这是一款什么样的催化剂?
6月下旬,石化院自主开发的载体型茂金属聚丙烯催化剂(PMP-01),在哈尔滨石化公司年8万吨间歇式液相本体聚丙烯装置上首次使用,成功生产出高透明茂金属聚丙烯MPP6006。这次工业应用试验的成功,标志着中国石油在茂金属聚丙烯催化剂研发和茂金属聚烯烃新产品开发上取得零的突破,填补了国内空白,为中国石油炼化业务转型升级提供更好的技术支撑和服务。
近年来,随着包装、电子、汽车、建材等工业的快速发展,促进了聚丙烯工业的发展。中国石油启动聚烯烃新产品研究开发与工业应用重大科技专项,为高附加值聚丙烯专用料产品开发提供技术支撑。
2014年,石化院与哈石化以茂金属聚丙烯催化剂为突破口,借助专项子课题“新型聚丙烯催化剂的开发与工业应用”,围绕茂金属透明聚丙烯产品进行联合攻关。经过3年努力,成功研发出茂金属聚丙烯催化剂(PMP-01)。
这种催化剂既保留了茂金属催化剂单一活性中心、高活性等优点,又具有流动性好、不黏釜、对装置适应性高等特点,具有工业应用价值。
茂金属催化剂有什么特点?
茂金属催化剂属于具单一活性中心的催化剂,即催化剂的每一个聚合反应中心的活性是相同的,每一个活性中心生成的聚合物分子链长度和共聚单体含量几乎相同,因而聚合产品具有很好的均一性,如分子量分布较窄,共聚单体在聚合物主链中分布均匀。产品的均匀性无疑有利于人们开发出性能更加优异的聚烯烃产品。
茂金属催化剂的结构易于调整,因此可开发出各种立体结构的络合物,利用每一种立体结构的络合物所特有的对聚合物空间立构的选择性可以合成出微观结构独特而且均匀的多种聚烯烃,如间同聚丙烯、等规聚丙烯、半等规聚丙烯、立体嵌段聚丙烯弹性体及间规聚苯乙烯等。
茂金属催化剂具有优异的催化共聚合能力,几乎能使大多数共聚单体与乙烯聚合,可以获得许多新型聚烯烃材料。获得应用的单体除常见的α-烯烃单体外,还包括一些空间位阻较大的单体和一些双环或多环烯烃单体,如苯乙烯和降冰片烯。
茂金属聚丙烯有什么好?
正是由于茂金属优良的特性,茂金属工艺聚烯烃特点非常突出!
l 分子量分布窄,相比普通聚合物有更明显的熔点,耐温性能好,便于后续加工制作及应用;
l 分子量分布窄,相比普通聚合物有更高的强度,可以节省塑料制品材料;
l 易于与特定单体共聚,能够按照需要改善聚合物特性;
l 易于控制共聚单体分布,α-烯烃等共聚单体均匀分布在分子链上,可以显著降低聚合物结晶度,从而提高透明度和抗冲击强度;
茂金属聚丙烯具有这么多的有点,但目前茂金属聚丙烯的市场用量还不大,为什么呢?国内市场基本被几大外资企业垄断,市场价格较高,阻碍了其推广速度。随着国内开发成功,一定会打破国外垄断,从而促成市场价格的回归。
因此应该充分发挥自身的优势开发出更多的应用领域,不断扩大市场需求量,促进茂金属聚丙烯的发展。从现有的茂金属产品开发和研究来看,对茂金属催化剂本身的基础性研究的高峰已经过去,现在的研究更集中于茂金属聚合物的结构和性能(主要是茂金属聚丙烯及其共聚物)。表明茂金属催化剂的研究已经非常成熟,今后的研究将更注重茂金属聚合物产品的开发和应用。同时近年来很多国外公司都进行了茂金属催化剂的技术转让。以上迹象表明,经过20多年的研究开发,今后茂金属技术将转向产品的开发,除了现在已有的商业化产品,随着市场需求的扩大和技术的不断成熟,会有越来越多的茂金属聚丙烯产品进入市场,国内公司也应尽早着手准备。
与茂金属聚乙烯不同的是,茂金属聚丙烯产品的牌号多而单个产品的市场需求小,因此不适于在大型装置上开发茂金属聚丙烯产品,而应考虑在国内众多的小本体装置上进行茂金属聚丙烯产品的开发。目前国内有大量的聚丙烯小本体装置,产能从几千到几万吨/年不等。这些装置由于规模小、生产运行成本高,同大型装置相比在经济效益上处于劣势。如果能够开发合适的茂金属催化剂技术用于这些装置生产高性能、高附加值的茂金属聚丙烯产品,无疑会给这些小本体装置找到一条更好的出路。
未来茂金属聚烯烃产品还会有更大发展,也许终将取代传统聚烯烃技术!国内相关企业要抓紧抓住机会!