a-烯烴彈性體化學(xué)特性

a-烯烴是一種重要的高端有機(jī)原料。主要包括丁烯-1、己烯-1、辛烯-1等線性a-烯烴(LAO)產(chǎn)品。廣泛應(yīng)用于聚乙烯共聚單體，高端潤滑油原料，降凝劑和表面活性劑等。通過石化和煤化工路線生產(chǎn)。

2016年，北美占全球LAO產(chǎn)量近40％，其次是中東（19％），西歐（16％），中國（10％）。美國頁巖氣化工新建的聚乙烯裝置，推動(dòng)了對LAO共聚單體需求增長。中國煤化工和石油化工路線的聚乙烯產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展，和高端潤滑油市場發(fā)展，也將驅(qū)動(dòng)a-烯烴需求穩(wěn)步增長。隨著國內(nèi)供需缺口進(jìn)一步擴(kuò)大，跨國企業(yè)將更加重視中國a-烯烴市場，并有望在國內(nèi)投資a-烯烴生產(chǎn)項(xiàng)目。國內(nèi)企業(yè)也有意向投資a-烯烴項(xiàng)目，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的高附加值升級。

未來幾年，生產(chǎn)丁烯-1，己烯-1和辛烯-1的技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用將至關(guān)重要。石蠟裂解法，煤制油副產(chǎn)物抽提工藝，混合C4分離法，乙烯齊聚法是幾種主流的LAO生產(chǎn)工藝。在此背景下，a-烯烴的市場增長空間如何？技術(shù)和應(yīng)用有哪些最新進(jìn)展？國際和國內(nèi)企業(yè)投資a-烯烴的機(jī)遇如何？將遇到哪些挑戰(zhàn)？

2017中國a-烯烴市場與技術(shù)論壇2017將于11月24日在貴陽召開。會(huì)議將探討全球及中國a-烯烴市場現(xiàn)狀與趨勢；a-烯烴未來需求增長空間；a-烯烴生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)展；a-烯烴下游應(yīng)用；a-烯烴項(xiàng)目投資；聚a-烯烴關(guān)鍵技術(shù)開發(fā)與應(yīng)用等。會(huì)議還將安排工業(yè)參觀考察。

主題

1.全球及中國線性a-烯烴(LAO)市場現(xiàn)狀與趨勢

2.國際聚烯烴格局變化與a-烯烴產(chǎn)能轉(zhuǎn)移動(dòng)向

3.中國a-烯烴未來需求增長空間

4.a-烯烴項(xiàng)目投資與回報(bào)測算

5.a-烯烴生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)展

6.a-烯烴不同技術(shù)路線與競爭力比較

7.a-烯烴下游應(yīng)用

8.聚a-烯烴(PAO)關(guān)鍵技術(shù)開發(fā)與應(yīng)用

9.生物基a-烯烴的技術(shù)開發(fā)和催化劑

10.工業(yè)參觀與商務(wù)考察

會(huì)議背景

a-烯烴是一種重要的高端有機(jī)原料。主要包括丁烯-1、己烯-1、辛烯-1等線性a-烯烴(LAO)產(chǎn)品。廣泛應(yīng)用于聚乙烯共聚單體，高端潤滑油原料，降凝劑和表面活性劑等。通過石化和煤化工路線生產(chǎn)。

2016年，北美占全球LAO產(chǎn)量近40％，其次是中東（19％），西歐（16％），中國（10％）。美國頁巖氣化工新建的聚乙烯裝置，推動(dòng)了對LAO共聚單體需求增長。中國煤化工和石油化工路線的聚乙烯產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展，和高端潤滑油市場發(fā)展，也將驅(qū)動(dòng)a-烯烴需求穩(wěn)步增長。隨著國內(nèi)供需缺口進(jìn)一步擴(kuò)大，跨國企業(yè)將更加重視中國a-烯烴市場，并有望在國內(nèi)投資a-烯烴生產(chǎn)項(xiàng)目。國內(nèi)企業(yè)也有意向投資a-烯烴項(xiàng)目，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的高附加值升級。

