論茂金屬線性聚乙烯在中國薄膜領(lǐng)域的重要性

陳 思

沈陽中輕原材料有限公司，遼寧 沈陽 110031

茂金屬線性聚乙烯（MLLDPE）是一種較為新穎的熱塑性彈性體，是90年代中期聚烯烴工業(yè)最重要的技術(shù)革新，是現(xiàn)代塑料行業(yè)中不可替代的生產(chǎn)原料之一。它是使用茂金屬（MAO）聚合催化劑生產(chǎn)出來的聚乙烯，茂金屬催化劑的特點(diǎn)是活性中心單一，活性相同，可以制備分子量分布很窄和高度立體規(guī)整的聚合物，對(duì)聚合物分子量、分子量分布、立體規(guī)整結(jié)構(gòu)、共聚單體含量及分布，都可以實(shí)現(xiàn)精密的控制，從而生產(chǎn)出性能優(yōu)異的聚烯烴樹脂，這是傳統(tǒng)的Ziegler-Natta催化劑所做不到的。

因此，在性能上與傳統(tǒng)的Ziegler-Natta催化劑聚合而成的PE有顯著的改善，尤其是在國內(nèi)薄膜生產(chǎn)領(lǐng)域更具有無可比擬的作用。

早在1991年美國EXXON 公司首次實(shí)現(xiàn)了茂金屬催化劑用于聚烯烴工業(yè)化的生產(chǎn)，生產(chǎn)出了世界上第一批茂金屬線性聚乙烯，并且應(yīng)用于塑料薄膜行業(yè)。在成品膜上市以后，在美國乃至世界范圍內(nèi)受到了不少好評(píng)，這引起了各國化工巨頭的強(qiáng)烈關(guān)注。

隨后，日本三井化學(xué)，美國陶氏化學(xué)，馬來西亞大騰公司都開始研制茂金屬線性聚乙烯。從1995年茂金屬樹脂工業(yè)化以來，它在全球的銷量實(shí)際上每年都在翻番。根據(jù)Phillip Townsend聯(lián)營公司發(fā)表的報(bào)告《2000年茂金屬PE∶技術(shù)、市場和從業(yè)者》，全球的茂金屬PE的產(chǎn)量將在2010年提高到現(xiàn)有水平的3倍，從100萬t上升到310萬t，全球茂金屬的生產(chǎn)能力目前是320萬t/a，到2005年時(shí)將提高到570萬t/a，到2010年時(shí)將提高到2000萬t/a。大多數(shù)的茂金屬PE生產(chǎn)商都利用他們的茂金屬生產(chǎn)能力來同時(shí)生產(chǎn)茂金屬PE和常規(guī)的PE。

在中國，直到2006年才由中國石油股份有限公司大慶分公司研制出國產(chǎn)的茂金屬線性聚乙烯。“這一新產(chǎn)品創(chuàng)造了優(yōu)異的薄膜性能，給加工商帶來的額外效益表現(xiàn)在配方的簡化、擠出能耗的降低、薄膜生產(chǎn)線產(chǎn)量的提升、實(shí)現(xiàn)更可持續(xù)發(fā)展的軟包裝薄膜方案以及應(yīng)用的多樣化，”?？松梨诨ぞ垡蚁┤蚴袌霭l(fā)展經(jīng)理大衛(wèi)·麥康威爾（David McConville）說，“這些效益還包括對(duì)復(fù)雜的LLDPE共混配方的替換以及對(duì)以LDPE為主的共混配方薄膜顯著減薄的可能性?！?/p>

隨著我國塑料行業(yè)的不斷進(jìn)步，在1998年我國已經(jīng)開始引進(jìn)國外先進(jìn)的薄膜生產(chǎn)工藝，學(xué)習(xí)到了茂金屬線性聚乙烯在薄膜生產(chǎn)中的優(yōu)勢，并且逐步擴(kuò)大在生產(chǎn)中的用途。

現(xiàn)在在國內(nèi)，茂金屬已經(jīng)在食品包裝，工業(yè)包裝以及農(nóng)業(yè)包裝領(lǐng)域廣泛應(yīng)用開來。用m-LLDPE加工薄膜的困難在于與傳統(tǒng)的高壓聚乙烯（LDPE）和線性低密度聚乙烯（LLDPE）相比，由于其分子量分布窄，熔體強(qiáng)度低，使膜泡不易保持穩(wěn)定。熔體粘度高使機(jī)頭壓力高，易出現(xiàn)熔體破裂。這些問題通過摻混30%～40%的LDPE可以克服，但不適于要求高沖擊強(qiáng)度的應(yīng)用。三井石油化工等公司相繼開發(fā)了一系列易加工的m-LLDPE牌號(hào)。三井（Mitsui）公司名為Evolue的牌號(hào)為三井應(yīng)用氣相雙峰聚合制成雙峰聚合物，即在兩個(gè)不同的分子量處有峰值的聚合物容易加工。

