近日，浙江傳化化學集團和杭州星傳新材料科技共同開發的超支化聚烯烴彈性體中試裝置在浙江上虞經過驗證，運行穩定，產品質量達標，中試實驗成功，并于2024年8月通過專家鑒定。
中試裝置情況
據悉，該中試裝置設計產能達到1000噸/年，采用先進的溶液法乙烯均聚工藝，整個中試項目的催化體系與生產工藝均為自主開發，設備國產化率高達90%以上。
此次中試的成功，標志著全球首個擁有成套自主知識產權的超支化聚烯烴彈性體項目，在催化體系、工藝技術及關鍵設備方面均取得了重大技術突破。
據介紹，該中試產品在光伏膠膜和增韌改性兩大應用領域內，已順利通過多家頭部企業的嚴格測試，物性指標全面達標。這一創新成果有望大幅替代傳統的乙烯與α-烯烴共聚路線的POE產品，展現出廣闊的應用前景。
傳化化學戰略投資的星傳新材料已確定作為本項目萬噸級產業化的實施主體。目前，并且已完成萬噸級裝置的工藝包編制工作，為該產品實現萬噸級量產奠定了基礎。
聚烯烴彈性體和超支化聚烯烴彈性體的區別
常規聚烯烴彈性體通常至少需要2種單體共聚得到，如乙丙橡膠、乙烯/α-烯烴無規共聚物、乙烯/α-烯烴多嵌段共聚物具有優異的力學性能和加工性能。
如聚烯烴彈性體POE的生產采用了茂金屬催化體系，以乙烯為原料，高碳α-烯烴（1-辛烯等）為共聚單體，在均相金屬催化劑作用下聚合形成的無規共聚彈性體。
超支化聚烯烴彈性體通過烯烴特別是乙烯均聚的方式直接制備聚烯烴彈性體，具有超支化結構的一種特殊聚烯烴彈性體，這種特殊的結構具有獨特的力學和流變特征。
這種均聚的合成工藝方式不僅可以大幅度簡化生產工藝，降低生產成本，實現聚乙烯的高附加值化，還可以制備出新型結構的聚烯烴材料，賦予聚烯烴材料新的功能和用途。
工業化面臨的主要問題
聚烯烴彈性體通常需要昂貴的長鏈α-烯烴作為共聚單體或多步生產過程，而超支化聚烯烴彈性體直接均聚合成。
以超支化聚乙烯（HBPE）為例，其彈性體不需要共聚單體，生產工藝更簡單。對于聚烯烴潤滑油，HBPE的優勢更明顯，因為它直接從乙烯制備，省去了兩步選擇性合成工藝，簡化了生產并提高了產量。
但HBPE在工業化應用前也面臨著一些問題：
HBPE的合成主要是采用α-二亞胺鎳鈀催化劑通過乙烯聚合得到，這種技術能以單一的乙烯原料出發，通過鏈行走均聚的方式，制備出具有傳統乙烯/α-烯烴共聚物結構的產品。
1. 催化劑的性能及價格
現有合成HBPE的催化劑主要是α-二亞胺鎳鈀配合物，但其中鈀催化劑價格昂貴、催化活性低且熱穩定性差。
鎳基催化劑（特別是α-二亞胺鎳）因其潛在的低成本和較高的催化活性，被認為是更有希望的工業化催化劑。
2. 生產工藝：催化劑合成工藝及HBPE的生產工藝
催化劑的合成工藝復雜。為了得到性能優異且可控的HBPE材料，需要對催化劑結構進行復雜的分子設計，增加了生產成本。
HBPE的生產工藝需要優化。鏈行走聚合產物的生產工藝（特別是油狀HBPE）與傳統聚合工藝有顯著差異，需要重新設計并優化。
3. 材料結構與性能的關系
對于傳統聚乙烯材料（如LDPE、HDPE、LLDPE），其鏈結構與材料性能、凝聚態結構與制品性能的關系已有成熟理論。
但HBPE型彈性體和潤滑油的微觀結構，特別是凝聚態結構與其使用性能之間的關系幾乎一片空白。
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