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亟需国产化生产的聚烯烃弹性体(POE),中国科学院化学研究所取得哪些研究进展?

2018-05-10

• 聚烯烃弹性体(POE)性能优异,在多个领域有着广泛的应用,其需求量保持快速增长;

• 中国POE产品主要依赖于进口,亟需开发具有自主知识产权的POE生产相关工艺技术和催化剂;

• 第三届中国高端聚烯烃技术与市场研讨会2018年5月23-24日福州召开,中国科学院化学研究所的专家将出席会议,介绍“高效乙烯齐聚催化剂与纯乙烯制备弹性体新型催化剂”。


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聚烯烃弹性体(Polyolefin Elastomer,POE)是指乙烯与高碳α-烯烃(1-丁烯、1-己烯、1-辛烯等)的无规共聚物弹性体。POE具有优异的耐候性和耐化学药品性,以及较好的透明性和柔顺性,与聚烯烃相容性好,兼具有橡胶的高弹性和塑料易加工的优点,且获得弹性所需的成本更低、质量更轻、能耗更低、对环境更友好,在许多应用场合可代替传统的橡胶及塑料软制品,还是性能优越的聚丙烯增韧改性剂。目前,POE已被广泛应用于汽车零部件、电线电缆、机械工具、家居用品、玩具、娱乐和运动用品、鞋底、密封件、热熔胶等领域。


POE生产开始于20世纪90年代,陶氏化学、埃克森美孚、利安德巴塞尔、LG化学、住友化学、三井化学等是目前世界上主要的POE生产企业。生产技术以Dow开发的Insite溶液法聚合工艺,以及Exxon Mobil开发的Exxpol高压聚合技术为主。目前,全球POE年产量超过了100万吨,且需求量保持高速增长,全球POE消费量从2007年的40万吨左右,增长至2011年的60万吨左右,2015年又进一步增至约75.0万吨。全球POE的消费地区主要集中在美国、西欧、日本等发达国家。


目前,中国的POE需求量处于快速增长阶段,但由于国内石化企业未能实现商业化生产,所需产品主要依赖于进口。研究数据显示,我国己烯共聚聚乙烯净进口量近400万吨,自给率约50%,辛烯共聚聚乙烯净进口量约60万吨,自给率不足10%;茂金属聚乙烯净进口量约60万吨,自给率不足30%。海关统计数据显示,2017年我国其他乙烯-α-烯烃共聚物(产品代码:39014090)净进口量约20万吨,进口金额约4亿美元。


由于国外先进石化公司对POE生产催化剂进行了专利保护,且对于POE及其重要原料高碳α烯烃(以C8及以上线性α烯烃)生产工艺技术进行严密封锁,限制转让,因此开发具有自主知识产权的POE生产相关工艺技术和催化剂已经迫在眉睫。《新材料关键技术产业化实施方案》中,采用齐聚生产工艺,可生产碳八及以上的高碳α烯烃,单套装置规模达到5万吨/年以上的高碳α烯烃关键技术产业化项目;以及由乙烯和α烯烃(主要是辛烯-1)通过茂金属催化剂与溶液法聚烯烃生产工艺相结合的工艺合成,单套装置规模达到万吨级/年的POE弹性体关键技术产业化项目列入其中。


目前,中科院化学所、浙江大学、吉林大学、北京化工大学、华东理工大学等国内科研院所和高校对α-烯烃共聚物(包括乙烯与1-己烯及1-辛烯共聚物)的合成技术进行过相关研究,开发了具有高共聚性能的茂金属催化剂和非茂有机金属催化剂,并开展了乙烯与α-烯烃共聚技术研究,为开发成型的POE合成技术及国内企业商业化生产POE提供了支撑。随着我国乙烯产业多元化竞争(石化、CTO/MTO、乙烷裂解)格局日趋明显,国产化POE生产工艺技术对于生产企业产品多元化、差异化和高端化具有十分重要意义,对于乙烯产业健康发展也具有极大促进作用。


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由亚化咨询主办的第三届中国高端聚烯烃技术与市场研讨会将于2018年5月23-24日福州召开。来自于中国科学院化学研究所的专家将出席会议并作报告,介绍“高效乙烯齐聚催化剂与纯乙烯制备弹性体新型催化剂”。