未來幾年，生產(chǎn)丁烯-1，己烯-1和辛烯-1的技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用將至關(guān)重要。石蠟裂解法，煤制油副產(chǎn)物抽提工藝，混合C4分離法，乙烯齊聚法是幾種主流的LAO生產(chǎn)工藝。在此背景下，a-烯烴的市場增長空間如何？技術(shù)和應(yīng)用有哪些最新進(jìn)展？國際和國內(nèi)企業(yè)投資a-烯烴的機(jī)遇如何？將遇到哪些挑戰(zhàn)？

2017中國a-烯烴市場與技術(shù)論壇2017將于11月24日在貴陽召開。會(huì)議將探討全球及中國a-烯烴市場現(xiàn)狀與趨勢；a-烯烴未來需求增長空間；a-烯烴生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)展；a-烯烴下游應(yīng)用；a-烯烴項(xiàng)目投資；聚a-烯烴關(guān)鍵技術(shù)開發(fā)與應(yīng)用等。會(huì)議還將安排工業(yè)參觀考察。

會(huì)議主題

1. 全球及中國線性a-烯烴(LAO)市場現(xiàn)狀與趨勢

2. 國際聚烯烴格局變化與a-烯烴產(chǎn)能轉(zhuǎn)移動(dòng)向

3. 中國a-烯烴未來需求增長空間

4. a-烯烴項(xiàng)目投資與回報(bào)測算

5. a-烯烴生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)展

6. a-烯烴不同技術(shù)路線與競爭力比較

7. a-烯烴下游應(yīng)用

8. 聚a-烯烴(PAO)關(guān)鍵技術(shù)開發(fā)與應(yīng)用

9. 生物基a-烯烴的技術(shù)開發(fā)和催化劑

10. 工業(yè)參觀與商務(wù)考察

聚烯烴類彈性體——現(xiàn)狀與進(jìn)展

李伯耿，張明軒，劉偉峰，王文俊

（浙江大學(xué)化學(xué)工程與生物工程學(xué)院，化學(xué)工程聯(lián)合國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，浙江 杭州 310027）

摘要：綜述了聚烯烴類彈性體的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀與研究進(jìn)展，介紹了二元乙丙膠（EPM）、三元乙丙膠（EPDM）、茂金屬三元乙丙膠（mEPDM）等乙丙彈性體，及乙烯/α-烯烴無規(guī)共聚物彈性體（POE）和嵌段共聚物彈性體（OBC）等的主要生產(chǎn)商、產(chǎn)品商標(biāo)、牌號及性能特點(diǎn)，以及合成工藝與催化劑體系的發(fā)展。指出POE、OBC類熱塑性彈性體不僅具有聚烯烴類彈性體卓越的力學(xué)性能，而且成型加工簡便、可回收使用，發(fā)展迅速。茂金屬催化劑具有活性高、對α-烯烴共聚能力強(qiáng)和單一活性中心的優(yōu)點(diǎn)。我國目前尚不能進(jìn)行mEPDM、POE、OBC等性能更為優(yōu)異、利潤更為豐厚的聚烯烴彈性體和熱塑性彈性體的生產(chǎn)。要進(jìn)行這些產(chǎn)品的自主開發(fā)，必須加強(qiáng)對耐高溫茂金屬催化劑和烯烴高溫溶液共聚工藝的研究。

聚烯烴類彈性體是由乙烯與丙烯或其他α-烯烴（如1-丁烯、1-己烯、1-辛烯等）共聚而成的一類聚烯烴材料。與聚烯烴塑料相比，其分子鏈內(nèi)共聚單體的含量更高，密度更低。目前，聚烯烴類彈性體主要有乙丙共聚物和乙烯/α-烯烴共聚物兩大類，其中乙丙共聚物彈性體包括二元乙丙橡膠（EPM）和三元乙丙橡膠（EPDM）兩種，乙烯/α-烯烴共聚物彈性體則主要有乙烯/α-烯烴無規(guī)共聚物（POE）和乙烯/α-烯烴嵌段共聚物（OBC）兩種。隨著催化劑技術(shù)和合成工藝的不斷進(jìn)步，雖然也有丙烯基（即丙烯為主單體）彈性體的文獻(xiàn)報(bào)道，但從性能看，它們更應(yīng)稱之為聚烯烴塑性體（polyolefin plastomer，POP）。

