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全球首套！又一关键新材料实现重大突破！

学术 2024-09-04 08:47 北京

近日，浙江传化化学集团和杭州星传新材料科技共同开发的超支化聚烯烃弹性体中试装置在浙江上虞经过验证，运行稳定，产品质量达标，中试实验成功，并于2024年8月通过专家鉴定。

中试装置情况

据悉，该中试装置设计产能达到1000吨/年，采用先进的溶液法乙烯均聚工艺，整个中试项目的催化体系与生产工艺均为自主开发，设备国产化率高达90%以上。

此次中试的成功，标志着全球首个拥有成套自主知识产权的超支化聚烯烃弹性体项目，在催化体系、工艺技术及关键设备方面均取得了重大技术突破。

据介绍，该中试产品在光伏胶膜和增韧改性两大应用领域内，已顺利通过多家头部企业的严格测试，物性指标全面达标。这一创新成果有望大幅替代传统的乙烯与α-烯烃共聚路线的POE产品，展现出广阔的应用前景。

传化化学战略投资的星传新材料已确定作为本项目万吨级产业化的实施主体。目前，并且已完成万吨级装置的工艺包编制工作，为该产品实现万吨级量产奠定了基础。

聚烯烃弹性体和超支化聚烯烃弹性体的区别

常规聚烯烃弹性体通常至少需要2种单体共聚得到，如乙丙橡胶、乙烯/α-烯烃无规共聚物、乙烯/α-烯烃多嵌段共聚物具有优异的力学性能和加工性能。

如聚烯烃弹性体POE的生产采用了茂金属催化体系，以乙烯为原料，高碳α-烯烃（1-辛烯等）为共聚单体，在均相金属催化剂作用下聚合形成的无规共聚弹性体。

超支化聚烯烃弹性体通过烯烃特别是乙烯均聚的方式直接制备聚烯烃弹性体，具有超支化结构的一种特殊聚烯烃弹性体，这种特殊的结构具有独特的力学和流变特征。

这种均聚的合成工艺方式不仅可以大幅度简化生产工艺，降低生产成本，实现聚乙烯的高附加值化，还可以制备出新型结构的聚烯烃材料，赋予聚烯烃材料新的功能和用途。

工业化面临的主要问题

聚烯烃弹性体通常需要昂贵的长链α-烯烃作为共聚单体或多步生产过程，而超支化聚烯烃弹性体直接均聚合成。

以超支化聚乙烯（HBPE）为例，其弹性体不需要共聚单体，生产工艺更简单。对于聚烯烃润滑油，HBPE的优势更明显，因为它直接从乙烯制备，省去了两步选择性合成工艺，简化了生产并提高了产量。

但HBPE在工业化应用前也面临着一些问题：

HBPE的合成主要是采用α-二亚胺镍钯催化剂通过乙烯聚合得到，这种技术能以单一的乙烯原料出发，通过链行走均聚的方式，制备出具有传统乙烯/α-烯烃共聚物结构的产品。

1、催化剂的性能及价格

现有合成HBPE的催化剂主要是α-二亚胺镍钯配合物，但其中钯催化剂价格昂贵、催化活性低且热稳定性差。

镍基催化剂（特别是α-二亚胺镍）因其潜在的低成本和较高的催化活性，被认为是更有希望的工业化催化剂。

2、生产工艺：催化剂合成工艺及HBPE的生产工艺

催化剂的合成工艺复杂：为了得到性能优异且可控的HBPE材料，需要对催化剂结构进行复杂的分子设计，增加了生产成本。

HBPE的生产工艺需要优化：链行走聚合产物的生产工艺（特别是油状HBPE）与传统聚合工艺有显著差异，需要重新设计并优化。

3、材料结构与性能的关系

对于传统聚乙烯材料（如LDPE、HDPE、LLDPE），其链结构与材料性能、凝聚态结构与制品性能的关系已有成熟理论。

但HBPE型弹性体和润滑油的微观结构，特别是凝聚态结构与其使用性能之间的关系几乎一片空白。

资料来源：

--传化化学

--精细与专用化学品

--化工新材料

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