牌号为Engage的茂金属聚烯烃弹性体POE(Polyolefin elastomers)是Dupont Dow弹性体公司用Insite工艺和限定几何构型催化技术(CGCT)制成的新型聚烯烃弹性体材料，具有窄相对分子质量分布和均匀的短支链分布等特点，这使POE的主要性能非常突出，很多性能指标超过了普通弹性体，如POE具有较高的强度和伸长率、耐老化性能好。对于某些耐热等级、永久变形要求不高的产品，直接用POE即可加工成型，这样不但可以较大幅度地提高生产效率，还可以重复使用。综上所述，今后POE有可能取代传统的EPDM。另外，POE的优异性能使其在汽车、电线电缆护套、塑料增韧剂等方面都获得了广泛应用。
高密度聚乙烯(HDPE)具有无毒价廉、质轻、优异的耐湿性及化学稳定性等特点，易成型加工，是广泛应用的塑料材料之一。但HDPE制品受韧性不够高、硬度低、环境应力开裂性能差等问题的限制，不能广泛用作结构材料。而其冲击性能低是HDPE难以充当结构材料的主要原因，因此，对HDPE进行增韧改性研究，开发高强高韧HDPE共混材料已引起众多研究者及商家的极大兴趣。而聚烯烃弹性体POE增韧HDPE已引起人们的高度重视，并已取得了许多实质性的进展。
POE的结构与应用
POE的结构特性
POE采用溶液法聚合工艺生产，其中聚乙烯链结晶区(树脂相)起物理交联点的作用，一定量的辛烯的引入削弱了聚乙烯链的结晶区，形成了呈现橡胶弹性的无定型区(橡胶相)。聚合物的微观结构决定其宏观性能。与传统聚合方法制备的聚合物相比，一方面它有很窄的相对分子质量分布和短支链，因而具有优异的物理机械性能(高弹性、高强度、高伸长率)和良好的低温性能，并且窄的相对分子质量分布使材料在注射和挤出过程中不易产生挠曲；又由于其分子链是饱和的，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；另一方面，限定几何构型催化剂技术(CGCT)可以控制在聚合物线型短支链支化结构中引入长支链，从而改善了聚合物的加工流变性能，还可以提高材料的透明度。
POE分子结构的特殊性赋予了其优异的力学性能、流变性能和抗紫外线性能。此外，它还具有和聚烯烃亲和性好、低温韧性好、性能价格比高等优点，因而被广泛应用于塑料改性。这种新材料的出现引起了全世界塑料和橡胶工业界的强烈关注，也为聚合物的改性和加工带来全新的理念。
POE的性能特性
POE作为一种热塑性弹性体，具有塑料和橡胶的双重特性，是塑料与橡胶的桥梁产品。其特点是：
①共聚物序列分布均匀，具有很窄的分子量分布和较低的结晶度，与聚烯烃相容性好。
②没有不饱和双键，具有更高的热稳定性，耐候性优于其它弹性体。
③辛烯的柔软链卷曲结构和结晶的乙烯链作为物理交联点，使其具有优异的韧性和良好的加工性。
④良好的流动性可改善填料的分散效果和提高制品的熔接痕强度。
⑤具有非常低的玻璃化温度，最低者接近-40℃。断裂伸长率很大，适合作增韧改性剂。
⑥较强的剪切敏感性和熔体强度，可实现高速挤出，提高产量。
⑦呈透明颗粒状，可采用挤出工艺和HDPE 共混，或直接在注塑机上共混。
POE对HDPE的改性
高密度聚乙烯(HDPE)是一种大品种通用塑料，世界产量仅次于聚氯乙烯(PVC)和低密度聚乙烯(LDPE) ，居第三位，广泛应用于许多领域。然而因其均聚物冲击强度低，难以满足一些工程领域对性能的需求。为了提高HDPE的应用价值，扩大其应用领域，对其进行增韧改性，将这一大品种通用塑料作为工程塑料使用，一直是国内外高分子材料科学与工程研究的热点之一。然而用橡胶等弹性体作改性剂来提高HDPE的韧性，往往以牺牲HDPE的强度、刚性、尺寸稳定性、耐热性及加工性能为代价，显得顾此失彼。热塑性弹性体POE是一种饱和的乙烯-辛烯共聚物，能赋予基体树脂优异的柔韧性，有利于基体树脂的加工性能和冲击性能的提高，显示了增韧增强的复合效应。此外，由于POE分子链中没有双键,具有更高的稳定性,采用挤出工艺或直接在注射机上注射成型都很方便。
近年来，木塑复合材料因其具有成本低、质量轻、机械性能好等优点而受到普遍关注。但热塑性塑料在填充木粉后复合材料变脆，限制了木塑复合材料的应用和推广。有研究表明可以采用POE来改善木塑复合材料的性能。如李兰杰等采用废木粉填充高密度聚乙烯(HDPE)制备木塑复合材料，并用茂金属聚乙烯(mPE SP1520)和POE分别对复合材料进行改性。研究表明，在两者用量小于12份时，两者的增韧效果相差不大；但在用量大于12份以后，用POE增韧的复合材料的冲击强度和断裂伸长率增加十分迅速，而用mPE SP1520时增加幅度比较平缓；可见用POE改性能得到较好的增韧效果，扩大材料的应用范围。MJOC Guimaraes等研究了HDPE与POE共混物的力学性能和热性能，热分析结果表明HDPE和POE有一定的相互作用；共混物的拉伸强度和断裂伸长率也得到了提高：当POE质量分数不小于5%时，材料在室温下超韧。
