實現高性能烯烴聚合催化劑及聚烯烴新材料技術的突破，将成為我國聚烯烴行業進入發展新階段的必由之路，也是”十四·五“國内高端聚烯烴發展的關鍵。

2020年POE全球年消費量已超過120萬噸，國内市場需求增速超過10%，高端化、輕量化等市場需求進一步打開，需求增量充滿空間。

天津科技大學姜濤教授團隊成員介紹，POE合成技術主要采用溶液聚合工藝，國外在催化劑、聚合工藝領域擁有大量專利，相關核心技術不對外轉讓。國内高校及研究院所對POE合成技術進行過相關研究，開發了具有高共聚性能的茂金屬催化劑和非茂有機金屬催化劑，但實現工程化的最後一公裡路徑尚未打通。POE關鍵技術難題在于高效自主催化劑。

華東理工大學許勝教授認為，在POE催化劑中，CGC類型催化劑的結構創新比較困難，但還是有空間。雙中心剛—柔雙性配體結構可能會帶來意外的驚喜。許勝團隊發現，用有機配體替代金屬—鹵素鍵中鹵素，是提高辛烯插入率的有效手段。而非茂結構的催化劑具有耐高溫和高辛烯插入率的特點，産業化前景廣闊。

POE分子結構的特殊性賦予了其優異的力學性能、流變性能和抗紫外線性能。此外，它還具有和聚烯烴親和性好、低溫韌性好、性價比高等優點，POE材料與幾種常用熱塑性彈性體材料的性能比較：

與三元乙苯橡膠（EPDM）材料進行比較，POE材料的特點：加工操作簡單、優越的成型能力、共混時分散性較好、具有卓越的熔接線強度、用作改性材料時等量添加抗沖擊強度高等。

與苯乙烯嵌段共聚物(SEBS，SIS，SBS)相比，POE材料的特點：重量輕、價格較低、透明度更高、更加優異的耐候性等。

與乙烯醋酸乙烯共聚物(EVA)相比，POE材料的特點：重量輕、撓曲性好、透明度更高、更好的韌性、更高的耐熱性等。

POE 之所以具有優異的性能，可實現高速擠出，是由于具有以下特性：

辛烯柔軟的鍊狀結構和結晶的聚乙烯鍊進行物理交聯，使其具有優異韌性和良好的加工性；

相對分子質量分布窄，與聚烯烴相容性好，具有較佳的流動性；

沒有不飽和雙鍵，耐候性優于其它彈性體；

較強的剪切敏感性和熔體強度，可實現高擠出，提高産量；

良好的流動性可改善填料的分散效果，同時亦可提高制品的熔接痕強度。

POE是一種用茂金屬催化劑生産的乙烯－α烯烴共聚物，該聚合物有着極低的結晶度，密度很低，分子量分布窄，玻璃催化溫度低等特征。這些特征使得其對無機填充物有着良好的包容性，并具有良好的回彈性和柔韌性等，且其硬度很低，在各種行業都有着廣泛的應用。

PE/POE體系

近年來，木塑複合材料因其成本低、性能好、質量輕、對加工設備的磨損小等優點受到普遍關注。但熱塑性塑料在填充木粉後複合材料變脆，限制了木塑複合材料的應用和推廣。

采用廢木粉填充高密度聚乙烯(HDPE)制備木塑複合材料，采用茂金屬聚乙烯(mPE)和POE對複合材料進行增韌，并綜合評價了這兩種增韌劑的增韌效果。

在兩者用量小于12份時，兩者的增韌效果相差不大;但在用量大于12份以後，用POE增韌的複合材料的沖擊強度和斷裂伸長率增加十分迅速，而用mPE增韌時增加幅度比較平緩;POE的增韌效果明顯優于mPE。研究HDPE與POE共混物的力學性能和熱性能，熱分析結果表明HDPE和POE有一定的相互作用;當POE含量≥5%時，材料在室溫下超韌。

