我国茂金属催化剂与茂金属聚烯烃弹性体的现状与存在问题

【作者】 付瑶； 张少蒙； 时子海； 李红明； 张娇娇； 周阳； 何磊； 黄启谷；

【机构】 北京化工大学化工资源有效利用国家重点实验室碳纤维及功能高分子教育部重点实验室材料科学与工程学院；

【摘要】 基于传承和坚持,二十多年来我们一直坚守"高性能聚烯烃新材料与绿色制备技术"研究方向,首先提出了"聚烯烃梦"及其三部曲:一是烯烃/极性单体共聚物的研发并开展了相关工作;二是提出了无助催化剂的烯烃配位聚合概念,开展了无助催化剂的烯烃配位聚合研究;三是无金属（Free-metal）烯烃配位聚合催化剂的设计与研发。茂金属聚乙烯（mPE）是高性能高附加值的乙烯与高级α-烯烃的共聚物,主要用于耐温管材料（PE-RT）、弹性体（POE）、高性能薄膜等。中国市场对mPE高端聚乙烯产品需求增长快速。《石油和化学工业"十三五"发展指南》对聚烯烃高端化提出了要求,到2020年中国对于高端聚烯烃的需求量将达到1115万吨,要求自给率接近70%。据统计2017年我国聚乙烯进口量超过1100万吨,其中mPE除从DOW化学公司进口催化剂在国内Unipol装置上生产一小部分外,仍需大量进口,自给率约22%。我国科研人员在茂金属催化剂出现之初就进行了不懈的努力^[1]。经过多年的发展,在茂金属催化剂基础理论研究方面取得了一些成果,在其应用方面也进行了尝试。但是由于我国投入的资金不多,茂金属催化剂在国内的研究热情已出现了衰减趋势,更主要的原因是没有解决催化剂工业应用方面遇到的困难,直至目前我国拥有知识产权的茂金属催化剂没有实现在工业生产中的规模化应用。我国仍无mPE催化剂技术,更无POE的工业生产报道。mPE的工业生产要求聚合温度高,而绝大多数茂金属催化剂在高温时活性低甚至无活性。基于我们多年的研究基础,采用含0,N,F等强吸电子取代基的酚、芳胺、环戊二烯为主要原料合成了新型茂金属催化剂,在高温下催化乙烯/α-烯烃共聚合,得到高性能mPE（Fig.1）^[2-7]。更多还原