國內(nèi)外POE市場分析及預測

  聚烯烴彈性體（POE）是由乙烯與丙烯或其他“-烯烴（如1-辛烯、1-己烯、1-辛烯等）共聚而得到的一類聚烯烴［1］。與傳統(tǒng)的聚烯烴相比，POE的相對分子質(zhì)量分布較窄，支鏈分布均勻，共聚單體含量高。由于POE分子鏈內(nèi)含有帶支鏈的共聚單體，導致聚合物鏈由結(jié)晶性樹脂相和無定型的橡膠相組成，因此，POE既具有橡膠的高彈性，又可以采用熱塑性塑料的加工工藝成型。POE分子鏈由非極性的飽和單鍵構(gòu)成，保持了聚烯烴優(yōu)良的耐老化性、耐化學藥品腐蝕性、耐熱性和耐水蒸氣性［2］。

  POE除了具有良好的流變性、力學性能、抗紫外線性、低溫韌性外，還與聚烯烴具有較好的親和性，因此，POE可以用于聚丙烯（PP）的增韌改性、PP和聚乙烯（PE）回收料的性能改善、乙烯-乙酸乙烯共聚物（EVA）擠出軟管改性及發(fā)泡，用作聚酰胺的增韌劑及相容劑，并可用于生產(chǎn)熱熔膠、電纜護套料等。此外，POE還可用于太陽能電池封裝膜、光伏、熱熔膠等領(lǐng)域。以美國陶氏化學公司商品名為Engage的POE加工而成的封裝膜Enlight，在450～1200nm的光學透過率大于90%，與EVA和聚乙烯醇縮丁醛相比，它的耐水性能更優(yōu)越，水蒸氣透過率是EVA封裝膜的10%，這使電池在潮濕環(huán)境下的壽命更長。

  我國所需的POE產(chǎn)品大都依賴進口。目前，國內(nèi)在售的POE產(chǎn)品主要來自陶氏化學公司、美國?？松梨诠尽⑷毡救瘜W公司、韓國LG化學公司和SK集團。本文根據(jù)國內(nèi)外POE彈性體的產(chǎn)能分布，對目前市場進行供需分析并對未來發(fā)展進行預測。

  1世界POE市場供需分析及預測

  1.1世界POE產(chǎn)能分布

  從圖1可以看出：陶氏化學公司占據(jù)全球POE產(chǎn)能的48%［3］。而我國在該領(lǐng)域發(fā)展緩慢。目前，全球POE產(chǎn)能超過1600kt/a，SK集團和沙特基礎(chǔ)工業(yè)公司也開始逐漸進入POE市場［4-5］。

  1.2世界POE生產(chǎn)技術(shù)現(xiàn)狀及供應情況

  20世紀80年代中期，陶氏化學公司利用溶液聚合工藝，將線型低密度聚乙烯產(chǎn)品種類擴大至塑性體（POP），其密度為0.890~0.915g/cm3［2，6］。90年代初期，隨著茂金屬催化劑的工業(yè)化，乙烯溶液聚合工藝得到廣泛應用，具有更高共聚單體含量的乙烯-線性“-烯烴無規(guī)共聚物被開發(fā)出來［7］。

  POE的生產(chǎn)需采用連續(xù)溶液聚合法，這是因為彈性體極難以顆粒狀在氣相或淤漿聚合反應器中流動，而且熱塑性彈性體雖有結(jié)晶鏈段，但在較低聚合溫度條件下又易被溶劑溶脹而結(jié)團、粘連，使聚合無法繼續(xù)進行。因此，它們的溶液聚合須在較高的溫度（至少120℃)進行，這就意味著制備POE采用的高溫溶液聚合對于催化劑的要求較高。1993年，陶氏化學公司率先推出的限制幾何構(gòu)型茂金屬催化劑（CGC）是目前最常用且有效的乙烯與1-辛烯共聚合催化劑，通常，乙烯-1-辛烯共聚物中1-辛烯含量為15%~45%（w），結(jié)晶度小于25%。除了陶氏化學公司的CGC外，?？松梨诠?、LG化學公司、日本住友化學公司等也開發(fā)出了耐高溫茂金屬催化劑［8］。

