一、POE的结构介绍
聚烯烃弹性体(POE)是非常具有代表性的的高端聚烯烃品种,今天小编就为您奉上POE盛宴,请各位看官尽情享用!
POE 是采用茂金属催化剂的乙烯和α-烯烃实现原位聚合的热塑性弹性体,其中聚乙烯链结晶区(树脂相)起物理交联点的作用,具有典型的塑料性能,加入一定量的α-烯烃( 1-丁烯、 1-己烯、1-辛烯等)后,削弱了聚乙烯链的结晶区,形成了呈现橡胶弹性的无定型区(橡胶相),使产品又具有弹性体的性质;POE具有塑料和橡胶的双重特性综合性能优异,因此POE可以看作是塑料与橡胶的桥梁产品。狭义上的POE是指乙烯-辛烯共聚物[Poly(ethylene-1-octene)或Ethylene-1-octe-necopolymer,也称EOC],CA登记号26221-73-8,海关编码(HS code)为390140。
POE弹性体从本质上来说,就是在支化聚乙烯,这一点类似与EVA、EEA、EBA等。聚烯烃弹性体POE分子结构中没有不饱和双键,具有很窄的分子量分布和短支链结构(短支链分布均匀),因而具有高弹性、高强度、高伸长率等优异的物理机械性能和的优异的耐低温性能。窄的分子量分布使材料在注射和挤出加工过程中不宜产生挠曲,因而POE材料的加工性能优异。由于POE大分子链的饱和结构,分子结构中所含叔碳原子相对较少,因而具有优异的耐热老化和抗紫外线性能。此外有效的控制在聚合物线形短支链支化结构中引入长支链,使材料的透明度提高,同时有效的改善了聚合物的加工流变性。
(POE 结构图)
典型的POE基本结构如上图所示,据资料所示,DOW化学公司和SK的POE为左图结构,而其他为右图结构,这就是所谓的8C和4C之分。
二、全球市场规模
全球 POE 市场需求在 2006~2011 年增幅达 10.3%,2016年需求量接近 100 万吨,其中北美和欧洲为 31.5%和 25.3%,日本为 10.3%,其他地区 32.9%,美国和西欧是 POE的主要消费区。全球 POE 产能已经超过 100 万吨,40%以上掌握在陶氏手中,拥有 45.5 万吨产能,生产 30多种牌号的产品。其次是美国埃克森美孚和日本三井化学, 2014 年 沙特SABCI和韩国SK 合资投产了 20 万吨的POE 和 POP 装置,近年来韩国 LG 也开始开发 POE 技术并进行小量生产。
中国对 POE 年需求量在 15~18 万吨, 仍有较大发展潜力。目前国外汽车保险杠领域的共混改性已大部分采用 POE 弹性体,而国内仅有 20%左右的保险杠材料采用 POE弹性体。中国汽车制造、塑料制造的生产体量巨大,但对 POE 应用率仍然较低,因此未来 POE 在中国仍有较大的发展潜力,但目前中国没有商业化的POE生产技术。
三、常见牌号及性能参数
韩国LG POE(SEETEC)
LC170 主要性能:抗冲击,良好的韧性。重要参数:熔融指数1.1、比重0.87、硬度71、抗张强度9.5、断裂伸长率900%、弯曲模量14、撕裂强度40、熔融温度58℃。
LC175 主要性能:抗冲击,良好的韧性。重要参数:熔融指数1.1、比重0.7、门尼粘度18、硬度63、抗张强度4.4、断裂伸长率900%、撕裂强度34、熔融温度36℃。
LC565 主要性能:抗冲击,高韧性。重要参数:熔融指数5.0、比重0.87、门尼粘度8、硬度54、抗张强度1.8、断裂伸长v领550%、撕裂强度20、熔融温度36℃。
LC670 主要性能:高韧性,高抗冲。重要参数:熔融指数5.0、比重0.87、门尼粘度9、硬度70、抗张强度5.5、断裂伸长率1000%、弯曲模量13、撕裂强度38、熔融温度58℃。
另外还有LC100。
埃克森美孚 POE(Exact)
POE 9061 主要性能:高韧性,高抗冲。重要参数:熔融指数0.5、比重0.86、硬度59、弯曲模量6.5、拉伸应力1.7、抗张强度2.4、断裂伸长率1200%、维卡软化点47℃。