POE改性PE制備的發泡材料具有良好的韌性、彈性和強度，可用于作粘合膠帶。将30份含離子結構的PE和6.5份偶氮二甲酰胺加入到100份含30%的POE和70%的AffinityPL1845組成的混合物中，擠出成片材，輻射交聯，在250℃下發泡，所得1mm厚的泡沫片材具有良好的韌性，橫、縱方向的彎曲強度分别為30.2MPa和24.3MPa。

POE/PE複合材料可制成微孔薄膜，用于電容器的隔離層、尿布、衛生巾、包裝膜的隔離層等。

PP/POE體系

衆所周知，作為大宗的通用塑料品種，聚丙烯(PP)存在低溫韌性差和缺口敏感性大的缺點，因此，為了改善PP性能上的不足，彈性體增韌改性一直被視為最有效的途徑。雖然三元乙丙膠(EPDM)對PP有良好的增韌效果，但EPDM價格高，碎膠有一定困難，流動性也不太理想。POE的問世，使其在用于PP的增韌改性方面具有傳統彈性體無法比拟的優勢。

POE增韌PP不僅可以克服EPDM增韌PP的不足，而且還賦予PP更高的韌性、高透明性、高性能/價格比等特點。研究指出，與EPDM增韌PP相比，無論是對于普通PP、共聚PP還是高流動性PP，POE的增韌效果都優于EPDM，而且彎曲模量及拉伸強度降低小。POE中的辛烯含量影響POE對PP的增韌效果，随着POE中辛烯含量的增加，POE的結晶度、熔點和密度均降低，柔順性增加，對PP的增韌效果提高。

商品化的POE本身呈顆粒狀，可以直接加入到PP等其它材料中實行改性。因此POE比EPDM橡膠改性劑加工操作上更為簡便，這樣可大大降低生産成本。研究了PP/POE共混體系并與PP/EPDM共混體系進行了比較。結果表明，兩種共混體系具有相似的結晶行為，其力學性能相似，但PP/POE共混物具有更低的轉矩，加工性能較好。作為PP沖擊改性劑，POE較EPDM具有明顯的價格、性能優勢。

研究PP/POE共混體系的相态結構、增韌機理以及共混體系的力學性能。研究結果表明在相同條件下，POE加入量比EPDM少，POE用量為20份時就可使共混合金實現脆韌轉變。在PP/POE共混體系中，POE在PP連續相中形成均勻的“海-島”結構;POE對PP增韌改性符合銀紋剪切機理，可有效提高PP的常溫、低溫沖擊強度。

研究POE對等規聚丙烯的增韌作用。當POE質量分數在15%~25%之間，共混物沖擊強度緩慢增加；繼續增加POE質量分數，沖擊強度迅速增加;當POE質量分數為40%時，沖擊強度最大。形态結構分析表明，随着POE質量分數的增加，分散相尺寸增加；共混物組分的協同作用使沖擊強度顯著提高。

通用塑料/POE/無機填料體系

如何減少增韌劑POE的用量來降低成本又不影響到增韌效果，這是通用塑料/POE體系研究開發的熱點與方向。在共混物中添加無機或有機填料可使制品的原料成本降低達到增量的目的，或使制品的性能有明顯的改善，近年來可見在通用塑料/POE共混體系中加入無機填料的報道。

針對回收高密度聚乙烯(RHDPE)制得的管材環剛度不足的缺點，采用滑石粉和自制的改性POE(MPOE)對RHDPE進行了改性，研究了滑石粉和MPOE用量對共混體系力學性能的影響。

結果表明，當RHDPE/MPOE/滑石粉的質量配比為50/10/40時，體系的綜合力學性能最好。當滑石粉用量為40%時，制得的RHDPE管材的環剛度比非改性RHDPE管材提高54%。同時他們還研究PVC/MPOE/無機填料體系的力學性能，結果表明：當填充母料中滑石粉或碳酸鈣的質量分數為70%時，三元複合體系的綜合性能最好。

國内外對PP/彈性體和PP/無機納米粒子體系進行了研究，這兩種體系所表現出的韌性的提高或剛性的增加都是以犧牲其他性能為代價的，因此，将彈性體的增韌和無機納米粒子的增韌增強同時結合起來，生成一種PP/彈性體/無機納米粒子的多相複合體系正逐漸成為研究的新熱點。

