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二氧化碳是一种主要的温室气体，同时也是一种廉价的、取之不尽用之不竭的碳氧资源。除了尿素、纯碱和水杨酸等成熟的固定二氧化碳的技术，利用CO2制备有机化合物和高分子的研究一直备受关注，其中最引入注目的是1969年Inoue发现的利用二氧化碳(CO2)与环氧化物共聚制备脂肪族聚碳酸酯的研究。近年来，该研究已经取得很大进展，然而，目前仍存在催化剂活性低、聚合产物选择性差、分子量低、区域结构控制难等问题，并且聚合产物热学与力学性能差，限制了聚碳酸酯的广泛应用。本论文的目的在于开发活性高、区域选择性好和可控分子量的金属卟啉催化体系，并采用辐射改性的方法提高聚碳酸丙烯酯(PPC)的力学和热学性能。主要内容包括：
1.以苯环间位具有大位阻取代基的Lewis酸为催化剂助剂，不仅提高了四苯基卟啉铝(TPPAlCI)/四乙基溴化铵(Et4NBr)体系的催化活性，还加快了二氧化碳与环氧环己烷的共聚速度。通过考察溶剂、催化剂浓度对聚合反应的影响，讨论了卟啉铝体系在聚合反应中可能存在的链转移反应，提出了向环氧单体链转移的机理。
2.设计合成了由四苯基卟啉钴配合物与季铵盐组成二元催化体系，在室温下可以高效催化CO2与环氧丙烷(PO)的交替共聚合，表现出良好的催化活性、化学选择性和区域结构控制能力。研究发现具有弱离去能力轴向配体的钴卟啉配合物和具有大体积阳离子与强亲核性阴离子形成的季铵盐所组成的二元催化体系是最佳的CO2/PO交替共聚催化剂。TPPCoIIICl/PPNCl在25℃，2.0MPa压力下催化聚合反应，可以高选择性的转化为聚碳酸酯(99％)，催化活性高达188h-1，聚合物碳酸酯含量99％，头尾结构>93％。卟啉钴二元体系具有催化寿命长的特点，可以长时间的催化CO2/PO共聚，并保持良好的聚合产物选择性。利用这一特点，成功制备了数均分子量为115kg/mol的高分子量、高区域规整性PPC，其玻璃化温度可达44.5℃。进一步研究发现，提高PPC的分子量和区域规整性可以明显提高材料的热学性能和力学性能。
3.卟啉钴催化体系可以实现CO2/CHO的交替共聚合，并且压力的变化会影响聚合反应中的不对称选择性，降低压力有利于提高不对称选择性。并成功的利用TPPCoIIICl/PPNCl体系催化了CO2/PO/CHO三元共聚反应，得到结构均一、只有一个玻璃化温度的三元共聚物。通过调节环氧单体的加入比例，可以调节共聚产物的组成，进而得到具有不同玻璃化转变温度的聚碳酸酯。
4.研究了聚碳酸丙烯酯(PPC)在多官能团单体(PFM)存在下的强化辐射交联效应。探讨了多官能团单体反应性、用量以及辐照剂量对交联效果的影响，发现三烯丙基异氰脲酸酯(TAIC)是最好的强化辐射交联剂，在50KGy辐照剂量下，加入8wt％TAIC的PPC交联度可达到60.7％。经过辐照交联后的PPC力学和热学性能都得到了极大的改善，交联后的PPC仍然具有很好的降解性能。