POE 6102 主要性能:薄膜,包装。重要参数:比重0.86、乙烯成分16%、硬度66、弯曲模量12、拉伸应力1.9、撕裂强度34、维卡软化点52℃。
POE 0201 主要性能:通用级,共混,发泡。重要参数:硬度90、比重0.90、熔融指数2.5、弯曲模量68、拉伸应力12、断裂伸长率1144%、拉伸强度30、门尼粘度4.0、维卡软化点83℃、熔融温度97℃。
POE 0203 主要性能:通用级,共混,发泡。重要参数:比重0.90、熔融指数3.0、硬度87、弯曲模量76、熔融温度94℃、维卡软化点93℃、拉伸应力6.5、抗张强度75、门尼粘度9.1。
POE 5101 重要参数:熔融指数2.0、比重0.90、硬度90、门尼粘度18、抗张强度86、拉伸强度21、弯曲模量88、维卡软化点89℃、熔融温度98℃。
POE 8210 重要参数:比重0.88、熔融指数25、硬度79、弯曲模量26、熔融温度74℃、维卡软化点71℃、拉伸应力2.8、门尼粘度6.0、抗张强度43。
另外还有POE 9071、POE 9371、POE 4053。
美国陶氏 POE(ENGAGE)
POE 7387 重要参数:比重0.87、熔融指数0.5、门尼粘度54、硬度66、拉伸模量2.9、抗张强度9.1、断裂伸长率810、弯曲模量12、撕裂强度40、维卡软化点46℃、熔融温度50℃。
POE 7447 重要参数:比重0.87、熔融指数5.0、门尼粘度7.0、硬度64、拉伸模量1.7、抗张强度2.4、断裂伸长率550%、弯曲模量7.8、撕裂强度25.0、熔融温度35℃。
POE 7457 重要参数:比重0.8、熔流率3.6、门尼粘度9.0、硬度50、拉伸模量1.31、拉伸强度1.79、断裂伸长率600%、弯曲模量4.14、熔融温度40℃。
POE 7467 重要参数:比重0.86、熔融指数1.2、门尼粘度19、硬度52、拉伸模量1.40、抗张强度2.00、断裂伸长率600%、弯曲模量4.1、撕裂强度21、熔融温度34℃。
POE 8003 重要参数:比重0.88、熔融指数1.0、门尼粘度22、硬度84、拉伸模量4.8、抗张强度18、断裂伸长率640%、弯曲模量34、弹性体61、维卡软化温度63℃、熔融温度77℃。
POE 8100 重要参数:比重0.87、熔融指数1.0、门尼粘度24、硬度73、拉伸模量2.9、抗张强度9.76、断裂伸长率810%、弯曲模量14、撕裂强度40、维卡软化点45℃、熔融温度60℃。
POE 8107 重要参数:比重0.87、熔流率1.0、门尼粘度24、硬度73、拉伸模量2.9、抗张强度9.76、断裂伸长率810%、弯曲模量14.3、维卡软化点45℃、熔融温度60℃。
POE 8130 重要参数:比重0.86、熔流率13、门尼粘度4、硬度63、拉伸模量1.8、抗张强度2.4、断裂伸长率800%、弯曲模量7.8、熔融温度56℃。
POE 8137 重要参数:比重0.86、熔融指数13.0、门尼粘度4、硬度63、拉伸模量1.8、抗张强度2.4、断裂伸长率800%、弯曲强度7.8、撕裂强度26、熔融温度56℃。
POE 8150 重要参数:比重0.87、熔融指数0.5、门尼粘度33、硬度70、拉伸模量2.6、抗张强度9.5、断裂伸长率810%、弯曲模量15.0、撕裂强度37、维卡软化点46℃、熔融温度55℃。
POE 8157 重要参数:比重0.87、熔流率0.5、门尼粘度33、硬度70、拉伸模量2.6、抗张强度9.5、断裂伸长率810%、弯曲模量15、维卡软化点46℃、熔融温度55℃。
POE 8180 重要参数:比重0.86、熔融指数0.5、门尼粘度37、硬度63、拉伸模量1.90、抗张强度6.3、断裂伸长率910%、弯曲模量8.5、撕裂强度32、维卡软化点41℃、熔融温度47℃。
POE 8200 重要参数:比重0.87、熔融指数5.0、门尼粘度8.0、硬度66、拉伸模量2.3、抗张强度5.7、断裂伸长率1100%、弯曲模量10.9、撕裂强度37.0、维卡软化点37℃、熔融温度59℃。
