聚烯烃材料在日常生活中无处不在,是年产量最大、用途最广的高分子材料,但其最大的缺点之一是非极性的性质。通过在聚烯烃链中引入少量的极性官能团制备出的功能化聚烯烃,性质得到极大的改善,用途也随之拓宽。功能化聚烯烃的制备方法主要有三种:聚烯烃后功能化法、易位聚合和直接共聚合。其中,过渡金属催化剂催化烯烃与极性单体配位-插入共聚合制备功能化聚烯烃的方法,无需苛刻的反应条件、单体来源丰富、且聚合物结构和极性单体插入率等可控,因此一直是化学家们的研究热点。前过渡金属催化剂催化乙烯或丙烯聚合目前已实现工业化生产,但其金属中心高亲氧性的本质导致易被极性基团毒化而失活。相比之下,后过渡金属催化剂具有亲氧性弱、极性基团耐受性高的优点,有利于烯烃和极性单体的共聚合。但是,因其易发生β-H消除反应从而导致聚合物分子量和聚合活性低,这也成为了研究的桎梏。本论文分别从前过渡金属催化剂和后过渡金属催化剂两个方面研究了催化剂催化乙烯均聚以及乙烯与极性单体共聚反应,并深入探索了催化剂结构与聚合性能之间的关系。本论文的主要工作和研究成果总结如下:1.在对前过渡金属催化剂的研究中,本论文选择了四种经典的非茂金属铪和钛催化剂。在没有掩蔽剂和清除剂的情况下,实现了乙烯、1-辛烯和氨基烯烃单体的三元共聚反应。这一工作的关键在于极性单体的设计,即将柔性和刚性的限制旋转策略应用于极性单体,同时在极性基团和双键之间建立不同长度的间隔,从而设计合成了一系列氨基取代的烯烃单体。制备出的氨基功能化乙烯-辛烯共聚物具有较高的分子量(最高可达7.3×10~5 g mol-1)和极性单体插入率（最高可达4.97 mol%）。值得注意的是,本工作实现了在没有掩蔽剂的情况下通过前过渡金属催化剂催化极性烯丙基单体的直接共聚。2.在对后过渡金属催化剂的研究中,本论文以α-亚胺酮镍催化剂为平台,研究了不同的骨架结构对催化剂催化乙烯聚合和乙烯与极性单体共聚的影响。首先,研究了催化剂的乙烯均聚性能,从而挑选出合适的催化剂和聚合条件来研究共聚反应。在共聚反应中,采用长链的10-十一烯酸甲酯、10-十一烯醇和6-氯-1-己烯作为极性单体。研究结果表明,α-亚胺酮镍催化剂的半开放结构有利于提高催化剂共聚活性和极性单体插入率。在骨架结构对聚合性能的影响上,桶烯骨架结构有利于提高催化活性,而丁二酮骨架结构有利于提高聚乙烯的分子量和支化度,并且在乙烯和极性单体的共聚反应中表现出优异的性能。3.本工作以α-亚胺酰胺镍催化剂为平台,采用大位阻的二苯甲基对甲苯胺为取代基,进而制备出具有大空间位阻的[N,O]型镍催化剂,并将其应用于乙烯均聚以及乙烯与极性单体共聚。在助催化剂双（1,5-环辛二烯）镍的引发下,催化剂表现出良好的耐热性,即使在120℃的高温下,依然表现出高达7.6×10~5 g mol-1 h-1的聚合活性。这一结果表明,取代基空间位阻较大时,能够挤压催化剂结构进而抑制重排反应的发生,使其在高温环境中也可以有效保持[N,O]型结构。另外,在催化乙烯与极性单体的共聚合研究中,该类催化剂也表现出较高的聚合活性。综上所述,本论文以制备功能化聚烯烃为目的,分别采用了前过渡金属铪、钛催化剂和后过渡金属镍催化剂对乙烯均聚和乙烯与极性单体共聚合进行了研究。其中,通过巧妙的单体设计,实现了前过渡金属催化剂催化乙烯、1-辛烯与极性单体的共聚合,制备出氨基功能化的聚烯烃。在后过渡金属镍催化剂的研究上,分别以α-亚胺酮镍和α-亚胺酰胺镍催化剂为平台,研究了催化剂结构与聚合性能的关系,为设计高性能催化剂用于制备功能化聚烯烃提供了借鉴。