采用合金化技術和填充複合工藝，制得高性能的PP/POE/納米高嶺土三元複合材料。研究結果表明，納米高嶺土和彈性體POE對PP增韌具有協同作用，呈現的并不是二者獨立增韌作用的簡單加和；納米高嶺土的最佳用量為5%，用掃描電子顯微鏡(SEM)觀察PP/POE(20%)/納米高嶺土(5%)的沖擊斷面，可以看到高嶺土粒子被基體所包覆以層狀結構分散于共混物基體中，界面結合牢固。

研究PP/POE/納米SiO2複合材料後得出結論：熔融共混法使POE與SiO2均勻分散在PP基體中，當PP/POE/納米SiO2比例為100/15/4時，複合材料的綜合性能最佳。雖然納米SiO2粒子在PP中的分散呈微粒團聚體分布，但與其本身的二次粒子粒徑相當且小于臨界粒徑，因此在受到沖擊時起到了吸收能量阻礙裂紋擴展的作用，從而提高了材料的韌性。

對PP/彈性體/納米CaCO3複合材料進行了研究，發現材料沖擊強度良好；選用POE比HDPE增韌效果好，材料拉伸強度随彈性體的含量增大而下降。透射電子顯微鏡(TEM)觀察顯示，納米CaCO3在PP基體中已達到納米分散。研究得出納米CaCO3改善了因POE使材料硬度降低所造成的不足，拉伸強度和彎曲強度都得以提高;活化納米CaCO3的改性效果大大優于未活化的，用量為8份左右增強效果最佳;複合材料同時實現了增強和增韌。

PP/POE體系具有優異的綜合性能，現已開發出多種産品，特别是汽車保險杠具有廣闊的市場前景。

通常要求PP保險杠專用料的缺口沖擊強度(常溫)大于500J/m，-40℃的缺口沖擊強度≥50J/m。采用PP為基礎樹脂，POE為增韌劑，滑石粉為增強填料，制得性能符合要求的汽車保險杠專用料。改性過的PP具有超高抗沖擊強度，其缺口沖擊強度高達723J/m，且具有增強的柔軟性、優良的耐熱、耐低溫及耐老化性能。以小本體聚丙烯(PP)為基料，通過與共聚丙烯(CPP)、POE、矽灰石以及其它助劑共混改性，制得保險杠、門闆汽車專用料。

檢測分析表明，PP/CPP/POE/矽灰石共混體系配方設計合理、工藝路線、參數正确。當PP：CPP：POE：矽灰石質量比為45~48：26~29：19~22：4~6時，共混料完全可以滿足汽車保險杠性能要求;當PP：CPP：POE：矽灰石質量比為45~50：27~29：3~6：17~20時，共混料完全可以滿足汽車門闆性能要求。研究中發現，POE改性PP的綜合性能好于傳統增韌劑;矽灰石也有一定的增韌功能，部分起到了玻璃短纖維的作用。

通過PP與彈性體交聯的方法可以得到熱塑性硫化膠(TPV)，TPV在實際生産中有很高的應用價值。将POE接枝乙烯基矽烷并分散于PP中，共混物經水解水交聯得到TPV;所得TPV易于加工成制品，并具有優秀的表面性能。制品具有高斷裂強度和斷裂伸長率，寬範圍的邵氏硬度，非常低的霧度，使用了POE而無氣味，可以廣泛應用于汽車領域。

與EVA并用發泡

POE的柔韌性和回彈要比EVA高出很多，很多情況下，POE和EVA并用發泡會有着令人滿意的效果，如發泡後的産品重量更輕、壓縮回彈更好、觸感良好、泡孔均勻細膩、撕裂強度高等突出優點。無論是模壓發泡還是造粒後的注射發泡，POE都已經大量的被使用在如沙灘鞋、拖鞋、運動鞋的中底、鼠标墊、座墊、保麗龍材料、保溫材料、緩沖片材、箱包襯裡等發泡産品上。

