聚烯烴彈性體（POE）行業(yè)深度報(bào)告

1、POE 的誕生與發(fā)展歷程POE 的誕生與發(fā)展聚烯烴彈性體（Polyolefin Elastomer，POE）本質(zhì)上是一種乙烯/-烯烴兩種單體的無(wú)規(guī)共聚物，一般在 POE 中-烯烴作為第二種單體的含量不低于 20%。由于特殊的兩相微觀結(jié)構(gòu)，POE 同時(shí)具有橡膠的高彈性和良好的熱塑加工性能。 POE 的誕生和發(fā)展與茂金屬催化劑的應(yīng)用，以及溶液聚合工藝的發(fā)展密不可分。POE 是一種脫胎于 LLDPE 的乙烯/-烯烴共聚物。在茂金屬催化劑工業(yè)化應(yīng)用之前，乙烯/-烯烴無(wú)規(guī)共聚物以線性低密度聚乙烯（LLDPE）為主，密度在 0.915-0.940g/cm3 之間，由多活性中心的 Ziegler-Natta

2、 催化劑制備，多采用氣相或淤漿聚合工藝，很少采用溶液聚合。由于催化劑性能的限制，共聚物中-烯烴單體插入量很低（一般20%），結(jié)晶度小于 25%。聚合過(guò)程中的茂金屬催化，以及與之催化過(guò)程相適應(yīng)的高溫溶液聚合工藝則是實(shí)現(xiàn)-烯烴高比例共聚的必要技術(shù)條件。特點(diǎn)LLDPEPOPPOEOBC催化劑Z-N催化劑、茂金屬催化劑茂金屬茂金屬新型非茂金屬聚合工藝溶液法、氣相法等高溫溶液聚合高溫溶液聚合溶液聚合密度(g/cm3)0.915-0.9400.890-0.9150.860-0.8900.860-0.880微觀結(jié)構(gòu)無(wú)規(guī)共聚、高結(jié)晶度LLDPE和POE之間無(wú)規(guī)共聚，結(jié)晶/非晶兩相共存嵌段共聚，兩相結(jié)構(gòu)-烯烴含

3、量3%-11%LLDPE與POE之間15%-45%/表1：LLDPE、POP 和 POE 性能異同點(diǎn)比較乙烯/辛烯溶液共聚及其聚合物鏈結(jié)構(gòu)調(diào)控劉偉峰著，多家跨國(guó)公司已成功開(kāi)發(fā) POE 產(chǎn)品，中國(guó)企業(yè)暫未突破。繼陶氏化學(xué)在 1993 年成功生產(chǎn) EngageTM 系列 POE 彈性體后，在 2003 年該系列又增添了用于模制 和擠出的新牌號(hào)，主要用于改性非汽車應(yīng)用的聚烯烴，2004 年陶氏通過(guò) InsiteTM 工藝又成功生產(chǎn)出個(gè) AffinityTM 牌號(hào)，用于熱熔黏接劑市場(chǎng)。2005 年美國(guó)埃克 森美孚采用茂金屬催化劑和高壓離子工藝也開(kāi)發(fā)了POE 共聚物，商品名稱ExactTM，主要用作汽車

4、聚烯烴配方中的抗沖擊改性劑。2008 年陶氏化學(xué)與泰國(guó)暹羅水泥公 司的合資企業(yè) SCG-Dow 在泰國(guó)馬塔府的生產(chǎn)基地建設(shè)生產(chǎn)最新型的塑性體和彈 性體。日本三井化學(xué)于 2005 年建成并投產(chǎn)了 POE 裝置，商品名為 TafmerTM。韓 國(guó) LG 公司將獨(dú)有的茂金屬催化劑與溶液法聚合工藝相結(jié)合，生產(chǎn)乙烯基聚烯烴彈 性體，以 LuseneTM 作為品牌名，應(yīng)用于汽車部件、鞋材、線纜、片材和薄膜等領(lǐng) 域。2015 年 SK 和 SABIC 在韓國(guó)蔚山的合資工廠成功投產(chǎn)了溶液聚合裝置，用于 生產(chǎn) mLLDPE、POP 和 POE。目前為止，國(guó)內(nèi)尚無(wú)企業(yè)可工業(yè)化生產(chǎn) POE 產(chǎn)品。 圖4：聚烯烴彈性

5、體主要廠家及其產(chǎn)品 圖5：乙烯/1-辛烯無(wú)規(guī)共聚物微觀結(jié)晶形態(tài)各公司官網(wǎng)，乙烯/辛烯溶液共聚及其聚合物鏈結(jié)構(gòu)調(diào)控劉偉峰著，POE 的結(jié)構(gòu)與性能微觀的兩相結(jié)構(gòu)是 POE 兼有高彈性和熱塑性的原因。在 POE 中，由-烯烴支鏈產(chǎn)生的柔軟鏈卷曲結(jié)構(gòu)可以形成具有橡膠彈性的無(wú)定形型區(qū)域（橡膠相），而聚乙烯鏈段的結(jié)晶區(qū)（塑料相）則起到物理交聯(lián)點(diǎn)的作用。這種結(jié)晶區(qū)的交聯(lián)狀態(tài)具有熱可逆性，在室溫或低溫狀態(tài)下，結(jié)晶區(qū)域得以保存，宏觀表現(xiàn)出類似于橡膠的彈性；在高溫狀態(tài)下，結(jié)晶區(qū)域被熔融破壞，宏觀上從彈性體被轉(zhuǎn)變?yōu)槿廴诹黧w，從而容易被擠出加工。與橡膠相比，POE 彈性體不需要經(jīng)過(guò)硫化加工即可獲得彈性，這種交聯(lián)結(jié)構(gòu)是

6、可逆的。具體而言，POE 之所以具有優(yōu)異性能與其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)有密切關(guān)系：（1）-烯烴的柔軟鏈卷曲結(jié)構(gòu)和結(jié)晶的乙烯鏈段作為物理交聯(lián)點(diǎn)使其既具有優(yōu)異的韌性又具有良好的加工性；（2）通過(guò)茂金屬活性聚合得到的相對(duì)分子量分布窄，與聚烯烴兼容性好，具有較佳的流動(dòng)性；（3）POE 分子內(nèi)沒(méi)有不飽和雙鍵，耐候性優(yōu)于其它彈性體；（4）較強(qiáng)的剪切敏感性和熔體強(qiáng)度可實(shí)現(xiàn)高擠出提高產(chǎn)量；（5）良好的流動(dòng)性可改善填料分散效果可提高制品熔接強(qiáng)度。POE 生產(chǎn)有三個(gè)核心壁壘，目前全部被跨國(guó)公司壟斷POE 誕生近 30 年時(shí)間，國(guó)內(nèi)至今未實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，從產(chǎn)業(yè)和技術(shù)角度主要有三方面的瓶頸限制。（1）-烯烴的供應(yīng)，尤其是主流 PO

7、E 產(chǎn)品使用的 1-辛烯的供應(yīng)不足；（2）先進(jìn)催化劑體系的研究滯后于國(guó)際先進(jìn)水平；（3）缺少對(duì) POE 生產(chǎn)必須的高溫溶液聚合工藝的實(shí)踐探索。本小節(jié)力圖對(duì)國(guó)內(nèi)外在-烯烴的供應(yīng)，茂金屬催化劑的合成，以及溶液聚合工藝方面進(jìn)行回顧和梳理。-烯烴的供應(yīng)C4C8 是-烯烴是主流種類，與乙烯共聚是其主流應(yīng)用。-烯烴是指在分子鏈端部有雙鍵的單烯烴，也稱線性-烯烴(Linear alpha olefin, LAO)。常溫下 C2 C4 烯烴為氣體；C5C18 為易揮發(fā)液體；C19 以上為蠟狀固體。有廣泛工業(yè)用途的是碳數(shù)范圍為 C4C18 的直鏈-烯烴。其中應(yīng)用最廣的是 C4、C6 和 C8。 2016 年全球

