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(shí)，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(jiǎn)單，操作費(fèi)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(xiàng)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(dú)特的優(yōu)良性能和應(yīng)用，引起了市場(chǎng)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(jìng)相開發(fā)和研究，成為聚烯烴工業(yè)乃至整個(gè)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(shí)用意義，因而沒有引起重視和推廣。直到1980年，德國(guó)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(guó)?？松‥xxon）公司首次實(shí)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(gè)系列，一類是以包裝領(lǐng)域?yàn)橹饕繕?biāo)的薄膜用品級(jí)，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(jí)具有較低的熔點(diǎn)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(fèi)量占線型低密度聚乙烯總消費(fèi)量的15%左右，預(yù)計(jì)到2010年這一比例將達(dá)到22%。據(jù)統(tǒng)計(jì)，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(fèi)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(shí)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(shí)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?yàn)樵S多發(fā)達(dá)國(guó)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(fèi)增長(zhǎng)率將高于線型低密度聚乙烯，達(dá)到15%。未來發(fā)達(dá)國(guó)家線型低密度聚乙烯產(chǎn)量增長(zhǎng)的近一半將來自于茂金屬線型低密度聚乙烯，預(yù)計(jì)美國(guó)市場(chǎng)茂金屬線型低密度聚乙烯需求量將增長(zhǎng)至2009年的134萬噸。