論茂金屬線性聚乙烯在中國薄膜領域的重要性

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最重要的技術革新，是現代塑料行業中不可替代的生產原料之一。它是使用茂金屬（MAO）聚合催化劑生產出來的聚乙烯，茂金屬催化劑的特點是活性中心單一，活性相同，可以制備分子量分布很窄和高度立體規整的聚合物，對聚合物分子量、分子量分布、立體規整結構、共聚單體含量及分布，都可以實現精密的控制，從而生產出性能優異的聚烯烴樹脂，這是傳統的Ziegler-Natta催化劑所做不到的。

因此，在性能上與傳統的Ziegler-Natta催化劑聚合而成的PE有顯著的改善，尤其是在國內薄膜生產領域更具有無可比擬的作用。

早在1991年美國EXXON 公司首次實現了茂金屬催化劑用于聚烯烴工業化的生產，生產出了世界上第一批茂金屬線性聚乙烯，并且應用于塑料薄膜行業。在成品膜上市以后，在美國乃至世界范圍內受到了不少好評，這引起了各國化工巨頭的強烈關注。

隨后，日本三井化學，美國陶氏化學，馬來西亞大騰公司都開始研制茂金屬線性聚乙烯。從1995年茂金屬樹脂工業化以來，它在全球的銷量實際上每年都在翻番。根據Phillip Townsend聯營公司發表的報告《2000年茂金屬PE∶技術、市場和從業者》，全球的茂金屬PE的產量將在2010年提高到現有水平的3倍，從100萬t上升到310萬t，全球茂金屬的生產能力目前是320萬t/a，到2005年時將提高到570萬t/a，到2010年時將提高到2000萬t/a。大多數的茂金屬PE生產商都利用他們的茂金屬生產能力來同時生產茂金屬PE和常規的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的茂金屬線性聚乙烯。“這一新產品創造了優異的薄膜性能，給加工商帶來的額外效益表現在配方的簡化、擠出能耗的降低、薄膜生產線產量的提升、實現更可持續發展的軟包裝薄膜方案以及應用的多樣化，”埃克森美孚化工聚乙烯全球市場發展經理大衛·麥康威爾（David McConville）說，“這些效益還包括對復雜的LLDPE共混配方的替換以及對以LDPE為主的共混配方薄膜顯著減薄的可能性。”

隨著我國塑料行業的不斷進步，在1998年我國已經開始引進國外先進的薄膜生產工藝，學習到了茂金屬線性聚乙烯在薄膜生產中的優勢，并且逐步擴大在生產中的用途。

現在在國內，茂金屬已經在食品包裝，工業包裝以及農業包裝領域廣泛應用開來。用m-LLDPE加工薄膜的困難在于與傳統的高壓聚乙烯（LDPE）和線性低密度聚乙烯（LLDPE）相比，由于其分子量分布窄，熔體強度低，使膜泡不易保持穩定。熔體粘度高使機頭壓力高，易出現熔體破裂。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度的應用。三井石油化工等公司相繼開發了一系列易加工的m-LLDPE牌號。三井（Mitsui）公司名為Evolue的牌號為三井應用氣相雙峰聚合制成雙峰聚合物，即在兩個不同的分子量處有峰值的聚合物容易加工。

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

經過我國科學技術人員10多年的經驗總結以及技術分析，現在在薄膜生產行業已經能夠熟練的運用MLLDPE來進行生產，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、半導體屏蔽及模塑附件），聚合物改性（改進抗沖性、密封性和柔性，如可用于瀝青改性），耐用品和汽車用品（汽車發動機罩內部件、墊片、軟管、運動物品、醫用品等）及正在開發中的特種用品（如泡沫材料、粘合劑及涂料等）。

以上產品現已在較大規模的裝置中以較低的成本生產，產品的目標市場是通用的LLDPE薄膜。目前，茂金屬線型低密度聚乙烯消費量占線型低密度聚乙烯總消費量的25%左右，預計到2015年這一比例將達到50%。

據統計，目前世界上茂金屬聚乙烯年產量約為2000多萬t，其中用于食品包裝領域的產品約占總消費量的36%，非食品包裝約占47%，其他方面（醫藥、汽車和建筑等）約占17%。

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

因為許多發達國家紛紛采用茂金屬線型低密度聚乙烯替代常規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增長率將高于線型低密度聚乙烯，達到15%。未來發達國家線型低密度聚乙烯產量增長的近一半將來自于茂金屬線型低密度聚乙烯，預計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，我國在聚乙烯工業區得了很大的成績，國產聚乙烯基本可以滿足國內生產的需要，專用樹脂也基本可以生產，成品市場占有率也較前些年有了大幅提高，現在有些日本，德國企業都紛紛來國內采購塑料薄膜，這對中國薄膜行業來說更是一種肯定。

但是由于原料生產技術還不比發達國家，茂金屬線性聚乙烯國內還沒有能力完全生產，大慶石化生產的也是國外的技術和裝置，但是產品質量卻和國外不可同日而語。

因此，在未來的聚烯烴開發，生產及銷售中，國內企業也要積極應對，提高自主研發產品的質量，在茂金屬國產化方面為國家做出貢獻。