从“跟跑”“并跑”到“领跑”上化院聚烯烃国家重点实验室攀登催化剂技术高峰

目前我国唯一以聚烯烃命名的上海化工研究院有限公司聚烯烃催化技术与高性能材料国家重点实验室，依托以催化剂结构构建为切入点，开发出1 000多个品种的茂金属基础催化剂及其核心组分产品体系，实现了聚乙烯催化剂研发从“跟跑”“并跑”到“领跑”的角色转变，为聚烯烃材料的高端化贡献了中国智慧和中国力量。

聚烯烃是国民经济战略性基础材料，而催化剂则是聚烯烃工业发展的关键。中国作为聚烯烃生产和消费大国，聚烯烃工业的结构性矛盾十分突出，通用产品产能过剩，专用产品和高端产品严重匮乏，每年需进口聚烯烃约1600万t，超过整体表观消费量的30%，其中聚乙烯进口依存度长期保持在40%以上。但是，专用产品和高端产品则需要大量进口，尤其是聚烯烃弹性体(POE)、茂金属聚丙烯 (mPP)、茂金属聚α-烯烃(mPAO)、聚环烯烃(COC)、嵌段聚烯烃(OBC)等精品聚烯烃在我国基本处于空白，全部依赖国外进口。尤其在以茂金属催化剂为代表的单活性中心催化剂领域，我国尚处于发展的初级阶段，与国外的先进水平尚有很大差距。

该实验室副主任曹育才博士将聚烯烃催化剂形象地比喻为生命体中的DNA，而科研人员则是操控DNA编辑和表达的工程师。这些专用、高端和精品聚烯烃产品若想取得从实验室到产业化的突破，催化剂的开发必须先行一步。据崔育才介绍，该实验室在国家重点实验室主任、上海市领军人才、侯德榜化工科技成就奖获得者叶晓峰的带领下，先后开发出五大系列共40多个品种的聚乙烯催化剂。这些催化剂具有转化率高、催化体系完善、工艺适用性广泛等特点，填补了国内空白。他们开发出的多项具有自主知识产权的高性能聚烯烃材料成套生产技术，成功替代进口产品并已实现规模化生产。

近年来，该国家重点实验室在以茂金属催化剂为代表的前沿聚烯烃催化剂领域取得长足进展。他们根据高端聚烯烃材料的发展需要，以催化剂的结构构建为切入点，开发具有自主知识产权的催化剂化合物结构和结构构建方法，大幅降低催化剂成本，显著提升产品质量，建成涵盖1000多个品种的茂金属基础催化剂及其核心组分产品体系，为国际、国内聚烯烃企业提供了优质的技术和产品服务。主要产品在国际大型聚烯烃装置上得到了持续稳定的应用。

截至目前，该实验室已先后完成了系列气相法聚乙烯催化剂的产业化，品种国内最全，实现了从“跟跑”“并跑”，再到尝试“领跑”的跨越；建成了国内领先的超高相对分子质量聚烯烃材料生产体系，涵盖催化剂、树脂生产和产品应用等上下游领域；建成了国内领先、具有国际影响力的面向全球聚烯烃产业的单活性中心聚烯烃基础催化剂产品体系，涵盖众多相关结构性组分化合物和有机金属化合物产品，并具备工业级的供应能力。

目前，上化院的气相法聚乙烯催化剂占据国内70%市场份额，三分之一以上产品出口，获得国内外专利授权34项，并荣获国家科技进步二等奖、中国发明专利优秀奖和上海市科技进步一等奖等奖项。

发展高端聚烯烃材料需要“三驾马车”的牵引，即装置工艺、核心催化剂、聚合物单体。作为国内聚烯烃催化领域的核心创新平台，聚烯烃催化技术与高性能材料国家重点实验室目前正在这三方面积极部署，开展相应的研究开发，比如开发独具特色的自主茂金属催化剂等，以逐步扭转依赖进口局面，实现高性能催化剂的自给自足。