天天洁环保网
 
世界辛烯-1及辛烯-l共聚产品生产现状(下)
 
来源:华东塑料热线        发稿时间:2010-04-22 10:24:51        发稿编辑:lzr
  2世界辛烯-1共聚产品生产现状

  乙烯/辛烯-1共聚物是一类性能优异的高分子材料。共聚后辛烯侧链象绳结一样在分子间起到了连接作用,加强了PK片晶之间的作用力,提高了产品的韧性、抗撕裂性及热封性,相比己烯-1共聚具有更大的优越性。通常乙烯/辛烯-1共聚物中辛烯-1质量分数小于20%时是PE树脂,而辛烯-1质量分数大于20%时是弹性体POE。

  2.1辛烯-l共聚产品生产工艺

  目前,世界上生产LLDPE/HDPE树脂通常采用溶液法和气相法工艺,但由于辛烯-1的沸点高,辛烯-1共聚产品主要采用溶液法生产。

  在溶液法工艺中,Dow化学公司在其低压溶液工艺中几乎全部采用辛烯-1作为共聚单体,Nova公司也在其中压溶液工艺中大部分采用辛烯-1。

  Dow化学公司的低压溶剂法工艺已用于世界上许多自有工厂。Dowlex工艺采用两个串联反应器,可生产Z-N树脂及采用Insite技术可以生产茂金属树脂及弹性体。聚合温度为150-200℃,压力2.0-3.9MPa,溶剂为C8-C9,异构链烷烃,可切换生产LLDPE和HDPE;POE是采用限制几何构型茂金属催化剂生产的,聚合温度80-150℃、压力1.0-4.9MPa。

  Nova公司的中压SclairTM溶液法PE生产技术是由加拿大DuPont公司开发,于1994年被Nova公司购买,并向世界许多公司进行了转让。此工艺采用单一Z-N催化剂,反应温度为200-300℃,压力10-14.0MPa。Nova公司又开发出了SclairⅡTM技术(即AdvancedSclairtech,简称为AST),该工艺采用双反应器,有两套催化剂系统,可以使用茂金属催化剂和Z-N催化剂,还适用于单中心非茂金属催化剂。在第一代技术上降低了反应温度,溶液由环己烷替换为C6混合烃,停留时间2min,可以生产ULDPE现HDPE全密度范围的产品,熔体质量流动速率在0.2-150g/10min。SclairTM工艺的老装置均可应用AST技术进行改造。

  Exxonmobil公司开发的茂金属催化剂,适用于溶液法乙烯/辛烯-1共聚。1995年,Exxon公司与DSM公司达成协议,采用Compact溶液法绝热反应工艺生产Exxpol茂金属辛烯-1共聚树脂,密度0.880-0.915g/cm3,Compact工艺的操作条件为150-250℃、3-10MPa,停留时间小于10min,不同牌号的产品生产工艺切换容易,乙烯单程转化率达到95%以上,但要求对原料冷冻。

  2.2辛烯-1共聚产品开发状况

  国外Dow化学公司、Nova公司、Exxonmobil公司、DSM公司、南韩SK公司等生产了相应的辛烯-1共聚产品。

  2.2.1Dow化学公司辛烯-1共聚产品开发状况

  DOW化学公司先后推出了多种乙烯/辛烯-1共聚产品,包括POP、LLDPE、MDPE和POE。

  聚烯烃塑性体Affinity POPs是使用Insite技术开发的首批产品之一,其辛烯-1质量分数低于20%,密度为0.875-0.935g/cm3,具有优异的热封性、黏合强度、柔软性和弹性、透明度和光泽度,并且具有良好的加工性,适用于各种共挤工艺,作为热封层,广泛应用于食品包装、卫生用品、耐用品的掺合料等,最近推出的Affinity GA POPs系列产品极适用于热熔胶。

  Elite系列增强PE树脂为客户提供了一种优于多种材料组合的单一材料,具有好的挺度和韧度,适用于各种薄膜、复合膜和涂覆产品,例如:使用Elite树脂薄膜来包装液体、干燥和冷冻食品时,可以在不降低挺度和机械性能的前提下把包装物料的厚度减薄25%。

