聚乙烯改性

聚乙烯的改性品種主要有氯化聚乙烯、氯磺化聚乙烯、交聯(lián)聚乙烯和共性品種。

氯化聚乙烯　以氯部分取代聚乙烯中的氫原子而得到的無規(guī)氯化物。氯化是在光或過氧化物的引發(fā)下進(jìn)行的，工業(yè)上主要采用水相懸浮法來生產(chǎn)。由于原料聚乙烯的分子量及其分布、支化度及氯化后的氯化度、氯原子分布和殘存結(jié)晶度的不同，可得到從橡膠狀到硬質(zhì)塑料狀的氯化聚乙烯。主要用途是作聚氯乙烯的改性劑，以改善聚氯乙烯抗沖擊性能。氯化聚乙烯本身還可作為電絕緣材料和地面材料。

氯磺化聚乙烯　當(dāng)聚乙烯與含有二氧化硫的氯作用時，分子中的部分氫原子被氯和少量的磺酰氯(-SO2Cl)基團(tuán)取代，就得到氯磺化聚乙烯。主要的工業(yè)制法為懸浮法。氯磺化聚乙烯耐臭氧、耐化學(xué)腐蝕、耐油、耐熱、耐光、耐磨和抗拉強(qiáng)度較好，是一種綜合性能良好的彈性體，可用以制作接觸食品的設(shè)備部件。

交聯(lián)聚乙烯　采用輻射法（X射線、電子射線或紫外線照射等）或化學(xué)法（過氧化物或有機(jī)硅交聯(lián)）使線型聚乙烯成為網(wǎng)狀或體型的交聯(lián)聚乙烯。其中有機(jī)硅交聯(lián)法工藝簡單，操作費用低，且成型與交聯(lián)可分步進(jìn)行，宜采用吹塑和注射成型。交聯(lián)聚乙烯的耐熱性、耐環(huán)境應(yīng)力開裂性及機(jī)械性能均比聚乙烯有較大提高，適于作大型管材、電纜電線以及滾塑制品等。

聚乙烯的共性　將線型低密度聚乙烯和低密度聚乙烯摻混后，就可用于加工薄膜及其他制品，產(chǎn)品性能比低密度聚乙烯好。聚乙烯和乙丙橡膠共混可制得用途廣泛的熱塑性彈性體。

茂金屬聚乙烯

茂金屬聚乙烯是一種新穎熱塑性塑料，是90年代聚烯烴工業(yè)Zui重要的技術(shù)進(jìn)展，是繼LLDPE生產(chǎn)技術(shù)后的一項重要革新。由于它是使用茂金屬(MAO)為聚合催化劑生產(chǎn)出來的聚乙烯，因此，在性能上與傳統(tǒng)的Ziegler-Natta催化劑聚合而成的PE有顯著的不同。茂金屬催化劑用于合成茂金屬聚乙烯獨特的優(yōu)良性能和應(yīng)用，引起了市場的普遍關(guān)注，許多世界大型石化公司投入巨大人力、物力競相開發(fā)和研究，成為聚烯烴工業(yè)乃至整個塑料工業(yè)的熱門話題。

早期，茂金屬催化劑用于乙烯聚合只能得到分子量為2～3萬的蠟狀物，而且催化活性不高，沒有實用意義，因而沒有引起重視和推廣。直到1980年，德國漢堡大學(xué)Kaminsky教授發(fā)現(xiàn)用二茂基氯鋯（CP2ZrCl2）和甲基鋁氧烷（MAO）組合的共催化劑在甲苯溶液中進(jìn)行乙烯聚合，催化劑活性能高達(dá)106g-PE/g-Zr，反應(yīng)速度與酶反應(yīng)速度相當(dāng)。MAO是二甲基鋁和水在聚合體系以外條件下合成的高齊聚度甲基鋁氧烷。Kaminsky教授的發(fā)現(xiàn)給茂金屬催化劑研究注入了活力，吸引了眾多公司參與開發(fā)和研究，并取得了相當(dāng)大的進(jìn)展。1991年美國?？松‥xxon）公司首次實現(xiàn)了茂金屬催化劑用于聚烯烴工業(yè)化生產(chǎn)，生產(chǎn)出第一批茂金屬聚乙烯（mPE），其商品名是“Exact”。

茂金屬聚烯烴中以mPE的發(fā)展Zui快和較成熟，主要品種為線型低密度聚乙烯（LLDPE）和甚低密度聚乙烯（VLDPE）。mPE有兩個系列，一類是以包裝領(lǐng)域為主要目標(biāo)的薄膜用品級，另一類是以辛烯-1為共聚單體的塑性體，稱為POP（PolyolefinePlastmer）。mPE薄膜品級具有較低的熔點和明顯的熔區(qū)，并且在韌性、透明度、熱粘性、熱封溫度、低氣味方面等明顯優(yōu)于傳統(tǒng)聚乙烯，可用于生產(chǎn)重包裝袋、金屬垃圾箱內(nèi)襯、食品包裝、拉伸薄膜等。

茂金屬線型低密度聚乙烯消費量占線型低密度聚乙烯總消費量的15%左右，預(yù)計到2010年這一比例將達(dá)到22%。據(jù)統(tǒng)計，世界上茂金屬聚乙烯年產(chǎn)量約為1500多萬噸，其中用于食品包裝領(lǐng)域的產(chǎn)品約占總消費量的36%，非食品包裝約占47%，其他方面（醫(yī)藥、汽車和建筑等）約占17%。

聚乙烯在合成樹脂中產(chǎn)量Zui大、發(fā)展Zui快、品種開發(fā)Zui活躍，能否實現(xiàn)聚乙烯的高性能化，很大程度上取決于催化劑的性能。茂金屬催化劑具有優(yōu)異的催化共聚能力，它能使大多數(shù)共聚體與乙烯共聚，并且能夠使極性單體催化聚合，而使用傳統(tǒng)催化劑很難實現(xiàn)；在環(huán)烯聚合方面，傳統(tǒng)催化劑只能開環(huán)聚合，而用茂金屬催化劑能雙鍵加成聚合。

因為許多發(fā)達(dá)國家紛紛采用茂金屬線型低密度聚乙烯替代常規(guī)的線型低密度聚乙烯，今后茂金屬線型低密度聚乙烯的年均消費增長率將高于線型低密度聚乙烯，達(dá)到15%。未來發(fā)達(dá)國家線型低密度聚乙烯產(chǎn)量增長的近一半將來自于茂金屬線型低密度聚乙烯，預(yù)計美國市場茂金屬線型低密度聚乙烯需求量將增長至2009年的134萬噸。