引言：商品化聚酮产品结构单一
脂肪族聚酮（PK）兼具高强度与高阻隔等工程塑料核心性能。近年来，随着新能源、智能机器人、低空经济等新兴产业对高性能工程塑料需求的快速攀升，聚酮的应用边界正加速拓展——从燃料电池双极板、锂电池绝缘膜，到新能源汽车热管理系统部件、精密结构件及无人机功能组件，其凭借耐化学腐蚀、高阻隔、低温韧性等综合性能，在上述新兴场景中展现出明确的应用潜力。但当前商业化产品多限于乙烯/丙烯/CO三元共聚路线，以韩国晓星聚酮为代表，通过丙烯引入甲基侧链调控加工窗口。该路线虽已实现产业化，但甲基侧链对链结构、结晶行为以及材料综合性能的调控空间有限，且韧性、阻湿性及牌号覆盖度的差异化程度明显不足。
1-丁烯路线的产业逻辑清晰
大连理工大学精细化工国家重点实验室刘野教授团队，将大宗副产单体1-丁烯引入聚酮主链，系统开展了乙基支链聚酮的可控合成与性能评价。该路线具备明确的产业化逻辑：
原料端—1-丁烯为蒸汽裂解及炼化过程中的大宗副产物，来源充足、成本可控；其与乙烯混合物的相对挥发度显著高于丙烯/乙烯体系，未反应单体更易分离回用，有利于降低单体循环能耗。
催化端—通过匹配催化剂和单体位阻和电子特性，团队发展了丰产金属镍基催化体系，具有完全自主知识产权，可以摆脱对贵金属钯的依赖。催化剂转化数可达约20~30 kg PK/g Ni，与工业级钯催化路线处于同一量级。
加工端—仅引入约3.5 mol%的1-丁烯/CO（C4）单元，即可将材料熔点由严格交替乙烯/CO聚酮的约260 °C降至228 °C，与商业晓星聚酮加工温度区间等同，可直接衔接现有注塑成型体系，无需进一步调整加工设备及工艺。
丁烯基聚酮和商品化晓星M630的机械和阻隔性能对比
对标商业牌号，综合性能持平或更强
团队制备注塑标准试样与晓星商业牌号M630（含5.6 mol%丙烯/CO，熔点228 °C）进行平行对比。在相近α-烯烃/CO含量下，代表样品PK5.5,118呈现强度与韧性的更优平衡：
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拉伸韧性23.9 MJ/m3，较M630提升27.1%，拉伸强度与之持平；
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缺口冲击强度15.5 kJ/m2，高于M630的14.1 kJ/m2；
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水汽透过率11.4 g/m2·day-1，较M630降低31.5%，阻湿性能显著改善；
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分解温度（5%热失重）高于330 °C，热稳定窗口充裕。
上述结果表明，在相近α-烯烃/CO含量下，乙基侧链较甲基侧链能更有效地调控链规整性与结晶结构，在保持强度的同时提升韧性、冲击性能与阻湿能力。同时，通过系统调控C4含量（3.5–8.8 mol%），材料强度与模量可在宽范围内连续调节—低C4含量兼顾强度与韧性，高C4含量则进一步降低模量以适应更优韧性需求，为系列化牌号布局提供了清晰的组成设计空间。
产业化评估与展望
从技术经济性角度看，该路线产业化所需的关键要素已基本具备—大宗1-丁烯原料、丰量镍催化、与现有注塑体系兼容、对商业牌号的性能对标甚至局部超越。在不颠覆现有聚酮加工体系的前提下，乙基支链聚酮可为对冲击性能与水汽阻隔要求更高的场景（汽车结构件、工业构件、高阻隔包装等）提供差异化选材方案。
当然，从实验室验证到规模化量产，工程放大、长周期运行稳定性等环节仍需逐一打通。但就路线可行性和产品差异化潜力而言，聚酮材料有望从丙烯基单一路线，逐步走向多α-烯烃协同的平台化发展。
以上研究成果以“Ethyl-Branched Polyketones with Tailored Composition and Molecular Weight via Carbonylative Polymerization of Ethylene with 1-Butene”为题发表于Macromolecules期刊上。第一作者为大连理工大学化工学院博士生李世环，通讯作者为刘野教授。该研究得到国家自然科学基金（52273004, 92356305）等项目支持。
原文链接：https://doi.org/10.1021/acs.macromol.6c01890
通讯作者简介：
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、聚酮树脂和纤维等。近5年通讯作者代表性工作（J. Am. Chem. Soc. 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. Macromolecules 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, 1099）。
