茂金屬聚乙烯發(fā)展趨勢

因為許多發(fā)達國家紛紛采用茂金屬線型低密度聚乙烯替代常規(guī)的線型低密度聚乙烯，今后茂金屬線型低密度聚乙烯的年均消費增長率將高于線型低密度聚乙烯， 達到 15%。未來發(fā)達國家線型低密度聚乙烯產(chǎn)量增長的近一半將來自于茂金屬線型低密度聚乙烯，預(yù)計美國市場茂金屬線型低密度聚乙烯需求量將增長至 2009 年的 134 萬噸。

mPE 提供的多樣性能夠適用于廣泛的軟包裝薄膜應(yīng)用，包括：(1) 瓶裝水、 飲料、罐裝商品、洗手液、清潔劑、保健品以及護膚品所用的收縮包裝薄膜；(2) 大 宗貨物的托盤包裝； (3) 多層手工流涎纏繞包裝薄膜； (4) 農(nóng)用溫室大棚膜； (5) 中 型及重型包裝袋；以及 (6) 各種用于食品、非食品的復(fù)合軟包裝薄膜。

茂金屬聚烯烴中以 mPE 的發(fā)展最快和較成熟，主要品種為線型低密度聚乙烯（LLDPE）和甚低密度聚乙烯（VLDPE）。mPE有兩個系列，一類是以包裝領(lǐng)域為主要目標(biāo)的薄膜用品級，另一類是以辛烯-1為共聚單體的塑性體，稱為POP（Polyolefine Plastmer）。MPE 薄膜品級具有較低的熔點和明顯的熔區(qū)，并且在 韌性、透明度、熱粘性、熱封溫度、低氣味方面等明顯優(yōu)于傳統(tǒng)聚乙烯，可用于生產(chǎn)重包裝袋、金屬垃圾箱內(nèi)襯、食品包裝、拉伸薄膜等。

茂金屬線型低密度聚乙烯消費量占線型低密度聚乙烯總消費量的 15%左 右，預(yù)計到 2010 年這一比例將達到 22%。據(jù)統(tǒng)計，世界上茂金屬聚乙烯年產(chǎn)量 約為 1500 多萬噸，其中用于食品包裝領(lǐng)域的產(chǎn)品約占總消費量的 36%，非食品包裝 約占 47%，其他方面（醫(yī)藥、汽車和建筑等）約占 17%。 聚乙烯在合成樹脂中產(chǎn)量最大、發(fā)展最快、品種開發(fā)最活躍，能否實現(xiàn)聚乙烯的高性能化，很大程度上取決于催化劑的性能。茂金屬催化劑具有優(yōu)異的催化共聚能力，它能使大多數(shù)共聚體與乙烯共聚，并且能夠使極性單體催化聚合，而使用傳統(tǒng)催化劑很難實現(xiàn)；在環(huán)烯聚合方面，傳統(tǒng)催化劑只能開環(huán)聚合，而用茂金屬催化劑能雙鍵加成聚合。

1991 年美國埃克森（Exxon）公司首次實現(xiàn)了 茂金屬催化劑用于聚烯烴工業(yè)化生產(chǎn)，生產(chǎn)出第一批茂金屬聚乙烯（mPE），其商品 名是“Exact”。

?？松梨诨す咀罱瞥隽艘环N新的茂金屬聚乙烯（mPE）產(chǎn)品— 埃能寶 TM MPE ，稱該產(chǎn)品在幫助生產(chǎn)商在保持優(yōu)異的薄膜性能的同時，強化薄膜的擠出加 工性能。埃克森美孚認為其優(yōu)良性能帶領(lǐng)了更穩(wěn)定的生產(chǎn)操作、更高的薄膜生產(chǎn)線 產(chǎn)量、簡化的薄膜原材料配方及實現(xiàn)了薄膜厚度的減薄。

這種單一而獨特的樹脂——埃能寶 mPE 將薄膜加工性能與高 α 烯烴的優(yōu)良物 理性能結(jié)合在一起，適用于一系列軟包裝薄膜應(yīng)用，包括：收縮包裝薄膜、托盤收 縮包裝薄膜、手工流涎纏繞包裝膜、農(nóng)用溫室大棚膜、中型及重型包裝袋以及復(fù)合 包裝薄膜等。

