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近年來,為提高Z-N催化劑在生產UHMWPE上的催化性能,研究方向主要是在催化劑載體結構的優化、給電子體的優選以及載鈦量和鈦分布的調節上。
目前,美國Celanese、日本三井油化、巴西 Braskem、荷蘭DSM、韓國油化等國際公司以及包括上?;ぱ芯吭河邢薰驹趦鹊膰鴥葮渲a企業均采用Z-N催化劑為主生產UHMWPE樹脂。
盡管現階段Z-N催化劑在UHMWPE樹脂產業中仍然發揮著主導作用,然而存在一定的局限性:
①Z-N催化劑具有多活性中心特點,所得聚合物分子量分布較寬,影響樹脂的力學性能提升;②Z-N催化劑對共聚單體的響應性偏低,共聚能力欠佳,聚合物微觀結構不易調控。因此,Z-N催化劑在開發更高性能、高功能的UHMWPE樹脂方面受到限制。
(2)茂金屬催化劑
針對Z-N催化劑體系的不足,在研究烯烴聚合過程機理的同時,茂金屬催化劑得以問世。茂金屬催化劑骨架含有至少一個環戊二烯基(Cp)或其衍生物的配體,金屬中心是以ⅣB族過渡金屬(如Ti、Zr、Hf)元素為主。
茂金屬催化劑具有以下優點:①茂金屬催化劑的催化活性更高;②茂金屬催化劑為真正意義上的單活性中心催化劑,所得聚合物的分子量分布具有單分散特點,能夠制備窄分子量分布的聚合物,從而賦予產品更高的力學性能;③茂金屬催化劑具有優異的共聚合能力,對α-單體的共聚能力高,能夠開發出性能更為優異的聚烯烴新材料。
以助催化劑MAO的發現為標志,茂金屬催化劑加速蓬勃發展,目前已經投入商業化生產HDPE和LLDPE。Exxon Mobil、Dow、UCC、BP和三井化學等跨國企業在全球范圍內處于技術地位,但還未有茂金屬催化劑用于工業化生產UHMWPE的報道。