8、-烯烴需求 540 萬(wàn)噸，至 2021 年增長(zhǎng)至 650 萬(wàn)噸，年均增速 3.7%。主要需求包括作為共聚單體與乙烯聚合合成 LLDPE/HDPE/POE/POP 等聚烯烴材料、直接聚合成聚 1-丁烯、生產(chǎn)潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油、表面活性劑、油田化學(xué)品等。圖6：-烯烴的應(yīng)用領(lǐng)域IHS1-丁烯、1-己烯和 1-辛烯作為與乙烯共聚生產(chǎn) HDPE、LLDPE 以及 POE 的共聚單體，以提高產(chǎn)品抗撕裂和拉伸強(qiáng)度，該領(lǐng)域的需求占-烯烴總消費(fèi)量的 57%，這構(gòu)成了-烯烴需求的主體。從供應(yīng)格局來(lái)看，1-丁烯大約占 42%，是規(guī)模占主導(dǎo)優(yōu)勢(shì)的種類，1-己烯約占 19%，1-辛烯約占 13%。LLDPE 主導(dǎo)了C4-C8

9、 -烯烴的需求。具體到短鏈-烯烴（C4C8）全球2016年的需求量大約 360 萬(wàn)噸，到 2021 年增長(zhǎng)至約 440 萬(wàn)噸，IHS 預(yù)測(cè)至 2025 年增長(zhǎng)至約 530 萬(wàn)噸。在全球短鏈-烯烴需求中 LLDPE 約占 300 萬(wàn)噸，即 68%。 LLDPE 主要應(yīng)用于薄膜和包裝，對(duì) LLDPE 而言，所用的共聚-烯烴鏈長(zhǎng)越長(zhǎng)，其力學(xué)性能越好，越有利于制品減薄。LLDPE 對(duì)共聚單體的選擇由原料的可獲得性、價(jià)格、技術(shù)水平等因素綜合決定。目前用于 LLDPE 的共聚-烯烴主要是 1-丁烯和 1-己烯。LLDPE 生產(chǎn)中 1-丁烯或 1-己烯共聚比例約在 3%-10%。在美國(guó)和西歐， LLDPE

10、主要用 1-己烯作為共聚單體，在亞洲和中東 95%99%的 LLDPE 采用 1-丁烯作為共聚單體。HDPE 生產(chǎn)中使用-烯烴作為共聚單體需求較少，HDPE 對(duì)共聚-烯烴的消耗量約占 HDPE 產(chǎn)量的 1-2%，且主要使用 1-丁烯、1-己烯。據(jù)估算全球 2021 年 HDPE 對(duì)-烯烴的消費(fèi)量約 70 萬(wàn)噸。 圖7：2021 年全球-烯烴消費(fèi)結(jié)構(gòu) 圖8：2021 年全球-烯烴供應(yīng)結(jié)構(gòu)共聚單體PAO表面活性劑特種共聚單體油田化學(xué)品石蠟塑化劑醇其他特種化學(xué)品1-丁烯1-己烯1-辛烯C10+10%3%7%11%10%57%11%26%42%13%19%IHSIHSPOE 對(duì)-烯烴的需求大約在 40

11、 萬(wàn)噸，主要種類是 C8。POE/POP 對(duì)-烯烴需求約在 40 萬(wàn)噸。POE 和 POP 生產(chǎn)過(guò)程中主要將 1-辛烯作為共聚單體，一些廠家也將 1-丁烯作為共聚單體。與 LLDPE 不同之處在于，POE 對(duì)-烯烴的需求比例非常高， POE/POP 消耗了大約全球 1-辛烯的 36%。近年來(lái) POE 成為 1-辛烯需求增長(zhǎng)的主要來(lái)源。 圖9：2021 年全球短鏈-烯烴消費(fèi)結(jié)構(gòu) 圖10：2021 年全球短鏈-烯烴需求增長(zhǎng)單位：萬(wàn)噸LLDPEHDPEPOE/POP其他單位：萬(wàn)噸5304403606005004003002001000201620212025E304070300IHSIHS乙烯選擇性

12、齊聚-烯烴生產(chǎn)的主要工藝路線。應(yīng)用最廣泛的商業(yè)化的乙烯齊聚生產(chǎn)-烯烴的技術(shù)分為非選擇性齊聚和擇性齊聚。非選擇性齊聚生產(chǎn)全分布-烯烴（即 C4C20+各組分均大量存在）主要有 3 種技術(shù)：CP Chem 工藝、Ineos Ethyl 工藝、Shell SHOP 工藝。各家的技術(shù)路線及催化劑的選擇決定-烯烴混合產(chǎn)物的組分分布不盡相同，一般油品供應(yīng)商會(huì)以綜合方案消耗所產(chǎn)出產(chǎn)品。選擇性齊聚產(chǎn)品一般 C4-C8 組分比重很高。選擇性齊聚工藝中 1-丁烯的工藝包括 Honeywell UOP、Axens 等；擁有1-己烯選擇性齊聚技術(shù)路線包括Phillip、Axens、 CBI Lummus、Sasol

13、等，國(guó)內(nèi)燕山石化、獨(dú)山子石化等企業(yè)也建有 1-己烯裝置。擁有 1-辛烯選擇性齊聚工業(yè)化技術(shù)的目前只有 Sasol 和 Dow。工業(yè)上，用于 POE生產(chǎn)的 1-己烯、1-辛烯等的生產(chǎn)主要是采用乙烯選擇性齊聚的方法。工藝類型工藝種類產(chǎn)品類型技術(shù)持有廠商表2：-烯烴主要生產(chǎn)路線乙烯齊聚全分布Chevron Phillips Chemical (CP Chem工藝)乙烯齊聚全分布Ineos（Ethyl工藝）非選擇性齊聚乙烯齊聚全分布Shell (SHOP工藝)乙烯齊聚全分布Idemitsu乙烯齊聚全分布其他可轉(zhuǎn)讓廠家：Axens、Honeywell UOPRaffinate1-丁烯C4分離，如Hone

14、ywell UOP乙烯二聚1-丁烯Axens乙烯三聚1-己烯Phillips，Axens等選擇性齊聚乙烯四聚1-己烯、1-辛烯SasolC4 metathesis1-己烯CBI Lummus丁烯二聚1-辛烯Dow ChemicalF-T合成1-己烯、1-辛烯SasolIHS, 國(guó)內(nèi) 1-丁烯供應(yīng)相對(duì)充沛，1-辛烯工業(yè)化剛起步。在 1-丁烯方面，國(guó)內(nèi)合計(jì) 有 33 家企業(yè)合計(jì)約 88 萬(wàn)噸/年產(chǎn)能，主要來(lái)源是乙烯裝置及煉廠催化裂解裝置副 產(chǎn) C4 餾分和乙烯二聚工藝。預(yù)計(jì)到 2025 年，國(guó)內(nèi) 1丁烯產(chǎn)能將達(dá) 120 萬(wàn)噸。在 1-己烯方面國(guó)內(nèi)有少量產(chǎn)能，乙烯三聚法生產(chǎn)的 1己烯在純度、產(chǎn)率等方