  目前，世界上POE的生產(chǎn)工藝（主要為溶液法）有陶氏化學公司的Dowlex工藝、瑞士NOVA化學公司的Sclairtech工藝、荷蘭DSM公司的Compact工藝和美國ChevronPhillips公司的Phillips淤漿法工藝［9］。

  世界POE主要生產(chǎn)廠家及裝置情況見表1。其中，陶氏化學公司生產(chǎn)的牌號有30多種，產(chǎn)能1156kt/a，占全球產(chǎn)能的48%；其次是LG化學公司和埃克森美孚公司；2014年，SK集團投產(chǎn)了200kt/a的POE和POP裝置。近年來，LG化學公司也開發(fā)了POE技術(shù)并進行了小批量生產(chǎn)［10］。

  （1）陶氏化學公司［11］。1995年，陶氏化學公司與DuPont化學公司合作，將原有的產(chǎn)品品種和系列擴大，形成了產(chǎn)品牌號為Engage的5大系列30多個產(chǎn)品，產(chǎn)品密度為0.868～0.910g/cm3，熔體流動速率為1.0～5.0g/10min，產(chǎn)品為袋裝粒料，運輸和加工都非常方便。陶氏化學公司在美國路易斯安娜州、德州，西班牙，Tarragona以及泰國馬塔府建有多套裝置，目前，產(chǎn)能達到1000kt/a以上，成為POE最大生產(chǎn)商。

  （2）?？松梨诠荆?2］。?？松梨诠静捎肊xxpolTM茂金屬催化劑溶液法工藝，推出商品名為Exact的系列POE產(chǎn)品，牌號達到14種以上，產(chǎn)品密度為0.868～0.902g/cm3，熔體流動速率為0.5～10.0g/10min。

  （3）三井化學公司。三井化學公司采用茂金屬催化技術(shù)和齊格勒納塔催化技術(shù)生產(chǎn)TafmerTM系列POE彈性體產(chǎn)品，形成了TafmerDF，XM，BL等產(chǎn)品。該產(chǎn)品在透明性、彈性、柔順性方面較好，與其他牌號相比，性價比更高，獲得了市場較好的口碑。

  （4）LG化學公司。LG化學公司使用其獨特的茂金屬催化劑和溶液法工藝，生產(chǎn)品牌為LuceneTM的系列POE彈性體產(chǎn)品（6個乙烯-1-辛烯共聚物牌號）和POP產(chǎn)品（2個乙烯-1-辛烯共聚物牌號）。

  （5）近年來，SK集團和SABIC公司也有少量牌號的POE彈性體供應市場。

  1.3世界POE市場供需分析及預測

  從圖2可以看出：2011年，全球POE消費量為400kt左右，2015年增長至600kt，2019年P(guān)OE全球消費量進一步提高到800kt［13］。POE的主要消費區(qū)是北美、西歐和日本。其中，日本消費量最大，約占總消費量的33%，其次是北美約占32%，然后是西歐為25%，其他地區(qū)占10%。目前，全球POE的需求仍在增速，其中，以東北亞地區(qū)的需求增加最強烈，且POE的消費集中在改性、線材線纜和發(fā)泡上。初步預測，全球?qū)OE的需求總量年均增長率至少在5.0%以上，且未來需求增速有望保持在10.0%以上。

  2  國內(nèi)POE市場供需分析及預測

  2.1供需情況

  從表2可以看出：2016—2021年，我國POE需求量不斷增加，年均增長率保持在6.5%以上，且全部依賴進口。2021年，國內(nèi)對POE年需求量已經(jīng)達到277kt［14］。目前，受光伏、汽車、聚烯烴等行業(yè)的需求影響及拉動下，國內(nèi)POE市場規(guī)模不斷擴容，對POE的需求量逐年遞增。初步預測，我國對POE的需求總量年均增長率至少在5.0%以上，且未來需求增速有望保持在10.0%以上。

