文档介绍：环保与经济发展论文环境保护可持续发展论文:
乙丙橡胶生产技术发展的趋势及市场分析
摘要: 介绍了乙丙橡胶(EPR)生产技术的最新发展趋势及进展,分析了国内外乙丙橡胶的生产消费现状及发展前景。2009年世界乙丙橡胶的总生产能力约为127·7万t ,总消费量约为115·0万t。预计2014年总消费量将达到135·0万t。2009年,我国乙丙橡胶的总生产能力为2·0万t ,消费量为19·0万t ,预计到2014年总消费量将达到约24·0万t。针对我国乙丙橡胶的生产状况及未来发展所面临的挑战,提出了今后的发展对策。
关键词: 乙丙橡胶,生产技术,市场分析
乙丙橡胶(EPR)是由乙烯和丙烯为主要单体共聚而得的聚合物,依据分子链中单体组成的不同,有二元乙丙橡胶(EPM)和三元乙丙橡胶(EPDM)。乙丙橡胶具有优异的耐臭氧性、耐老化性、耐化学品腐蚀性以及电绝缘性能等,加之单体价廉易得,在汽车部件、建材用防水卷材、电线电缆护套、耐热胶管、胶带、汽车密封件、润滑油添加剂以及聚烯烃改性等方面具有广泛的应用。目前,世界乙丙橡胶的生产能力总体过剩,但我国的生产能力和产量却不能满足国内实际生产的需求,每年都得大量进口,开发利用前景广阔。
1 生产技术的发展趋势
随着聚烯烃弹性体技术的发展,乙丙橡胶的生产技术己从单一的Ziegler-Natta催化体系及其相应的溶液聚合工艺发展成现在的Ziegler-Natta系-茂金属系-单点催化等系列催化体系及其相应的溶液聚合工艺-悬浮聚合工艺-气相聚合工艺组成的多元化技术格局。同时,新产品的不断开发,使得其应用领域更加宽广。
溶液聚合工艺仍将处于主导地位
在今后一个相当长的时期内,合成乙丙橡胶的3种工艺,即溶液聚合、悬浮聚合体系和茂金属催化体系溶液聚合将会并行发展,其中传统催化剂体系的溶液聚合工艺技术成熟,产品质量好,品种牌号覆盖面广,仍将是近期合成乙丙橡胶的基础技术。茂金属催化剂体系有望逐步应用于溶液聚合以至悬浮聚合,成为更加重要的催化剂体系之一。气相聚合法是乙丙橡胶生产技术的重要进展,而且其催化剂体系从Ziegler-Natta经典型的预聚合型发展到茂金属型。同时生产工艺得到不断优化和完善。但是,由于该工艺本身的一些缺陷,尤其是产品牌号较少,无法更好地满足实际生产的需求,因此,在未来大规模发展的可能性较小,尤其是最近世界上惟一一套由美国陶氏化学公司拥有的气相法乙丙橡胶生产装置的关闭,有可能会延缓该技术的进一步推广[1]。
聚合催化体系不断更新
(1)茂金属催化技术优势明显。茂金属催化剂应用于乙丙橡胶合成并实现工业化,标志着乙丙橡胶合成技术进入一个崭新的发展阶段,具有里程碑意义。茂金属催化乙丙共聚技术的优点是催化活性效率高,用量少,催化剂残余物极少, 不需要脱催处理,可采用高温溶液聚合。
聚合反应液中乙丙橡胶浓度高(%),热能利用率高,产品颜色浅,聚合物结构均匀,链的长度均一,堆积密度小,相对分子量分布及化学组成较窄,尤其可通过改变茂金属结构可以准确地调节乙烯、丙烯和二烯烃的组成,在很大范围内调控聚合物的微观结构,从而合成出新型链结构的不同用途的产品牌号。这种既可生产二元乙丙橡胶,也可生产三元乙丙橡胶的特点使之成为乙丙橡胶具有发展潜力的催化剂类型[2]。
(2)非MAO茂金属催化体系成为热点。助催化剂是茂金属催化剂的重要组成部分,目前使用最多的助催化剂是MAO。由于生产MAO的生产成本较高,且在茂金属催化体系中的使用量大,因而在很大程度上限制了茂金属催化剂的发展速度。因此,近年来,积极开发不使用MAO助催化剂的高活性茂金属催化体系成为国内外乙丙橡胶研发领域的一个热点发展趋势。
(3)非茂单活性中心催化剂倍受关注。在乙丙弹性体的合成发展史中,继传统的Ziegler-Natta催化剂和茂金属催化剂之后,非茂单中心(也称单活性中心)催化剂在乙丙橡胶合成中得到应用,并取得突破性进展。目前有竞争力的新一代非茂单点催化剂包括镍-钯系催化剂、铁-钴系催化剂等类型的单点催化剂。这类催化剂的某些性能已达到或超过茂金属催化剂,有些非茂单点催化剂已经应用于聚烯烃的生产中。荷兰DSM公司2008年底采用Nova化学公司的非茂单点催化剂在其荷兰Geleen的一套三元乙丙橡胶装置生产新一类弹性体产品ACE,2009年初第一批特种三元乙丙橡胶KeltanACE产品面世,其中包括一类含高选择性乙烯基降冰片烯(VNB)作为第三单体的新型三元乙丙橡胶[3]。
其它单体进入乙丙弹性体
近年来,除了目前常用的乙叉降冰片烯(ENB)、双环戊二烯(DCPD)以及1,4-己二烯(1,4-HD)等作为第三单体外,一些新的其他烯烃单体如5-乙烯基-2-降冰片烯(VNB)、1,7-辛二烯、7-***-1-