15、面比 較可靠，國(guó)外的技術(shù)主要是由 Chevron Phillips 公司開(kāi)發(fā)，國(guó)內(nèi)是由中國(guó)石化于 2007 年實(shí)現(xiàn)工業(yè)化，為國(guó)內(nèi) 1己烯產(chǎn)品的主要生產(chǎn)工藝，國(guó)產(chǎn) 1己烯全部用于 PE 生產(chǎn)。國(guó)內(nèi) 1-辛烯工業(yè)化生產(chǎn)長(zhǎng)期處于空白，乙烯四聚工藝技術(shù)較先進(jìn)，生產(chǎn) 的 1辛烯產(chǎn)品含量在 66%以上。國(guó)內(nèi)多家企業(yè)正在對(duì)乙烯四聚工藝進(jìn)行研究開(kāi)發(fā)。 2022 年 3 月寧煤 8000 噸/年-烯烴中試裝置投產(chǎn)。產(chǎn)品企業(yè)產(chǎn)能（萬(wàn)噸/年）工藝備注1-己烯燕山石化5乙烯齊聚2007年6月開(kāi)車，燕山石化研究院技術(shù)1-己烯大慶石化0.5乙烯齊聚2008年10月投產(chǎn)，試生產(chǎn)裝置，采用中石化石油化工科學(xué)研究院技術(shù)1-己烯

16、獨(dú)山子石化2乙烯齊聚2014年10月投產(chǎn)，2條各1萬(wàn)噸/年生產(chǎn)線。利用大慶石化技術(shù)。1-辛烯/1-己烯寧夏煤業(yè)0.8F-T合成2022年3月開(kāi)車表3：國(guó)內(nèi) 1-己烯和 1-辛烯產(chǎn)能國(guó)內(nèi)線性-烯烴市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)性及應(yīng)對(duì)分析李彥著，中國(guó)化工報(bào)，總體來(lái)看，國(guó)內(nèi)在 1-丁烯的供應(yīng)方面既不存在技術(shù)問(wèn)題，也不存在產(chǎn)能問(wèn)題；在 1-己烯方面不存在技術(shù)問(wèn)題，但供應(yīng)能力較小；在 1-辛烯的工業(yè)化方面基本上處于空白狀態(tài)。而 1-辛烯是 POE 的主流路線，中國(guó) POE 長(zhǎng)期未發(fā)展起來(lái)，與 C8資源相對(duì)短缺、相關(guān)企業(yè)難以基于 1-辛烯進(jìn)行產(chǎn)品開(kāi)發(fā)和產(chǎn)業(yè)布局有較強(qiáng)的關(guān)系。催化劑的開(kāi)發(fā)催化劑是烯烴配位聚合技術(shù)的核心。早期的乙

17、丙橡膠彈性體通過(guò)傳統(tǒng)的 Z-N催化劑制備，目前乙烯/-烯烴共聚物彈性體的工業(yè)生產(chǎn)用催化劑種類已拓展至單活性中心的茂金屬催化劑和新型后茂金屬催化劑。在乙烯/-烯烴共聚物彈性體工業(yè)化生產(chǎn)中，催化劑的耐熱性、共聚活性、共單體插入能力、共聚物分子量大小及分布對(duì)催化劑的選擇都具有重要影響。Z-N 催化劑無(wú)法有效提高共聚單體的含量和控制分子量分布。上世紀(jì) 50 年 代，Ziegler 率先利用TiCl4-AlEt3 催化體系合成 HDPE，隨后Natta 將TiCl3-AlEt2Cl 催化體系應(yīng)用于等規(guī)立構(gòu)聚丙烯的制備，從而開(kāi)創(chuàng)了 Ziegler-Natta 催化劑。 DuPont 公司最早開(kāi)發(fā)了適用于溶

18、液聚合的 Z-N 催化劑。該催化體系可以與乙烯 生產(chǎn) C3C12 的-烯烴共聚物，但密度只能做到 0.915g/cm3。90 年代 Nova、 DSM 等公司針對(duì) DuPont 溶液型 Z-N 體系催化劑進(jìn)行了改進(jìn)，乙烯單程轉(zhuǎn)化率 提升到 90%，產(chǎn)品密度降低到 0.905g/cm3。整體而言，傳統(tǒng) Z-N 催化劑由于自 身的多活性中心特點(diǎn)，每種活性中心都有不同的聚合動(dòng)力學(xué)特征以及不同的立構(gòu) 選擇性，得到的聚合物分子量分布和化學(xué)組成分布均較寬，共單體的插入能力有限。 圖11：Z-N 催化劑與茂金屬催化劑分子量分布對(duì)比Dow Chemical-烯烴的聚合活性遠(yuǎn)低于乙烯，提高共聚含量和規(guī)整性極度依

19、賴催化劑。乙烯與-烯烴結(jié)構(gòu)相似，其配位聚合機(jī)理也類似。但由于取代基的存在，-烯烴的聚合比乙烯更復(fù)雜。特別是高碳數(shù)-烯烴，取代基會(huì)導(dǎo)致單體位阻增加，與催化劑活性中心配位和插入時(shí)需要更大的空間，而且聚合活性通常較乙烯低。隨著-烯烴鏈長(zhǎng)的增加，聚合活性下降。丙烯聚合活性是乙烯的 1%20%，1-丁烯聚合活性是丙烯的 10%33%。此外，由于-烯烴的不對(duì)稱性，存在空間選擇性。-烯烴插入方式不同會(huì)導(dǎo)致聚合物的性能差異。這些都是催化劑設(shè)計(jì)需要考慮的因素。烯烴相對(duì)活性備注乙烯1/丙烯乙烯的1%20%/1-丁烯乙烯的1/10001/600/1-己烯/低于1-丁烯1-辛烯/低于1-己烯表4：烯烴聚合相對(duì)活性對(duì)比

20、聚烯烴彈性體的現(xiàn)狀及研究進(jìn)展程嘉猷著，整理茂金屬催化劑解決了“活性”和“可控”的難題。茂金屬催化劑由主催化劑和助催化劑組成，主催化劑是過(guò)渡金屬原子與含有茂環(huán)（環(huán)戊二烯）的官能團(tuán)配位形成的有機(jī)金屬絡(luò)合物。茂金屬催化劑的迅速發(fā)展得力于 Kaminsky 等人在 1980 年發(fā)明甲基鋁氧烷(MAO)助催化劑，該助催化劑為烷基鋁的水解產(chǎn)物，與主催化劑組合顯現(xiàn)出超高的乙烯聚合活性。與 Z-N 催化劑相比，茂金屬催化劑在聚烯烴材料開(kāi)發(fā)上的優(yōu)勢(shì)主要有：高聚合活性、窄聚合物分子量分布、均勻得共聚物組成分布、優(yōu)異的共聚合性能、可耐受的共單體種類廣。茂金屬催化劑根據(jù)配體結(jié)構(gòu)，可分為非橋聯(lián)雙茂金屬、橋聯(lián)雙茂金屬、橋

21、聯(lián)半茂金屬（含 CGC）、非橋聯(lián)半茂金屬。圖12：典型茂金屬主催化劑結(jié)構(gòu)乙烯/辛烯溶液共聚及其聚合物鏈結(jié)構(gòu)的調(diào)控劉偉峰著，陶氏化學(xué)的橋聯(lián)半茂金屬 CGC 打開(kāi)了 POE 的大門。上世紀(jì) 80 年代 Dow 和 Exxon 公司幾乎同時(shí)注冊(cè)了橋聯(lián)半茂金屬催化劑專利。這種茂金屬結(jié)構(gòu)中含有一個(gè)茂環(huán)或取代茂環(huán)，通過(guò)一個(gè)橋基官能團(tuán)與另一個(gè)雜碳原子基團(tuán)連接。橋聯(lián)單茂金屬催化劑熱穩(wěn)定性好，在高溫下共聚性能優(yōu)異，特別適合高溫溶液法生產(chǎn)乙烯/-烯烴無(wú)規(guī)共聚物彈性體 POE。由于此類催化劑共聚性能好，產(chǎn)品具有長(zhǎng)支鏈結(jié)構(gòu)，大大提高了 POE 產(chǎn)品的熔體強(qiáng)度和加工流變性能。Dow 公司 Stevens 等人又將此類催

