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5815G MVLDPE(茂金屬) 美國陶氏 原廠
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MVLDPE 茂金屬
茂金屬催化劑用于合成聚乙烯是90年代聚烯烴工業(yè)最重要的技術(shù)進展,是70年代確立LLDPE生產(chǎn)技術(shù)后的又一重大革新,使整個聚烯烴工業(yè)發(fā)生了革命性的變化。茂金屬聚乙烯獨特的優(yōu)良性能和應用,引起了人們普遍關(guān)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(fā)和研究,成為聚烯烴工業(yè)乃至整個塑料工業(yè)的熱門話題。
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Kaminsky教授發(fā)現(xiàn)用用二茂基氯鋯(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(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,并取得了相當大的進展。1991年美國??松‥xxon)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”。
⒈茂金屬聚乙烯的特點
茂金屬催化劑和傳統(tǒng)的Ziegler-Natta催化劑不同,它是由過渡金屬的環(huán)戊二稀基絡合物和MAO或離子活化劑組成。幾何形狀上受到限制的過渡金屬作為單一活性中心,具有100%的催化活性中心,活性極高。每個活性中心引發(fā)和生成的聚烯烴分子鏈長度和共聚單體含量幾乎相同,即分子量分布窄、側(cè)鏈分布均一;而Ziegler-Natta催化劑只有1~3%活性中心,活性不到茂金屬催化劑的1/10,得到的聚合物分子鏈長短不一,分子量分布、共聚單體含量、組成分布寬。所以,茂金屬催化劑的明顯優(yōu)點為:能精確控制聚合物分子結(jié)構(gòu)、分子量分布和組成分布,也就是可以“定制”分子結(jié)構(gòu),從而提高和拓寬聚烯烴樹脂的性能。
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。
⒉茂金屬聚烯烴工藝簡介
美國Exxon化學公司和Dow化學公司在茂金屬聚烯烴工業(yè)化發(fā)展中走在前列,Exxon公司的工藝稱為“Expol”工藝,Dow公司的工藝則稱為Insite SCC(單活性中心)工藝。下面介紹一下Dow公司mPE的產(chǎn)品“Affinity”,以及日本三井和宇部公司的mLLDPE產(chǎn)品“Super PE”(其所用催化劑是與Exxon公司共同開發(fā)的)。前者為溶液法工藝,后者為氣相法工藝。
⑴Dow公司的Insite技術(shù)及產(chǎn)品
美國Dow化學公司1993年首次建成一套5.6萬噸/年的裝置,采用SCC催化劑,用溶液聚合法生產(chǎn)乙烯-辛烯共聚物,商品名為“Affinity”,其催化劑技術(shù)和生產(chǎn)技術(shù)總稱為Insite技術(shù)。Affinity除用于包裝外,在汽車、電線等行業(yè)也有廣泛應用。Insite技術(shù)聚合物(ITP)的特點是:分子量分布約為2,熔點低,共聚單體分布均一,支鏈分布選擇進入,為“均一”聚合物,加工性能相對要好一些。
其加工性能特點有如下幾點:①熔體粘度隨剪切速率變化而變化快;②加工時不易發(fā)生熔體破裂,產(chǎn)品表面良好,并可大幅提高加工速度和產(chǎn)量;③熔體張力比傳統(tǒng)LLDPE高,吹塑成型時膜泡的穩(wěn)定性和T型模頭擠出成型時的耐拉伸共振性好
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