催化剂载体中的茂金属催化剂是引领世界聚烯烃行业技术进步的一朵“奇葩”。用齐格勒—纳塔催化剂很难实现的聚烯烃树脂的功能化，在茂金属催化剂作用下却变得易如反掌，茂金属催化剂也因此逐步成为聚烯烃工业中的研究热点。


    使用茂金属催化剂所得到的聚合物相对分子质量分布窄，从而具有较低的结晶度、较高的强度及优良的透明性。由于茂金属聚合物常含较多的末端乙烯基，这对实现产品的官能化，改进树脂的湿润性、可镀性、可涂饰性、黏着性和相容性提供了十分便利的条件。


    据了解，世界知名的聚烯烃产品供应商基本上都已开展了茂金属催化剂及催化技术的应用研究。经过数十年的技术开发和积累，全球对茂金属催化剂的研究和应用已充分表明该技术具有广阔的应用前景，可广泛应用于高密度聚乙烯（HDPE）、中密度聚乙烯（MDPE）、低密度聚乙烯（LDPE）、线型低密度聚乙烯（LLDPE）、超低密度聚乙烯（ULDPE）、乙丙橡胶、乙烯与环烯烃共聚物、等规及间规聚丙烯、间规聚苯乙烯等烯烃聚合物的各领域。


    在这次技术进步的“盛宴”中，西方发达国家已有相当一部分企业实现了茂金属聚烯烃产业化，掘到了“第一桶金”，其中埃克森美孚、陶氏化学等公司率先实现了工业化。由陶氏化学推出的系列产品，与普通的聚烯烃塑料相比，不但具有橡胶的特性，还具有塑料的强度和加工性，是高端聚烯烃产品市场的“抢手货”，极具市场价值。截至今年10月底，茂金属聚乙烯树脂可比传统聚乙烯树脂多盈利1500元∕吨。而且，在制造拉伸缭绕膜方面，茂金属聚乙烯树脂具有传统树脂无可比拟的优势。近年来，茂金属催化剂在制备聚丙烯釜内合金及支化聚乙烯方面，体现出了很好的应用前景。


    目前，茂金属聚乙烯树脂在全球的产能达到600万吨以上，世界各大公司对茂金属催化剂的研发投资超过10亿美元。为应对世界聚乙烯产能过剩，国际知名公司的相当一部分装置将转产茂金属聚乙烯树脂。由此预计，在未来5年内，发达国家和地区对茂金属聚乙烯树脂的年均需求增长率将在15%~20%。


    我国催化剂载体研究始于上世纪80年代末，以高等院校和科研院所居多。目前，在茂金属催化剂产业化方面，已有数家科研机构取得了重大技术突破。


    中国石油石油化工研究院自主研发的茂金属催化剂已开展了气相、淤浆法中试研究，中试产品已应用于膜产品及远洋运输用液体集装箱的制造。中国石化北京研究开发的茂金属催化剂已完成了第一轮的工业试验。


    中国石油石油化工研究院在的茂金属主（助）催化剂研究、催化剂载体合成、催化剂负载化研究、聚合工艺研究、聚合物开发及聚合物加工与应用等方面已取得很好的阶段性研究成果，先后申请45项国家专利，其中36项获得授权。该院已建成拥有自主知识产权的催化剂合成装置，取得了一批技术成果，先后建成了甲基铝氧烷（MAO）中试装置、主催化剂合成装置、三甲基铝（TMA）合成装置及催化剂负载化装置。MAO中试装置已成功生产出数吨产品，产品各项性能均已达到了进口产品的指标。


    同时，该院进行了催化剂载体—硅胶的工业试验，具备了批量生产硅胶的能力，建成了一套既可串联聚合又可平行聚合的聚烯烃模试试验装置。此外，该院制备的茂金属催化剂已在其新建成的50千克/时聚乙烯中试装置上完成了第一轮中试试验，为国产茂金属催化剂工业化应用和自主技术参与国际竞争创造了条件。




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