22、化劑稱之為限定幾何構(gòu)型催化劑（Constrained Geometry Catalyst: CGC）。橋聯(lián)半茂催化劑的配體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)比雙茂金屬更多樣化，可實(shí)現(xiàn)對(duì)聚合產(chǎn)物結(jié)構(gòu)的精確調(diào)控。目前為止這類催化劑仍然是 POE 生產(chǎn)所使用的主要種類。企業(yè)催化劑類型催化劑特點(diǎn)備注Dow Chemical橋聯(lián)半茂CGC經(jīng)典結(jié)構(gòu)/表5：各廠家 POE 催化劑特點(diǎn)Exxon橋聯(lián)半茂類CGC結(jié)構(gòu)，首次在茂金屬配體中引入橋基官能團(tuán)將上下兩個(gè)茂環(huán)連接/C2C4產(chǎn)品，產(chǎn)品性能與C2C8有Mitsui負(fù)載型雙茂可適用于淤漿聚合和氣相聚合差距LG橋聯(lián)半茂將氮原子橋聯(lián)基團(tuán)改為苯基橋聯(lián)/住友橋聯(lián)半茂含芳氧雜原子，熱穩(wěn)定性好乙烯/

23、辛烯溶液共聚及其聚合物鏈結(jié)構(gòu)調(diào)控劉偉峰著，多家日韓企業(yè)也在橋聯(lián)半茂金屬催化劑取得進(jìn)展。Exxon 公司 1988 年即注冊(cè)了茂金屬催化劑專利，涵蓋了非橋聯(lián)雙茂和橋聯(lián)雙茂金屬催化劑，在茂金屬配體中引入橋基官能團(tuán)將上下兩個(gè)茂環(huán)連接，并通過(guò)變換茂環(huán)上的取代基結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)較好的聚合活性控制、產(chǎn)物分子量大小和分布控制以及對(duì)-烯烴的立體選擇性控制，為高-烯烴插入量聚烯烴彈性體的工業(yè)合成奠定了基礎(chǔ)。在 Dow 和Exxon 之后，其他公司也注冊(cè)了可制備乙烯/-烯烴無(wú)規(guī)共聚物彈性體的橋聯(lián)半茂金屬催化劑專利，但真正應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的很少。韓國(guó) LG 化學(xué)將橋聯(lián)半茂金屬催化劑中氮原子橋聯(lián)基團(tuán)改為苯基橋聯(lián)，獲得了很好的

24、催化效果，其結(jié)構(gòu)與 Dow 的 CGC 極其相似，并于 2009 年成功開(kāi)發(fā)了乙烯/1-辛烯無(wú)規(guī)共聚 POE。日本住友合成了一種芳氧雜原子橋聯(lián)的半茂金屬催化劑，其熱穩(wěn)定性好，能在 200以上的高溫下保持高的催化活性、好的共單體插入能力。三井采用負(fù)載型雙茂金屬催化劑通過(guò)淤漿法或氣相法得到密度 0.88095g/cm3 的乙烯/-烯烴共聚物產(chǎn)品。相對(duì)于溶液法生產(chǎn)的 POE 產(chǎn)品，三井生產(chǎn)的 POE 產(chǎn)品共單體插入量較低，強(qiáng)度大，但彈性和韌性相對(duì)差，透明性差，總體性能不如溶液法生產(chǎn)的 POE。聚合工藝開(kāi)發(fā)高溫溶液聚合是 POE 難以繞開(kāi)的工藝路線選擇。目前 POE 生產(chǎn)的主流工藝均采用了高溫連續(xù)溶液

25、法，究其原因主要有兩個(gè)。第一，彈性體難以以粒狀在流化床反應(yīng)器或淤漿反應(yīng)器中流動(dòng)，實(shí)現(xiàn)非均相聚合；第二，POE 低熔點(diǎn)，其結(jié)晶區(qū)的聚合產(chǎn)物容易被溶劑溶脹而結(jié)團(tuán)、粘連，進(jìn)而使聚合反應(yīng)無(wú)法繼續(xù)進(jìn)行下去。我國(guó)一些石化企業(yè)曾嘗試在現(xiàn)有的乙丙橡膠裝置上進(jìn)行 POE 生產(chǎn)，但乙丙橡膠多采用釩系催化劑，聚合溫度只有約 70，該催化劑不具備與 1-己烯、1-辛烯烴等-烯烴良好的共聚能力，改用共聚能力良好的催化劑，并在高溫下進(jìn)行聚合，裝置壓力會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)現(xiàn)有乙丙聚合反應(yīng)器所能承受的能力，此類嘗試以失敗告終。因此 POE 聚合需要在聚合物熔點(diǎn)以上的溫度進(jìn)行均相溶液聚合。POE 現(xiàn)有多種溶液聚合工藝。目前，知名的乙烯/

26、-烯烴溶液聚合生產(chǎn)工藝有加拿大 Nova Chemicals 的 Sclairtech 中壓溶液聚合工藝、美國(guó) ExxonMobil 的絕熱連續(xù)溶液聚合工藝、Dow Chemical 的連續(xù)環(huán)管溶液聚合工藝。此外北歐化工、 BASF、利安德巴塞爾、DSM、三井化學(xué)、住友化學(xué)、東曹集團(tuán)、LG 化學(xué)、SK 化工等公司都有烯烴高溫溶液聚合的催化劑專利。其中用于 POE 生產(chǎn)最主流的陶氏的 InsiteTM 工藝和 Exxon 的 ExxpolTM 工藝。 圖13：乙烯/-烯烴溶液聚合原理Dow ChemicalExxon 最早將茂金屬催化劑成功用于溶液聚合。Exxon 公司最早開(kāi)發(fā)了絕熱連續(xù)溶液聚合

27、工藝。該工藝核心為連續(xù)攪拌釜反應(yīng)器（CSTR）。該工藝采用 LCST液相分離法，充分利用反應(yīng)釜內(nèi)聚合放出的熱量和溶劑帶走的熱量，并且不需要額外的熱量進(jìn)行固液分離，節(jié)約了能耗，因而被稱為絕熱連續(xù)溶液聚合技術(shù)。該工藝采用高活性單活性中心催化劑，以 C4C10 混合烷烴作溶劑，以 C3C10-烯烴作為共單體，以氫氣作為分子量調(diào)節(jié)劑，既可以生產(chǎn)聚乙烯塑性體，也可以生產(chǎn)聚乙烯彈性體，還可以生產(chǎn)丙烯、苯乙烯類共聚物。通過(guò)該工藝生產(chǎn)的產(chǎn)品密度介于 0.850.93g/cm3 之間。聚合物熔指在 0.01100g/10min 之間，分子量分布指數(shù)小于 3.0。該工藝在共單體的回收管道上安裝多個(gè)共單體儲(chǔ)罐，可以

28、分別存儲(chǔ)不同的共單體，因而允許生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)品在 EPR、EPDM 與POE 之間快速方便地切換。Dow 環(huán)管溶液聚合工藝。陶氏利用其 CGC 催化劑技術(shù)，在傳統(tǒng)烯烴淤漿環(huán)管聚合工藝基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)出了乙烯溶液環(huán)管聚合工藝。該工藝溫度控制在聚合物熔點(diǎn)以上，通常管內(nèi)聚合溫度100，壓力控制在 3.14.1MPa。該溶液環(huán)管工藝采用茂金屬催化劑，以烷烴、異構(gòu)烷烴、環(huán)烷烴、芳香烴作為溶劑，特別適合使用 IsoparE 作溶劑，使用于生產(chǎn)乙烯、丙烯、苯乙烯類共聚物、包括 HDPE、LLDPE、 POE、EPR、EPDM、乙烯/苯乙烯共聚物、苯乙烯類嵌段共聚物等。特別適合放熱量高的乙烯聚合反應(yīng)。乙烯單程轉(zhuǎn)換率