  Dow化学公司还开发了耐热地暖管材的乙烯/辛烯-1中密度专用料PE-RT,该树脂具有特殊的分子结构,由于辛烯支链的存在使PE的大分子贯穿在几个晶体中,形成丁晶体之间的联接,所以也突出了其非交联的特性,称其“耐高温非交联聚乙烯”,它保留了PE的良好的柔韧性,高热传导性和惰性,同时具有更好的耐压性。PE-RT的两种代表牌号是Dowlex2344和2388,密度分别是0.933g/cm3和0.941g/cm3,熔体质量流动速率(MFR)为0.7g/10min和0.55g/10min。PE-RT管材既具有普通PE管材的可熔接性、可再加工利用、易施工等特点,还具有接近交联PE管材的长期耐热性能,同时它还具有独特的柔韧性,是一种节能、环保型的塑料管材,在国际上是很受重视。

  Dow公司开发了独特的纤维级Aspun系列树脂,在卫生和无纺布应用方面有显著的优点。这种树脂具有良好的可加工性,纺成的丝和非织造布质地柔软,增加了纤维和织物的柔软度及纤维的可纺性,降低了织物的黏合温度。其中牌号为Dow LLDPE牌号2500(MFR 55g/10min,密度0.923g/cm3)、6808A(MFR 36g/10min,密度0.940g/cm3)和6834(MFRl7g/10min,密度0.950g/cm3),产品可制成短纤维、长丝、膜带、射流喷网和熔喷产品。

  

  Dow化学公司与DuPont化学公司合作开发了乙烯/辛烯-1共聚弹性体POE。2003年,该公司在路易斯安那洲Plaguemine的装置上开始生产POE工业化产品,迄今已经推出多个牌号的POE系列产品。对于耐热温度小于80℃、永久变形小于200%的产品来说,可以直接用POE制造,无需交联,能够提高生产效率;同时,POE可代替乙丙橡胶(EPR).和三元乙丙橡胶(EPDM)制作电线电缆护套,赋予制品更加优异的耐候性、电绝缘性和耐紫外线照射等性能。POE另一个更好的应用目标是汽车零部件。

  2.2.2Nova公司辛烯-1共聚产品开发状况

  Nova化学品公司采用AST双反应器溶液工艺和专用催化剂生产了SclairAsTuteFP120系列的5种优质辛烯-1 LLDPE薄膜树脂,密度全都是0.92g/cm3,MFR为1.0g/10min。该树脂具有极优异的落镖冲击强度、撕裂强度、密封性能和光学性能,主要用于生产各种高级薄膜,如食品包装膜、特殊制品包装膜、层合膜、共挤膜以及重型海运包装袋等。

  Nova公司还采用非茂金属单活性中心催化剂生产的Surpass系列产品现已商品化,简写为sLLDPE,分别有薄膜、滚塑、薄壁注塑制品。

  薄膜级产品FPs117系列和HPs900-C密度都为0.917g/cm3,MFR为1g/10min,起始热封温度都为100℃,按其添加剂用量不同,可分为FPs117-C、FPs117-D、FPs117-F、HPs900-C四种牌号。FPs117系列适于要求韧性的应用领域,如食品包装、重包装袋、复合薄膜和热封层膜;HPs900-C高透明,雾度4%,凝胶含量低,密封性良好,并仍保持高抗穿刺性和撕裂强度。主要用于要求较高的冷冻食品包装的两类牌号IFs542-R和IFs730-R,为冰激凌和其他冷冻食品在非常低气温下提供了足够的耐冲击力。

  两种滚塑级树脂牌号EX-RMs539和EX-RMs244为最新加入到“sLLDPE”的Surpass系列产品。RMs539的MFR为5.2g/10min,密度为0.939g/cm3,弯曲模量(1%切割)达到806MPa,在-40℃条件下,6.35mm的缺口试样的ARM冲击强度为244J,具有异常宽的加工范围,并有高的劲度和韧性,设计用于船舶和娱乐装备;RMs244的MFR为1.7g/10min,密度为0.944g/cm3,其弯曲模量为979MPa,具有较低的加工温度和可快速烧结的特性,据说是劲度最高的材料,用于储油罐、原料处理容器、工业部件和船舶产品。

