论茂金属线性聚乙烯在中国薄膜领域的重要性

陈 思

沈阳中轻原材料有限公司，辽宁 沈阳 110031

茂金属线性聚乙烯（MLLDPE）是一种较为新颖的热塑性弹性体，是90年代中期聚烯烃工业最重要的技术革新，是现代塑料行业中不可替代的生产原料之一。它是使用茂金属（MAO）聚合催化剂生产出来的聚乙烯，茂金属催化剂的特点是活性中心单一，活性相同，可以制备分子量分布很窄和高度立体规整的聚合物，对聚合物分子量、分子量分布、立体规整结构、共聚单体含量及分布，都可以实现精密的控制，从而生产出性能优异的聚烯烃树脂，这是传统的Ziegler-Natta催化剂所做不到的。

因此，在性能上与传统的Ziegler-Natta催化剂聚合而成的PE有显著的改善，尤其是在国内薄膜生产领域更具有无可比拟的作用。

早在1991年美国EXXON 公司首次实现了茂金属催化剂用于聚烯烃工业化的生产，生产出了世界上第一批茂金属线性聚乙烯，并且应用于塑料薄膜行业。在成品膜上市以后，在美国乃至世界范围内受到了不少好评，这引起了各国化工巨头的强烈关注。

随后，日本三井化学，美国陶氏化学，马来西亚大腾公司都开始研制茂金属线性聚乙烯。从1995年茂金属树脂工业化以来，它在全球的销量实际上每年都在翻番。根据Phillip Townsend联营公司发表的报告《2000年茂金属PE∶技术、市场和从业者》，全球的茂金属PE的产量将在2010年提高到现有水平的3倍，从100万t上升到310万t，全球茂金属的生产能力目前是320万t/a，到2005年时将提高到570万t/a，到2010年时将提高到2000万t/a。大多数的茂金属PE生产商都利用他们的茂金属生产能力来同时生产茂金属PE和常规的PE。

在中国，直到2006年才由中国石油股份有限公司大庆分公司研制出国产的茂金属线性聚乙烯。“这一新产品创造了优异的薄膜性能，给加工商带来的额外效益表现在配方的简化、挤出能耗的降低、薄膜生产线产量的提升、实现更可持续发展的软包装薄膜方案以及应用的多样化，”埃克森美孚化工聚乙烯全球市场发展经理大卫·麦康威尔（David McConville）说，“这些效益还包括对复杂的LLDPE共混配方的替换以及对以LDPE为主的共混配方薄膜显著减薄的可能性。”

随着我国塑料行业的不断进步，在1998年我国已经开始引进国外先进的薄膜生产工艺，学习到了茂金属线性聚乙烯在薄膜生产中的优势，并且逐步扩大在生产中的用途。

现在在国内，茂金属已经在食品包装，工业包装以及农业包装领域广泛应用开来。用m-LLDPE加工薄膜的困难在于与传统的高压聚乙烯（LDPE）和线性低密度聚乙烯（LLDPE）相比，由于其分子量分布窄，熔体强度低，使膜泡不易保持稳定。熔体粘度高使机头压力高，易出现熔体破裂。这些问题通过掺混30%～40%的LDPE可以克服，但不适于要求高冲击强度的应用。三井石油化工等公司相继开发了一系列易加工的m-LLDPE牌号。三井（Mitsui）公司名为Evolue的牌号为三井应用气相双峰聚合制成双峰聚合物，即在两个不同的分子量处有峰值的聚合物容易加工。

随着m-LLDPE牌号不断增加，其应用范围不断扩大。用m-PE生产吹塑薄膜和流延薄膜是其主要的应用。由于透明度、撕裂强度和落标冲击强度显著提高，在包装方面有广大市场，如在医药方面，用厚度0.15mm的m-LLDPE薄膜可以代替0.25mm的PVC薄膜。

经过我国科学技术人员10多年的经验总结以及技术分析，现在在薄膜生产行业已经能够熟练的运用MLLDPE来进行生产，并且在如包装膜（包括改变气氛的包装、密封层和韧薄膜），电线、电缆（包括绝缘层、夹层、半导体屏蔽及模塑附件），聚合物改性（改进抗冲性、密封性和柔性，如可用于沥青改性），耐用品和汽车用品（汽车发动机罩内部件、垫片、软管、运动物品、医用品等）及正在开发中的特种用品（如泡沫材料、粘合剂及涂料等）。

以上产品现已在较大规模的装置中以较低的成本生产，产品的目标市场是通用的LLDPE薄膜。目前，茂金属线型低密度聚乙烯消费量占线型低密度聚乙烯总消费量的25%左右，预计到2015年这一比例将达到50%。

据统计，目前世界上茂金属聚乙烯年产量约为2000多万t，其中用于食品包装领域的产品约占总消费量的36%，非食品包装约占47%，其他方面（医药、汽车和建筑等）约占17%。

聚乙烯在合成树脂中产量最大、发展最快、品种开发最活跃，能否实现聚乙烯的高性能化，很大程度上取决于催化剂的性能。茂金属催化剂具有优异的催化共聚能力，它能使大多数共聚体与乙烯共聚，并且能够使极性单体催化聚合，而使用传统催化剂很难实现；在环烯聚合方面，传统催化剂只能开环聚合，而用茂金属催化剂能双键加成聚合。

因为许多发达国家纷纷采用茂金属线型低密度聚乙烯替代常规的线型低密度聚乙烯，今后茂金属线型低密度聚乙烯的年均消费增长率将高于线型低密度聚乙烯，达到15%。未来发达国家线型低密度聚乙烯产量增长的近一半将来自于茂金属线型低密度聚乙烯，预计美国市场茂金属线型低密度聚乙烯需求量将增长至2015年的230万t。

近年来，我国在聚乙烯工业区得了很大的成绩，国产聚乙烯基本可以满足国内生产的需要，专用树脂也基本可以生产，成品市场占有率也较前些年有了大幅提高，现在有些日本，德国企业都纷纷来国内采购塑料薄膜，这对中国薄膜行业来说更是一种肯定。

但是由于原料生产技术还不比发达国家，茂金属线性聚乙烯国内还没有能力完全生产，大庆石化生产的也是国外的技术和装置，但是产品质量却和国外不可同日而语。

因此，在未来的聚烯烃开发，生产及销售中，国内企业也要积极应对，提高自主研发产品的质量，在茂金属国产化方面为国家做出贡献。