29、90%以上，相比于連續(xù)攪拌釜式反應(yīng)器（CSTR）工藝，該溶液環(huán)管工藝最大的優(yōu)點(diǎn)是傳熱效率高。由于傳熱效率高，反應(yīng)溫度的控制不再影響到聚合物濃度。高傳熱效率可使聚合濃度做到 26%。制備聚乙烯彈性體分子量可以在 1100 萬(wàn)之間任意調(diào)控，最佳值在 650 萬(wàn)，分子量分布介于 1.515，最佳值 2.06.0，密度可在 0.8550.895g/cm3 之間任意調(diào)控。POE 的供應(yīng)格局：目前全部來(lái)自海外進(jìn)口全球供需概況目前已有包括陶氏化學(xué)、Exxon、三井、SABIC-SK、LG 化學(xué)等公司實(shí)現(xiàn)了 POE的工業(yè)化生產(chǎn)。從歷史上看有三個(gè)產(chǎn)能建設(shè)的高峰，第一個(gè)是 1990 年代初，陶氏和 Exxon 率

30、先開(kāi)發(fā)出相關(guān)產(chǎn)品，陶氏在德州以及 Exxon 在路易斯安娜等地的首套 POE 裝置投產(chǎn)，初期主要生產(chǎn)塑性體和彈性體產(chǎn)品。第二個(gè)產(chǎn)能建設(shè)高峰主要集中在 2000-2005 年左右，陶氏和 Exxon 為滿足市場(chǎng)需求先后擴(kuò)產(chǎn)或新建工廠，此外，三井新加坡裝置也在這一時(shí)期投產(chǎn)。這一時(shí)期 POE 產(chǎn)能迅速擴(kuò)張伴隨著全球汽車工業(yè)中 EPDM 產(chǎn)品被性能更優(yōu)異的 POE 全面替代展開(kāi)。第三個(gè)產(chǎn)能建設(shè)高峰發(fā)生在 2015 年前后，主要集中在韓國(guó)的裝置順利投產(chǎn)。2021 年全世界范圍內(nèi)廣義的 POE 產(chǎn)能（包括丙烯基彈性體等）約在 200 萬(wàn)噸，更側(cè)重于乙烯基彈性體的狹義 POE 產(chǎn)能約 158 萬(wàn)噸。且一般而

31、言 POE 生產(chǎn)裝置往往與茂金屬 LLDPE 等溶液聚乙烯產(chǎn)品裝置共線，相當(dāng)一部分裝置并非全部產(chǎn)能專產(chǎn) POE 彈性體。圖14：世界主要 POE 供應(yīng)企業(yè)（萬(wàn)噸/年）生產(chǎn)商裝置地點(diǎn)產(chǎn)能商品名投產(chǎn)時(shí)間技術(shù)路線可產(chǎn)產(chǎn)品類型備注Dow美國(guó)德州20Engage、Affinity1993/2004Insite+CGCPOE/POP美國(guó)路易斯安那16Engage、Infuse2003/2006Insite+CGC特殊催化劑POE/POP/OBC西班牙塔拉戈納5.5Versify等2004Insite+CGC丙烯基彈性體泰國(guó)馬塔府20Engage、Affinity2008Insite+CGCPOE/POP沙

32、特薩達(dá)拉20Engage2016Insite+CGCPOEExxon美國(guó)路易斯安那8Exact/Exceed1991/2005ExxpolPOE美國(guó)路易斯安那35Vistamax2004Exxpol丙烯基彈性體Mitsui新加坡裕廊島20Tafmer2003/2010專有茂金屬催化劑POE/POP/EPDMSSNC (SK-SABICJV)韓國(guó)蔚山23SK: Solumer SABIC: Fortify2015NexlenePOE/LLDPELG韓國(guó)大山28Lucene2009/2016專有茂金屬催化劑POE2025擬擴(kuò)產(chǎn)至38萬(wàn)噸Borealis荷蘭赫侖3Queo2013專有茂金屬催化劑PO

33、E/POP聚烯烴彈性體的現(xiàn)狀及研究進(jìn)展，華經(jīng)情報(bào)，從供應(yīng)結(jié)構(gòu)來(lái)看，（1）陶氏：2021 年陶氏在全球產(chǎn)能占比達(dá) 48%，一直以來(lái)居于主導(dǎo)地位。（2）韓系：2015 年以來(lái)韓國(guó)產(chǎn)能擴(kuò)張較快，LG、SABIC/SK 等企業(yè)產(chǎn)能份額快速提升，并有進(jìn)一步擴(kuò)產(chǎn)計(jì)劃。Exxon 雖有乙烯基彈性體產(chǎn)品，但近年來(lái)逐漸轉(zhuǎn)向生產(chǎn)丙烯基彈性體產(chǎn)品。（3）三井新加坡裝置：三井位于新加坡裝置自 2005 年投產(chǎn)以來(lái)，在新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)方面工作較多，其 Tafma 系類產(chǎn)品涵蓋了 EPDM 和 POE、POP 在內(nèi)的多系列產(chǎn)品，但產(chǎn)能新增方面相對(duì)較為保守。從區(qū)域來(lái)看，亞洲尤其是東亞地區(qū)已經(jīng)成為全世界最大的 POE 相關(guān)產(chǎn)品生產(chǎn)

34、中心，2021 年?yáng)|亞地區(qū)在全球 POE 產(chǎn)能中占比已達(dá) 54%。這些國(guó)家產(chǎn)能在很大程度上均面向中國(guó)釋放。 圖15：2021 全球 POE 產(chǎn)能結(jié)構(gòu)（按企業(yè)） 圖16：2021 全球 POE 產(chǎn)能結(jié)構(gòu)（按區(qū)域）Dow Exxon Mitsui SSNC(SK-SABIC) LG Borealis美國(guó)新加坡韓國(guó)泰國(guó)其他2%18%48%14%13%5%18%27%12%12%31%聚烯烴彈性體的現(xiàn)狀及研究進(jìn)展，華經(jīng)情報(bào)，聚烯烴彈性體的現(xiàn)狀及研究進(jìn)展，華經(jīng)情報(bào)，從全球需求總量來(lái)看，截至 2021 年全球需 POE 類產(chǎn)品需求總量約在 136 萬(wàn)噸。2018-2021 平均增速約在 7%。從需求結(jié)構(gòu)來(lái)

35、看，近 5 年發(fā)生著顯著的變化。 2018 年全球需求中汽車超過(guò) 50%。但 2018 年以后，汽車領(lǐng)域需求逐年下降，至2021 年下降至 38%左右。從需求國(guó)家來(lái)看，傳統(tǒng)上日本和北美各占 POE 總需求的 1/3 左右，這二者是主要的消費(fèi)區(qū)域，其次為歐洲。但 2017 年以后中國(guó)需求量逐年大幅攀升，2021 年在全球需求占比已超過(guò) 45%。上述變化一方面是由于在 2020-2021 年期間全球汽車產(chǎn)量受疫情以及芯片等問(wèn)題影響產(chǎn)量出現(xiàn)明顯下滑，另一方面，近 2 年以來(lái)在光伏膠膜以及線纜、鞋材等非汽車領(lǐng)域出現(xiàn)了快速增長(zhǎng)，產(chǎn)品滲透率也在提升，且中國(guó)這些領(lǐng)域均占有主導(dǎo)地位，2021 年中國(guó)在光伏組建