  2.2國內(nèi)POE市場供應及生產(chǎn)狀況分析

  POE在國內(nèi)的生產(chǎn)仍主要依賴進口。目前，國內(nèi)企業(yè)尚未完全突破POE的工業(yè)化生產(chǎn)，國外擁有POE生產(chǎn)技術(shù)的公司對生產(chǎn)所需的催化劑進行了專利保護，并且嚴密封鎖了作為POE重要原料的高碳“-烯烴的生產(chǎn)工藝技術(shù)。

  2017年1月，工業(yè)信息化部、發(fā)展改革委、科技部、財政部四部委聯(lián)合發(fā)布《新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展指南》，加快推動先進基礎(chǔ)材料工業(yè)轉(zhuǎn)型升級。2019年5月，發(fā)展改革委公布《產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導目錄（2019年本，征求意見稿）》，指出加快POE、茂金屬聚乙烯等特種聚烯烴，高碳“-烯烴等關(guān)鍵原料的開發(fā)與生產(chǎn)［15］。2021年5月，中國石油和化學工業(yè)聯(lián)合會發(fā)布的《化工新材料產(chǎn)業(yè)“十四五”發(fā)展指南》指出，將高端聚烯烴塑料2025年的自給率力爭提升到近70%。

  在國家的大力支持下，目前，國內(nèi)各科研機構(gòu)、企業(yè)正在抓緊研發(fā)，原料受制約的情況也得到了一定的改善。開發(fā)有自主知識產(chǎn)權(quán)的POE核心技術(shù)，特別是高活性、耐高溫、共聚能力強的適用于均相高溫溶液聚合的高性能催化劑成為關(guān)鍵。國內(nèi)已有許多企業(yè)開展初步布局，國產(chǎn)替代指日可待。萬華化學公司POE已經(jīng)完成中試，在國內(nèi)少數(shù)技術(shù)攻關(guān)企業(yè)中走在前列。除萬華化學公司外，京博石化公司、中國石油化工股份有限公司（簡稱中國石化）茂名分公司、斯爾邦石化公司、中國石化天津分公司、惠生新材料公司、中國化學工程股份有限公司、衛(wèi)星石化公司等均有投建POE裝置的計劃，部分企業(yè)小試或中試裝置已經(jīng)有重要進展。

  2.3國內(nèi)POE消費市場分析及預測

  2.3.1國內(nèi)POE消費市場分析

  目前，國內(nèi)POE需求量處于快速增長階段，但由于國內(nèi)石化企業(yè)未能實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，所需產(chǎn)品主要依賴進口。當前國內(nèi)在售的POE牌號及生產(chǎn)公司見表3和表4［16］。

  從表5可以看出：國內(nèi)POE仍有較大發(fā)展?jié)摿?。與國外的消費結(jié)構(gòu)不同，2020年，國內(nèi)POE消費最多的是用于汽車行業(yè)，占68.0%，用于聚合物改性的為19.0%，用于電線電纜的為9.0%，其他用途為4.0%［17］。在國外，汽車保險杠領(lǐng)域大部分已經(jīng)采用POE進行共混改性；而國內(nèi)只有20%左右的保險杠材料采用POE。由此可見，POE的應用率在國內(nèi)汽車制造、塑料制造生產(chǎn)領(lǐng)域仍然相對較低，POE在國內(nèi)市場有較大的發(fā)展?jié)摿Α?br />
  2.3.2國內(nèi)POE消費市場預測

