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我國人造天然橡膠研究獲進展

中國科學院長春應用化學研究所高分子物理和化學國家重點實驗室崔冬梅課題組聚焦我國在人造天然橡膠方面的重大需求，經過幾年的艱苦拼搏，在稀土催化合成高順式異戊橡膠研究方面取得了重要進展。日前，相關成果發表在國際學術期刊《美國化學會志》上。

我國橡膠，包括天然橡膠和合成橡膠的消耗量已超過美國、日本和歐盟，躍居世界第一，2005年已達436.5萬噸，并以每年大于10%的速度增長。單以汽車為例，2010年產量將達到1000萬輛，保有量將增加到6200萬輛，輪胎總需求量約3億條。與此同時，我國的橡膠生產能力卻遠低于發達國家，天然橡膠產量為51.6萬噸(2006年)，合成橡膠的生產能力為168.17萬噸(2006年)，即60%以上需依賴進口。

聚異戊二烯是重要的合成橡膠品種，當其順-1，4-含量大于98%、分子量接近100萬時可以替代天然橡膠，被稱為“人造天然橡膠”。因此，我國及其他天然橡膠缺乏的國家一直致力于異戊橡膠的工業化，其瓶頸問題是異戊橡膠的鏈結構即順-1，4-含量與天然膠有3%～5%的差異，這一差異導致產品的性能低于天然橡膠。另一方面，隨著乙烯工程的大規模擴展，累積了豐富的碳五副產品，其中約1/5為異戊二烯單體，目前只作為燃料燒掉。因此，開發催化體系有效利用碳五資源，將其用于合成聚異戊二烯橡膠已成為國家亟待解決的重要問題，并具有重要的理論意義和巨大的社會效益和經濟效益。

崔冬梅課題組以國家需求為己任，以研發稀土催化合成高順式異戊橡膠為主題，以解決碳五資源高值化利用為目標，采用芳香雙亞胺鉗型有機化合物為配體，創新性地合成出了一系列結構表征完整的新型稀土氯配合物。該類配合物在烷基鋁及有機硼鹽的活化下，可以生成一種均相的齊格勒-納塔催化體系，對丁二烯和異戊二烯聚合有非常高的催化活性和大于98%最高至100%的順-1,4-選擇性，突破了傳統體系97%的極限。特別是此類催化體系對稀土元素表現出較高的普適性，除了釤、銪、鐿等具有還原性的稀土元素外，其他的稀土化合物都表現出較高的選擇性。

催化體系還對聚合溫度表現出很高的耐受性，即順-1，4-選 擇性在80℃聚合溫度下仍能保持在97%以上，而目前多數催化體系在高溫條件下選擇性會大幅下降，這使得該催化體系具有工業化應用前景。另外，他們還通過核磁共振分析技術原位跟蹤活性種的生成過程，證明了其稀土金屬-鋁雙核陽離子的結構，并提出了配合物順-1，4-選擇性由配體幾何構型控制的機理。

該項研究成果不但豐富了雙烯烴聚合理論，同時也將為合成高性能稀土異戊橡膠及其工業化提供了有力的后續技術支撐。

該項目得到了國家自然科學基金、中科院“百人計劃”和國家重大科學研究計劃的資助。

19.文中的“瓶頸問題”指的是什么?

20.第三段說“開發催化體系有效利用碳五資源”具有“巨大的社會效益和經濟效益”，其“社會效益”和“經濟效益”分別表現在哪里?

21.崔冬梅課題組的研究得到了“國家自然科學基金、中科院‘百人計劃’和國家重大科學研究計劃”等多項資助。請聯系全文，結合實際，談談你對資助科學研究和國家發展之間的關系的看法。

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19.答案：“瓶頸問題”指在異戊橡膠的工業化過程中，異戊橡膠的鏈結構與天然膠有3%～5%的差異，這一差異使其產品性能低于天然橡膠的問題。

20.答案：在我國，聚異戊二烯是重要的合成橡膠品種，而乙烯工程中碳五副產品的約1/5為異戊二烯單體，如果將其用于合成聚異戊二烯橡膠，將極大…查看完整高中現代文閱讀訓練參考答案…有足夠的資金，使研究得以順利進行，使目標盡可能早地實現。現在科學和技術的結合越來越緊密，人們進行科學研究主要是為了在生產和生活實際中應用科學成果，而這種應用可以更好地促進國家和社會的發展。