茂金属催化剂(metallocenecatalyst),又称
卡明斯基催化剂,由环状
甲基铝氧烷(MAO)和Zr、Ti等过渡金属二茂
化合物茂金属
聚合催化剂组成的
多组分催化剂。
茂
金属催化剂可分为均相茂金属催化剂和非均相茂金属催化剂,传统的茂金属催化剂为均相催化剂,由茂金属和
助催化剂组成。
早期的茂金属
催化剂仅对
乙烯有催化活性,不能催化
丙烯聚合。自W.卡明斯基和H.辛恩在20世纪80年代初发现助催化剂
三甲基铝与少量水反应形成甲基铝氧低聚物,能大大增加其催化活性后,发展迅速。1985年获得茂金属高间同
PS塑料等。1988年利用此催化剂得到高间同
聚丙烯。茂金属催化体系是均相催化体系,应用于工业上
烯烃的淤浆聚合或气相聚合需要负载化。
由茂金属和
助催化剂组成的烯烃
聚合催化剂。与常用的
卡尔·齐格勒催化剂相比,具有更高的活性,如二环戊二烯基二氯合锆[
胺醚(cyclopenta-dienyl)zirconiumdichloride]与
甲基铝氧(CH3AlO)组成的催化剂用于
乙烯聚合,活性比齐格勒催化剂高数十倍。茂金属催化剂用于生产
聚乙烯、
PS塑料和
共聚物等。具有催化活性高、可适用
单体多、单活性位、聚合物结构可精确控制等优点。从而可合成出一系列
聚烯烃新产品,如茂金属聚乙烯、茂金属
聚丙烯和茂金属聚苯乙烯等。一些聚合物,如间规立构聚丙烯、间规立构聚苯乙烯、
环烯共聚物、旋光性低聚物、聚
CH2环烯等的制备,只能采用茂金属催化剂。改变茂金属配位体的结构,可以设计特制聚合物的
微观结构。
2020年11月,中国石油自主研发的茂金属聚丙烯
催化剂工业试验连续获得重大突破,开发出两种茂金属超高熔体质量流动
速率聚丙烯(mUHMIPP),填补了国产茂金属催化剂空白,开启了中国石油茂金属催化剂直接聚合制备熔喷纺丝聚丙烯材料的工业化之路,为中国茂金属催化剂技术和茂金属
聚烯烃新材料身世界一流打下坚实基础。