“這一新產(chǎn)品創(chuàng)造了優(yōu)異的薄膜性能， 給加工商帶來的額外效益表現(xiàn)配方的簡化、 擠出能耗的降低、薄膜生產(chǎn)線產(chǎn)量的提升、實現(xiàn)更可持續(xù)發(fā)展的軟包裝薄膜方案以 及應(yīng)用的多樣化， ”埃克森美孚化工聚乙烯全球市場發(fā)展經(jīng)理大衛(wèi)·麥康威爾(David McConville）說，“這些效益還包括對復(fù)雜的 LLDPE 共混配方的替換以及對以 LDPE 為主的共混配方薄膜顯著減薄的可能性。”

埃能寶 mPE 在 LLDPE 和 LDPE 設(shè)備上都擁有極寬而且穩(wěn)定的操作窗口，能在更低熔體溫度下擠出，這一特性為追求效率的生產(chǎn)商帶來了擠出能耗的降低，使之獲得更好的膜泡穩(wěn)定性以及實現(xiàn)穩(wěn)定無憂的生產(chǎn)操作；該產(chǎn)品可以提供更快的薄膜加工，因而提高了薄膜生產(chǎn)線的產(chǎn)能。當(dāng)替代 LLDPE 為主的共混配方時，埃能寶 mPE 能提高 產(chǎn)量高達 20%，從而可使薄膜生產(chǎn)商的收入提高，并且推遲對未來新設(shè)備的投資。

這個新產(chǎn)品是為了代替共混配方而設(shè)計的單一樹脂解決方案。它通過樹脂品種的 減少，簡化了原料采購計劃并降低了倉儲成本。同時，它也有助于減少由復(fù)雜共混 配方帶來的代價極高的共混失誤，以此減少了薄膜的浪費。 據(jù)介紹，此新產(chǎn)品通?？梢猿揭?LLDPE 為主配方薄膜的力學(xué)性能要求，它也能顯著提高以 LDPE 為主配方薄膜的韌性，使高達 20%的薄膜減薄成為可能，此外還能拓寬 LDPE 設(shè)備的使用范圍?！鞍Ｄ軐?mPE 是作為埃奇得 TM mPE 的補充而設(shè)計的。二者均具有優(yōu)異的薄膜減薄的潛力，可降低薄膜重量、減少對倉儲費用及運營資本的要求，從而提供可持續(xù)發(fā)展的效益并且降低對環(huán)境的影響。

早期，茂金屬催化劑用于乙烯聚合只能得到分子量為 2～3 萬的蠟狀物，而且催化活性不高沒有實用意義，因而沒有引起重視和推廣。直到 1980 年，德國漢堡大學(xué) Kaminsky 教授發(fā)現(xiàn)用二茂基氯鋯（CP₂ZrCl₂）和甲基鋁氧烷（MAO）組合的共催化 劑在甲苯溶液中進行乙烯聚合，催化劑活性能高達 106g-PE/g-Zr，反應(yīng)速度與酶反 應(yīng)速度相當(dāng)。MAO 是二甲基鋁和水在聚合體系以外條件下合成的高齊聚度甲基鋁氧 烷。Kaminsky 教授的發(fā)現(xiàn)給茂金屬催化劑研究注入了活力，吸引了眾多公司參與開發(fā)和研究，并取得了相當(dāng)大的進展。

中文名稱

茂金屬線型低密度聚乙烯

英文名稱

metallocene linear low density polyethylene，MLLDPE

定　　義

用茂金屬化合物做催化劑，經(jīng)配位聚合得到的具有窄分布分子量的乙烯和物-烯烴的線型共聚物。

應(yīng)用學(xué)科

材料科學(xué)技術(shù)（一級學(xué)科），高分子材料（二級學(xué)科），塑料（三級學(xué)科）

茂金屬聚烯烴就是以茂金屬配位化合物為催化劑，進行烯烴聚合反應(yīng)所制的的聚合物。茂金屬聚合物加工性能好、強度高、剛性和透明性好，在耐溫、耐化學(xué)藥品等方面的性能得到了顯著的改善。

茂金屬催化劑已經(jīng)從二氯二茂鈦和二氯二茂鋯單組分催化劑逐步發(fā)展到雙組分和多組分混配型催化劑，稀土茂金屬催化劑為烯烴聚合開辟了新的領(lǐng)域。