高端聚烯烃材料咋突破？划重点！

当前，我国传统聚烯烃催化剂及通用聚烯烃产品基本实现国产化，且面临产能过剩的风险，但原创的新型高性能催化剂及高性能聚烯烃新材料技术却极其缺乏，仍需要大量进口。怎样实现高端聚烯烃材料技术的突破？3月27—29日，泉州 “2023中国国际石化及下游产业技术大会”期间的“高端聚烯烃材料技术发展论坛”上，与会专家从催化剂、新产品的开发，以及新型加工工艺等方面对高端聚烯烃技术和市场的最新趋势进行了解读。

长链支化聚烯烃

中国科学院化学研究所研究员 董金勇

中国科学院化学研究所研究员董金勇介绍了同步/原位交联烯烃聚合技术。该技术是功能强大但简便易行的聚烯烃树脂高性能化解决方案，可制备长链支化聚丙烯、多重长链支化抗冲共聚聚丙烯、长链支化高密度/线性低密度聚乙烯、长链支化茂金属聚丙烯及共聚物等高端聚烯烃。

董金勇指出，长链支化聚丙烯是典型的高附加值、高性能和高端应用的聚烯烃产品。该产品大幅扩展聚丙烯应用范围，除了在注塑、薄膜、片材和拉丝制品领域应用外，能够进一步提升加工稳定性、优化制品质量，主要用于发泡、热成型、吹塑、挤出涂覆等加工领域。在发泡成型领域，长链支化聚丙烯使聚丙烯泡沫塑料的优势得以发挥：热变形温度高，使用温度高；抗冲击性能好；综合性能优异（优异的耐应力开裂性能、耐化学溶剂、高温尺寸稳定性、拉伸强度、刚性以及微波适应性等）；只有碳氢元素，卫生性好、环保且可回收利用；隔音/隔热性能优异。此外，长链支化聚丙烯在管材和特种薄膜等领域也具有高的应用价值，例如在薄膜拉伸过程中具有自愈合（self-healing）现象，能够显著提高成膜率，有助于薄膜制品的进一步减薄。

高端电工装备用聚烯烃

北京智慧能源研究院电缆研究所所长 张翀

北京智慧能源研究院电缆研究所所长张翀介绍了高端电工装备用聚烯烃材料进展及发展趋势。张翀指出，远海输电、特高压输电及柔性直流输电对高压直流电缆、直流电容器等高端电工装备的需求快速提升。交联聚乙烯、聚丙烯等聚烯烃材料作为高压电缆、电容器等装备的基础材料将获得广阔的应用空间。

新能源并网、远距离、大容量输电对交直流电缆、交直流电容器及其核心原材料的要求将越来越高，高端聚烯烃材料作为电缆和电容器核心绝缘材料，每年都需大量进口。国内110kV及以上电缆绝缘材料近90%依赖进口，220kV及以上年进口占比接近100%。技术难点主要有：电场反转和畸变，高场下绝缘耐受性、温度梯度下击穿和空间电荷尺寸厚度效应、温度梯度下电气性能的稳定性等。

张翀还介绍了热塑性电缆材料、聚丙烯薄膜材料等高端电工装备用聚烯烃材料的开发以及相关标准的制订情况。

张翀表示，突破高端聚烯烃绝缘材料核心卡脖子技术，打破国外技术垄断，实现高性能聚烯烃材料国产化替代，对保障我国能源安全和产业可持续发展具有十分重大的战略意义。需从材料源头开展研究，建立分子结构、结晶微结构和宏观电气性能的关联关系，通过石化端对高端聚烯烃材料的调控，满足不同高端电工装备的要求。需要化工材料、电工装备和应用单位上下游联动，共同发力，联合攻关，协同创新，实现产业共性问题的系统性解决。

医用聚烯烃材料

中科院长春应用化学研究所副研究员 杨华伟

医用高分子材料是指用以制造人体内脏、体外器官、药物剂型及医疗器械的聚合物材料，其来源包括天然生物高分子材料和合成高分子材料。中科院长春应用化学研究所副研究员杨华伟介绍了医用聚烯烃材料概况与发展趋势。

杨华伟指出，医用合成高分子材料是由高分子化合物基体与添加剂构成，常见的有聚丙烯、聚氯乙烯、聚乙烯、聚碳酸酯、硅橡胶、聚酯、聚氨酯、聚醚醚酮、聚乳酸、聚乙烯等，约占生物医用材料市场规模总量的40%。具有准入门槛高、战略价值高、产品利润高的特点。

