茂金属聚乙烯

热塑性塑料

茂金属聚乙烯是一种新颖热塑性塑料，是 90 年代聚烯烃工业最重要的技术进展，是继 LLDPE 生产技术后的一项重要革新。由于它是使用茂金属为聚合催化剂生产出来的聚乙烯，因此，在性能上与传统的 Ziegler-Natta 催化剂聚合而成的PE 有显著的不同。茂金属催化剂用于合成茂金属聚乙烯独特的优良性能和应用，引起了市场的普遍关注，许多世界著名大型石化公司投入巨大人力、物力竞相开发和研究，成为聚烯烃工业乃至整个塑料工业的热门话题。

发展历史

早期，茂金属催化剂用于乙烯聚合只能得到分子量为 2～3 万的蜡状物，而且催化活性不高没有实用意义，因而没有引起重视和推广。直到 1980 年，德国汉堡大学 Kaminsky 教授发现用二茂基氯锆（Cp2ZrCl2）为催化剂，甲基铝氧烷（MAO）为助催化剂在甲苯溶液中进行乙烯聚合，催化剂活性能高达 106g-PE/g-Zr，反应速度与酶反应速度相当。MAO 是三甲基铝和水在聚合体系以外条件下合成的高齐聚度甲基铝氧烷。Kaminsky 教授的发现给茂金属催化剂研究注入了活力，吸引了众多公司参与开发和研究，并取得了相当大的进展。

发展现状

1991 年美国埃克森（Exxon）公司首次实现了茂金属催化剂用于聚烯烃工业化生产，生产出第一批茂金属聚乙烯（mPE），其商品名是“Exact”。

埃克森美孚化工公司最近推出了一种新的茂金属聚乙烯（mPE）产品— 埃能宝 TM MPE ，称该产品在帮助生产商在保持优异的薄膜性能的同时，强化薄膜的挤出加工性能。埃克森美孚认为其优良性能带领了更稳定的生产操作、更高的薄膜生产线产量、简化的薄膜原材料配方及实现了薄膜厚度的减薄。

这种单一而独特的树脂——埃能宝 mPE 将薄膜加工性能与高 α 烯烃的优良物理性能结合在一起，适用于一系列软包装薄膜应用，包括：收缩包装薄膜、托盘收缩包装薄膜、手工流涎缠绕包装膜、农用温室大棚膜、中型及重型包装袋以及复合包装薄膜等。

“这一新产品创造了优异的薄膜性能，给加工商带来的额外效益表现配方的简化、挤出能耗的降低、薄膜生产线产量的提升、实现更可持续发展的软包装薄膜方案以及应用的多样化， ”埃克森美孚化工聚乙烯全球市场发展经理大卫·麦康威尔（David McConville）说，“这些效益还包括对复杂的 LLDPE 共混配方的替换以及对以 LDPE 为主的共混配方薄膜显著减薄的可能性。”

埃能宝 mPE 在 LLDPE 和 LDPE 设备上都拥有极宽而且稳定的操作窗口，能在更低熔体温度下挤出，这一特性为追求效率的生产商带来了挤出能耗的降低，使之获得更好的膜泡稳定性以及实现稳定无忧的生产操作；该产品可以提供更快的薄膜加工，因而提高了薄膜生产线的产能。当替代 LLDPE 为主的共混配方时，埃能宝 mPE 能提高产量高达 20%，从而可使薄膜生产商的收入提高，并且推迟对未来新设备的投资。

这个新产品是为了代替共混配方而设计的单一树脂解决方案。它通过树脂品种的减少，简化了原料采购计划并降低了仓储成本。同时，它也有助于减少由复杂共混配方带来的代价极高的共混失误，以此减少了薄膜的浪费。据介绍，此新产品通常可以超越以 LLDPE 为主配方薄膜的力学性能要求，它也能显著提高以 LDPE 为主配方薄膜的韧性，使高达 20%的薄膜减薄成为可能，此外还能拓宽 LDPE 设备的使用范围。“埃能宝 mPE 是作为埃奇得 TM mPE 的补充而设计的。二者均具有优异的薄膜减薄的潜力，可降低薄膜重量、减少对仓储费用及运营资本的要求，从而提供可持续发展的效益并且降低对环境的影响。

用途

mPE 提供的多样性能够适用于广泛的软包装薄膜应用，包括：(1) 瓶装水、饮料、罐装商品、洗手液、清洁剂、保健品以及护肤品所用的收缩包装薄膜；(2) 大宗货物的托盘包装； (3) 多层手工流涎缠绕包装薄膜； (4) 农用温室大棚膜； (5) 中型及重型包装袋；以及 (6) 各种用于食品、非食品的复合软包装薄膜。

茂金属聚烯烃中以 mPE 的发展最快和较成熟，主要品种为线型低密度聚乙烯（LLDPE）和甚低密度聚乙烯（VLDPE）。mPE有两个系列，一类是以包装领域为主要目标的薄膜用品级，另一类是以辛烯-1为共聚单体的塑性体，称为POP（Polyolefine Plastmer）。MPE 薄膜品级具有较低的熔点和明显的熔区，并且在韧性、透明度、热粘性、热封温度、低气味方面等明显优于传统聚乙烯，可用于生产重包装袋、金属垃圾箱内衬、食品包装、拉伸薄膜等。

茂金属线型低密度聚乙烯消费量占线型低密度聚乙烯总消费量的 15%左右，预计到 2010 年这一比例将达到 22%。据统计，世界上茂金属聚乙烯年产量约为 1500 多万吨，其中用于食品包装领域的产品约占总消费量的 36%，非食品包装约占 47%，其他方面（医药、汽车和建筑等）约占 17%。聚乙烯在合成树脂中产量最大、发展最快、品种开发最活跃，能否实现聚乙烯的高性能化，很大程度上取决于催化剂的性能。茂金属催化剂具有优异的催化共聚能力，它能使大多数共聚体与乙烯共聚，并且能够使极性单体催化聚合，而使用传统催化剂很难实现；在环烯聚合方面，传统催化剂只能开环聚合，而用茂金属催化剂能双键加成聚合。

发展趋势

因为许多发达国家纷纷采用茂金属线型低密度聚乙烯替代常规的线型低密度聚乙烯，今后茂金属线型低密度聚乙烯的年均消费增长率将高于线型低密度聚乙烯，达到 15%。未来发达国家线型低密度聚乙烯产量增长的近一半将来自于茂金属线型低密度聚乙烯，预计美国市场茂金属线型低密度聚乙烯需求量将增长至 2009 年的 134 万吨。

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