  2.3.2.1光伏需求持續(xù)增長，POE占比不斷提升

  POE材料適用于光伏膠膜。POE可以與各種

  改性助劑均勻攪拌成混合料，經(jīng)流延擠出成熔融態(tài)膠膜，再經(jīng)過一系列商業(yè)化加工后形成POE膠膜，后續(xù)應用于組件的封裝。POE由于表現(xiàn)出良好的耐候性、耐紫外光老化性能，以及優(yōu)異的耐熱、耐低溫性能，被認為是光伏膠膜的主流材料之一。POE膠膜市場仍處于初級發(fā)展階段，陶氏化學公司最早提出EngagePOE膠膜，其被廣泛用于國內(nèi)市場。光伏行業(yè)保持熱點話題，未來增長性明確?，F(xiàn)階段，國內(nèi)外光伏行業(yè)熱度持續(xù)向上，全球光伏裝機量快速增長。中長期看，國內(nèi)外“碳中和”政策正逐步推出，我國二氧化碳排放力爭于2030年前達到峰值，努力爭取2060年前實現(xiàn)“碳中和”，政策驅(qū)動下的光伏行業(yè)將有望保持高速增長。同時，當前全球眾多地區(qū)光伏發(fā)電的平準化度電成本已經(jīng)低于傳統(tǒng)能源，轉(zhuǎn)化效率提升帶動下，組件及其他成本下降空間依然充足，全球光伏全面平價時代正來臨。結(jié)合中長期行業(yè)情況，預計2021—2025年全球光伏裝機增速超25%，2025年，全球裝機水平預計達到400GW·h以上。根據(jù)對光伏新增裝機量增速及POE膠膜占比的假設(shè)，全球應用于光伏領(lǐng)域的POE需求有望從2020年的186kt快速提升至2023年的282kt。

  2.3.2.2POE應用于汽車整車，保險杠應用前景廣闊

  POE在汽車多部件均有應用，國內(nèi)汽車領(lǐng)域應用的POE比例最高。POE在高溫條件下可以像熱塑性塑料一樣加工，而在常溫條件下又呈現(xiàn)橡膠彈性，且具有價格低、密度小、彎曲彈性模量高、低溫抗沖擊性能好、流動性好、易加工和可重復使用等性能，因此得到廣泛應用。外部構(gòu)件包括保險杠、散熱器格柵等；作為內(nèi)飾件主要用于儀表板、儀表板蒙皮、內(nèi)飾板蒙皮、安全氣囊外皮層材料等；另外，在底盤、轉(zhuǎn)向機構(gòu)、發(fā)動機室內(nèi)部件等方面也得到大量應用。

  目前，汽車行業(yè)愈加追求輕量化、高性能屬性的材料，通過減少汽車的整體質(zhì)量，達到節(jié)省燃油的目的。POE在輕量化中的表現(xiàn)極為出色，在多個方面都極大超過客戶要求標準。中國汽車工程學聯(lián)合行業(yè)500余位專家發(fā)布《節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖》，將“汽車輕量化技術(shù)”列為七大技術(shù)路線之一，并提出2020年、2025年、2030年整車較2015年分別減質(zhì)10%，20%，35%的目標，汽車輕量化已然成為汽車行業(yè)重要發(fā)展趨勢之一，而在此趨勢的推動下，POE憑借其優(yōu)異的特性將在輕量化材料中占據(jù)一席之地。

  未來保險杠領(lǐng)域?qū)⒊蔀橹匾?qū)動力。熱塑性彈性體（TPO）占世界汽車保險杠原料市場的85%。其中，歐洲TPO占比達到90%，美國占比達75%，日本占比達95%。作為新一代TPO，在全球范圍內(nèi)用于制造共混型TPO的三元乙丙橡膠有70%已經(jīng)被POE替代，而在國內(nèi)，只有20％左右的保險杠采用POE，POE在保險杠領(lǐng)域滲透空間巨大。

  2.3.2.3聚烯烴產(chǎn)量產(chǎn)能持續(xù)上升，改性市場前景廣闊

  作為聚合物改性劑，POE改性能力優(yōu)異。聚合物改性是指在聚合物加工過程中添加少量具有特殊特性的材料，以達到改善性能、降低成本、增加附加值的目的，是調(diào)整塑料產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、增加企業(yè)經(jīng)濟效益最常采用的途徑。POE擁有獨特的分子鏈結(jié)構(gòu)和透明粒狀外形，具有良好的力學性能及加工性（易改性），常用于通用塑料的改性。

  PE和PP是POE改性的重要市場，其產(chǎn)量的增長必然會增大POE改性的消費量。2011年，PE產(chǎn)量為10.210Mt，2020年增長到20.321Mt，年復合增長率為7.9%；2011年，PP的產(chǎn)量為9.800Mt，2020年增長到25.544Mt，年復合增長率為11.2%，聚烯烴市場保持穩(wěn)定增長。產(chǎn)能方面，PE，PP未來新增產(chǎn)能巨大，預計到2025年新增產(chǎn)能分別為19.490，3.550Mt/a。隨著PE，PP，聚酰胺及其他聚烯烴產(chǎn)量持續(xù)上升，改性市場前景十分廣闊。

