聚烯烃是合成树脂中产量最大（2.5亿吨/年）及用途最广的高分子材料。基于乙烯的高性能共聚物是聚烯烃中最典型的高端产品；其主要通过可以实现对聚合物微观结构精确控制的均相高温溶液聚合方法制备。得益于低聚合体系粘度、聚合物无沉淀结垢、容易连续化生产的优势，高温溶液聚合方法（HTSP）已成为制备高端聚烯烃最强大和最具影响力的合成技术之一。例如，商业化的聚烯烃弹性体（乙烯-辛烯共聚物POE）、烯烃嵌段共聚物（乙烯-辛烯多嵌段共聚物OBC）、以及环烯烃共聚物（乙烯-环烯烃共聚物COC），工业上都是通过高温溶液共聚合技术生产（100-150 °C）。POE\OBC\COC的高温溶液聚合方法合成，主要得益于耐高温茂金属催化剂的不断迭代。然而，当遇到乙烯-丙烯酸酯共聚物（EMA与EBA；乙烯-极性烯烃共聚物中最具工业化前景的高端聚烯烃一类，可用于电网绝缘电缆料）的合成时，已经发展了40多年的茂金属催化剂束手无策。因此，新一代聚烯烃催化剂亟需开发。

  基于配位-插入聚合机制，乙烯与丙烯酸酯高温溶液共聚反应是化学和催化领域最有前景但也最具挑战的反应之一。前过渡/稀土金属催化剂至今对乙烯-丙烯酸酯共聚物的合成无能为力；后过渡金属催化剂的出现带来了转机。1996年阳离子α-二亚胺钯催化剂首次实现了支化型乙烯-丙烯酸酯共聚物合成，2002年中性膦磺酸钯催化剂首次实现了线性乙烯-丙烯酸酯共聚物合成。但是，钯催化剂成本高昂、更致命的是在高温（≥ 100 °C）下只能制备极低分子量的乙烯-丙烯酸酯共聚物。相比之下，镍催化剂为乙烯与丙烯酸酯共聚反应提供了一种更优的解决方案；但是，由于镍催化剂更高的亲氧性，导致共聚物合成极具挑战。例如，经典的中性水杨醛亚胺镍催化剂至今束手无策。2017年中性膦酚镍催化剂的出现，极大促进了乙烯与丙烯酸酯的高效共聚反应发展；但这类催化剂在高温下的聚合性能还开发不足；例如在≥ 100 ℃的高温下，当前也只能合成出低分子量的线性乙烯-丙烯酸酯共聚物（< 55 kDa），这极大地限制了共聚物材料的机械性能（图1）。使用工业上优选的HTSP技术合成高附加值的乙烯-丙烯酸酯共聚物仍存在显著的化学和催化障碍，包括催化剂的热稳定性低以及高温下聚合物分子量低。这需要同时解决三个关键问题：提高催化剂的热稳定性、增强对极性官能团中毒的耐受性、以及抑制高温下的链转移反应。

图1. 乙烯-丙烯酸酯共聚催化剂70年的发展历程

  中国科学院长春应化所高分子科学与技术全国重点实验室简忠保研究员团队致力于高性能聚烯烃基础科学与应用研究。针对上述难题，该团队近期提出了新一代聚烯烃催化剂设计的原则（易合成、易调控、空气稳定、高热稳定性），并发展了协同增强策略，首次报道了一个革新的中性N^O型a-酮酰胺镍催化剂平台。

  2026年1月27日，这一研究成果以“A Facile Neutral Nickel Catalyst Platform for High-Temperature Solution Copolymerization of Ethylene and Acrylate”为题发表在Angew. Chem. Int. Ed.杂志上。论文通讯作者为简忠保研究员，第一作者为胡小强博士；论文的DFT计算部分由合作者亢小辉教授完成。

  在无需烷基铝作为除杂剂与助催化剂的条件下，该镍催化剂平台可以催化乙烯与丙烯酸酯的高温溶液共聚，生成高分子量的乙烯-丙烯酸酯共聚物（图2）。在工业上优选的高温范围内（110-150 °C），突破性合成出高分子量（103-627 kDa）的乙烯-丙烯酸酯共聚物，分子量提升最高达19倍（图3）。从低分子量到高分子量的转变对于实际工业应用至关重要，赋予了乙烯-丙烯酸酯共聚物材料优异的机械性能（图4）。

图2. 本工作N^O型a-酮酰胺中性镍催化剂实现乙烯-丙烯酸酯高温溶液共聚

图3. 本工作和已报道的镍/钯催化剂在高温下合成乙烯-丙烯酸酯共聚物分子量对比

图4. 不同分子量乙烯-丙烯酸酯共聚物力学性能对比

  在过年30年，N^O型中性镍催化剂（例如：Grubbs镍催化剂）通常被认为无法实现乙烯-丙烯酸酯共聚。本工作镍催化剂不仅打破了这一固有认知，而且其在高温下催化所得乙烯-丙烯酸酯共聚物的分子量还超越了已发展的镍和钯催化剂。DFT计算结合实验机理验证，解释了α-酮酰胺配体设计的重要性，并揭示了乙烯-丙烯酸酯高温共聚反应的休眠态新机制与反应可行性路径。新一代镍催化剂的合成以及提出的HTSP聚合方法，将有助于高效合成极性聚烯烃；本研究通过催化剂合成和聚合方法突破，推进了工业制备乙烯-丙烯酸酯共聚物高性能材料。

  论文信息：Xiaoqiang Hu, Jingmin Chen, Qiankun Li, Xiaohui Kang, Zhongbao Jian*, A Facile Neutral Nickel Catalyst Platform for High-Temperature Solution Copolymerization of Ethylene and Acrylate. Angew. Chem. Int. Ed. 2026, e25742.

  https://doi.org/10.1002/anie.202525742