  Nova公司推出的薄壁注塑级sLLDPE牌号IFs932A,MFR为150g/10min,密度为0.932g/cm3,具有传统茂金属树脂不具备的独特性能。低黏度使其在加工中易于充填模具,且循环周期短,刚性及韧性平衡,钪开裂性和减厚性提高,还具有低收缩、高透明以及出众的感官性能,可用于食品包装中的刚性薄壁注塑盖、帽。

  

  2.2.3南韩SK公司辛烯-1共聚产品开发状况

  南韩SK公司采用辛烯-1作为共聚单体,在Sclairtech工艺装置上,生产出薄膜、挤出涂覆、注塑成型、旋转成型等物理性质卓著的多种产品。其辛烯-1薄膜级树脂已形成FN、FT系列共6种,见表3,用于在层包、叠层、包裹等薄膜,具有卓越的黏合强度、拉伸强度及冲击强度。

  

  南韩SK公司技术研发中心自主开发了茂金属催化剂ATA-11、ART-11,生产出地暖管材专用料PERT奥星DX800,MFR 0.631g/10min,密度0.933g/cm3,弯曲模量464.5MPa。

  

  2.2.4Exxonmobil公司和DSM公司辛烯-1共聚产品开发状况

  Exxonmobil公司在辛烯-1共聚产品中瞄准了塑性体/弹性体。该公司采用Exxpol技术在美国路易斯安那州的BatonRouge的装置上生产塑性体,该公司的Exxpol技术又应用到DSM公司的LLDPE/HDPE联产装置上,生产了辛烯-1共聚Exact系列塑性体。Exact塑性体将类似橡胶的性能和塑料的可加工性集于一身,既可以用作净树脂也可作为聚合物改性剂,能够提高软包装材料的韧性、透明性和密封性能,还能够改进汽车部件和日用品等成型或挤出产品的冲击强度和耐曲挠性。Exact产品填补了弹性体和塑料之间的空白,并是Exxonmobil公司乙烯基弹性体业务的广部分。

  此外,日本出光石化、Huntsman、普瑞曼聚合物株式会社、芬兰奈斯特化学等公司也生产了相应的辛烯-1共聚产品牌号。

  3结论和建议

  国外已经具备成熟的辛烯-1生产技术,并在不断探索新技术,同时很多大公司已经大量生产辛烯-1共聚PE产品并获得了广泛的应用,今后仍将得到进一步的发展。目前,我国合成树脂和塑料工业发展迅速,但由于己烯-1和辛烯-1共聚单体的国产化严重不足,导致许多HDPE和LLDPE生产装置仍以丁烯-1为共聚单体,造成PE产品质量较低、结构不合理、高档专用牌号产品短缺等问题。我国抚顺石化公司的溶液法LLDPE装置采用Sclairtech技术,能够生产辛烯-1共聚牌号,但由于缺乏辛烯-1,一直未能生产。目前我国α-烯烃可部分由蜡裂解法生产,但蜡裂解生产的α-烯烃产率低、质量差,得不到共聚单体用的高纯度辛烯-1。

  鉴于此,国内应加快辛烯-1及辛烯-1共聚产品的开发技术攻关,使PE产品的升级换代增速。

  1)加大国产乙烯齐聚和四聚生产辛烯-1技术的研发力度,加快辛烯-1工业化步伐,为促进辛烯-1共聚产品的国产化提供优质原料。国内很多科研单位已开展了该领域的研究。

  2)应开发国产辛烯-1共聚树脂专用料,提高产品的档次,替代进口。辛烯-1共聚树脂寿命长,拉伸强度大,并可适当减薄薄膜厚度,降低生产成本。此外,根据溶液法生产的特点,开发辛烯-1共聚中密度PE-RT管材专用料和弹性体POE也是适合市场需求的必然趋势,将会有较好的经济和社会效益。

  3)目前辛烯-1与乙烯共聚主要采用溶液法工艺,而世界气相法装置逐渐占据主导,在气相法装置中生产辛烯-1基树脂的技术开发也是大势所趋,结合国内PE装置特点,所以应着眼于气相法生产辛烯-1共聚产品的技术研究。( 来源:中国化工信息网 2010年1月27日 )