36、全球產(chǎn)量占比超 80%，鞋材占比超過(guò) 50%，汽車產(chǎn)量全球占比 32%，這一趨勢(shì)在未來(lái)一段時(shí)間或?qū)⒊掷m(xù)。 圖17：全球 POE 消費(fèi)量增長(zhǎng) 圖18：全球 POE 消費(fèi)結(jié)構(gòu)變遷單位：萬(wàn)噸12713611211910415012555%汽車消費(fèi)需求占比中國(guó)消費(fèi)需求占比10045%75502502017201820192020202135%25%15%20172018201920202021聚烯烴彈性體的現(xiàn)狀及研究進(jìn)展，華經(jīng)情報(bào)，主要廠家產(chǎn)品聚烯烴彈性體的現(xiàn)狀及研究進(jìn)展，華經(jīng)情報(bào)，陶氏化學(xué)Dow 彈性體擁有五大系列產(chǎn)品，覆蓋面極廣。通過(guò) InsiteTM 技術(shù)，陶氏化學(xué)公司開(kāi)發(fā)了一系列高附加值的乙烯

37、/ - 烯烴共聚物， 包括 EngageTM POE , AffinityTM POP 和粘合劑，VersifyTM 乙烯/丙烯共聚物。2006 年發(fā)布了一款商品名為 InfuseTM 的新型烯烴基彈性體，是一種乙烯/1-辛烯嵌段共聚物（OBC）。該聚合物具有非常獨(dú)特的多嵌段共聚結(jié)構(gòu)，使 OBC 既有低的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，又有高的熔點(diǎn)，耐熱性能更好，拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率等更優(yōu)異，克服了無(wú)規(guī)共聚物密度和耐熱性能無(wú)法平衡的問(wèn)題。2013 年，陶氏化學(xué)公司又發(fā)布了一款丙烯-乙烯嵌段共聚物，商品名 IntuneTM，該產(chǎn)品可應(yīng)用于包裝、交通、消費(fèi)品等領(lǐng)域，可作為聚乙烯和聚丙烯的增容劑，制備的多層結(jié)構(gòu)不會(huì)

38、因相容而導(dǎo)致層間黏結(jié)失效。Dow 在全球范圍內(nèi)運(yùn)營(yíng)有多個(gè)生產(chǎn)據(jù)點(diǎn)。陶氏擁有五個(gè)溶液聚合生產(chǎn)彈性體/塑性體的工廠，分別位于美國(guó)德州(Freeport)、美國(guó)路易斯安那、西班牙塔拉戈 納、泰國(guó)馬塔府和沙特的 Sadara。EngageTM，AffinityTM，VersifyTM 和 InfuseTM 等系類產(chǎn)品的往往共用同一套裝置進(jìn)行切換生產(chǎn)，例如在泰國(guó)同時(shí)生產(chǎn) AffinityTM、 EngagaeTM、和 InfuseTM 三個(gè)系列產(chǎn)品。截至 2021 年產(chǎn)能超過(guò) 80 萬(wàn)噸。斷裂伸長(zhǎng)率(%)拉伸強(qiáng)度(Mpa)Tg()Tm()Xc(%)MFR(g/10min)第二單體及質(zhì)密度(g/cm3）量

39、分?jǐn)?shù)(%)牌號(hào)表6：陶氏 EngageTM 系列典型牌號(hào)及性能884281801-辛烯，1-辛烯，280.8570.86310.513163847-58-5536.360060081301-辛烯，0.864131356-552.460081501-辛烯，250.8700.51655-529.560081001-辛烯，240.87011860-529.7660082001-辛烯，240.87051959-535.760084001-辛烯，240.870302165-542.860084521-辛烯，220.87532066-5111.260084111-辛烯，200.880182476-507.

40、360080031-辛烯，180.88512577-4618.260084011-辛烯，190.885302580-478.560074671-丁烯，0.8621.21234-58260074571-丁烯，0.8623.61240-561.860074471-丁烯，0.86551335-532.460073671-丁烯，0.8740.81651-515.260072701-丁烯，0.8800.81964-4413.960072771-丁烯，0.8800.81964-4413.9600聚烯烴彈性體的現(xiàn)狀及研究進(jìn)展程嘉猷著，圖19：EngageTM 系類產(chǎn)品在交通等領(lǐng)域的應(yīng)用Dow Chemica

41、l應(yīng)用開(kāi)發(fā)的重點(diǎn)從汽車轉(zhuǎn)向光伏。汽車是 POE 的傳統(tǒng)最大應(yīng)用，陶氏在該領(lǐng)域有完整的產(chǎn)品線，主流牌號(hào)包括 8C 產(chǎn)品 8150、8100、8200、XLT8677 以及 4C 產(chǎn)品 7467、7447 等。近年來(lái)陶氏在光伏領(lǐng)域也開(kāi)展了大量的推廣工作，是最早將 POE 的應(yīng)用推廣到光伏的企業(yè)。在光伏領(lǐng)域主要推出 EngageTM PV 牌號(hào)產(chǎn)品。具體而言主要包括碳 8 系列的 8660、8669de 等牌號(hào)。與競(jìng)爭(zhēng)材料相比，POE電勢(shì)誘導(dǎo)降解較少，特別是對(duì)于高效雙面太陽(yáng)能電池效率，提高電池可靠性、延長(zhǎng)使用壽命、提高發(fā)電量、降低平均電力成本至關(guān)重要。埃克森美孚?？松梨诠居?1991 年率先在其

42、 Baton Rouge 工廠工業(yè)化生產(chǎn)茂金屬聚乙烯，是世界上第一個(gè)將茂金屬催化劑用于工業(yè)化生產(chǎn)聚烯烴的公司。利用日本三菱開(kāi)發(fā)并授權(quán)的高壓聚合釜技術(shù)，?？松梨诠緦⑵涓倪M(jìn)后結(jié)合自己專有的 ExxpolTM 技術(shù)和茂金屬催化劑用于聚乙烯的生產(chǎn)。?？松梨诨す緦⒃摷夹g(shù)用于乙烯與1-丁烯、乙烯與1-己烯共聚，推出了商品名為ExactTM 的POP 和POE，密度為 0.8700.920 g/cm3。?？松梨诨す具€利用該技術(shù)推出了商品名為 VistamaxxTM 的丙烯基彈性體。1995 年，?？松梨诨す九c荷蘭 DSM 合作利用開(kāi)發(fā)的 CompactTM 技術(shù)生產(chǎn) ExactTM 乙

43、烯-1-辛烯共聚物。Exxon 逐漸轉(zhuǎn)向丙烯基彈性體產(chǎn)品。VistmaxxTM 系列產(chǎn)品主要是丙烯/乙烯共聚物，屬于是半結(jié)晶共聚物，具有可調(diào)無(wú)定形含量，并且與其他聚烯烴材料相容。具有一定的韌性、粘附性、密封性、柔軟性、透明度、分散性、附著力、彈性和柔韌性，在汽車、建筑和施工、消費(fèi)品、衛(wèi)生和包裝等行業(yè)的最終產(chǎn)品應(yīng)用。Exact塑性體是乙烯/烯烴共聚物，可彌合彈性體和塑料之間的差距。用作聚合物改性劑，在軟包裝、模塑和擠出產(chǎn)品、電線電纜以及發(fā)泡化合物中提供獨(dú)特的性能。共聚產(chǎn)品類型包括辛烯、己烯和丁烯牌號(hào)。目前埃克森美孚目前彈性體產(chǎn)能主要轉(zhuǎn)向丙烯基的 Vistamaxx 產(chǎn)品，其生產(chǎn)裝置位于德州的 B

