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:
Dow公司推出的乙烯-辛烯共聚物商品有聚烯烃塑性体(POP)Affinity和聚烯烃弹性体(POE)Engage。
聚烯烃塑性体(POP)Affinity性能特点及用途
Affinity是Dow公司采用INSITE技术生产的茂金属聚烯烃塑性体,为乙烯和辛烯共聚物,辛烯的质量分数通常低于20%,密度范围0.875~0.935g/cm3。
Affinity的窄分子量分布,以及有控制地在聚合物高度规整的线型短支链中引入有限的长支链,使Affinity表现出良好的物理性能和加工性能。
Affinity比通常的聚烯烃塑料更具有一定的橡胶特性,但仍具有塑料的强度和加工性。其光学性能和机械性能优良。Affinity对剪切速率敏感,高剪切速率下黏度下降快,加工容易,同时其静态剪切黏度高,熔体强度好,在吹膜加工过程中膜泡稳定性好。Affinity具有优良的热封性能,与其它树脂的相容性好,因而共挤出特性好。与ULDPE或EVA(含9% VA)相比,Affinity的抗穿刺性、抗冲强度、热粘强度及透明性优异,密度低于EVA或PVC。
大部分的Affinity产品已获得美国FDA许可,直接用于食品包装。另外,Affinity还用于尿布及卫生用品的平挤压花薄膜、密封层、流延膜、吹胀膜、HDPE和PP的改性剂。
聚烯烃弹性体(POE)Engage性能特点及用途
Engage是Dow公司于1994年采用INSITE技术推出的茂金属聚烯烃弹性体,该产品也是乙烯-辛烯共聚物,近年也推出了乙烯-丁烯共聚物。
典型的Engage弹性体中共聚单体辛烯含量在20%以上。与传统聚合物相比,它的分子量分布和短支链分布很窄,因而具有优异的物理机械性能(高弹性、高强度和高伸长率)和良好的低温性能。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老化和抗紫外线性能。窄的分子量分布使材料在注射和挤出加工过程中不易产生挠曲。
INSITE技术可有效控制在聚合物线型短链支化结构中引入长支链,从而改善聚合物的加工流变性能,还可以使材料的透明度提高。通过对聚合物结构的设计和控制,可合成一系列密度、门尼黏度、熔体流动速率、拉伸强度、硬度不同的材料。
Engage弹性体与以往传统弹性材料相比有诸多优势,与EPDM相比,它具有熔接线强度卓越、分散性好、等量添加抗冲击强度高、成型能力杰出的优点;与SBR相比,它具有耐候性好、透明性高、价格低、密度小的优点;与EVA、EMA和EEA相比,它具有密度小、透明度高、韧性好、屈挠性好等优点;与软PVC相比,它具有无需特殊设备、对设备腐蚀低、热成型良好、塑性好、密度小、低温脆性佳和经济性良好等特点。
Engage弹性体作为塑料增韧剂,在多种塑料的增韧改性中得到较好的应用。不仅可以增韧改性与它相容的聚烯烃塑料,而且可通过过氧化物引发,有效地与马来酸酐、丙烯酸缩水甘油酯等单体发生接枝反应,所得到的接枝物广泛用来增韧尼龙、聚酯等工程塑料。