與其他種類的彈性體相比，聚烯烴類彈性體主鏈均由穩(wěn)定的飽和單鍵組成。一些聚烯烴彈性體通過引入一定量的雙烯類第三單體使側(cè)鏈含有少量的雙鍵，但在硫化過程中仍會(huì)因反應(yīng)而消除。而且，聚烯烴類彈性體分子內(nèi)無極性基團(tuán)。正因?yàn)檫@樣的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，使得聚烯烴類彈性體具有優(yōu)良的耐老化性、耐腐蝕性、耐熱性和耐水蒸氣性等，因而被廣泛地應(yīng)用于汽車、建材、電線電纜、醫(yī)療器械、兒童玩具等領(lǐng)域。

文章綜述了聚烯烴類彈性體的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀與研究進(jìn)展，介紹了各種聚烯烴彈性體的主要生產(chǎn)商、產(chǎn)品商標(biāo)、牌號與性能，重點(diǎn)討論了聚烯烴彈性體合成工藝與催化劑體系的特點(diǎn)，以及本文作者課題組近期的研究進(jìn)展，提出了我國該領(lǐng)域發(fā)展的建議。

表1 乙丙彈性體的主要生產(chǎn)商及典型牌號的性能和用途

表2 POE的主要生產(chǎn)商及典型牌號的性能

表3 Dow化學(xué)OBC產(chǎn)品的主要牌號和性能

表4 幾個(gè)Z-N溶液聚合法生產(chǎn)乙丙彈性體的工藝條件對比

結(jié)語

隨著催化劑和生產(chǎn)技術(shù)的不斷進(jìn)步，聚烯烴類彈性體的品種不斷豐富、性能不斷拓展。但遺憾的是，我國聚烯烴類彈性體的生產(chǎn)目前還基本局限于三元和二元乙丙橡膠，性能更為優(yōu)異、利潤更為豐厚的mEPDM、POE、POP類彈性體、熱塑性彈性體及塑性體等均未實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。加強(qiáng)政策引導(dǎo)和資金投入，進(jìn)行此類產(chǎn)品的開發(fā)，應(yīng)當(dāng)成為我國聚烯烴和合成橡膠工業(yè)產(chǎn)品轉(zhuǎn)型升級的重要選擇。

溶液聚合因溶劑的引入，使過程的能耗增加。雖有懸浮和氣相聚合生產(chǎn)乙丙彈性體的文獻(xiàn)報(bào)道，但與絕大多數(shù)其他合成橡膠一樣，為確保生產(chǎn)過程的穩(wěn)定運(yùn)行，聚烯烴類彈性體的生產(chǎn)應(yīng)首選溶液聚合工藝。高活性催化劑的應(yīng)用，可免除聚合后催化劑的洗脫，使過程的能耗降低。

對于茂金屬催化的乙烯/α-烯烴的溶液聚合，為使聚合反應(yīng)在均相溶液狀態(tài)下進(jìn)行，需將聚合溫度設(shè)定在聚乙烯鏈段的熔點(diǎn)以上。因此，耐高溫的高活性、高共聚能力的催化劑以及與該催化劑相應(yīng)的聚合動(dòng)力學(xué)、聚合反應(yīng)器混合與傳熱過程的強(qiáng)化研究極為重要。

DOI：10.16085/j.issn.1000-6613.2017-0462

文章來源：《化工進(jìn)展》2017年第36卷第9期：3135-3144

（來源：石化智匯網(wǎng)）