1、聚烯烃合成与应用全解析

聚烯烃合成与应用全解析

1. 聚烯烃概述

聚烯烃在过去40年里产量迅速增长，成为全球主要的塑料材料。2003年，聚乙烯产量达到5500万吨，聚丙烯产量为3800万吨/年。聚烯烃主要用于包装材料、容器、管道、日用品、薄膜和纤维等领域。

聚烯烃仅由碳和氢原子组成，单体容易获取。从环境角度考虑，可通过燃烧或热解实现清洁处理，燃烧时仅转化为二氧化碳和水。

通过乙烯、丙烯与高级正烯烃、环烯烃或极性单体的共聚，可显著改变产品性能，拓展应用领域。因此，乙烯/丙烯/正烯烃类型的三元共聚物具有最大的潜力。

乙烯可以通过自由基聚合或有机金属催化剂聚合。聚异丁烯采用阳离子聚合机制，其他烯烃（如丙烯、1 - 丁烯、4 - 甲基戊烯）则使用有机金属催化剂聚合。

聚乙烯技术从依赖单一的低密度聚合物发展到众多线性聚合物、共聚物和共混物，为设计师在树脂规格方面提供了极大的灵活性。聚丙烯也具有多功能性和增长潜力，其主要优点是在户外暴露时更易降解，用于生产纤维和长丝的聚丙烯用量增加就体现了这一点。

合成聚烯烃最初是通过分解重氮甲烷实现的，但除聚异丁烯外，这些聚合物大多是实验室的新奇产物，无法经济地大规模生产。直到1930年，Fawcett和Gibson（ICI）发现高压工艺，通过自由基化合物聚合乙烯，1931年生产出低密度聚乙烯（LDPE），用于电缆绝缘材料。然而，由于其熔点低于100°C，LDPE无法用于与热水接触的日用品生产。

后来，Hogan和Banks（Phillips Petroleum）以及Ziegler等人发现可以使用活化的过渡金属催化剂体系聚合乙烯，从而生产出高密度聚乙烯（HDPE），其软化温度高于100°C。Ziegl