史上最全聚烯烃类弹性体产品及工艺总结值得收藏

史上最全聚烯烃类弹性体产品及工艺总结，值得收藏！

聚烯烃类弹性体是由乙烯与丙烯或其他α-烯烃（如1-丁烯、1-己烯、1-辛烯等）共聚而成的一类聚烯烃材料。与聚烯烃塑料相比，其分子链内共聚单体的含量更高，密度更低，是目前高端聚烯烃的主要发展方向之一。目前，聚烯烃类弹性体主要有乙丙共聚物和乙烯/α-烯烃共聚物两大类，其中乙丙共聚物弹性体包括二元乙丙橡胶（EPM）和三元乙丙橡胶（EPDM）两种，乙烯/α-烯烃共聚物弹性体则主要有乙烯/α-烯烃无规共聚物（POE）和乙烯/α-烯烃嵌段共聚物（OBC）两种。

与其他种类的弹性体相比，聚烯烃类弹性体主链均由稳定的饱和单键组成。一些聚烯烃弹性体通过引入一定量的双烯类第三单体使侧链含有少量的双键，但在硫化过程中仍会因反应而消除。而且，聚烯烃类弹性体分子内无极性基团。正因为这样的结构特点，使得聚烯烃类弹性体具有优良的耐老化性、耐腐蚀性、耐热性和耐水蒸气性等，因而被广泛地应用于汽车、建材、电线电缆、医疗器械、儿童玩具等领域。乙丙弹性体

1957年，Dunlop公司将双环戊二烯（DCPD）作为第三单体，成功地合成了三元乙丙橡胶。因这种橡胶的支链留有双键，可以像其他橡胶那样用硫黄硫化，因而得到了广泛的应用。

至今已经成为乙丙橡胶的主要品种，牌号约占整个乙丙橡胶的80%～85%。目前，用作三元乙丙橡胶的第三单体主要有5-亚乙基-2-降冰片烯（ENB）、DCPD、1,4-己二烯（1.4-HD）三种，其中以ENB应用最多，约占三元乙丙橡胶产量的85%。茂金属催化剂使聚烯烃类弹性体的发展进入了一个新时期1997年，Dow化学公司在DuPont-Dow Elastomers公司建设了9万吨/年的溶液聚合装置，实现了茂金属乙丙橡胶（mEPDM）的工业生产。CGC催化剂高温下稳定性好，且对长链α-烯烃有良好的共聚能力，可赋予聚合物长支链，因而兼具优良的力学性能和加工性能。而且，CGC催化剂活性高，使用量远低于传统EPDM生产中的钒系催化剂，生产过程免去了繁杂的催化剂洗脱单元，节省能耗，且避免了因高温蒸汽输入对生胶色泽的破坏作用。几乎与此同时，Exxon公司开发了Exxpol茂金属催化剂，用于制备高分子量、低结晶度的EPDM或EPM。此后，Exxon也用CGC催化剂，采用高温溶液聚合工艺制得了三单质量分数大于5%的高分子量EPDM。1998年，三井化学也投资进行了茂金属催化剂催化的mEPDM生产装置的建设，并于2001年投产。茂金属催化剂的发展也促进了其他高活性、单活性中心的非茂催化剂的开发2005年，Lanxess公司公布了一种非茂的单活性中心催化剂（ACE催化剂），用于EPDM的生产。与传统的催化剂相比，ACE催化剂的催化效率高，也无需聚合后催化剂

的萃取，可有效地降低生产能耗。此外，该催化剂技术还可以生产出充油EPDM和超高相对分子质量的EPDM。迄今，全世界已有十多家公司生产各类乙丙弹性体，品种牌号多达100余个。表1列出了世界最主要的乙丙弹性体生产商及其典型的产品。

乙烯/高级 α-烯烃共聚物弹性体

POE系Polyolefin Elastomer的简称，看似泛指聚烯烃类弹性体，但实际上仅指乙烯与高级α-烯烃的无规共聚物弹性体，主要是乙烯/1-辛烯、乙烯/1-己烯乙烯/1-丁烯的无规共聚物。与乙丙弹性体相比，共聚单体的质量分数相同时，POE共聚单体的摩尔分数则较低（尤其是乙烯/1-辛烯共聚物），产品密度更低（通常小于0.890g/cm3），分子中拥有更多的可形成结晶区（塑料相）的聚乙烯链段。同时，由α-烯烃导入较长的支链使柔软的无定型共聚物形成橡胶相。结晶的塑料相起到物理交联作用，具有热可逆性。POE无需硫化，常温下表现出橡胶的高弹性，高温下则能像热塑性树脂那样塑化成型，因此是一种热塑性弹性体。与乙丙弹性体一样，POE的分子链由稳定的饱和单键组成，且呈非极性，因此相较于其他热塑性弹性体，具有更好的耐候性和耐化学药品性。与传统化学交联的橡胶相比，POE获得弹性所需的成本更低、质量更轻、能耗更低、对环境更友好。目前已广泛应用于汽车零部件、电线电缆、机械工具、家居用品、玩具、娱乐和运

动用品、鞋底、密封件、热熔胶等领域。技术开发过程Dow化学公司的CGC催化剂首先是用于POE开发的。1993年，他们将Dowlex工艺改造为Insite工艺，即以CGC为催化剂，Isopare（一种饱和异链烷烃与C8～C9的混合物）为溶剂，采用环管反应器内的溶液聚合，生产出了乙烯/1-辛烯、乙烯/1-丁烯、乙烯/丙烯3种规格的POE弹性体，定商标为EngageTM，产品牌号多达30余种，其中，乙烯/1-辛烯产品中1-辛烯质量分数为20%～30%，密度为0.864～0.88g/cm3。随后，ExxonMobil、Lyondellbasell、LG化学、住友化学、三井化学等也开发了类似的产品。目前全世界POE的年产量已超过了100万吨。表2列出了世界最主要的POE生产商及其典型产品。陶氏产品的发展历史龙朴聚烯烃曾举办了“聚烯烃弹性体的创新与发展”线上微课，邀请陶氏化学的明明博士主讲，如果您对这部分技术感兴趣，可在“聚烯烃人”后台回复——上课，即可看到课堂信息。ExxonMobil通过Exxpol专利技术，采用桥联茂金属催化剂进行乙烯、丙烯及α-烯烃等无规共聚物的生产，产品主要是以ExactTM为商标的塑性体和以VistamaxxTM为商标的特种弹性体。Lyondellbasell公司则开发了独特的具有热塑性弹性体性能的C4共聚物，并在2009年将产品商业化，其产品商标为KoattroTM。经过多年的发展，POE已经成为聚烯烃家族中颇受用户欢迎，又具有高额利润的一类产品，然而遗憾的是，