聚烯烃弹性体（POE）行业深度研究：光伏需求驱动快速增长
1.1、POE的诞生与发展
聚烯烃弹性体（Polyolefin Elastomer，POE）本质上是一种乙烯/α-烯烃两 种单体的无规共聚物，一般在 POE 中α-烯烃作为第二种单体的含量不低于 20%。 由于特殊的两相微观结构，POE 同时具有橡胶的高弹性和良好的热塑加工性能。 POE 的诞生和发展与茂金属催化剂的应用，以及溶液聚合工艺的发展密不可分。
POE 是一种脱胎于 LLDPE 的乙烯/α-烯烃共聚物。在茂金属催化剂工业化应 用之前，乙烯/α-烯烃无规共聚物以线性低密度聚乙烯（LLDPE）为主，密度在 0.915-0.940g/cm3 之间，由多活性中心的 Ziegler-Natta 催化剂制备，多采用气 相或淤浆聚合工艺，很少采用溶液聚合。由于催化剂性能的限制，共聚物中α-烯烃 单体插入量很低（一般<10%），且产品存在分子量分布宽等问题。虽然 Z-N 催化 剂不断改进升级，LLDPE 共聚α-烯烃的范围扩展至 1-丁烯、1-己烯、1-辛烯，但 仍然无法通过 Z-N 催化剂生产高共聚单体含量的乙烯/α-烯烃共聚物产品。特别 是在传统的气相或淤浆聚合工艺中，随着共聚物中单体含量增加，产物发粘严重， 聚合过程无法控制。
茂金属催化剂和溶液聚合工艺是 POE 诞生的两大助产士。上世纪 80 年代中 期，陶氏化学利用溶液聚合工艺，将 LLDPE 产品种类扩大至塑性体（Polyolefin Plastomer, POP），聚合物密度降低至 0.890-0.915g/cm3。在 90 年代初茂金属 催化剂的工业化应用，与 Z-N 催化剂不同，茂金属催化剂为单活性中心，其在乙 烯溶液聚合中可以精确地调控聚合物链结构，获得分子量分布很窄、组成分布均匀 的乙烯/α-烯烃共聚物。
更重要的是，茂金属催化剂对 a-烯烃的共聚能力要强于 ZN 催化剂，可获得更高共单体含量的乙烯/α-烯烃无规共聚物，在此背景下聚烯烃 弹 性 体 POE 被 开 发 出 来 。 POE 的 密 度 通 常 小 于 0.890g/cm3 ， 一 般 在 0.860~0.890g/cm3 之间，附加值远高于 LLDPE。在 POE 诞生过程中，陶氏化学 1993 年推出的限制几何构型茂金属催化剂（Constrained Geometry Catalyst, CGC），以及高温溶液聚合工艺技术起到了至关重要的作用。
高比例的α-烯烃是 POE 优异性能的必要条件。一般而言α-烯烃含量越高， POE 力学性能越好，共聚单体支链越长，降低产品密度的效果也越好。工业应用 中以乙烯/1-辛烯弹性的综合性能最好，是目前 POE 的主流产品类型，乙烯/1-丁 烯弹性体由于原料来源相对充裕，也有多家企业供应该产品。市面上乙烯/1-己烯 的产品相对较少。通常 POE 产品中 1-辛烯含量介于 15%~45%（一般>20%）， 结晶度小于 25%。聚合过程中的茂金属催化，以及与之催化过程相适应的高温溶 液聚合工艺则是实现α-烯烃高比例共聚的必要技术条件。
多家跨国公司已成功开发 POE 产品，中国企业暂未突破。继陶氏化学在 1993 年成功生产 EngageTM 系列 POE 弹性体后，在 2003 年该系列又增添了用于模制 和挤出的新牌号，主要用于改性非汽车应用的聚烯烃，2004 年陶氏通过 InsiteTM 工艺又成功生产出２个 AffinityTM 牌号，用于热熔黏接剂市场。2005 年美国埃克 森美孚采用茂金属催化剂和高压离子工艺也开发了 POE共聚物，商品名称ExactTM， 主要用作汽车聚烯烃配方中的抗冲击改性剂。2008 年陶氏化学与泰国暹罗水泥公 司的合资企业 SCG-Dow 在泰国马塔府的生产基地建设生产最新型的塑性体和弹 性体。
日本三井化学于 2005 年建成并投产了 POE 装置，商品名为 TafmerTM。韩 国 LG 公司将独有的茂金属催化剂与溶液法聚合工艺相结合，生产乙烯基聚烯烃弹 性体，以 LuseneTM 作为品牌名，应用于汽车部件、鞋材、线缆、片材和薄膜等领 域。2015 年 SK 和 SABIC 在韩国蔚山的合资工厂成功投产了溶液聚合装置，用于 生产 mLLDPE、POP 和 POE。目前为止，国内尚无企业可工业化生产 POE 产品。
