乙烯基聚烯烃弹性体（E-POE）你了解多少？

乙烯基聚烯烃弹性体（E-POE）
POE（Polyolefin Elastomer，聚烯烃弹性体），主要是乙烯或丙烯与α-烯烃（如1-辛烯、1-己烯、1-丁烯）的无规共聚物，并使用茂金属催化剂，由α-烯烃导入较长的支链使柔软的无定型共聚物形成橡胶相。较早的POE产品是由美国陶氏化学在1993年生产成功的Engage系列，后来又对其生产工艺进行优化。POE获得弹性所需的成本更低、能耗更低、质量更轻、对环境更友好，广泛应用于光伏胶膜、电线电缆、汽车零部件、机械工具、家居用品、玩具、娱乐和运动用品、鞋底、密封件、热熔胶等领域。


乙烯基聚烯烃弹性体（简称E-POE），在合成方法上，是一种仅以乙烯为原料，无需使用高碳α-烯烃和茂金属催化剂，即可制备得到。

这种材料性能出色，例如在增强聚丙烯的韧性方面，其自主研发的聚烯烃弹性体仅仅需要市售产品三分之一的添加量，即可达到相同增韧效果，且质量更好。

在工艺方面，目前国内的主要技术来源为合肥中科科乐公司。

中科科乐E-POE技术工艺

国内最早从事E-POE开发的是中国科学技术大学陈昶乐教授课题组，陈昶乐教授本科毕业于中科大化学系，随后赴美芝加哥大学和西北大学，分别师从于Richard Jordan教授和Tobin Marks教授和教授。

陈昶乐教授也是合肥中科科乐的创始人和实控人，中科科乐成立于2022年8月，公司主要聚焦聚烯烃领域的研究与技术产业化，产品涉及聚烯烃弹性体、光伏封装材料、环烯烃共聚物和超高分子量聚乙烯等领域。

中科科乐独特的E-POE技术工艺：采用完全自主研制的具有非对称结构的α-二亚胺配体的镍催化剂，利用镍系金属催化剂在乙烯聚合过程中独特的“链行走”特点，在聚合过程中不断的生成不同长度的支链，仅使用乙烯为单一原料，再使用国产化助剂、常规的聚合装置及工艺即可实现E-POE的制备，E-POE生产成本远低于传统乙烯与α-烯烃聚合路线，并大幅降低了装置运行风险，并且在产品性能层面已经过众多光伏胶膜厂、汽车改性材料厂等验证测试，各项指标与主流进口产品相当甚至更优。

中科科乐镍系催化剂

该技术工艺的核心在于其自主研发的镍系催化剂，现已具有完全的自主产权，可以实现增韧级别POE和光伏级别POE整条产业链催化剂的开发，放大和生产。并且催化剂的合成无需苛刻条件，水氧稳定，原料易得，适合工业化大规模生产。


中科科乐的镍系催化剂


中科科乐镍系催化剂结构

尤其是系列具有叔丁基取代的不对称二亚胺镍催化剂，叔丁基的引入可以增加催化剂在乙烯聚合工业化试剂中的溶解度，通过固定二亚胺一侧的叔丁基基团，系统地调控配体另一侧的取代基，可设计出一系列具有不同位阻效应的镍催化剂。催化剂的位阻效应以及聚合温度等条件对于乙烯的聚合催化活性以及所得聚乙烯的分子量、拓扑结构和热力学参数均有着非常重要的影响。

目前中科科乐已完成用于制备聚烯烃弹性体的催化剂开发，已实现催化剂公斤级别的制备，并完成了相应的聚合工艺的研究。

中科科乐

2023年7月，中科科乐与北京石油化工公司签订了EPCM合同，这代表着万吨级E-POE示范装置开始进入实际工程设计阶段。随后，在2024年1月，该项目获得了安徽省合肥市高新区生态环境分局的环评批准。2024年2月，中科科乐完成数亿元Pre-A轮融资，此次融资由锦沙资本、襄禾资本联合领投。2024年9月20日，北京中海聚合科技与安庆市高新区签约10万吨/年E-POE材料生产项目。该项目为中科科乐共同布局的第二个E-POE项目。

此外，东明石化、浙江传化化学、星传新材、北京化工研究院等企业/机构也有布局，从技术研发到中试装置，再到工业化生产，进展迅速。

东明石化

东明石化与中科大研发团队合作的“5000吨/年的E-POE中试项目”于2024年3月完成备案、８月实现挤压脱挥厂房封顶，11月18日，该5000吨/年E-POE项目顺利建成，装置已具备试生产条件，东明石化成为国内第二家布局E-POE工艺的企业。该项目依托中国科学技术大学化学与材料科学学院陈昶乐教授等团队，由东明石化与中科科乐共同建设。

传化化学、星传新材

2024年11月29日，衢州星传新材料科技有限公司（星传新材）全球首套年产3万吨（一期）超支化聚烯烃弹性体（H-POE）工业化装置在浙江省衢州市龙游县举行工程建设开工仪式。

星传新材项目工艺技术为全球首创、国际领先。创始团队历时十余年，完成催化剂的升级开发、聚合工艺的优化定型等工作，于2022年3月完成小试成果鉴定。2023年11月，星传新材与传化化学联合建成全球首套千吨级超支化聚烯烃弹性体中试装置实现连续稳定运行，并于2024年8月完成中试成果鉴定。该中试装置设计产能达到1000吨/年，采用先进的溶液法乙烯均聚工艺，可大幅度简化生产工艺，降低生产成本。整个中试项目的催化体系与生产工艺均为自主开发，设备国产化率高达90%以上。

另外，基于中试成果开发的万吨级工艺包已于2024年11月通过国内首次使用化工工艺安全可靠性论证。并且多个产品牌号已得到下游头部用户认可，可广泛应用于光伏胶膜、增韧改性、发泡、电线电缆、防水卷材、热熔胶等领域。同时，关键应用专利在2020年前已获得中国、美国、日本、欧洲等多个国家和地区授权。

荣盛石化，20万吨/POE技术通过可靠性论证！
2024-12-18 09:08·化工新材料
12月7日，由浙江智英石化技术有限公司研发中心牵头开发、上海智英化工技术有限公司进行工程设计的荣盛新材料（舟山）有限公司金塘新材料20万吨/年POE项目工艺技术顺利通过浙江省化学品安全协会组织的“国内首次工艺安全可靠性论证会”。