由于聚烯烃具有稳定的物理、化学性能,使用寿命长,其应用领域非常广泛,如聚乙烯、聚丙烯可应用于农业、建筑行业、包装行业、汽车工业、医用行业、日常生活等各个领域。但同时也存在亟待解决的问题,综合体现在:一方面,我国的树脂、纤维、合成橡胶三大合成材料生产技术远远落后于国际先进水平,国内的聚烯烃产品多为通用产品,高附加值、高性能产品大部分还依赖进口。另一方面,制备高附加值聚烯烃所需的催化剂一直是制约我国聚烯烃工业发展的技术壁垒。因此,开发新型催化剂和制备高附加值聚烯烃产品迫在眉睫。制备聚烯烃所需的催化剂,目前主要有Ziegler-Natta催化剂、茂金属催化剂和非茂金属催化剂。其中,Ziegler-Natta催化剂活性中心多样化,立体选择性难以控制,更适用于合成结构简单的聚烯烃;茂金属催化剂具有单活性中心,可精确控制聚烯烃的结构,但是茂金属催化剂催化有极性单体参与的反应时,催化活性急剧下降;非茂金属催化剂对极性单体中的杂原子敏感度较低,可有效地催化烯烃均聚合及共聚合反应,可得到带有极性基团的聚烯烃。本论文设计、合成了 22种新型的[N, P]型非茂前过渡金属配合物,并用NMR、EA、MS等表征手段对所有的中间体、配体及配合物进行了分析、鉴定。在合成配合物的过程中发现,硅原子及磷原子上取代基对反应的影响不明显,配合物的产率相差不大;但苯胺上取代基的改变对反应的影响较大,当苯胺邻对位取代基为氟原子时,配合物的产率较高。通过对22种结构明确的新型[N,P]型非茂前过渡金属配合物催化乙丙共聚合实验发现,当配体上带有吸电子基团时,催化剂活性较高;当P原子上取代基为环己基时,催化活性较低,但得到的聚合物分子量较高。此研究发现,配合物的催化性能受取代基的电子效应、空间位阻效应的影响较为明显。采用Cat.3催化乙烯/丙烯/极性单体三元共聚合,探讨出了最佳聚合条件:聚合温度为50℃,Al/Ti摩尔比为500,极性单体浓度为0.2 mol·L-1。在最佳聚合条件下,Cat.3催化乙烯/丙烯/11-溴-1-十一碳烯、乙烯/丙烯/11-氯-1-十一碳烯、乙烯/丙烯/9-癸烯-1-醇三元共聚合,催化活性可分别高达5.93×105、3.12×105、3.11×105gP·(mol·Ti)-1·h-1 并且得到的聚合物分子量较高。此外,运用DFT计算方法对聚合过程中发生的“回咬现象”进行了验证。对聚合物的力学性能测试结果表明,随着极性单体插入量的提高,聚合物的屈服强度逐渐变小,说明聚合物的塑性逐渐变弱。采用Cat.14催化丙烯/长链α-烯烃共聚合,探讨出了最佳聚合条件:聚合温度50℃,Al/Zr摩尔比为1000,长链α-烯烃浓度为0.3 mol·L-1。在此条件下,Cat.14催化丙烯/1-辛烯共聚合,催化活性高达8.76×106 gP·(mol·Zr)-1·h-1。得到结构新颖的聚合物,聚合物呈现柔软的弹性体状态,运用1H NMR、13C NMR、FT-IR、DSC、偏光显微镜和原子力显微镜等对聚合物的结构、性能进行了表征。结果表明,共聚物中含有等规聚丙烯链段、无规共聚物链段,其中等规聚丙烯链段为硬段、无规共聚物链段为软段:硬段像弹簧,为聚合物提供了强度,软段则为聚合物提供了柔性。此外,采用Cat.14也合成了乙烯/丙烯/长链α-烯烃三元共聚物,力学性能结果显示,三元共聚物的力学性能优于二元共聚物的。通过利用碳纳米管负载Cat.3,合成了具有较高介电性能的聚烯烃基复合材料,且得到的聚合物颗粒在扫描电镜下观察呈珊瑚状。在此催化剂中,催化剂活性组份与载体之间依靠化学键而不是分子间相互作用力连接,克服了催化剂在聚合过程中从载体上脱除的弊端。基于设计、合成的22种具有自主知识产权的[N, P]型非茂前过渡金属配合物催化烯烃共聚合的研究,筛选出了最优的催化剂及最佳聚合条件,探讨了前过渡金属配合物与催化性能之间的关系、单体插入量对聚合物性能的影响,得到了高分子量的乙烯/丙烯/极性单体共聚物、丙烯/长链α-烯烃共聚物以及具有较高介电性能的碳纳米管复合材料。