关键字：金属茂；催化剂；聚烯烃
早在20世纪80年代初，甲基铝氧烷就已被Kaminsky教授发现，可以当作助催化剂，从而使金属茂催化烯烃聚合活性得到大幅度的提高。随着科学技术的不断发展，金属茂催化剂领域的研究和开发应用，也得到了快速发展，人们对金属茂催化剂也有了更加深刻的认识。通过系统的研究发现，金属茂催化体系具有高催化活性、单点式和窄分布等特点，可以应用于制备特种聚烯烃树脂，例如商业领域常用的间规聚丙烯等等，而且金属茂催化体系还能够有效实现树脂性能的分子设计。由此可见，金属茂催化剂及期聚烯烃在现代工业发展建设过程中，发挥着不可替代的重要作用。作为新一代烯烃聚合催剂，在未来金属茂催化剂及其聚烯烃在社会经济发展建设过程中，必将发挥更加重要的作用，逐渐代替传统催化剂，成为各个领域生产建设过程中的重要支柱。
1、金属茂催化剂结构特性简述
随着科学技术的不断发展，目前已有很多种对称的金属茂，并被应用于烯烃聚合，在不同的聚合条件下，各种金属茂的催化性质也略有差异，由于具体条件不同，各种金属茂催化性质之间也难以做出有效的比较。近年来，随着对金属茂催化剂研究的不断深入，德国Hamburg大学的W Kaminsky教授对金属茂催化性质问题进行了深入的研究，并取得了一定的突破。根据W Kaminsky教授的研究，发现在相同条件下，催化乙烯的活性比催化丙烯的活性更高。除此之外，近年来由于金属茂催化剂在多个领域中得到了越来越广泛的应用，对于金属茂催化剂的研究也越来越深入。当前，人们对金属茂催化剂结构特性也有了更深刻的了解[1]。
表1 金属茂聚烯烃树脂生产预测（t/a）
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2、当前商业应用间规聚丙烯的开发现状
早在1989年，美国的Fina石油化学公司就对间规选择性金属茂催化剂专利技术申请了专利，此后这一领域就进入了快速发展阶段。异丙基桥芴基环戊二烯基锆茂是金属茂催化剂的基本组成结构，通过与助催化剂结合之后，实现催化丙烯聚合的效果，最终得到sPP，这种物质极具商业价值，其分子量分布情况更窄；结晶度、弯曲模量更低；粘性、弹性模量更高；透明和透气性、热密封性和耐冲击性、耐辐射性等等也都更加优异。使用金属茂催化剂最终得到的产品，可以广泛应用于医疗产品、包装、汽车配件等领域，对这些行业的发展建设具有极为重要的作用。由此可见，金属茂催化剂在商业应用间规聚丙烯的开发方面，极具发展前景。
3、聚乙烯共聚物领域的新材料和新工艺
早在1989年，Dow化学公司合成了一种新的金属茂催化剂，这种催化剂在实际应用中，能够获得线性长链支化聚乙烯。这是金属茂催化剂发展历史上的标志性进步，也是从此开始，促进聚乙烯共聚物领域新材料和新工艺的快速发展。至1994年，Dow化学公司已开发出了二十余种新材料。新材料和新工艺的诞生及应用，由于其具有极为优异的性能，因此逐渐替代了传统材料，在医疗产品、电缆、汽车配件、管材、包装等多个领域都有着极为广阔的应用市场，其发展前景可以说极为可观。随着金属茂催化剂领域研究和开发工作的不断发展，更多的新材料和新工艺诞生，并被应用于实践之中。甚至新材料和新工艺也会逐渐代替现有的材料和工艺。例如氟代聚氯乙烯等等，从而推动现代社会各个领域的进一步发展和进步[2]。
4、金属茂负载化优越性
金属茂催化剂发展至今，已形成了一套系统的、完善的金属茂催化体系，一般来说，金属茂催化体系仅适合应用于烯烃溶液聚合工艺之中，在应用过程，其负载化可能会使催化剂发生扩大情况，从而形成烯烃气相聚合或淤浆聚合工艺。在实践应用金属茂催化剂的过程中，当金属茂催化剂发生负载化时，能够使催化活性中心的稳定性得到显著提高，从而使双分子能够有效保持活性，同时还能够降低β-氢的消去，在这种情况下最终得到的聚合物具有高分子量和高熔点特性。除此之外，应用金属茂催化剂，利用其负载化特点，能够减少助催化剂MAO的使用数量，由于其价格昂贵，在减少使用量之后能够有效降低成本。
6、金属茂聚烯烃树脂的应用潜力
在使用金属茂催化剂后，产生了全新一代的聚烯烃，这是聚烯烃行业的一次重大变革。根据实际的应用需求，能够对金属茂催化剂的分子结构进行个性化设计，从而有效优化金属茂聚烯烃树脂的性能。和普通树脂相比，利用金属茂聚烯烃树脂制成的材料具有更优质的性能，例如，以金属茂聚烯烃制成的薄膜，和普通树脂制成的薄膜相比，具有更高的透明性，而且外观更美观等等。除了金属茂聚烯烃之外，目前国外在医疗领域，对于间规聚丙烯树脂的应用已较为普遍，由于其具有更好的透明性和柔韧性，而且在热塑性弹性体行为等方面，也具有极为优异的性能，因此在医疗领域中发挥了极为重要的作用。由此可见，金属茂聚烯烃树脂的应用潜力是非常巨大的[3]。
结束语
总之，随着社会经济和科学技术的不断发展，基于金属茂催化剂而形成的新材料、新工艺不断推陈出新，在社会经济发展建设过程中，以其优异的性能逐渐代替传统材料，对推动各个领域的发展进步，发挥了不可替代的作用。金属茂催化剂的应用潜力非常巨大，对此应更加深入的进行研究和开发，为推进社会经济发展进步，发挥积极的作用。
参考文献
[1]上海拜乐新材料科技有限公司.一种金属茂化合物和一种烯烃聚合催化剂及其应用:CN201810349875.0[P].2018-11-23.
[2]LG化学株式会社.金属茂负载型催化剂及使用该催化剂制备聚烯烃的方法:CN201680059011.4[P].2018-07-17.
[3]LG化学株式会社.金属茂化合物、负载金属茂的催化剂以及使用该负载金属茂的催化剂制备聚烯烃的方法:CN201580050685.3[P].2017-08-18.
论文作者:和树立
论文发表刊物:《科学与技术》2019年19期
论文发表时间:2020/4/29
标签：催化剂论文; 金属论文; 聚烯烃论文; 领域论文; 树脂论文; 新材料论文; 烯烃论文; 《科学与技术》2019年19期论文;