新催化剂的开发，吴春姬副研究员和刘波副研究员聚焦乙烯与丁二烯共聚这一挑战性课题，开发出杂环稠合金属钪烷基配合物催化乙烯和丁二烯共聚合，成功制备出乙烯结构单元含量高达45 mol%的新型顺丁橡胶。与传统的顺丁橡胶相比，该新型橡胶拉伸强度高，抗冷流性好。

结合理论计算阐明丁二烯插入形成的金属钪烯丙基活性中心（anti-Sc-allyl）能够异构化为金属钪烷基活性种（Sc-alkyl）是实现乙烯和丁二烯顺1,4-选择性共聚合的关键所在。向配体中引入大位阻的吸电子取代基团，不仅提高了乙烯插入的几率，而且有效缩小了乙烯和丁二烯插入活化能的差别，采用连续加入丁二烯溶液的策略，可有效抑制结晶聚乙烯序列的形成。

上述结果发表以通讯的形式发表在《德国应用化学》（Cis-1,4 Selective Copolymerization of Ethylene andButadiene: A Compromise between Two Mechanisms，Chunji Wu, Bo Liu, Fei Lin, Meiyan Wang and Prof. Dongmei Cui, Angew. Chem. Int. Ed, 2017, 56, DOI: 10.1002/anie.201702128）。