MgCl2负载Ziegler-Natta催化剂在聚烯烃生产中占据主导地位,年生产聚烯烃树脂1亿吨以上,在今后相当长时期内仍将是聚烯烃生产、尤其是聚丙烯生产的主力催化剂。虽然MgCl2负载Ziegler-Natta催化剂早已实现工业化,但并不意味着已经发展成熟,我们需要掌握改进催化剂结构性能和调控聚合物结构的科学原理,从而在催化剂研制和聚合工艺的创新上取得重大突破。但是由于Ziegler-Natta催化剂结构的高度复杂性,其微观机理的研究始终处于争论当中。其中一个主要原因就是活性中心的化学性质十分活泼,难以直接表征其化学结构,而且在同一催化剂上存在微观结构不尽相同的多种活性中心,使催化剂的化学特性变得十分复杂。为此,在本文中我们以活性种类型相对简化的模型Ziegler-Natta催化剂（载钛量0.1 wt%）为研究对象,通过研究其催化乙烯均聚、乙烯/α-烯烃共聚、丙烯均聚的微观动力学规律来发展和完善负载型Ziegler-Natta催化剂的烯烃聚合理论。1.采用金属镁粉和1-氯丁烷通过化学反应的方法合成δ-MgCl2,然后通过控制负载条件,制备了模型催化剂Cat-1（载钛量0.1 wt%）和常规催化剂Cat-2（载钛量≥1.0 wt%）。通过研究乙烯聚合动力学发现,Cat-1的活性中心数（[C*]/[Ti]摩尔比）高于Cat-2的活性中心数,Cat-1以每克钛的产量计的聚合活性明显高于Cat-2。另外,在聚合进行10min之后,在Cat-1中负载的四氯化钛有超过90%转变成了活性中心,这跟单活性中心的均相催化剂相当。与之相比,常规方法制备的高载量催化剂仅有不到40%的负载钛成为活性中心,且其活性中心浓度是随聚合反应的进行而逐渐增大的。根据这些实验现象,提出了常规的负载型催化剂由于多数钛物种在催化剂制备过程中被包埋在氯化镁微晶体聚集体内而不能在聚合初期被活化成聚合活性中心的解释,并提出了 一部分钛物种由于被包埋在团簇结构内部而难以经催化剂颗粒破碎被释放出来的模型。2.通过研究不同1-己烯浓度下乙烯/1-己烯的共聚合规律,发现加入少量的1-己烯共单体,会使乙烯的聚合活性增加（共单体效应）。对比两种催化剂的聚合规律发现,Cat-1的共单体效应弱于Cat-2。通过研究乙烯/1-己烯共聚动力学发现,共单体效应的主要原因是活性中心数的增加。具体来说是1-己烯共单体的引入加快了催化剂颗粒的破碎和分散,释放出更多原来被包埋或屏蔽的潜在活性种,使聚合速率明显增大。3.通过研究丙烯的聚合动力学发现两种催化剂的立体定向性是不同的,Cat-1中的低等规度产物活性中心多于Cat-2。虽然Cat-1的活性中心前体很少被包埋至颗粒破碎后仍不能暴露出来的程度,其丙烯聚合600s时的聚合活性仍然只有相同条件下乙烯聚合体系的60%左右,说明有一部分活性中心即使被烷基铝活化后仍不能催化丙烯聚合,或处于休眠状态。4.在丙烯聚合中,加入外给电子体二环戊基二甲氧基硅烷,使得两种催化剂的聚合反应活性降低,但是可以明显提高聚丙烯产物的分子量。以低载钛量的Cat-1为主催化剂时,当加入外给电子体之后,总活性中心数降低,其包含的三类不同立体定向性的活性中心数都随着外给电子体的加入而减少,其中具有低和中等定向性的活性中心数目下降的幅度大于高定向性活性中心。以高载钛量的Cat-2为主催化剂时,给电子体影响活性中心分布规律与Cat-1相似,但其高定向性活性中心数随给电子体的加入而下降的幅度远小于Cat-1。本文以模型催化剂为研究对象,为揭示MgCl2载体型Ziegler-Natta催化剂的聚合机理的研究提供了新的实验证据,有助于修正和完善机理模型,为促进新一代高性能聚烯烃催化剂的研发提供理论依据。