POE 8207 重要参数:比重0.87、熔流率5.0、门尼粘度8、硬度66、拉伸模量2.3、抗张强度5.7、断裂伸长率1100%、弯曲模量10.9、维卡软化点37℃、熔融温度59℃。
POE 8400 重要参数:比重0.87、熔融指数30、门尼粘度2.0、硬度72、抗张强度3.30、断裂伸长率1000%、弯曲模量12.1、维卡软化点41℃、熔融温度60℃。
POE 8401 主要性能:高流动,高透明。重要参数:比重0.88、熔融指数30、门尼粘度2.0、硬度84、拉伸模量4.0、抗张强度8.5、断裂伸长率940%、弯曲模量30、撕裂强度56、维卡软化点49℃、熔融温度80℃。
POE 8402 主要性能:高流动,高透明,抗冲击。重要参数:比重0.90、熔融指数30、门尼粘度2.0、硬度88、拉伸模量6.7、抗张强度11.3、断裂伸长率910%、弯曲模量72、撕裂强度79、维卡软化点72℃、熔融温度96℃。
POE 8407 主要性能:高流动,加入滑石粉。重要参数:比重0.87、熔融指数30、门尼粘度2.0、硬度72、抗张强度3.3、断裂伸长率1000%、弯曲模量12.1、维卡软化点41℃、熔融温度60℃。
POE 8411 重要参数:比重0.88、熔融指数18、门尼粘度3、硬度81、拉伸模量3.3、抗张强度7.3、断裂伸长率1000%、弯曲模量19.5、撕裂强度47、维卡软化点45℃、熔融温度76℃。
POE 8440 重要参数:比重0.89、熔流率1.6、门尼粘度13、硬度86、拉伸模量6.3、抗张强度20、断裂伸长率690%、弯曲模量54、维卡软化点75℃、熔融温度93℃。
POE 8440G 重要参数:比重0.89、熔流率1.6、门尼粘度13、硬度86、拉伸模量6.3、抗张强度20、断裂伸长率690%、弯曲模量54、维卡软化点75℃、熔融温度93℃。
POE 8450 主要性能:耐老化,耐候。重要参数:比重0.90、熔融指数3.0、门尼粘度10、硬度90、拉伸模量7.3、抗张强度22、断裂伸长率750%、弯曲模量76、撕裂强度90、维卡软化点84℃、熔融温度97℃。
POE 8450G 重要参数:比重0.90、熔流率3.0、门尼粘度10、硬度90、拉伸模量7.3、抗张强度22、断裂伸长率750%、弯曲模量76、维卡软化点84℃、熔融温度97℃。
POE 8452 重要参数:比重0.87、熔流率3.0、门尼粘度11、硬度74、拉伸模量3.0、抗张强度11、断裂伸长率950%、弯曲模量16、维卡软化点48℃、熔融温度66℃。
POE 8457 重要参数:比重0.87、熔流率3.0、门尼粘度11、硬度74、拉伸模量3.0、抗张强度11、断裂伸长率950%、弯曲模量16.5、维卡软化点48℃、熔融温度66℃。
POE 8480 主要性能:高韧性,柔软性。用途:鞋材,交联发泡材料,共混,管材。重要参数:比重0.90、熔融指数1.0、门尼粘度20、硬度89、拉伸模量8.0、抗张强度25、断裂伸长率660%、弯曲模量83、撕裂强度91、维卡软化点89℃、熔融温度99℃。
POE 8540 主要性能:透明,良好的韧性和柔软性。重要参数:比重0.90、熔融指数1.0、门尼粘度20、硬度90、拉伸模量9.6、抗张强度28、断裂伸长率750%、弯曲模量114、撕裂强度103、维卡软化点97℃、熔融温度104℃。
POE 8842 主要性能:共混,添加滑石粉。重要参数:比重0.85、熔融指数1.0、门尼粘度25、硬度54、拉伸模量1.4、抗张强度3.0、断裂伸长率1200%、弯曲模量4.5、撕裂强度25、熔融温度38℃。
另外还有POE 8999。
沙伯基础SABIC
牌号:C0750D C5070D C1070D C1080 C3080 C0560D C3007D
日本三井
牌号:DF610.DF740 . DF-840,DF810.DF840 TA610,TA640,TA710
