在线形聚丙烯中引入长链支化结构，可以显著改善聚丙烯的熔体性能，进一步拓宽其应用范围，，是聚丙烯高性能化的方法之一。本论文利用配位聚合的方法研究了长链支化聚丙烯的分子设计，主要内容和结果如下：　　 1.茂金属催化剂催化丙烯与丁烯基苯乙烯共聚合合成长链支化聚丙烯。在氢气存在的条件下，共单体丁烯基苯乙烯中α-烯烃双键参与丙烯共聚合反应，形成聚丙烯主链，苯乙烯双键终止丙烯聚合链的增长，形成聚丙烯支化链，从而在丙烯聚合反应中原位得到具有梳形长链支化结构的聚丙烯。考察了共单体浓度、氢气量、聚合反应温度、时间等聚合反应条件对聚合反应和聚合物结构的影响。结果表明，长链支化聚丙烯的支化度可以通过对共单体浓度的调节来调控，随着共单体浓度的增加，聚合物的支化度逐渐增加，聚合物的分子量逐渐降低；聚合物的支化度受氢气量的影响较小，聚合体系中氢气量的多少以及共单体的浓度对聚合活性、聚合物的分子量影响较大；提高聚合反应温度，有助于共单体转化率和聚合物支化度的提高；延长聚合反应时间，共单体转化率提高，聚合物支化度稍有提高。长链支化聚丙烯的流变结果表明，与线形聚丙烯相比，长链支化聚丙烯的熔体具有明显的剪切变稀行为和应变硬化行为，随着支化度的增加，零切粘度和流动活化能逐渐提高。长链支化聚丙烯的力学性能结果表明，该长链支化聚丙烯不仅保持了聚丙烯良好的拉伸强度，而且其抗弯性能得到了很大提高。　　 2.Ziegler-Natta催化剂催化丙烯与几种双烯烃单体共聚合合成长链支化聚丙烯。本论文选用了TiCl4/DIBP/MgCl2-AIEt3-硅烷催化体系，该催化体系是目前聚丙烯工业生产常用的催化剂之一，能够合成具有良好形态的聚合物。配位聚合时，首先丙烯与双烯烃的一个双键共聚合生成具有大分子单体作用的分子结构，之后这些结构进一步插入聚合物增长链可以生成H型的长链支化结构。考察了1，7-辛二烯、1，9-癸二烯、4-(3-丁烯基)苯乙烯以及二乙烯基苯与丙烯共聚合以及双烯烃浓度对支化结构的影响，研究了长链支化聚丙烯的剪切流变性能、拉伸流变性能、熔体强度以及力学性能和发泡性能。结果表明，共单体双烯烃的类型以及反应浓度对长链支化结构的形成以及聚合物的熔体性能有不同的影响。丙烯与1，7-辛二烯、1，9-癸二烯以及丁烯基苯乙烯的共聚合时，共单体浓度较低时，聚合物中没有形成长链结构或者长链结构的量很低，聚合物的熔体性能没有明显改善；随着共单体浓度的继续增加，形成的长链支化结构增加了链缠结程度，聚合物的熔体性能明显提高；当共单体再增加时，伴随着长支化结构的形成，出现了微交联或交联结构，聚合物的熔体性能表现出更明显的剪切变稀行为。对于丙烯与二乙烯基苯的共聚合来说，聚合时加入较少量的二烯基苯就能明显改善聚合物的熔体性能，而且随着共单体浓度的增加，聚合物熔体性能的改善程度更加明显，同时在较宽的共单体浓度范围内不会出现交联结构；该聚合物具有较高的熔体强度和明显的应变硬化行为；其力学性能明显提高，其发泡性能也因为熔体性能的提高而得到明显改善。　　 3.适用于超临界CO2发泡的长链支化聚丙烯的设计与合成。以增加聚丙烯对CO2的亲和性为目的，利用原子转移自由基反应(ATRP)，在茂金属催化剂合成的长链支化聚丙烯中引入对CO2亲和性较好的聚苯乙烯(PS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)接枝链。考察了不同接枝含量的长链支化聚丙烯接枝聚合物的CO2饱和吸收情况及发泡性能。结果表明，聚苯乙烯和聚甲基丙烯酸甲酯分子链的引入，增加了聚合物对CO2的饱和吸收值；与线形聚丙烯相比，LCBPP-g-PS的泡孔形态良好，尺寸均匀，且随着PS接枝含量的增加，聚合物的泡孔密度逐渐增加，泡孔尺寸逐渐减小；LCBPP-g-PMMA由于存在微相分离现象，聚合物只在两相界面处成核发泡，因而不能得到泡孔均匀的发泡材料。　　 4.长链支化聚丙烯共混改性线形聚丙烯。由于其线形结构，普通聚丙烯在熔融状态下熔体强度低，不能表现出应变硬化行为，限制了其在热成型加工方面的应用。长链支化聚丙烯可以用作熔体强度改性剂改善线形聚丙烯的熔体性能。考察了长链支化聚丙烯的用量对共混物的流变性能、力学性能及发泡性能的影响。结果表明，Z-N催化剂合成的长链支化聚丙烯对线形聚丙烯熔体性能的改善效果要优于茂金属催化剂合成的长链支化聚丙烯的改性效果，共混物熔体弹性提高的幅度与长链支化聚丙烯的支化度以及用量有关。随着长链支化聚丙烯添加量的增加，共混物的熔体弹性逐渐增加；对于添加相同重量、不同支化度的长链支化聚丙烯的共混物来说，其熔体弹性随长链支化聚丙烯支化度的增加而增加。　　 长链支化聚丙烯接枝聚合物用于共混体系的增容。结果表明，添加LCBPP-g-PS、LCBPP-g-PMMA后，共混物的相容性明显改善。