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超高分子量聚乙烯崛起:揭秘其卓越性能与工业应用

2024-06-20560色母粒产业网

【色母粒产业网】6月20日消息,超高分子量聚乙烯(UHMWPE),一种具有出色综合性能的热塑性工程塑料,近日备受关注。这种材料以其独特的线性长链结构,赋予了它远超普通聚乙烯的耐磨性、高强度和抗冲击能力。根据美国材料实验协会ASTMD4020和国际标准化组织ISO11542的定义,UHMWPE的重均分子量(Mw)超过300万g/mol,粘均分子量(Mv)超过150万g/mol。其结构虽与普通聚乙烯相似,但分子量更大,分子链更长,因此性能更卓越,应用领域也更广泛。

在UHMWPE的生产过程中,催化剂扮演着至关重要的角色。乙烯的聚合过程受到多种因素的影响,其中催化剂的组成及用量对聚合产物的各项性能有着决定性的影响。经过多年的研发,目前主流的UHMWPE催化剂包括Ziegler-Natta催化剂、茂金属催化剂以及非茂过渡金属催化剂。

据了解,当前工业上生产UHMWPE树脂主要采用淤浆聚合工艺,具体分为搅拌釜工艺和环管工艺。值得一提的是,河南沃森超高化工科技有限公司采用了上海化工研究院开发的连续法超高分子量聚乙烯淤浆环管成套工艺,展现了国内技术的创新实力。

在生产技术方面,釜式聚合工艺中的Hostalen工艺因其操作弹性高、生产稳定且对乙烯气原料纯度要求低而受到广泛应用,全球超过三分之二的UHMWPE聚合都采用此工艺。而环管聚合工艺,如Phillips公司的单环管工艺和Ineos公司的双环管工艺,也因其独特的优势在行业中占有一席之地。

全球范围内,超高分子量聚乙烯的生产主要集中在亚洲和北美洲。市场上的主要供应商包括德国的塞拉尼斯、巴西的布拉斯克公司、荷兰的DSM公司以及日本的三井化学公司等。其中,塞拉尼斯在全球多地设有生产基地,包括德国的欧伯豪森、美国的德克萨斯州以及中国的南京。

我国对于超高分子量聚乙烯的研究虽然起步较晚,但近年来国内厂商已逐渐实现技术突破,掌握了核心生产技术。随着市场需求的增长,除先入局的企业如塞拉尼斯(南京)扩充产能外,还有新进入者如中国石化扬子石油化工有限公司、河南沃森超高化工科技有限公司等加入,使得我国超高分子量聚乙烯产能呈增长趋势。据统计,截至2022年,我国超高分子量聚乙烯产能已达约13.8万吨。然而,产业发展仍处于初级阶段,有效供给不足,特别是高端产品市场供不应求,仍需进口以满足需求。但随着国内技术的不断进步和产能的扩张,预计未来这一情况将得到改善。

据色母粒产业网了解,截至2024年6月,国内超高分子量聚乙烯的在产产能已合计达到约23.15万吨/年,而在建产能更是高达31万吨。此外,还有约37万吨/年的拟新建产能正在规划中。这一数据充分显示了国内超高分子量聚乙烯产业的迅猛发展势头。

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