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m-LLDPE:价差减小有利于拓展市场应用

2019-06-15

■ 中国化工信息中心咨询事业部 郭灵燕

茂金属聚乙烯(m-LLDPE)是90年代全球聚烯烃工业最重要的技术进步之一,它是以茂金属(MAO)为聚合催化剂的乙烯与α-烯烃的共聚体,其共聚成分α-烯烃包含丁烯-1、己烯-1、辛烯-1等,产品密度和共聚单体含量可以在较宽的范围内变化。茂金属聚乙烯在性能上与传统的催化剂聚合而成的聚乙烯有显著的不同,具有更好的质感、延展性、透明度和坚韧度。研究发现共聚成分α-烯烃的分子链越长,茂金属聚乙烯的性能越好,即辛烯(即C8)类茂金属聚乙烯性能最佳,己烯(即C6)类茂金属聚乙烯性能次之,丁烯(即C4)类茂金属聚乙烯性能更差。

然而,茂金属聚乙烯的加工比较困难,一般需要与普通聚乙烯掺混使用。而m-LLDPE是其中下游产品使用最为普遍的一类分支,主要是指密度在0.915~0.925 g/cm3之间,熔体流动速率(MFR)在1.0的各类茂金属产品。据不完全统计,我国m-LLDPE占全国LLDPE市场需求的16%左右。

国内m-LLDPE的下游应用主要分为4类:工业包装、食品包装、农膜及PE-RT管材等。

仅4家实现工业化生产

目前,国内仅有中国石化齐鲁分公司(简称齐鲁石化)、中国化工集团沈阳化工股份有限公司(简称沈阳化工)、中国石油大庆分公司(简称大庆石化)、中国石油独山子分公司(简称独山子石化)共4家企业进行过m-LLDPE的工业化生产,且都是C6共聚产品,这是由于C6共聚m-LLDPE的原材料更易获取,且在产品性能和生产成本方面更具优势。2018年国内生产的m-LLDPE约为35万吨,开工率不足40%,其中84.4%是PE-RT管材,而薄膜类产品由于产品质量差,设备操作不稳定及盈利能力差等原因,仅占总产量的15.6%,其产品类型及技术来源见表1。

国内企业基本都是通过自主研发生产的PE-RT管材类m-LLDPE产品,而薄膜类产品都是通过引进国外Univation公司的技术进行开发。

国内m-LLDPE生产企业在PE-RT管材类产品的研发能力较强。在上述4家公司中,有3家通过自主研发开发了PE-RT管材级产品,并实现了规模化稳定生产的产品:

●齐鲁石化: 国内首家大规模生产PE-RT管材的企业,2018年产量十余万吨,占全国PE-RT材料市场的50%。

●大庆石化: 经过多年的自主开发,在2017年PE-RT管材实现批量生产,2018年产量超过1万吨。

●独山子石化:已于2017年成功开发PE-RT管材,2018年实现大规模生产。

然而,薄膜级m-LLDPE在我国仍为试生产阶段,进口催化剂的高价格,产品质量的不稳定导致企业生产积极性不高,这也限制了薄膜级m-LLDPE在国内进一步研发与生产。

口依赖严重

2018年,我国m-LLDPE消费量约为100万吨,其中C6共聚占比为87.4%,C8共聚产品仅占12.6%,其中国产m-LLDPE仅占12%,其余全部由国外进口。  

从消费领域看,我国m-LLDPE主要用于食品包装、工业包装、农用薄膜和PE-RT管材,共占m-LLDPE总消费量的94.9%。同时,C6 m-LLDPE和C8 m-LLDPE各自具有不同的消费领域:C6 m-LLDPE的主要应用领域是工业包装,食品包装和PE-RT管材,而C8 m-LLDPE的主要应用领域是食品包装和工业包装。

1.工业包装

在我国,工业包装是m-LLDPE最主要的消费领域,占总消费量的37%。m-LLDPE具有较好的抗撕裂性,耐穿刺性,低温密封性及耐冲击性,被常用于FFS膜、热收缩膜、拉伸缠绕膜、工业包装衬里、医用包装及垃圾袋的生产中。在工业包装中,m-LLDPE主要用来生产FFS膜。包装成型、自动灌装、封口重包装膜(简称FFS膜)是国内近年发展起来适用于重型包装的薄膜,主要用于大型合成树脂产品的自动包装线。FFS膜用原料需有优良的力学性能如拉伸强度、撕裂强度和抗冲击性能,因采用管膜法制袋,材料需兼具良好的挤出加工及吹膜成型性能,制袋时封口速度快。

m-LLDPE具有卓越的抗冲击性能和热封性能,使聚乙烯工业用袋的厚度减少。与传统的LLDPE相比,相对分子质量分布窄,共聚单体在主链上分布均匀,用其吹塑薄膜的物理机械性能明显提高,因此,为保证膜的强度和热封性能,FFS膜原料较多采用m-LLDPE,其添加比例高达50%。

2.食品包装

食品包装是我国m-LLDPE除工业包装外第二大的消费领域,约占总消费量的29%。我国是食品生产大国和消费大国,m-LLDPE凭借众多优势在食品包装领域得到了大量应用。它具有优良的韧性和强度,其薄膜可实现减薄化,从而降低原料、加工和运输成本。此外,m-LLDPE可通过与BOPET、BOPP、BOPA等薄膜进行复合,制成蒸煮包装袋、真空包装袋等,特别适用于包装肉类食品、方便食品、冷冻食品等产品;它具有优良的低温封合性能,可在一定程度上提升自动包装机的生产速度,适用于高速制袋生产线。液体食品和冷冻食品包装基本上全都使用m-LLDPE,而大多数固体食品包装也会用到m-LLDPE进行生产。

3.农膜

农膜领域是我国m-LLDPE消费的另一主要领域,占总消费量的8.4%。随着我国农田面积不断增加,农用薄膜应用也越来越广泛。农用薄膜用于覆盖农田,起到提高地温、保质土壤湿度、促进种子发芽、幼苗快速增长以及抑制杂草生长的作用。现在市场上主要的农膜种类有:普通农膜、PE功能膜、EVA功能膜、PO膜等,其中PO膜是农膜市场的发展趋势。

一般来说,PO膜中m-LLDPE的添加比例比较固定,一般都在50%左右,PO膜的优点主要体现在:减少病虫害,适合无公害蔬菜生产;强化保温性能;防静电、不粘尘;使用寿命长;适度的紫外线透过性等,这些特殊的优势很多都是通过m-LLDPE独特的材料性能实现,也保证了PO膜在农膜市场的竞争优势。

4. PE-RT管材

PE-RT即耐热聚乙烯,是一种能够用于热水管的非交联的聚乙烯,通过控制侧链的数目和分布获得独特的分子结构,既保留PE的优良柔韧性,又提高了PE的耐热性,因此亦称为“耐高温非交联聚乙烯”,可采用热熔熔接的方式进行连接。目前,PE-RT管材占中国地暖管市场的70%~80%,而PE-RT管材最主要的原材料便是m-LLDPE,它占国内m-LLDPE总消费量的20%。

总体来说,m-LLDPE的一系列下游应用早已渗透到日常生活的方方面面,随着国内生产技术的突破,在未来,m-LLDPE与普通LLDPE的价差将持续减小,这将进一步拓展m-LLDPE在市场中的应用。



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