催化劑載體中茂金屬催化劑前景很好
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催化劑載體中的茂金屬催化劑是引領(lǐng)世界聚烯烴行業(yè)技術(shù)進(jìn)步的一朵“奇葩”。用齊格勒—納塔催化劑很難實現(xiàn)的聚烯烴樹脂的功能化,在茂金屬催化劑作用下卻變得易如反掌,茂金屬催化劑也因此逐步成為聚烯烴工業(yè)中的研究熱點。
使用茂金屬催化劑所得到的聚合物相對分子質(zhì)量分布窄,從而具有較低的結(jié)晶度、較高的強度及優(yōu)良的透明性。由于茂金屬聚合物常含較多的末端乙烯基,這對實現(xiàn)產(chǎn)品的官能化,改進(jìn)樹脂的濕潤性、可鍍性、可涂飾性、黏著性和相容性提供了十分便利的條件。
據(jù)了解,世界知名的聚烯烴產(chǎn)品供應(yīng)商基本上都已開展了茂金屬催化劑及催化技術(shù)的應(yīng)用研究。經(jīng)過數(shù)十年的技術(shù)開發(fā)和積累,全球?qū)γ饘俅呋瘎┑难芯亢蛻?yīng)用已充分表明該技術(shù)具有廣闊的應(yīng)用前景,可廣泛應(yīng)用于高密度聚乙烯(HDPE)、中密度聚乙烯(MDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、線型低密度聚乙烯(LLDPE)、超低密度聚乙烯(ULDPE)、乙丙橡膠、乙烯與環(huán)烯烴共聚物、等規(guī)及間規(guī)聚丙烯、間規(guī)聚苯乙烯等烯烴聚合物的各領(lǐng)域。
在這次技術(shù)進(jìn)步的“盛宴”中,西方發(fā)達(dá)國家已有相當(dāng)一部分企業(yè)實現(xiàn)了茂金屬聚烯烴產(chǎn)業(yè)化,掘到了“第一桶金”,其中??松梨?、陶氏化學(xué)等公司率先實現(xiàn)了工業(yè)化。由陶氏化學(xué)推出的系列產(chǎn)品,與普通的聚烯烴塑料相比,不但具有橡膠的特性,還具有塑料的強度和加工性,是高端聚烯烴產(chǎn)品市場的“搶手貨”,極具市場價值。截至今年10月底,茂金屬聚乙烯樹脂可比傳統(tǒng)聚乙烯樹脂多盈利1500元∕噸。而且,在制造拉伸繚繞膜方面,茂金屬聚乙烯樹脂具有傳統(tǒng)樹脂無可比擬的優(yōu)勢。近年來,茂金屬催化劑在制備聚丙烯釜內(nèi)合金及支化聚乙烯方面,體現(xiàn)出了很好的應(yīng)用前景。
目前,茂金屬聚乙烯樹脂在全球的產(chǎn)能達(dá)到600萬噸以上,世界各大公司對茂金屬催化劑的研發(fā)投資超過10億美元。為應(yīng)對世界聚乙烯產(chǎn)能過剩,國際知名公司的相當(dāng)一部分裝置將轉(zhuǎn)產(chǎn)茂金屬聚乙烯樹脂。由此預(yù)計,在未來5年內(nèi),發(fā)達(dá)國家和地區(qū)對茂金屬聚乙烯樹脂的年均需求增長率將在15%~20%。
我國催化劑載體研究始于上世紀(jì)80年代末,以高等院校和科研院所居多。目前,在茂金屬催化劑產(chǎn)業(yè)化方面,已有數(shù)家科研機構(gòu)取得了重大技術(shù)突破。
中國石油石油化工研究院自主研發(fā)的茂金屬催化劑已開展了氣相、淤漿法中試研究,中試產(chǎn)品已應(yīng)用于膜產(chǎn)品及遠(yuǎn)洋運輸用液體集裝箱的制造。中國石化北京研究開發(fā)的茂金屬催化劑已完成了第一輪的工業(yè)試驗。
中國石油石油化工研究院在的茂金屬主(助)催化劑研究、催化劑載體合成、催化劑負(fù)載化研究、聚合工藝研究、聚合物開發(fā)及聚合物加工與應(yīng)用等方面已取得很好的階段性研究成果,先后申請45項國家專利,其中36項獲得授權(quán)。該院已建成擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的催化劑合成裝置,取得了一批技術(shù)成果,先后建成了甲基鋁氧烷(MAO)中試裝置、主催化劑合成裝置、三甲基鋁(TMA)合成裝置及催化劑負(fù)載化裝置。MAO中試裝置已成功生產(chǎn)出數(shù)噸產(chǎn)品,產(chǎn)品各項性能均已達(dá)到了進(jìn)口產(chǎn)品的指標(biāo)。
同時,該院進(jìn)行了催化劑載體—硅膠的工業(yè)試驗,具備了批量生產(chǎn)硅膠的能力,建成了一套既可串聯(lián)聚合又可平行聚合的聚烯烴模試試驗裝置。此外,該院制備的茂金屬催化劑已在其新建成的50千克/時聚乙烯中試裝置上完成了第一輪中試試驗,為國產(chǎn)茂金屬催化劑工業(yè)化應(yīng)用和自主技術(shù)參與國際競爭創(chuàng)造了條件。