中國科學(xué)院長春應(yīng)用化學(xué)研究所高分子物理和化學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室崔冬梅課題組聚焦我國在人造天然橡膠方面的重大需求，經(jīng)過幾年的艱苦拼搏，在稀土催化合成高順式異戊橡膠研究方面取得重要進(jìn)展。日前，相關(guān)成果發(fā)表在學(xué)術(shù)期刊上。 

　　我國橡膠/，包括天然橡膠和合成橡膠的消耗量已超過美國、日本和歐盟躍居世界*，2005年已達(dá)436.5萬噸，并以每年大于10%的速度增長。單以汽車為例，2010年產(chǎn)量將達(dá)到1000萬輛，保有量將增加到6200萬輛，輪胎總需求量約3億條。與此同時，我國的橡膠生產(chǎn)能力卻遠(yuǎn)低于發(fā)達(dá)國家，天然橡膠產(chǎn)量為51.6萬噸（2006年），合成橡膠的生產(chǎn)能力為168.17萬噸（2006年），即60%以上需依賴進(jìn)口。

　　聚異戊二烯是重要的合成橡膠/品種，當(dāng)其順1，4-含量大于98%、分子量接近100萬時可以替代天然橡膠，被稱為“人造天然橡膠”。因此，我國及其他天然橡膠缺乏的國家一直致力于異戊橡膠的工業(yè)化，其瓶頸問題是異戊橡膠的鏈結(jié)構(gòu)即順1，4-含量與天然膠有3%～5%的差異，導(dǎo)致產(chǎn)品的性能低于天然橡膠。另一方面隨著乙烯工程的大規(guī)模擴(kuò)展，累積了豐富的碳五副產(chǎn)品，其中約1／5為異戊二烯單體，目前只作為燃料燒掉。因此，開發(fā)催化體系有效利用碳五資源，將其用于合成聚異戊二烯橡膠業(yè)已成為國家亟待解決的重要問題，并具有重要的理論意義和巨大的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。

　　崔冬梅課題組以國家需求為己任，以研發(fā)稀土催化合成高順式異戊橡膠為主題，以解決碳五資源高值化利用為目標(biāo)，采用芳香雙亞胺鉗型有機(jī)化合物為配體，創(chuàng)新性地合成出了一系列結(jié)構(gòu)表征完整的新型稀土氯配合物。該類配合物在烷基鋁及有機(jī)硼鹽的活化下，可以生成一種均相的齊格勒—納塔催化體系，對丁二烯和異戊二烯聚合有非常高的催化活性和大于98%zui高至100%的順1，4-選擇性，突破了傳統(tǒng)體系97%的極限。特別是此類催化體系對稀土元素表現(xiàn)出較高的普適性，除了釤、銪、鐿等具有還原性的稀土元素外，其他的稀土化合物都表現(xiàn)出較高的選擇性。

　　催化體系還對聚合溫度表現(xiàn)出很高的耐受性，即順1，4-選擇性在80℃聚合溫度下仍能保持在97%以上，而目前多數(shù)催化體系在高溫條件下選擇性會大幅下降，使得該催化體系具有工業(yè)化應(yīng)用前景。另外，他們還通過核磁共振分析技術(shù)原位跟蹤活性種的生成過程，證明了其稀土金屬—鋁雙核陽離子的結(jié)構(gòu)，并提出了配合物順1，4-選擇性由配體幾何構(gòu)型控制的機(jī)理。

　　該項(xiàng)研究成果不但豐富了雙烯烴聚合理論，同時也將為合成高性能稀土異戊橡膠及其工業(yè)化提供有力的后續(xù)技術(shù)支撐。

　　該項(xiàng)目得到了國家自然科學(xué)基金、中科院“百人計劃”和國家重大科學(xué)研究計劃的資助。