POE发展及行业现状

随着碳中和成为全球热点，光伏发电将有很大发展空间。中国太阳能行业新增装机已连续8年位居全球第一，未来5年还要继续爆发式增长。截止2020年底，全球累计光伏装机760.4GW。全球的光伏胶膜基本上都是在中国生产的，用于生产胶膜的材料主要是EVA，而POE比例也不断的提升。

一、什么是POE？

聚烯烃弹性体（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-octenecopolymer，也称EOC]。乙烯与高级α-烯烃共聚物中，当共聚物中高级α-烯烃含量较高时，呈半结晶、低模量的聚合物。乙烯与高级α-烯烃共聚物通过聚乙烯链段的结晶起到物理交联的作用，从而呈现热塑性弹性体的行为。乙烯-辛烯共聚物是乙烯与高级α-烯烃共聚物中发展迅速的一类，其中Dow化学公司开发的乙烯-辛烯共聚物非常具有代表性。Dow公司开发的限定几何构型茂金属催化剂应用于乙烯-辛烯共聚时，随着共聚单体含量增加，可制得从高结晶、层状形态的典型高模量树脂到低结晶、散乱束状形态的热塑性弹性体。Bensason等提出这种结构形态变化的四个区域：

POE分子链中的树脂相（聚乙烯链）结晶区起到了物理交联点的作用，一定量α-烯烃（1-丁烯、1-己烯、1-辛烯等）的引入削弱了聚乙烯链结晶区，形成了橡胶相从而成为具有橡胶弹性的无定型区，使得POE成为一种性能优异的热塑性弹性体。

二、POE的重要应用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。

针对上述特点，POE应用方向如下：

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。

2、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。

3、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。

4、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。

5、EVA挤出软管改性用POEEVA 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。

6、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。

7、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。

8、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。

9、膜类产品如PE膜，基于POE/LLDPE/CPP共混。

10、无纺布为了提高纺熔非织造布的柔软性和悬垂性，非织造布生产过程中需要选择合适的聚烯烃弹性体，并且添加其他的功能助剂。通过配方设计，添加一定比例的弹性体，可以大大改善非织造布的使用性能，产品克重也可大大降低。其柔软度、静摩擦系数、动摩擦系数都会明显改进。

三、POE的主要生产厂商

1. 埃克森美孚：1991年埃克森美孚（ExxonMobil）公司利用Exxpol工艺，在其生产乙丙橡胶（EPDM）的装置上利用乙烯和丁烯共聚得到新型聚烯烃弹性体材料POE，其牌号为Exact，后来利用该工艺开了乙烯和丙烯、己烯共聚聚烯烃弹性体，牌号为Vistamaxx、Exceed。

2. 陶氏( Dow)化学：1993年陶氏( Dow)化学公司采用限定几何构型催化技术(CGCT) 和INSITE 工艺制成的新型聚烯烃弹性体材料POE，该产品是乙烯和1-辛烯共聚而得，牌号为Engage，后来陶氏( Dow)化学公司还开发了乙烯和丙烯、丁烯共聚聚烯烃弹性体POE，牌号为Versify、Affinity等。该工艺可以在乙丙橡胶（EPDM）设备上生产得到产品。DOW在光伏领域牌号主要是ENGAGE™ PV。

3. 三井(Mitsui)化学：三井(Mitsui)化学公司2005年在新加坡建设一套10万t/a的POE生产装置，该公司技术来自陶氏( Dow)化学，生产乙烯和1-辛烯、丁烯共聚聚烯烃弹性体POE，牌号为Tafmer。

4. LG化学：LG采用自主研发的茂金属催化剂，以乙烯和1-辛烯或 1-丁烯为原料，生产的聚烯烃弹性体(POE)，其牌号为Lucene。

5. SABIC-SK：沙特基础工业公司（SABIC）与韩国石化公司SK综合化学等额合资控股公司SABIC SK Nexlene Company(SSNC)，于2014年7月在新加坡成立，并大力开发聚烯烃弹性体POE，该产品采用Nexlene™溶液聚合技术，并于2015年开始投放市场，牌号为Smart、Solumer，大力推进。在2021年橡塑展上，SABIC主推的POE树脂FORTIFYTM C5075DP和C13075DP作为光伏组件封装材料，可为光伏组件提供出色的保护，并确保高效、可靠的能源输出。

6. 万华化学：万华化学几年前开始研发POE，目前已经到了中试阶段，预计在2025年前有20万吨产能。2020年10月9日，万华化学发布“万华化学集团股份有限公司聚氨酯产业链一体化-乙烯二期项目环境影响报告书征求意见稿公示”。该项目为改扩建项目，建设内容包含20万吨/年聚烯烃弹性体(POE)装置。

7. 中国石化天津：中国石化天津南港乙烯工程以120万吨/年乙烯装置为龙头，瞄准****、填补国内空白、顶替进口，产业链延伸建设超高分子量、α-烯烃、ALL-PE、ABS、POE、HDPE等12套高端新材料装置。其中P0E聚烯烃类热塑性弹性体装置为10万吨/年，是属于C4型POE。

8. 惠生：据业内人士透露，惠生10万吨POE装置，将于2023年投产。可以看出随着POE在光伏等领域的需求日益增长，越来越多有实力的中国化工企业加入POE的研发和生产中，未来几年将成为POE市场中重要的参与者。

TPE材料和硅橡胶哪个更好? 

TPE材料：TPE材料是一种热塑性弹性体材料，具有高强度，高回弹性，可注塑加工的特征，应用范围广泛，环保无毒安全，有优良的着色性。可用于塑料的增强、增韧改性。自补强性大，配方简化，配合剂对聚合物的影响制约小，质量性能更易掌握。但TPE的耐热性不如橡胶，随着温度上升而物性下降幅度较大，因而适用范围受到限制。同时，压缩变形、弹性回复、耐久性等同橡胶相比较差，价格上也往往高于同类橡胶。尽管如此，TPE的优点仍十分突出，各种新型的TPE产品也不断开发出来。作为一种节能环保的橡胶新型原料，发展前景十分看好。但是现在一般运用在高档、高透明玩具，成人用品、吸盘用料、运动器材以及密封圈等。

硅橡胶：硅橡胶是指主链由硅和氧原子交替构成，硅原子上通常连有两个有机基团的橡胶。普通的硅橡胶主要由含甲基和少量乙烯基的硅氧链节组成。苯基的引入可提高硅橡胶的耐高、低温性能，三氟丙基及氰基的引入则可提高硅橡胶的耐温及耐油性能。硅橡胶耐低温性能良好，一般在-55℃下仍能工作。引入苯基后，可达-73℃。硅橡胶的耐热性能也很突出，在180℃下可长期工作，稍高于200℃也能承受数周或更长时间仍有弹性，瞬时可耐300℃以上的高温。硅橡胶的透气性好，氧气透过率在合成聚合物中是很高的。综上所述，我们可以看出TPE材料和硅橡胶其实并不是存在哪个更好的情况，这两种材料都各有千秋，而且应用领域也稍有不同，像TPE材料更多的是倾向食品级和运动器械以及线材方面。而硅橡胶更多的运用到医疗行业。

素材来源 | 公开信息本期编辑 | 丰云瑶
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