曾宪通等采用聚烯烃弹性体(POE)和重质碳酸钙对HDPE薄膜进行改性并研究了POE和重质碳酸钙的用量对HDPE流变性能及其所制备的薄膜力学性能的影响。研究结果表明，POE的加入使HDPE/POE薄膜的单位落镖冲击破损质量增加，当POE的质量分数为10%时，薄膜的单位落镖冲击破损质量提高了51.1%，在HDPE/POE/CaCO3体系中，当POE、重质碳酸钙的质量分数分别为10%和5%时，薄膜的单位落镖冲击强度比纯HDPE提高95.6%，且拉伸强度不降低。
POE的加入使HDPE/POE薄膜的单位落镖
冲击破损质量增加，当POE的质量分数为10%
时，薄膜的单位落镖冲击破损质量提高了51.1%。
如何减少增韧剂POE的用量来降低成本而又不影响到增韧效果，这是通用塑料/POE体系研究开发的热点与方向。在共混物中添加无机或有机填料可使制品的原料成本降低达到增量的目的，或使制品的性能有明显的改善，近年来可见在通用塑料/POE共混体系中加入无机填料的报道。王雄刚等针对回收高密度聚乙烯(RHDPE)制得的管材刚度不足的缺点，采用滑石粉和自制的改性POE(MPOE)对RHDPE进行了改性。随着MPOE用量的增加，三元体系的冲击强度大幅度上升，当质量分数为10%时体系的冲击强度从9.3 MPa上升到15.2 MPa，但拉伸强度和弯曲模量下降较多；而滑石粉的加入使体系刚性大幅增加，在滑石粉质量分数为40%时，制得的RHDPE管材的环刚度增加了54%，达到了工业生产的要求。同时，他们还研究了PVC/MPOE/无机填料体系的力学性能，结果表明，当填充母料中滑石粉或碳酸钙的质量分数为70%时，三元复合体系的综合性能最好。通用塑料/POE改性体系具有优异的综合性能，现已开发出多种产品，如在此基础上开发的汽车保险杠具有广阔的市场前景。
微裂纹理论
1956年，Mert在解释HIPS拉伸过程中体积膨胀和应力发白现象时，首次提出橡胶增韧塑料的理论 — 微裂纹理论，认为共混材料在形变过程中，基体内部产生大量的微裂纹，橡胶粒子横跨于微裂纹的上下两表面之间，阻止微裂纹进一步扩展成裂纹。该理论将注意力集中在橡胶分散相本身，而忽视了裂纹周围基体的损伤在断裂过程中的作用。后来，Newman计算了拉伸断裂过程中橡胶断裂所耗散的能量仅占总能量的10%，这说明微裂纹理论并没有真正揭示橡胶增韧的本质。
多重银纹理论
1965年Bucknall根据观察到的HIPS断裂过程中基体产生大量的银纹所提出的多重银纹理论：由于塑料与橡胶两相的泊松比不同，导致材料受冲击时，应力场不再均匀，橡胶粒子起到应力集中的作用，应力集中使橡胶粒子表面，尤其是其赤道附近具有诱发银纹的能力，银纹沿最大主应变平面生长；当银纹前峰处的应力集中低于临界值或遇到另一橡胶粒子时，银纹即会终止，防止银纹发展成为裂纹而使材料断裂，从而达到增韧效果。
HDEP/POE共混物的相结构属于“海-岛”结构，海相(连续相)为HDPE，岛相(分散相)为POE。遵循橡塑共混原理，共混物中分散相的粒径大小对共混物的性能影响很大，在最佳粒径范围内，粒径小时，对共混物的物理性能有较好的贡献。POE的粒径比EPDM的小，且尺寸较均匀。塑料共混弹性体有几种增韧机理，POE对HDPE增韧改性符合银纹一剪切带机理：脆性基体内加入弹性体后，在外来冲击力作用下，弹性体可引发大量银纹，而基体则产生剪切屈服，主要靠银纹、剪切带吸收能量。具体过程：产生银纹进一步发展并将终止于另一弹性体或剪切带，同时银纹与银纹、银纹与剪切带之间相互作用。如银纹与银纹相遇时，会使银纹转向或支化；银纹前峰处的应力集中，可以诱发新的剪切，并增加破坏过程的能量，从而提高材料韧性。
发展趋势
POE具有独特的分子链结构及透明粒状外形，既有塑料的热塑性，又有橡胶的弹性，具有优良的物理机械性能及加工性能。对HDPE及其共混物改性的时候，需要考虑多相之间的相容性,可以加人增容剂。在POE改性HDPE时，随着研究的深入和工业化进展，POE在HDPE共混改性中的应用将会越来越广，其中，拓宽POE的使用范围，减少其用量，降低成本是塑料改性的发展方向。此外应增加对POE接枝改性以及与POE形成共聚物的研究，扩大其在塑料领域的应用。