  2.3.2.4電線電纜行業(yè)加速發(fā)展有望帶動POE新增需求

  POE在電線電纜外層護套應用市場有望抬升。電線電纜是POE的又一重要消費領(lǐng)域，隨著我國通訊事業(yè)迅速發(fā)展，下游對電線電纜質(zhì)量和數(shù)量提出更高要求，原有的電線電纜生產(chǎn)工藝逐步淘汰。POE可用于制作控制電纜、船用電纜及千伏級以上礦用電纜的包覆材料，取代現(xiàn)有的氯丁橡膠、聚氯乙烯等包覆材料，其特點是電纜直接用擠出機擠出，簡化了生產(chǎn)工藝，有利于提高生產(chǎn)效率，降低能源消耗及生產(chǎn)成本。

  隨著我國頒布《鐵路“十三五”發(fā)展規(guī)劃》，以及對新能源等投資的加快，電線電纜行業(yè)持續(xù)保持增長。2020年，在疫情的影響下，我國電線電纜制造行業(yè)銷售收入為1.08萬億元，同比增長4.8%，2021年上半年實現(xiàn)收入0.62萬億元，同比增長40.4%。根據(jù)國家對電線電纜主要應用領(lǐng)域——電力（新能源、智慧電網(wǎng)）、軌道交通、航空航天、海洋工程等規(guī)劃，未來我國電線電纜行業(yè)前景向好，行業(yè)產(chǎn)品升級趨勢明顯。預計到2026年行業(yè)需求規(guī)模有望達到1.80萬億元，POE在電線電纜的市場需求有望得到進一步提升。

  2.3.2.5鞋材、填充母粒、熱熔膠、包裝膜等市場需求不斷增容

  POE發(fā)泡材料用于鞋材墊材領(lǐng)域。POE的柔韌性和回彈性較EVA高，用作發(fā)泡材料會有更好的效果，發(fā)泡后的產(chǎn)品質(zhì)量更輕，壓縮回彈更好，觸感良好，泡孔均勻細膩，撕裂強度高等。無論是模壓發(fā)泡還是造粒后的注射發(fā)泡，POE已被大量使用在沙灘鞋、拖鞋、運動鞋的中底、鼠標墊、座墊、保麗龍材料、保溫材料、緩沖片材、箱包襯里等發(fā)泡產(chǎn)品上。

  POE可用于填充母粒。POE具有極低的結(jié)晶度，作為填充材料有著良好的包容性和極佳的流動性，在色母?；蛱畛淠噶Ｖ凶鳛檩d體或代替聚乙烯蠟，可改善色母或填充母粒的品質(zhì)。

  POE生產(chǎn)的熱熔膠性能優(yōu)異。POE可以代替EVA生產(chǎn)高檔的熱熔膠，且產(chǎn)品可以做到無異味、低密度、高的流動涂覆性、浸潤性好等，也可以與EVA并用。POE用于包裝膜，其卓越的低溫熱封性能、熱黏著強度和回彈性能，既加寬了熱封層的熱封窗口溫度，又提高了膜本身的回彈性能和抗撕裂性能。

  目前，國內(nèi)POE市場在以上行業(yè)的拉動下，市場容量及規(guī)模迅速增長，未來需求增速有望保持在10.0%以上。

  3 結(jié)語

  目前，POE廣泛應用于汽車、電纜及高新的光伏材料等領(lǐng)域。國內(nèi)外消費水平呈現(xiàn)出逐年穩(wěn)步增長，且在未來的消費趨勢也將保持高速增長，因此具有可觀的市場前景。國內(nèi)POE生產(chǎn)依然處于空窗期，巨大的市場需求將刺激國內(nèi)相關(guān)企業(yè)加快對POE生產(chǎn)技術(shù)的研發(fā)，在未來幾年國內(nèi)將很快實現(xiàn)POE的工業(yè)化生產(chǎn)。