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热度不减！陶氏化学推出首款生物质POE，地板行业迎来“绿色革命”？
一直以来，轻量、舒适的弹性体发泡材料都是工业界和学术界关注的热点之一，被广泛应用于医疗设备、体育用品、光伏、汽车等众多领域。不同于传统的热固性橡胶，热塑性弹性体（TPE）具有橡胶的高弹性特征和热塑性塑料的可加工特征。其中，聚烯烃热塑性弹性体（POE）是一种常见的无规热塑性共聚物，具有高弹性、高强度、高伸长率等特性。
作为一种聚烯烃类弹性体，POE还具备优异的耐候性、耐臭氧、抗紫外光老化性能，其相对分子质量分布窄，加工成型时不易发生翘曲变形，与传统化学交联的橡胶相比，其获得弹性所需的成本更低、质量更轻、能耗更低、对环境更友好。
近期，陶氏化学宣布，推出其首款面向地板行业的生物循环系列产品——ENGAGE™ REN聚烯烃弹性体（POE）。这一创新举措不仅标志着陶氏在可持续发展道路上迈出了坚实的一步，更为地板行业带来了前所未有的绿色解决方案。
图源：陶氏化学官网/侵删
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兼具塑料与橡胶双重特性，POE国产化元年正式开启
聚烯烃弹性体（POE）是由乙烯与α-烯烃（如 1-丁烯、1-己烯或1-辛烯）通过无规共聚得到的弹性体。由于其分子链中既有聚乙烯结晶链段，能够在常温条件下起到物理交联点的作用，又存在乙烯与α-烯烃无规共聚链段形成的无定型区，因此，POE可在常温条件下无需硫化激呈现出橡胶的高弹性，其在高于聚乙烯链段熔融温度时又可以发生塑性流动，是一种热塑性弹性体。
随着研发工艺进程加速，POE的应用变得愈发广泛，包括作为光伏组件的封装材料，提高其在恶劣环境下的耐用性；改性聚丙烯和聚乙烯，增强其在汽车、家电、防水卷材和管材等领域的应用性能；与聚酯类聚合物共混，提升材料的冲击性能；以及作为发泡材料，用于生产轻质、高弹性的消费品如鞋材和鼠标垫。
其中，与EVA并用发泡POE的柔韧性和回弹要比EVA高出很多，并用发泡会有着更好的效果，如发泡后的产品重量更轻，压缩回弹更好，触感良好，泡孔均匀细腻，撕裂强度高等突出优点。无论是模压发泡还是造粒后的注射发泡，POE已经大量的被使用在沙滩鞋，拖鞋，运动鞋的中底，鼠标垫，座垫，保丽龙材料，保温材料，缓冲片材，箱包衬里等发泡产品上。
此外，POE还被用于塑料制品、色母或填充母粒以及电缆料，展现出其在材料科学领域的多用途性和高性能潜力。
此前，中科院宁波材料所郑文革研究员团队和宁波大学许琳琼副教授曾通过超临界CO2发泡技术，合作开发了具有柔软、抗收缩特性的POE/TOR轻质发泡材料。其选用分子量相对较低且具有不饱和双键的反式聚辛烯橡胶（TOR）对POE进行共混改性，进而调节材料的交联网络和交联程度，以期调控材料的微孔结构和扩大其发泡温度窗口，并揭示了弹性体泡沫膨胀倍率、微孔结构与力学性能间的构效关系。
图：POE/TOR复合弹性体泡沫的制备流程示意图 图源：公众号@ACS材料X/侵删 陶氏化学的POE研发历史可追溯到上世纪90年代，当时其利用自身开发的限定几何构型茂金属催化剂（CGC）具有活性高、对聚合物结构可以精制控制、催化剂耐温性好等特点，结合自身的溶液聚合方法开发出合成POE的高温溶液聚合工艺，即INSITE工艺，首次填补了热塑性塑料及传统橡胶材料间的空白。 此后，陶氏化学利用该工艺技术向市场供应了包括茂金属聚乙烯、POE、OBC等多种高端聚烯烃产品。基于独有的INSITE技术和链穿梭聚合法，陶氏化学已推出数十个牌号的聚烯烃弹性体产品，其中，ENGAGE™是最具代表性、应用最广泛的POE聚烯烃弹性体，且典型的Engage弹性体中共聚单体辛烯含量在20%以上，其性能特点可分为以下几个方面： 辛烯的柔软链卷曲和结晶的乙烯链作为物理交联点，使它既有优异的韧性又有良好的加工性。 POE分子结构中没有不饱和键，具有优良的耐老化性能。 POE分子量分布窄，具有较好的流动性，与聚烯烃相容性好。 