隨著m-LLDPE牌號(hào)不斷增加，其應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大。用m-PE生產(chǎn)吹塑薄膜和流延薄膜是其主要的應(yīng)用。由于透明度、撕裂強(qiáng)度和落標(biāo)沖擊強(qiáng)度顯著提高，在包裝方面有廣大市場，如在醫(yī)藥方面，用厚度0.15mm的m-LLDPE薄膜可以代替0.25mm的PVC薄膜。

經(jīng)過我國科學(xué)技術(shù)人員10多年的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)以及技術(shù)分析，現(xiàn)在在薄膜生產(chǎn)行業(yè)已經(jīng)能夠熟練的運(yùn)用MLLDPE來進(jìn)行生產(chǎn)，并且在如包裝膜（包括改變氣氛的包裝、密封層和韌薄膜），電線、電纜（包括絕緣層、夾層、半導(dǎo)體屏蔽及模塑附件），聚合物改性（改進(jìn)抗沖性、密封性和柔性，如可用于瀝青改性），耐用品和汽車用品（汽車發(fā)動(dòng)機(jī)罩內(nèi)部件、墊片、軟管、運(yùn)動(dòng)物品、醫(yī)用品等）及正在開發(fā)中的特種用品（如泡沫材料、粘合劑及涂料等）。

以上產(chǎn)品現(xiàn)已在較大規(guī)模的裝置中以較低的成本生產(chǎn)，產(chǎn)品的目標(biāo)市場是通用的LLDPE薄膜。目前，茂金屬線型低密度聚乙烯消費(fèi)量占線型低密度聚乙烯總消費(fèi)量的25%左右，預(yù)計(jì)到2015年這一比例將達(dá)到50%。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前世界上茂金屬聚乙烯年產(chǎn)量約為2000多萬t，其中用于食品包裝領(lǐng)域的產(chǎn)品約占總消費(fèi)量的36%，非食品包裝約占47%，其他方面（醫(yī)藥、汽車和建筑等）約占17%。

聚乙烯在合成樹脂中產(chǎn)量最大、發(fā)展最快、品種開發(fā)最活躍，能否實(shí)現(xiàn)聚乙烯的高性能化，很大程度上取決于催化劑的性能。茂金屬催化劑具有優(yōu)異的催化共聚能力，它能使大多數(shù)共聚體與乙烯共聚，并且能夠使極性單體催化聚合，而使用傳統(tǒng)催化劑很難實(shí)現(xiàn)；在環(huán)烯聚合方面，傳統(tǒng)催化劑只能開環(huán)聚合，而用茂金屬催化劑能雙鍵加成聚合。

因?yàn)樵S多發(fā)達(dá)國家紛紛采用茂金屬線型低密度聚乙烯替代常規(guī)的線型低密度聚乙烯，今后茂金屬線型低密度聚乙烯的年均消費(fèi)增長率將高于線型低密度聚乙烯，達(dá)到15%。未來發(fā)達(dá)國家線型低密度聚乙烯產(chǎn)量增長的近一半將來自于茂金屬線型低密度聚乙烯，預(yù)計(jì)美國市場茂金屬線型低密度聚乙烯需求量將增長至2015年的230萬t。

近年來，我國在聚乙烯工業(yè)區(qū)得了很大的成績，國產(chǎn)聚乙烯基本可以滿足國內(nèi)生產(chǎn)的需要，專用樹脂也基本可以生產(chǎn)，成品市場占有率也較前些年有了大幅提高，現(xiàn)在有些日本，德國企業(yè)都紛紛來國內(nèi)采購塑料薄膜，這對(duì)中國薄膜行業(yè)來說更是一種肯定。

但是由于原料生產(chǎn)技術(shù)還不比發(fā)達(dá)國家，茂金屬線性聚乙烯國內(nèi)還沒有能力完全生產(chǎn)，大慶石化生產(chǎn)的也是國外的技術(shù)和裝置，但是產(chǎn)品質(zhì)量卻和國外不可同日而語。

因此，在未來的聚烯烴開發(fā)，生產(chǎn)及銷售中，國內(nèi)企業(yè)也要積極應(yīng)對(duì)，提高自主研發(fā)產(chǎn)品的質(zhì)量，在茂金屬國產(chǎn)化方面為國家做出貢獻(xiàn)。