支化度、相对分子量及相对分子量分布是高聚物最基本也是最重要的结构参数之一，聚烯烃材料的力学性能、加工流变性能等都与这些重要参数密切相关。因此，对聚烯烃材料支化度、相对分子量及相对分子量分布进行有效调控显得尤为重要。利用后过渡金属配合物催化单体合成聚合物是制备聚烯烃材料十分重要的手段之一，通过对后过渡催化剂配体结构的设计，可以实现对聚烯烃结构的有效调节。

近日，中国科学技术大学陈昶乐教授课题组，设计合成了一类大位阻吡啶N-氧化物-亚胺镍配合物，实现了对聚乙烯的支化度、相对分子量及相对分子量分布的有效调控。

该镍配合物在非常少量助催化剂 (80当量MAO) 存在下，能够实现非常高的聚合活性（高达107 gPE molNi-1 h-1）。更值得注意的是，通过调整该镍配合物的结构和聚合条件，可以合成超高分子量聚乙烯 (Mw可高达301.6×104 g mol-1)，实现聚乙烯重均相对分子量在0.3-301.6×104 g mol-1范围内调节，支化度在9-104/1000 C范围内可以调控，分子量分布 (Mw/Mn)在1.9-59.7的范围内能够调整。与此同时，该催化剂还可以实现乙烯与极性单体的共聚。

对该催化剂合成的聚乙烯材料进行拉伸性能测试发现，其拉伸强度可达40.2 MPa，断裂伸长率可达1040%，具有良好的力学拉伸性能。对其合成的相对分子量分布双峰分布的聚乙烯材料进行流变性能测试，发现其加工流变性能显著改善。

相关研究以“Ethylene Polymerization and Copolymerization Using Nickel 2-Iminopyridine-N-oxide Catalysts: Modulation of Polymer Molecular Weights and Molecular-Weight Distributions”为题发表在Macromolecules杂志上 ，文章第一作者为中国科学技术大学硕士研究生邹陈，通讯作者是陈昶乐教授。