乙烯基聚烯烃弹性体（EPOE）兼具橡胶的高弹性与热塑性材料的可加工特性，属于高端聚烯烃材料的重要发展方向之一，国内多家科研院所与企业正持续关注这一极具应用潜力的新型材料。然而，该类材料全碳氢主链所固有的非极性与化学惰性，一方面导致其与极性填料、极性基材间界面相容性较差，另一方面也使其在自然环境中难以降解。通过和一氧化碳（CO）共聚在聚乙烯主链引入酮羰基，既可改善聚合物本征非极性，还能同步赋予材料光降解特性。但在共聚过程中，CO 插入后易生成稳定的五元环 β- 羰基螯合中间体；而链行走所依赖的 β-H 消除，需要经过四元环过渡态。五元环中间体的形成会抑制 β-H 消除，使得非交替插入与链行走在动力学上相互竞争、彼此冲突。因此，已报道的羰基聚乙烯几乎均为线性结构。如何在保留高分子量、高支化聚乙烯骨架的基础上，实现链内羰基的非交替、孤立分布，是摆在该研究面前的一项核心挑战。
为破解上述瓶颈，大连理工大学刘野团队在催化剂设计上寻求突破口，定制并开发了一类α-酮亚胺镍催化平台，通过配体电子不对称性与轴向屏蔽的协同设计，让非交替CO插入与链行走聚合这两种本征互斥的反应路径得以兼容，成功制备出主链孤立羰基分布的高分子量聚烯烃弹性体。
相关成果以“Nonalternating Chain Walking Polymerization Enables In-Chain Ketone Polyolefin Elastomers”为题发表在J. Am. Chem. Soc.期刊上。论文的第一作者是大连理工大学化工学院硕士生张志毫，通讯作者是刘野教授和陈世瑜博士后。
该研究构建了一系列结构可模块化调控的α-酮亚胺镍催化剂。其中，半夹心大位阻萘基取代配体可提供有效的轴向屏蔽，显著抑制链转移副反应，使聚合物分子量最高可达476?kg mol-1；配体本身的电子不对称特性则调控乙烯与CO的插入选择性，抑制交替结构的形成，孤立羰基占比最高可达88%。借助温度、压力等聚合参数的调节，能够在较宽区间内连续调控聚合物支化度（37-101/1000?C）与羰基含量（0.4-1.5 mol%），实现材料从半结晶聚烯烃向高弹性热塑性弹性体的可控转变。结合13CO同位素标记NMR等精细表征证实，CO优先在位阻更低的线性烷基镍位点完成插入，厘清了非交替链行走聚合的微观作用机制。
得益于高支化拓扑结构，所得keto-EPOE材料兼具优异的弹性（SR = 81%）和高透光率（T = 90%）；而链内孤立酮羰基则进一步赋予材料Norrish II型光裂解能力以及和极性基质的相容性。将该材料用作高分子改性助剂，不仅可实现聚丙烯的高效增韧、提升PE/PP共混体系的界面相容性，在CaCO3填充聚烯烃体系中还表现出与商用POE-g-MAH相当的增容效果；在与EVA极性基材的层压剥离测试中，材料剥离强度可达531?N/m，相比传统POE材料提升约5倍。
综上，该工作依靠催化剂分子设计化解两种反应路径的动力学矛盾，无需后续化学改性，一步共聚直接构筑主链羰基聚烯烃弹性体，在可降解包装、极性填料复合材料、多层薄膜粘接以及聚烯烃回收升级等领域具备潜在应用价值。本工作得到国家自然科学基金（22401034, 52273004）的资助支持。
原文链接：https://doi.org/10.1021/jacs.6c13517
陈世瑜博士简介
陈世瑜，2016年于大连理工大学化工学院获得学士学位，2022年于大连理工大学化工学院获得博士学位（导师：吕小兵教授）。随后加入浙江传化化学集团，从事乙烯基聚烯烃弹性体小试开发工作。2023年11月回到大连理工大学从事博士后研究（合作导师：刘野教授），2024年入选国家资助博士后研究人员计划A档（博新计划）。目前以第一/通讯作者在J. Am. Chem. Soc.、Angew. Chem. Int. Ed.、Macromolecules、J. Catal.等期刊发表论文10余篇，主持国家自然科学基金青年科学基金项目（C类）、中国博士后科学基金面上项目等。主要研究方向为配位催化与聚烯烃功能化。
刘野教授简介
刘野，大连理工大学精细化工国家重点实验室教授，博士生导师。2008年于大连理工大学化工学院获得学士学位，2014年于大连理工大学获得应用化学工学博士学位（导师：吕小兵教授）。2016~2018年在德国康斯坦茨大学从事洪堡博士后研究（合作导师：Prof. Stefan Mecking），随后破格晋升教授，次年入选国家级青年人才。主要研究方向为高分子合成化学、羰基新材料等。近5年通讯作者代表性工作（J. Am. Chem. Soc.2026, 148, doi.org/10.1021/jacs.6c13517; 2026, 148, 30350; 2026, 148, 27421 (Front Cover); 2025, 147, 43850; 2025, 147, 36254 (Front Cover); 2024, 146, 34560; 2021, 143, 10743. Angew. Chem. Int. Ed.2025, 64, e20391 (Hot Paper); 2025, 64, e202507976 (Hot Paper); 2024, 63, e202404186; 2022, 61, e202204492 (Hot Paper); 2022, 61, e202204126 (VIP, TOP5%); 2022, 61, e202116208. ACS Catal.2021, 11, 8349; Macromolecules2026, 59, doi.org/10.1021/acs.macromol.6c01890;2026, 59, 9456; 2026, 59, 786; 2025, 58, 10839; 2025, 58, 8622; 2024, 57, 4174; 2023, 56, 510; 2023, 56, 1759; 2021, 54, 4641; ACS Macro Lett. 2025, 14, 1708; 2024, 13, 109）。
