茂金屬聚乙烯

茂金屬聚乙烯是一種新穎熱塑性塑膠，是 90 年代聚烯烴工業最重要的技術進展，是繼 LLDPE 生產技術後的一項重要革新。 由於它是使用茂金屬(MAO) 為聚合催化劑生產出來的聚乙烯，因此，在性能上與傳統的 Ziegler-Natta 催化劑聚合而成的PE 有顯著的不同。茂金屬催化劑用於合成茂金屬聚乙烯獨特的優良性能和套用，引起了市場的普遍關注，許多世界著名大型石化公司投入巨大人力、物力競相開發 和研究，成為聚烯烴工業乃至整個塑膠工業的熱門話題。

基本介紹

• 中文名：茂金屬聚乙烯
• 類別：一種新穎熱塑性塑膠
• 催化劑活性：高達 106g-PE/g-Zr
• 物態：蠟狀物

發展歷史

早期，茂金屬催化劑用於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 Kaminsky 教授發現用二茂基氯鋯（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，反應速度與酶反 應速度相當。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 教授的發現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和研究，並取得了相當大的進展。

發展現狀

1991 年美國埃克森（Exxon）公司首次實現了 茂金屬催化劑用於聚烯烴工業化生產，生產出第一批茂金屬聚乙烯（mPE），其商品 名是“Exact”。

埃克森美孚化工公司最近推出了一種新的茂金屬聚乙烯（mPE）產品— 埃能寶 TM MPE ，稱該產品在幫助生產商在保持優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良性能引領了更穩定的生產操作、更高的薄膜生產線 產量、簡化的薄膜原材料配方及實現了薄膜厚度的減薄。

這種單一而獨特的樹脂——埃能寶 mPE 將薄膜加工性能與高 α 烯烴的優良物 理性能結合在一起，適用於一系列軟包裝薄膜套用，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、農用溫室大棚膜、中型及重型包裝袋以及複合 包裝薄膜等。

“這一新產品創造了優異的薄膜性能， 給加工商帶來的額外效益表現在配方的簡化、 擠出能耗的降低、薄膜生產線產量的提升、實現更可持續發展的軟包裝薄膜方案以 及套用的多樣化， ”埃克森美孚化工聚乙烯全球市場發展經理大衛·麥康威爾(David McConville）說，“這些效益還包括對複雜的 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 設備上都擁有極寬而且穩定的操作視窗，能在更低熔體溫度下擠出，這一特性為追求效率的生產商帶來了擠出能耗的降低，使之獲得更好的膜泡穩定性以及實現穩定無憂的生產操作；該產品可以提供更快的薄膜加工，因而提高了薄膜生產線的產能。當替代 LLDPE 為主的共混配方時，埃能寶 mPE 能提高 產量高達 20%，從而可使薄膜生產商的收入提高，並且推遲對未來新設備的投資。

這個新產品是為了代替共混配方而設計的單一樹脂解決方案。它通過樹脂品種的 減少，簡化了原料採購計畫並降低了倉儲成本。同時，它也有助於減少由複雜共混 配方帶來的代價極高的共混失誤，以此減少了薄膜的浪費。 據介紹，此新產品通常可以超越以 LLDPE 為主配方薄膜的力學性能要求，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 設備的使用範圍。“埃能寶 mPE 是作為埃奇得 TM mPE 的補充而設計的。二者均具有優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，從而提供可持續發展的效益並且降低對環境的影響。

用途

mPE 提供的多樣性能夠適用於廣泛的軟包裝薄膜套用，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) 農用溫室大棚膜； (5) 中 型及重型包裝袋；以及 (6) 各種用於食品、非食品的複合軟包裝薄膜。

茂金屬聚烯烴中以 mPE 的發展最快和較成熟，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，一類是以包裝領域為主要目標的薄膜用品級，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，並且在 韌性、透明度、熱粘性、熱封溫度、低氣味方面等明顯優於傳統聚乙烯，可用於生產重包裝袋、金屬垃圾箱內襯、食品包裝、拉伸薄膜等。

目前，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，預計到 2010 年這一比例將達到 22%。據統計，目前世界上茂金屬聚乙烯年產量 約為 1500 多萬噸，其中用於食品包裝領域的產品約占總消費量的 36%，非食品包裝 約占 47%，其他方面（醫藥、汽車和建築等）約占 17%。 聚乙烯在合成樹脂中產量最大、發展最快、品種開發最活躍，能否實現聚乙烯的高性能化，很大程度上取決於催化劑的性能。茂金屬催化劑具有優異的催化共聚能力，它能使大多數共聚體與乙烯共聚，並且能夠使極性單體催化聚合，而使用傳統催化劑很難實現；在環烯聚合方面，傳統催化劑只能開環聚合，而用茂金屬催化劑能雙鍵加成聚合。

發展趨勢

因為許多已開發國家紛紛採用茂金屬線型低密度聚乙烯替代常規的線型低密度聚乙烯，今後茂金屬線型低密度聚乙烯的年均消費增長率將高於線型低密度聚乙烯， 達到 15%。未來已開發國家線型低密度聚乙烯產量增長的近一半將來自於茂金屬線型低密度聚乙烯，預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。