良好的流动性可改善填料的分散效果，同时也可提高制品的熔接痕强度。 陶氏化学此次的生物基POE布局也是在原有产业基础上革新了可持续原料的替代，预示着POE正向绿色化和可持续化方向发展。 作为ENGAGE™的新秀成员，ENGAGE™ REN聚烯烃弹性体（POE）生物基循环系列解决方案是专为方块地毯底背生产研发，其通过为纤维提供出色的尺寸稳定性和粘结力，进而提升地毯产品的结构强度和耐久性能，使其在长期使用过程中能够保持优异的外观和功能，满足市场对高性能地毯的需求。 ENGAGE™ REN POE的推出，是陶氏化学在生物循环材料领域的重要一步。这一创新不仅满足了客户对高性能材料的需求，还助力公司实现可持续发展的目标。据悉，该系列产品是利用生物残留物和废弃物（如废弃食用油）生产的替代原料，并将其转化为碳排放量更低的生物循环产品，为原生石化产品提供了可行的替代方案。陶氏化学从生物循环原料提取的树脂已通过 ISCC PLUS认证。该认证采用质量平衡法对监管链路进行追踪，使客户能够在其供应链中对这些材料进行核算。 图源：公众号@艾邦高分子/侵删 ENGAGE™ REN POE的推出并非孤立事件。目前，陶氏化学已在多个领域都取得了显著的可持续发展成果。例如，今年5月，陶氏化学与国内汽车零部件供应商卓骏投资控股（长春）集团有限公司下属长春富晟汽车技术研发有限公司签订合作谅解备忘录，双方将共同开拓聚烯烃弹性体（POE）人造革和3D空气纤维垫在汽车行业的应用；推出全新EVOAIR™POE人造革解决方案、INFINAIR™POE树脂等，其中，INFINAIR™是一种基于空气纤维技术的新型聚烯烃弹性体 (POE) 可持续解决方案，专为3D空气纤维市场打造。 在橡胶领域，陶氏化学还推出了基于生物的NORDEL™ REN乙烯丙烯二烯三元共聚物（EPDM），该产品广泛应用于汽车、基础设施和消费品领域，为相关行业提供了低碳、高效的解决方案。 当“新质生产力”、“可持续发展”、“绿色经济”和“ESG”等理念已经从时代的“可选项”转变为“必选项”，甚至成为企业发展过程中不可或缺的核心竞争力时，越来越多的制造商开始重视材料在生产研发过程中的环境影响，并追求可持续、环保的生产方式。而随着环境问题在全球范围内被日益重视，寻找可持续的绿色解决方案成为重中之重。 根据我国“十四五”生物经济发展规划预测，未来十年石油化工、煤化工产品的35%可被生物制造产品替代；美国《生物质技术路线图》规划，2030年生物基化学品将替代25%有机化学品和20%的石油燃料；欧盟《工业生物技术远景规划》规划，2030年生物基原料替代6%-12%化工原料、30%-60%精细化学品由生物基制造，这其中产生的经济和环境价值也不言而喻。根据Schmidt Futures工作组的研究报告指出，生物经济将解决全美45%的碳排放问题，同时带来全球4-30万亿美金的蓝海市场。 在此背景下，生物基材料应运而生。相比传统的石油基材料，生物基材料具有诸多性能优势：一方面，其原料来源于可再生的生物质，能够不断地从自然界获取，从而减少对有限的化石资源的依赖；另一方面，其生产过程通常产生的温室气体更少，对环境的污染相对较小，因此，生物基发泡材料更是成为了该垂直细分领域中可持续发展的首选。 据预测，生物基发泡材料市场的市值将从 2022 年的1.02亿美元增长到 2027 年的 2.29 亿美元，2022年至2027年的复合年增长率为23.1%。 生物基材料的独特价值和市场潜力正在不断彰显。随着时间的流逝，未来对生物基材料的定义或许不仅限于“绿色”这一概念，其可以具备多样优秀的生物性能与生物智能，与其它生命互动、相长，乃至响应周围的环境。此外，在生物工程、合成生物学等技术逐步发展成熟的推动下，生物材料有望取代以化石燃料为源头的传统材料，并且让材料具有传统材料所不具备的生命性和智慧性，迸发更大的价值。02
深耕POE应用与解决方案研究数十年，其凭何成为陶氏化学的“当家花旦”？
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绿色转型的产业新宠——生物基发泡材料的独特价值和市场潜力凸显
