国产催化剂让聚丙烯挺进高端

经过十年的艰苦攻关，中国石油石油化工研究院聚烯烃技术创新团队完成的“茂金属聚丙烯催化剂技术开发与应用”项目取得重大突破，开发出具有自主知识产权的茂金属聚丙烯催化剂，并在多个装置上完成工业化应用，推动了中国聚烯烃行业的高质量发展。该项目也因此于近日获得中国化工学会技术发明一等奖。

核心技术被国外垄断

受全球新冠肺炎疫情等因素影响，国内聚丙烯市场竞争日益白热化，传统聚丙烯产品需求增长乏力，市场价格逼近成本线。对于生产企业来说，唯一的出路就是开发差异化产品，提高产品附加值。

传统聚丙烯产品采用普通催化剂生产，茂金属聚丙烯则需要采用茂金属催化剂。相比传统聚丙烯产品，茂金属聚丙烯具有相对分子质量分布窄、熔点较低、不生成可溶性短链嵌段共聚物等特点，主要用于高端的无纺布、注塑、薄膜、纤维等领域。但茂金属聚丙烯的制备技术和核心催化剂长期被国外公司所垄断，产品基本依赖进口。

催化剂自主研发成功

2014年起，石油化工研究院聚烯烃技术创新团队围绕茂金属聚丙烯产品进行联合攻关。项目团队从催化剂载体入手，开发出载体表面修饰技术，通过热处理工艺实现载体的机械强度和孔径分布的控制，通过载体的化学修饰调控载体的表面能和路易斯酸性，从而提高催化剂负载效果，促进负载的茂金属化合物的催化聚合能力。采用该技术制备的聚合物形态好，保留了茂金属催化剂高活性、单一活性中心的性能。

此外，针对茂金属透明聚丙烯特殊产品的开发需求，项目团队从茂金属化合物结构出发，自主设计了新型化合物结构，让桥基官能团连接混合配体环戊二烯基和芴基，限制分子骨架的转动，形成了碳桥连的限制几何构型茂金属化合物，有利于丙烯选择性聚合，得到高间规度的催化活性中心。

工业化产品进军高端

2017年，项目团队自主开发的茂金属聚丙烯催化剂PMP-01完成工业应用，生产出高透明茂金属聚丙烯MPP6006。这是国内首个成功工业化应用的茂金属聚丙烯催化剂。此后，PMP-01催化剂在液相本体聚丙烯装置上先后完成了2次工业应用试验，开发出4个透明茂金属聚丙烯牌号。采用该催化剂生产出的聚丙烯颗粒形态好，具有高抗冲、高柔韧性及高透明的特点。

据了解，该茂金属聚丙烯产品可应用于流延膜和双向拉伸聚丙烯薄膜的制备。其中，采用代表牌号MPP6006制备出的流延膜具有良好的加工性能，还可有效降低热封温度，比通用的三元共聚聚丙烯的热封温度降低约20℃。

此外，采用PMP-01催化剂生产的透明茂金属聚丙烯已应用于医用3D打印材料，解决了传统催化体系生产的聚丙烯材料打印温度高、会有异味产生等问题。用茂金属聚丙烯制成的3D打印线材加工温度可降低20℃~30℃，还具有低气味、低翘曲、较好的尺寸稳定性及耐照辐射性能。医用3D打印材料的成功开发，实现了茂金属聚丙烯在高端产品上的应用，展现出国产茂金属聚丙烯进军高端产品市场的潜力。