在过去十几年中,稀土金属配合物的研究得到了快速的发展,尤其是在催化乙烯、苯乙烯和共轭二烯的均聚和共聚方面取得了一系列令人瞩目的成果。然而,采用稀土金属体系催化α-烯烃聚合的研究较少,而且大多存在活性较低、所得聚合物分子量不高等缺点。与茂金属配合物相比,非茂金属配合物具有种类丰富、配体合成和修饰简单等特点,是烯烃聚合催化剂研究的重要组成部分。本文开发了三类基于非茂稀土金属配合物的烯烃聚合体系,并详细研究了它们对a-烯烃和异戊二烯的聚合性能。主要研究内容如下：(1)基于氮杂环卡宾配体合成和修饰简单、配位能力强的特点,设计合成了三类氮杂环卡宾配位的稀土金属烷基化物。经过2倍当量有机硼盐活化,大位阻氮杂环卡宾配位的三烷基钪配合物能够高活性引发α-烯烃聚合,表明强供电子能力的氮杂环卡宾配体能够很好地稳定催化活性物种。该体系也能够催化1-己烯与1,5-己二烯共聚,所得共聚物中1,5-己二烯环化程度很高,两种单体单元的比例可以通过改变加料比方便的调控。并且随着共聚物中1,5-己二烯单元含量的增加,共聚物的玻璃化转变温度成线性增加。此外,通过核磁共振跟踪表明,氮杂环卡宾配位的单烷基钪二价阳离子为催化活性物种。(2)设计开发了一类基于三氯化钪的简单Ziegler-Natta催化体系,能够在室温下中等活性催化1-己烯聚合,得到高分子量(>100万)和完全等规结构的聚1-己烯(mmmm>99%)。该体系具有良好的热稳定性和立体选择性,在80℃高温条件下,也能够得到高等规度的聚1-己烯(mmmm=97.3％).这是迄今为止稀土金属催化体系在高温下得到的最高值。中心金属的种类对催化性能起决定性作用,当采用其他几种稀土金属氯化物时,相同条件下不能催化1-己烯聚合。烷基铝和有机硼盐的种类对催化体系的活性和立体选择性都有影响：催化剂中配位基团的种类对催化活性影响较大,但是对立体选择性影响不大。单体碳链的长度对所得聚合物立体选择性影响较大,当单体碳链长度大于等于6时,所得聚合物具有完全等规结构。(3)设计合成了一系列NCN-钳形双嗯唑啉稀土金属氯化物,配合物分子具有C2对称结构。在烷基铝和有机硼盐共同作用下,该类配合物能够高活性催化异戊二烯聚合,所得聚合物具有较高的顺式-1,4结构(最高可达99.5%)。聚合物分子量随单体与催化剂比例的增加而成比例增大,说明了该催化体系的单活性中心的特征。该体系的催化活性随着中心金属离子半径的增大而增加。烷基铝试剂的种类对催化活性和聚合的选择性都有影响；有机硼盐的种类对催化活性亦有影响,而对聚合的选择性影响不大。此外,在80℃高温条件下,该催化体系表现了良好的热稳定性和定向聚合能力,能够催化得到顺式-1,4结构含量大于96%的聚异戊二烯。通过核磁共振波谱、红外光谱等分析手段表明,含有配体的烷基桥连稀土-铝双核离子对为催化活性物种。