文章来源:化工市场信息、东吴石化化工、UTPE弹性体门户
POE聚烯烃弹性体
聚烯烃弹性体(POE PolyolefinElastomer)是Dow化学公司于1994年采用“限制几何构型”催化剂及相关的Insite专利技术(CGCT)合成的乙烯一辛烯共聚物,其辛烯含量>20wt%。
在乙烯分子中引入辛烯分子后的共聚物辛烯含量在20%-30%,其弹性比TPO更好,低温延性比EPDM和EVA(乙烯一乙酸乙烯共聚物)更好。它的主要特点为:良好的加工性、具高剪切速度依存性、易操作使用性、产品均匀为颗粒状、分子量分布窄、低分子量成分少、无粘缠性、无恶臭、透明性优:比重0. 86-0. 91,质轻:分散性良好,适于作树脂改性剂。
而我们又可以将其分为乙烯基POE与丙烯基POE两种进行探讨:
乙烯基POE性能特点
以陶氏的乙烯基POE EnggaePOE 为例:
(1)辛烯的柔软链卷曲和结晶的乙烯链作为物理交联点,使它既有优异的韧性又有良好的加工性。
(2)POE分子结构中没有不饱和键,具有优良的耐老化性能。
(3)POE分子量分布窄,具有较好的流动性,与聚烯烃相容性好。
(4)良好的流动性可改善填料的分散效果,同时也可提高制品的熔接痕强度。
丙烯基POE性能特点
以埃克森美孚的丙烯基POE Vistamaxx 为例:
(1)、其丙烯质量分数在70%以上,组成与结晶性介于无定型的乙丙橡胶与结晶性的聚丙烯之间,是一种柔软且有弹性的聚烯烃材料。
(2)、乙烯单元有效地破坏了聚丙烯的链段规整性.使共聚物分子链的柔顺性增加:Vistamaxx是一种透明性高、力学性能优异的弹性体材料。
(3)结晶具有聚丙烯a一型晶体结构特点,分子链中较短的链段可以在室温以下结晶表现出二次结晶现象。同时,其结晶度很小且结晶不完善。
丙烯基弹性体晶态分布
技术概况
当前POE的工艺技术以陶氏化学开发的Insite溶液法聚合工艺以及埃克森美孚开发的Exxpol高压聚合技术为主。其他生产企业有:日本三井、韩国LG、韩国SK等。
前者利用自身开发的限定几何构型茂金属催化剂(CGC)结合自身的溶液聚合方法开发出合成POE的高温溶液聚合工艺。以限定几何构型茂金属催化剂为催化体系,采用溶液聚合法制备。
后者采用Exxpol茂金属催化剂开发Exact塑性体(密度0.860-0.915 g/cm³),包括乙烯-辛烯共聚物、乙烯-己烯共聚物和乙烯-丁烯共聚物,并采用同种催化技术,溶液法生产丙烯基弹性体(如Vitamaxx)。
市场现状
聚烯烃类热塑性弹性体,全球市场容量在170万吨以上,产品主要用于树脂增韧、汽车密封材料、电线电缆、医疗器械、家用电器以及包装薄膜等领域。
茂金属催化的聚烯烃热塑性弹性体POE既可以直接用作热塑性弹性体,也可以用作塑料的抗冲击改性剂及增韧剂;我国的POE年需求量15~18万吨,主要用于PP增韧,相关原料全部依赖进口。
POE优势分析
密度小、热稳定性高、加工性能好、可透明、与聚烯烃相容好、可交联改性。
POE下游消费结构包括TPO终端、聚合物改性、电线电缆等,其中替代EPDM作为共混型TPO原料和聚合物改性是最主流的两大应用。
生产共混型TPO是POE的最大应用领域。目前,在全球范围内,POE已经替代了70%的EPDM用于制造共混型TPO,也部分替代了TPV中的EPDM,只有在某些要求耐低温冲击性的领域才使用EPDM。由于原料没有突破,国内POE作为原料生产TPV的报道较少。
聚合物改性则是POE增长最快的应用领域。由于POE与聚烯烃相容性好,玻璃化温度低,断裂伸长率很大,非常适合其他高分子材料的增韧。目前针对PP的增韧改性 POE的重要应用之一,并且具有长期的发展潜力。
多方消息汇总,万华化学POE装置将在年内完成中试,并计划2025年有20万吨/年的POE产能。京博石化的POE项目也接踵而来,国产化的时代即将到来,大家也应加大对POE产业的经济支持,提高研发力度,加速POE国产化进程,相信这会是一片新的沃土!