44、aytown。斷裂伸長(zhǎng)率(%)拉伸強(qiáng)度(Mpa)Tg()Tm()Xc(%)MFR(g/10min)第二單體及質(zhì)密度(g/cm3）量分?jǐn)?shù)(%)牌號(hào)表7：ExxonMobil ExactTM 典型牌號(hào)及性能40061-丁烯0.88010/659.5080040331-丁烯0.8800.8/6120.7 62040491-丁烯0.8734.5/5690611-丁烯0.8630.5/37-582.87 51091821-丁烯0.8851.2/69-419.68 44093711-丁烯0.8724.5/55-493.69 80040561-己烯0.8832.2/7360 490聚烯烴彈性體的現(xiàn)狀及研究進(jìn)

45、展程嘉猷著，三井化學(xué)三井 TafmaTM 系列產(chǎn)品擁有很廣的產(chǎn)品范圍。三井化學(xué)株式會(huì)社于 1975 年開(kāi)始生產(chǎn)乙烯基聚合物，商品名為 TafmerTM。最初是用釩系 Z-N 催化劑生產(chǎn)。 1997 年，三井宣布成功使用茂金屬催化劑和獨(dú)有的溶液聚合技術(shù)產(chǎn)出聚烯烴，后逐漸切換為茂金屬催化劑生產(chǎn) TafmerTM。2005 年在新加坡新建生產(chǎn)線用于生產(chǎn) TafmerTM POP 和 POE，產(chǎn)能為 10 萬(wàn)噸/年，2010 年擴(kuò)產(chǎn)到 20 萬(wàn)噸/年。其產(chǎn)品以 C2C4 系列為主。其后三井不斷擴(kuò)充新牌號(hào)，現(xiàn)有主要包括 TafmerTM A 和 TafmerTM DF（乙烯-1-丁烯共聚物）、Tafme

46、rTM P（乙烯-丙烯共聚物），TafmerTM XM（丙烯-1-丁烯共聚物）、TafmerTM H（乙烯基共聚物）、TafmerTM PN（丙烯基聚合物）、TafmerTM BL（丁烯基聚合物）等。TafmerTM 廣泛應(yīng)用于抗沖改性劑、增黏劑、密封材料、薄膜、多層共擠出材料等領(lǐng)域。斷裂伸長(zhǎng)率(%)拉伸強(qiáng)度(Mpa)Tg()Tm()Xc(%)MFR(g/10min)第二單體及質(zhì)密度(g/cm3）量分?jǐn)?shù)(%)牌號(hào)表8：三井 TafmerTM 典型牌號(hào)及性能DF6051-丁烯0.8610.5/5051000DF6101-丁烯0.8621.2/5031000DF6401-丁烯0.8643.6/50

47、31000DF7101-丁烯0.8701.2/55151000DF7401-丁烯0.8703.6/5581000DF3501-丁烯0.87035/5521000DF8101-丁烯0.8851.2/66371000DF8401-丁烯0.8853.6/66271000DF82001-丁烯0.88518/66-7012 950A4070s1-丁烯0.8703.6/5581000A1085s1-丁烯0.8851.2/66371000A4085s1-丁烯0.8853.6/66271000A20085s1-丁烯0.88518/661000C10701-辛烯0.8681/62-529.3 850C1070D

48、1-辛烯0.8681/62-529.3 850C10851-辛烯0.8851/74-4716.7 700C11075DF1-辛烯0.8681/62-52C130601-辛烯0.86313/42-563.11000C13060D1-辛烯0.86313/42-562.31000C30070D1-辛烯0.86830/62-523.11000C30801-辛烯0.883/68-4911.8 900C50701-辛烯0.8685/62-526 1100聚烯烴彈性體的現(xiàn)狀及研究進(jìn)展程嘉猷著，LG 化學(xué)LG 的彈性體產(chǎn)能已躍居全球第三，并計(jì)劃擴(kuò)產(chǎn) 10 萬(wàn)噸。LG 化學(xué)有限公司于2005 年開(kāi)始生產(chǎn)茂金屬聚

49、乙烯，2008 年用自主開(kāi)發(fā)的茂金屬催化劑，以乙烯和1-辛烯或 1-丁烯為原料和專有的溶液聚合工藝生產(chǎn) POE 和 POP，商品名為 LuceneTM，其產(chǎn)品包括乙烯-1-辛烯共聚物和乙烯-1-丁烯共聚物。2016 年宣布新建彈性體工廠，年產(chǎn)能增加 20 萬(wàn)噸。2019 年 POP 和 POE 總產(chǎn)能達(dá)到 28 萬(wàn)噸，目前產(chǎn)能僅次于陶氏和 Exxon 兩家，位居全球第三。2022 年 2 月 8 日的網(wǎng)上直播投資者研討會(huì)上韓國(guó) LG 化學(xué)首席執(zhí)行官辛學(xué)喆表示，LG 化學(xué)實(shí)施藍(lán)海轉(zhuǎn)移戰(zhàn)略，將把用于太陽(yáng)能電池板的聚烯烴彈性體薄膜材料的年產(chǎn)能提高 10 萬(wàn)噸。該項(xiàng)目將于 2023 年投產(chǎn)，屆時(shí)年產(chǎn)能

50、將達(dá)到 38 萬(wàn)噸。牌號(hào)第二單體及質(zhì)密度(g/cm3）MFRXcTm()Tg()拉伸強(qiáng)度斷裂伸長(zhǎng)率(%)表10：LG LuceneTM 典型牌號(hào)及性能LC160量分?jǐn)?shù)(%)1-辛烯0.863(g/10min)0.5(%)/46-56(Mpa)6.1900LC1611-辛烯0.8680.5/54-539.4900LC1701-辛烯0.8701.1/58-539.5900LC6701-辛烯0.8705/58-555.5900LC1001-辛烯0.8851.2/100-3138600LC1801-辛烯0.8851.2/73-4525800LF1001-辛烯0.8630.5/47-556.3600LF

51、6701-辛烯0.8705/5520800LC1681-丁烯0.8621.2/32-581.8800LC1751-丁烯0.8701.1/42-534.4900LC5651-丁烯0.8655/36-541.8550LC8751-丁烯0.87035/60-581.9450聚烯烴彈性體的現(xiàn)狀及研究進(jìn)展程嘉猷著，中國(guó)供應(yīng)概況由于國(guó)內(nèi)沒(méi)有 POE 的生產(chǎn)能力，中國(guó)消費(fèi) POE 全部來(lái)自于海外進(jìn)口。主要基于 2017-2022 上半年年除 LLDPE 之外的乙烯/-烯烴共聚物進(jìn)口數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。中國(guó) POE 的供應(yīng)有如下特點(diǎn)和趨勢(shì)：（1）2017-2022 年 POE 需求先增量，后漲價(jià)。2017 年至 2

52、022 年間國(guó)內(nèi) POE 的需求變化可分為兩個(gè)階段。2017-2020 年 POE 進(jìn)口量快速提升，2021- 2022 年間 POE 進(jìn)口量增速放緩，但價(jià)格迅速拉漲。2017 年進(jìn)口量約 22.4 萬(wàn)噸，20172020 年間進(jìn)口量逐年快速提升至2020 年的58.9 萬(wàn)噸，CAGR 高達(dá)27.3%。但 2020 年以后進(jìn)口量增速相對(duì)放緩，2021 年進(jìn)口量 64 萬(wàn)噸，2022 年上半年進(jìn)口量 33 萬(wàn)噸。但同期 2021-2022 年上半年期間進(jìn)口價(jià)格快速上漲，從 2021 年1 月的約 14000 元/噸，上漲至 2022 年 6 月的約 24600 元/噸。兩個(gè)階段的變化均反映了國(guó)內(nèi)