韩国SK
牌号:8605L、861L、8705L、871L、875、883、891、8730L
四、加工应用
POE可以取代橡胶、柔性PVC、EPDM、EPR、EMA、EVA、TPV、SBC和LDPE等材质,应用于不同产品,如汽车挡板,柔性导管,输送带,印刷滚筒,,运动鞋,电线电缆、汽车部件、耐用品、挤出件、压模件、密封材料、管件和织物涂层等,也可以作为低温抗冲改良剂来改善PP的低温抗冲性能,同时可以作为热塑性弹性体运用于汽车领域。
POE不需混炼和硫化。可采用通常热塑性塑料加工设备进行加工成型。成型加工温度和加工压力一般应略高一些,可在极高的加工速度下加工。可以注射成型、挤出成型,也可用压延机加工成板材或薄膜,并可吹塑成型,利用热成型可制造形状复杂的制品。可根据需要添加各种颜料制成不同的颜色。有些生产厂家依制品的使用要求,提供如耐油型、阻燃型、电稳定型以及可静电涂料型等各种品级的特殊配合料。有时为改善加工性能和某些制品的使用性能或降低成本时,也可以加入某些配合剂,如抗氧剂、软化剂和填充剂、着色剂等。边角料和废料可回收重复加工使用。但一般掺入比例不超过30%。
随着POE含量的增加,体系的冲击强度和断裂伸长率有很大的提高。可见,POE对PP有优良的增韧作用,与PP、活性碳酸钙有较好的相容性。这是因为POE的分子量分布窄,分子结构中侧辛基长于侧乙基,在分子结构中可形成联结点,在各成分之间起到联结、缓冲作用,使体系在受到冲击时起分散、缓冲冲击能的作用,减少银纹因受力发展成裂纹的机会,从而提高了体系的冲击强度。当体系受到张力时,由于这些联结点所形成的网络状结构可以发生较大的形变,所以,体系的断裂伸长率有显著的增加,当POE的含量增加时,体系的拉伸强度、弯曲强度和弯曲模量均有所下降,这是由POE本身的性能决定的,故POE的含量应控制在20%以下。
POE的含量与熔融指数的关系,加入POE后,体系的熔融指数增加。POE本身的流动性较好,它的加入,同时也改善了整个体系的流动性,当POE含量超过15份以后,体系的熔融指数基本没有变化,若要继续提高体系的流动性,则不能完全依赖于POE。
1、PP改性
与弹性体POE共混来改善PP 冲击性能,改性增韧后的PP可应用于汽车保险杠,汽车门板,家电外壳,办公文具,电瓶车和摩托车的塑料配件以及PP 果冻杯等。
改善PP/PE回料性能
PP/PE回料,添加POE 共混造粒或者直接注塑,可应用于塑料托盘,塑料周转箱,塑料工具箱,塑料办公桌椅配件,沙滩椅等。
PA尼龙等工程塑料增韧,相容剂
POE通过过氧化物引发可以顺利且有效与马来酸酐(MAH),甲基丙烯酸缩水甘油酯 (GMA),丙烯酸AA等单体发生接枝反应,所得到的接枝物广泛的用来增韧PA等工程塑料,同时也可以当作相容剂用于塑料合金中。
与EVA并用发泡
POE的柔韧性和回弹要比EVA高出很多,并用发泡会有着更好的效果,如发泡后的产品重量更轻,压缩回弹更好,触感良好,泡孔均匀细腻,撕裂强度高等突出优点。无论是模压发泡还是造粒后的注射发泡,POE已经大量的被使用在沙滩鞋,拖鞋,运动鞋的中底,鼠标垫,座垫,保丽龙材料,保温材料,缓冲片材,箱包衬里等发泡产品上。
EVA挤出软管改性用POE
EVA 和POE的混合使用添加在挤出软管的内层,使得软管具有抗污染性的封口,所需的热封温度低且热封强度更高。广泛的应用于吸尘器软管,洗衣机软管,排水管。
色母或填充母粒
POE在色母粒或填充母粒中当作载体或者代替PE蜡,可改善色母或填充母粒的品质。
热熔胶
POE 可以代替EVA 生产高档的热熔胶,且产品可以做到无异味,低密度,高的流动涂覆性,浸润性好等,也可以与EVA并用。
电缆料
POE可代替EVA、EEA 或EPDM用于非PVC电缆护套料绝缘;另外POE硬度和强度的变化率低可代替EVA 或者与EVA并用来生产无卤阻燃电缆料。
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