乙烯—辛烯共聚物(POE)简介.docVIP

乙烯基弹性体之4：乙烯-辛烯共聚物（POE）简介POE (Polyolefin Elastomer)简介 POE是美国DuPont-Dow弹性体公司于1994年以乙烯、辛稀为原料，采用原位聚合工艺（INSITE）和限定几何构型催化技术（CGCT）制成并推出的新型聚烯烃弹性体材料，商品名为Engage。聚乙烯（PE）本身是一种结晶的材料，但由于分子链中辛烯或丁烯的介入破坏了部分聚乙烯的结晶，辛烯或丁烯链段与结晶被破坏的聚乙烯链段共同形成了弹性的软段，聚乙烯的结晶部分形成硬段，起着物理交联点的作用，使POE具有了弹性体的性质。 茂金属催化剂与传统的Ziegler-Natta催化剂相比，具有理想的单一活性中心，因而能够在聚合过程中精密地控制相对分子质量分布、共聚单体含量及其在主链上的分布，从而能准确地控制聚合物的物理机械性能和加工性能。采用INSITE工艺和CGCT技术生产的牌号为Engage的POE，一方面具有很窄的分子量和短支链分布、聚合物结构可控；另一方面由于其分子链是饱和的，所含叔碳原子相对较少，因而具有优异的耐热氧老化和抗紫外线性能，力学性能、熔体强度和加工性能都很优异，具有以往传统弹性体材料不可比拟的优点：（1）与EPDM相比，由于它的分子链中不含不饱和双键，耐候性好。另外还具有分散性好、自粘性和互粘性好、等量添加冲击强度高、成型能力优异等优点。而且POE只可以用过氧化物、硅烷和辐射方法交联，交联后材料的物理机械性能、耐化学试剂及耐臭氧性能与EPDM接近；抗紫外线老化性能甚至优于EPDM和EPM，所以POE更适合于户外使用。（2）耐候性好，优于SBS；（3）与乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)、乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物（EMA）、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物（EEA）等相比，它具有质量轻、透明度高、韧性好等优点；（4）与软质PVC相比，它对设备腐蚀性小、热成型加工性能良好、低温脆性较佳且经济环保；（5）POE在低温下仍有较好的韧性和延展性，对剪切力敏感，有利于高速挤出和模塑，很少或不需增塑剂，使用寿命长。值得提出的是，由于POE具有较高的强度、伸长率和以上优异的综合性能，对于某些耐热等级、永久变形要求不严的产品，直接用POE材料即可加工成制品，一方面大大地提高了生产效率，另一方面材料还可以重复使用，降低成本。 POE有着较低的结晶度，密度小（约0.87g/cm3），窄分子量分布和低的玻璃化温度。这些特征使得其对无机填充物有着良好的包容性，并拥有良好的回弹性、柔韧性等。硬度低，使其在各种行业都有着广泛的应用。也正是基于POE的优异性能，新型聚烯烃弹性体POE正受到越来越多企业和科研工作者的关注，研究主要集中在改性POE直接用作热塑性弹性体、POE发泡材料、POE增韧其它聚合物和POE/聚烯烃热塑性弹性体等方面。 1. 改性POE直接用作弹性体材料 茂金属POE作为一种热塑性弹性体，具有塑料和橡胶的双重特性。一方面，窄的分子量分布和短支链，使其具有优异的物理机械性能，如：高弹性、高强度、高伸长率和良好的低温性能；另一方面，其分子链是饱和的，所含叔碳原子数量相对较少，因而其耐热氧老化和抗紫外线性能优异；最后，通过采用CGCT技术有控制地在聚合物线形短支链支化结构中引入长支链，改善了聚合物的加工流变性能，使其具有较强的剪切敏感性和熔体强度，可实现高速挤出，提高产量。因此，Engage POE推出后，就引起了很多科研人员的关注。 杨红都研究白炭黑、表面处理的白炭黑以及白炭黑/炭黑并用的品种和用量对POE补强性能的影响，结果显示：白炭黑对POE的补强效果较好，而且优于同种粒径炭黑的补强效果。夏琳等研究探索了纳米碳酸钙（Nano-CaCO3）、白炭黑、纳米高岭土等作为补强剂对POE交联弹性体的增强效果，结果表明：白炭黑对POE交联弹性体的补强效果最好。在撕裂强度方面，高岭土的补强效果明显地优于Nano-CaCO3，在补强剂用量同为40份时，Nano-CaCO3补强的POE的撕裂力的最大值仅为86N，撕裂强度为42 N/mm；而高岭土补强的POE交联弹性体的撕裂力的最大值则达到107N，撕裂强度达到47 N/mm。夏琳等还对硫化剂DCP用量和增强剂白炭黑用量对POE硫化胶性能的影响进行了研究，研究结果发现：补强POE硫化胶的综合力学性能在交联剂DCP用量为2份时较好；白炭黑对POE硫化胶具有优异的补强效果，其用量在20份以上时较佳。 2 POE发泡材料 生产发泡材料是茂金属POE的另一个重要应用领域，其中在高级运动鞋的海绵中底和微孔底方面用量最大。与EVA发泡材料相比，POE的拉伸强度和撕裂强度较高，弹性和耐磨性能更好。 毛亚鹏等的发明专利（发明专利号：200710038052），描述了一种POE发泡材料的制备方法，该发泡材料具有密度