PA等工程塑料增韌相容劑

POE的非極性雖然使得其與如PA，PET等工程塑料的相容性不好，但POE通過過氧化物引發，可以順利且有效與MAH，GMA，AA等單體發生接枝反應，所得接枝物廣泛用于增韌PA等工程塑料，同時也可以當作相容劑用于塑料合金中。

改善PP/PE回料性能

PP或PE回料由于再次加工後的降解或交聯，使得PP/PE回料或粉碎後的邊角料會變得很脆，無法大量添加或直接使用，添加POE共混造粒，或者直接注塑，會使得PP/PE回料的性能大為改觀，應用于如塑料托盤，塑料周轉箱，塑料工具箱，塑料辦公桌椅配件，沙灘椅等。

擠出管行業

在軟管行業，尤其是擠出纏繞波紋管，EVA和POE的混合使用得到的産品更柔韌，耐屈繞性更佳，産品更輕，抗環境應力更佳。添加在擠出平管的内層，使得軟管具有抗污染性的封口，所需的熱封溫度低且熱封強度更高，廣泛的應用于吸塵器軟管，洗衣機軟管，排水管。

色母或填充母粒

POE極低的結晶度使得其對填充物有着良好的包容性和極佳的流動性，這些特性使得POE在色母粒或填充母粒中當作載體或者代替PE蠟，使得色母或填充母粒的品質大為改善。

熱熔膠

POE可以代替EVA生産高檔的熱熔膠，且産品可以做到無異味，低密度，高流動塗覆性，浸潤性好等。也可以與EVA并用。

無鹵阻燃電纜料

POE可以大量的填充Al(OH)3或Mg(OH)2，其硬度和強度的變化率低，代替EVA或者與EVA并用生産無鹵阻燃電纜料已成為趨勢

環狀烯烴共聚物(COC)和環狀烯烴聚合物(COP)是一類新型的高附加值熱塑性工程塑料。我國是全球最大的COC/COP市場，但在該領域技術目前基本空白，手機和顯示屏以及光學器材等高端制造業的COC/COP材料被國外企業壟斷。

目前，COC和COP的生産主要有兩種工藝，即開環移位聚合過程和茂金屬催化加成聚合過程；關鍵技術問題有環烯烴單體合成技術、高效且耐高溫茂金屬催化劑、共聚産物的深度純化技術、助催化劑國産化、鍊結構與相對分子質量調控等。

北京理工大學李曉芳教授認為，COC的生産工藝比較複雜，環烯烴單體合成難度大，世界上隻有少數幾家企業的技術和生産工藝達到大規模量産的水平。

國内部分企業和研究機構仍處于小試階段，在大規模量産方面的人才儲備、工藝技術仍需要提升。他們開發了一系列稀土催化劑，實現了對多種環烯烴的聚合/共聚，得到活性較高、環烯烴插入率較高、選擇性較高的COC材料。

我國茂金屬聚烯烴産業起步比國外晚20多年，但近10年來的發展速度令人鼓舞。目前已有百噸級聚乙烯茂金屬催化劑裝置投産。中國石化自主開發了茂金屬聚乙烯催化劑，中國石油自主研發了茂金屬聚丙烯和茂金屬烯土橡膠催化劑技術。大慶石化等7家企業實現了茂金屬聚乙烯量産，茂名石化、燕山石化、蘭州石化分别生産出茂金屬聚丙烯産品。

我國茂金屬聚烯烴産業的上升空間非常大，高端茂金屬聚烯烴産品的市場需求非常旺盛。中國石油、中國石化、煙台萬華等在茂金屬聚烯烴産業化的技術積累及硬件和軟件條件已基本成熟，也給茂金屬聚烯烴産業原創技術的突破帶來驅動力。

但實現聚烯烴技術的重大原創性突破，還面臨着很多挑戰。中國石油辛世煊教授介紹說，一方面，茂金屬催化劑的活化劑/助催化劑和茂金屬催化劑的載體目前依賴進口，能夠滿足茂金屬催化劑聚合工藝技術的原材料純化和雜質控制指标及快速檢測技術和執行标準缺位；另一方面，國内茂金屬催化劑缺乏科學問題導向的、系統理論體系的挖掘研究，催化劑結構設計與催化聚合理論計算能力嚴重不足。

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