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本发明属于一种用于异戊二烯聚合的催化体系及其制备与应用方法,催化体系包含如下组分:A)稀土有机羧酸盐化合物,B)有机铝化合物,C)活化剂,D)丙烯酸酯化合物,E)含有总碳数为C7~C9羧酸芳香环酯化合物。催化体系各组分间的摩尔比为:A∶B=1∶1~30,A∶C=1∶1~3,A∶D=1∶1~60,A∶E=1∶5~50。配制的催化体系在0~80℃下陈化过程中形成预聚催化剂活性中心体。本发明配制的催化体系可在室温下保持180天,聚合时单体转化率达到98%以上,所合成聚异戊二烯橡胶的分子量分布指数为1.6~2.8,顺式1,4结构单元含量达96%以上,门尼粘度ML1+4100℃=40~80。