53、需求的迅猛增長(zhǎng)，2021 年-2022 年上半年階段的價(jià)格迅速上漲則反映出海外供應(yīng)產(chǎn)能的短缺，對(duì)中國(guó)市場(chǎng)的供應(yīng)不足。 圖20：2017-2022H1 中國(guó) POE 進(jìn)口量 圖21：2017-2022H1 中國(guó) POE 月度進(jìn)口量及價(jià)格 進(jìn)口數(shù)量（萬(wàn)噸）706459605044403233302220100201720182019202020212022H1700006000050000400003000020000100000進(jìn)口數(shù)量（左軸，噸）進(jìn)口均價(jià)（右軸，元/噸）26002400220020001800160014001200Jan-17May-17 Sep-17 Jan-18 May-

54、18 Sep-18 Jan-19 May-19 Sep-19 Jan-20 May-20 Sep-20 Jan-21 May-21 Sep-21 Jan-22May-221000資料來(lái)源：中國(guó)海關(guān)，資料來(lái)源：中國(guó)海關(guān)，韓國(guó)貨源占比顯著提升，新加坡貨源占比下滑。從歷年進(jìn)口數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)，韓國(guó)貨源所占比重從 2017 年的約 20.8%，逐漸提升到 2021 年的 36.7%。主要得益于 2015 年前后韓國(guó)兩套裝置投產(chǎn)釋放產(chǎn)能。2019 年韓國(guó)超過(guò)泰國(guó)成為最大的進(jìn)口來(lái)源國(guó)。而位于新加坡的產(chǎn)能對(duì)中國(guó)供應(yīng)的比重從 2017 年的約 21%下降至 2021 年的 8%。 圖22：2017-2022H1

55、年中國(guó) POE 進(jìn)口來(lái)源國(guó) 圖23：2017-2022H1 年中國(guó) POE 進(jìn)口來(lái)源企業(yè) 100%90%80%70%60%50%40%30%20%10%0%韓國(guó) 泰國(guó) 新加坡 美國(guó) 西班牙 沙特 其他國(guó)家201720182019202020212022H1100%80%60%40%20%0%陶氏&Exxon韓國(guó)三家三井不明確54.9%49.651.453.052.458.820.8%22.1%31.033.238.036.710.511.115.420.9%10.68.0%201720182019202020212022H1資料來(lái)源：中國(guó)海關(guān)，資料來(lái)源：中國(guó)海關(guān)，陶氏份額持續(xù)保持領(lǐng)先，韓國(guó)企業(yè)

56、份額提升。分公司來(lái)看也能觀察到類似現(xiàn)象，韓國(guó)企業(yè)所占份額提升明顯。但美國(guó)企業(yè)（主要是 Dow）則基本上保持了其在中國(guó)的市場(chǎng)份額水平。POE 的需求格局：從汽車驅(qū)動(dòng)到光伏驅(qū)動(dòng)需求概況2021 年全球 POE 消費(fèi)量約 136 萬(wàn)噸，其中汽車需求消費(fèi)占比約 38%，光伏需求消費(fèi)占比約 24%，2019-2021 增速約 6.6%。從歷史數(shù)據(jù)來(lái)看，2007 年全球消費(fèi)量 40 萬(wàn)噸，2015 年增加至 75 萬(wàn)噸，這一時(shí)期主要得益于汽車產(chǎn)量的快速增加，長(zhǎng)期以來(lái)汽車最大的消費(fèi)領(lǐng)域。2021 年中國(guó) POE 消費(fèi)量約 64 萬(wàn)噸，其中光伏領(lǐng)域反超汽車市場(chǎng)，成為最大單一市場(chǎng)。2021 年光伏占國(guó)內(nèi) POE

57、 需求比列為 40%，汽車市場(chǎng)退居第二，占比為 26%。而在 2021 年之前，汽車一直是 POE 國(guó)內(nèi)最大的需求市場(chǎng)，以 2017 年為例，全年 22 萬(wàn)噸需求中，汽車領(lǐng)域需求占比達(dá) 65%。在鞋材、線纜等領(lǐng)域的需求增長(zhǎng)相對(duì)平穩(wěn)。 圖24：全球與中國(guó) POE 消費(fèi)1361271121191044459643222單位：萬(wàn)噸全球需求量中國(guó)POE消費(fèi)量16014012010080604020020172018201920202021IEK，CNCIC， 圖25：2017 年中國(guó) POE 消費(fèi)結(jié)構(gòu) 圖26：2021 年中國(guó) POE 消費(fèi)結(jié)構(gòu)汽車光伏發(fā)泡線纜家電包裝其他7%9%8%8%3%65%0%

58、12%4%4%26%6%8%40%汽車光伏發(fā)泡線纜家電包裝其他IEK，CNCIC，IEK，CNCIC，汽車領(lǐng)域POE 在汽車中主要用于 PP 增韌。PP 是性價(jià)比極高、綜合性能優(yōu)良的高分子材料，是在汽車中使用最多的塑料。根據(jù)卓創(chuàng)資訊和前瞻經(jīng)濟(jì)學(xué)人等機(jī)構(gòu)數(shù)據(jù)， 2021 年平均單車用量 58-78kg，汽車中包括前后保險(xiǎn)杠、門板、儀表臺(tái)、座椅等大量零部件均使用 PP 作為基材。但 PP 材料也存在收縮率大、低溫脆性等缺點(diǎn)，導(dǎo)致其耐沖擊性能差，制品易變形。在汽車工業(yè)中部分零部件通過(guò)將 PP 與彈性體共混改性后應(yīng)用。汽車上早期主要使用 EPDM 作為對(duì) PP 共混改性的彈性體，POE發(fā)明以后，由于其

59、性能與 EPDM 相比具有較耐老化、高沖擊彈性、高硬度、高強(qiáng)度和高耐磨性等優(yōu)勢(shì)，POE 逐漸全面替代 EPDM 在汽車中的應(yīng)用。在汽車領(lǐng)域應(yīng)用的 POE 一般要求流動(dòng)性、沖擊改善性好，密度要求在 0.860g/cm3 左右，熔指要求在 1.030g/(10min) 。根據(jù)零部件部位不同，POE 添加份數(shù)一般在 8%20%之間，單車 POE 用量平均在 5-7kg 左右。 圖27：POE 在汽車中的應(yīng)用CNCICPOE 在汽車行業(yè)需求有待修復(fù)。從 2020 和 2021 年需求情況來(lái)看，受到芯片供應(yīng)和疫情影響，全球和國(guó)內(nèi)的汽車產(chǎn)量均有所下滑。疊加 2021 年以來(lái) POE價(jià)格因供應(yīng)不足持續(xù)上漲，

60、導(dǎo)致 POE 在汽車領(lǐng)域的消費(fèi)量有所下滑。但預(yù)期隨著汽車行業(yè)產(chǎn)量的恢復(fù)以及 POE 新產(chǎn)能投放后價(jià)格回落，POE 在汽車行業(yè)的需求會(huì)逐漸修復(fù)。 圖28：POE 在汽車中需求變化120001000080006000400020000全球汽車產(chǎn)量(萬(wàn)輛, 左軸)中國(guó)汽車產(chǎn)量(萬(wàn)輛, 左軸)全球車用POE消費(fèi)量(萬(wàn)噸, 右軸)中國(guó)車用POE消費(fèi)量(萬(wàn)噸, 右軸)70605040302010020172018201920202021光伏領(lǐng)域光伏組件是實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換的核心元件。光伏效應(yīng)指光照使不均勻半導(dǎo)體或半導(dǎo)體與金屬結(jié)合的不同部位之間產(chǎn)生電位差的現(xiàn)象，是光能量轉(zhuǎn)化為電能量的過(guò)程，也是形成電壓過(guò)程。光伏發(fā)