医用高分子材料多用于人体，直接关系到人的生命和健康。因此，要关注安全性：必须无毒或副作用极少。要求纯度高，生产环境非常清洁，聚合助剂的残留少，杂质含量为ppm级，确保无病、无毒传播条件。同时其高分子化合物本身以及单体杂质、降解或磨损产物不对身体产生不良影响。

物理、化学和生物学性能需满足医用所需设计和功能的要求。如弹性、机械强度、疲劳强度、蠕变、磨耗、吸水性、溶出性、耐酶性和体内老化性等。

目前，全球大量用于医疗器械的医用高分子大概12~15种。其中，聚氯乙烯(PVC)，占28%；聚乙烯(PE)，占24%；聚苯乙烯(PS)，占18%；聚丙烯(PP)，占16%；聚对苯二甲酸二甲酯(PET)，占5%。杨华伟介绍了聚乙烯、聚丙烯、EVA、TPS、TPE等材料的应用现状，展望了聚烯烃医用材料的发展趋势：在输注医疗器械领域，聚烯烃医用材料将逐步取代聚氯乙烯；耐辐照灭菌聚烯烃医用材料前景看好；新品种、专用料、新应用不断涌现；日趋专用化、功能化和品牌化。

低茂金属催化剂

中石油石油化工研究院首席专家 辛世煊

中石油石油化工研究院首席专家辛世煊介绍了我国茂金属（单活性中心）催化剂及产品的现状和机遇。我国茂金属聚烯烃产业虽然起步比国外晚20多年，但近十年来产业化的速度令人鼓舞。我国单活性中心聚烯烃催化剂的科研力量并不薄弱，但大多是短期项目驱动的、被动的和重复的研究。缺乏深层次科学问题导向的、系统理论体系的挖掘研究。

辛世煊建议，从国家层面建立单活性中心聚烯烃催化剂专项研究基金，开展目前困扰我国单活性中心聚烯烃催化剂开发的关键科学和共性技术问题长期研究；建立聚烯烃材料创新联合体，集中国内优势研发力量，采取大兵团作战，进行目标导向明确的、严重依赖进口的高端聚烯烃产品开发；组织长周期、跨学科专家队伍，进行从单活性中心聚烯烃催化剂结构设计、理论计算、合成、快速筛选（HTP）、动力学、聚合工艺工程、反应器设计、材料物理机械性能、聚集态结构、流变学、助剂配方、制品性能、服务周期到资源化回收利用的全产业链条研究，为聚烯烃产业提供权威的科学与技术咨询服务与创新产品产业化服务。

中国石化集团公司高级专家宋文波分享了高性能聚烯烃材料研发进展及技术发展趋势

鲁姆斯技术公司聚丙烯催化剂销售经理刘银亮分享了novolen高性能聚丙烯催化剂NHP研发进展

国家能源集团北京低碳清洁能源研究院材料中心技术总监陈林枫介绍了多组份聚乙烯催化剂-精确控制多峰产物组成

复旦大学教授冯嘉春分享了聚烯烃高性能化相关的两个基础问题

中化泉州石化有限公司HDPE装置主管工艺工程师杨洋分享了聚乙烯产品开发

中国化工信息中心信息资源中心总经理鲁瑛介绍了NSTL助力产业科技创新

武汉工程大学副教授樊庆春介绍了丙烯嵌段共聚新型聚合助剂技术

中科院化学研究所副研究员赵莹分享了聚合物改性与加工研发新进展

中科院长春应用化学研究所研究员简忠保介绍了面向应用的高性能聚烯烃前沿创新

华南农业大学材料与能源学院特聘教授刘柏平分享了从核心催化剂技术到高端聚烯烃新材料开发。刘柏平表示，我国聚烯烃产品市场供需呈现通用料过剩，高性能高端产品需大量进口的结构性矛盾。这主要是由于缺乏核心催化剂技术和高性能聚烯烃材料制备工艺技术。刘柏平建议，应针对聚烯烃材料制备过程的关键基本科学问题开展研究，大力发展核心催化剂技术、聚合工艺技术以及高性能、高附加值聚烯烃产品制备技术，提升我国聚烯烃制造业的水平。

文章来源：中国化工信息周刊