PDCPD（聚双环戊二烯）RIM体系中的钌（Ru）催化体系，与传统钨/钼（W/Mo）催化体系，两者虽然都是通过 ROMP（开环易位聚合）把 DCPD 聚合成 PDCPD，但在催化剂活性、双组分配方、反应窗口、交联方式、成本以及工业化适配性上差别很大。

先给结论：

钌体系：催化剂活性高、对空气/杂质更宽容、化学选择性好，但贵；

钨/钼体系：成本低、工业RIM成熟、适合大规模低成本PDCPD，但对配方、温度、杂质和催化剂平衡要求更高。

而且还有一个很关键的区别：

工业PDCPD RIM并不是简单地“钌更先进、钨钼更落后”。实际上，大规模工业PDCPD生产长期大量采用W/Mo体系，钌体系反而更多是高端研究、特殊配方和新型催化体系。 近期文献也明确指出，Schrock型及高活性Ru烷基化物在传统PDCPD RIM中并不是主流，主要障碍之一就是其高活性与RIM所要求的树脂/催化剂比例和工艺窗口不容易匹配。

一、两种体系到底差在哪里？

二、为什么钌体系这么“好用”？

钌最大的优势是：对DCPD的ROMP非常敏感

DCPD里面有两个双键：

Norbornene双键 → 先开环 → 形成聚合链 → 进一步发生第二阶段反应 → 形成交联PDCPD网络。

Ru-alkylidene对烯烃易位反应非常活跃。

尤其是Grubbs第二代催化剂，具有：

•      高活性

•      空气稳定性相对较好

•      官能团耐受性好

•      反应速度快

这些都是钌体系的优势。(PubMed Central (PMC))

三、但是钌体系有一个致命问题：贵

这是工业PDCPD特别关注的问题。

Ru是贵金属。那么催化剂成本就会变成一个非常实际的问题。

这时候不能只看：“哪个催化剂性能最好？”

而应该看：每公斤PDCPD树脂最终成本是多少？这就是W/Mo体系长期存在的重要原因。

四、钨/钼体系的优势恰恰在工业化

W/Mo体系的思路更接近：用更低成本的催化剂，换取工业规模下的高性价比。

传统体系例如：WCl₆ 或者钼/钨烷基化物体系。

WCl₆本身通常还需要活化剂，例如：WCl₆ + phenylacetylene  就可以形成能够进行ROMP的催化体系。相关PDCPD研究中，WCl₆/PA体系就是典型例子。

五、真正重要的区别：cis / trans

这一点很多做PDCPD的人容易忽略。

PDCPD并不是简单地：DCPD → PDCPD

实际上聚合链的空间结构也会影响最终性能。

研究显示：Ru体系通常倾向trans（反式），而：W体系通常倾向cis （顺式）。

这会进一步影响：

•      链段构象

•      结晶/非晶行为

•      交联结构

•      溶胀

•      Tg

•      力学性能

•      断裂行为

例如研究发现，高cis PDCPD凝胶的溶胀行为明显不同于Ru体系得到的材料。所以：

W/Mo和Ru不是简单的“同一个PDCPD，只是催化剂不同”。

实际上它们可能得到不同微观结构。

六、还有一个非常关键的区别：交联程度

DCPD特别有意思。

它实际上有：一个非常容易反应的norbornene双键

•      一个相对不容易反应的cyclopentene双键

因此可能经历：

第一阶段：DCPD → norbornene环打开 → 形成线性聚合链

第二阶段：剩余双键继续ROMP → 链与链之间连接 → 三维交联 → PDCPD热固性材料

Ru体系尤其容易推动这种进一步交联。

有研究指出：Ru催化体系最终通常得到高度交联PDCPD，而某些W/Mo体系可以获得相对线性的poly-DCPD。

这实际上就是两种体系的重要差异之一。

七、为什么W/Mo反而非常适合RIM？

这里是你真正应该关注的。

PDCPD RIM不是实验室小试。

你要的是：A料 + B料 → 混合 → 注入模具 → 快速充模 → 固化 → 脱模

所以需要一个非常特殊的平衡：不能太慢。

否则：模具还没充满，树脂已经开始固化。

但也不能：太快。

否则：混合头 → 流道 → 模具内部 → 刚进去就开始凝胶。

结果就是：

•      欠充

•      焊接线

•      气泡

•      内应力

•      表面缺陷

•      局部发热

•      厚薄不均

所以工业PDCPD实际上追求：

可控的“潜伏期 + 快速固化窗口”。

W/Mo双组分体系在这方面经过长期工业化发展，具有非常大的优势。

八、不过，钌体系正在出现一个值得你关注的新方向

这个非常值得你关注。

2024年的研究已经出现了液态Ru基PDCPD催化剂，可以直接溶于DCPD，并且减少传统Ru体系对溶剂的依赖，同时制得具有良好机械性能和较高Tg的PDCPD。研究者明确提出这可能为Ru体系工业应用创造条件。

所以未来可能不是：

W/Mo淘汰Ru ，而是：

第一代 W/Mo工业RIM

↓

第二代 高性能W/Mo改性体系

↓

第三代 低成本高活性Ru体系

↓

第四代Ru/W/Mo复合或新型潜伏型催化体系

这才是比较值得关注的技术路线。