茂金属聚烯烃弹性体(POE)是Dow化学公司子1994 年采用限定几何构型催化剂技术(CGCT，也称为ln-site技术) 推出的乙烯/辛烯共聚物。作为弹性体，POE中辛烯单体的质量分数通常大于20%。目前该产品由Du Pont-Dow Elastomters公司生产经营，生产能力为1.8×10^5t。
POE是采用溶液法聚合工艺生产的，聚合温度为80℃～150℃，聚合压力为1.0～4.9MPa。聚乙烯结晶区（树脂相）起物理交联点的作用，一定量辛烯的引入削弱了聚乙烯结晶区，形成了呈现橡胶弹性的无定形区(橡胶相)。与传统聚合方法制备的聚合物相比，一方面，由于它有很窄的分子量分布和短支链分布，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；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。窄的分子量分布使材料在注射和挤出加工过程中不易产生挠曲。另一方面，CGCT技术还可有控制地在聚合物线型短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，还可使材料的透明度提高。通过对聚合物分子结构的精确设计与控制，可合成出一系列密度、门尼黏度、熔体流动速率、拉伸强度、硬度不同的POE 材料。随POE的密度增大，材料的结晶熔点升高，拉伸强度增大，硬度呈上升趋势，100%拉伸强度及弯曲模量亦随之提高，即呈现塑料的特性。而当聚合物分子量一定时，POE的密度取决于共聚物中辛烯单体含量，辛烯单体含量增加，密度减小，随之硬度降低，熔融温度下降，材料呈现橡胶的特征（拉伸强度及模量变小，伸长率变大）。当POE的密度一定时（即有相近的辛烯含量及一定的分子序列结构），材料的物理机械性能主要取决于共聚物的平均分子量。但分子量的大小对材料的硬度影响不大。
亚乙基双(茚基)二胺化茂铪[racC2H4(Ind)2Hf(NMe2)2,简称1，Ind=茚基，Me=甲基]催化作用下，对乙烯(E)与1-辛烯(O)无规共聚合进行了研究。作为比较，利用异亚丙基环戊二烯基-1-芴基二甲基锆茂催化体系[（CH3）2C（Fluo）(Cp)ZrMe2, 简称2，Fluo=芴基，Cp=环戊二烯基]对乙烯/1-辛烯在相同共聚合条件下进行了共聚合。结果表明，在单体浓度比[O]/ [E]较小时共聚合速率随单体浓度比增加而增加，进一步增加单体浓度比则导致共聚合速率降低。催化体系1/Al(iBu)2H/[Ph3C][B(C6F5)4](3)催化共聚活性比2/MAO高得多。共聚物中辛烯含量随反应单体1-辛烯含量的增加而增加，两单体竞聚率乘积（rE×rO）小于1表明聚合物为无规共聚物。相同共聚单体浓度比1/Al(iBu)2H/3催化共聚物中辛烯含量比2/MAO共聚物中辛烯含量高，表明前者具有更强的共聚合能力。所得无规共聚物熔点温度、结晶度、本体黏度及密度随共聚物中辛烯含量的增加而显著降低。辛烯含量较高时聚物呈现明显无结晶行为。同催化体系2/MAO相比，1/Al(iBu)2H/3催化共聚物具有更宽的密度变化范围，从0.965～0.840g/cm³。所有共聚合反应均在装有80mL甲苯的250mL球形玻璃反应器中进行，反应介质利用磁性搅拌棒搅拌，反应温度70℃，乙烯气体压力PC2H4=1.32×10^5Pa。
在TiCl4-MgCl2催化下，乙烯的竞聚率r1随共聚的长链1-烯烃碳原子数的增加而迅速增大，即长链1-烯烃共聚反应活性随之下降。少量丙烯的存在大幅度提高了长链1-烯烃的共聚反应活性。其原因可能在于长链的1-烯烃与短支链的1-烯烃在链增长过程中有某种形式的“立体协同效应”致使长链1-烯烃参与增长反应的位阻减少，从而提高了它们的共聚反应活性。C6H4(CH2)2Cp2ZrCl2、C5H3N(CH2)2Cp2ZrCl2和CH3N(CH2)2Cp2ZrCl2可作为乙烯-1-辛烯共聚的催化剂，其结构如下图所示。
此三种催化剂的共聚合活性次序为C6H4(CH2)2Cp2ZrCl2＞C5H3N(CH2)2Cp2ZrCl2＞CH3N(CH2)2Cp2ZrCl2。这可以从桥的电子效应来解释。含N桥化合物中N与Zr原子能产生配位作用，这种配位作用对聚合活性产生两种影响：一方面N的给电子效应有利于阳离子活性种的形成，而且给电子能力是C5H3N(CH2)2Cp2ZrCl2＞CH3N(CH2)2Cp2ZrCl2，所以聚合活性也是前者大于后者；另一方面，N与Zr配位及聚合单体与Zr的配位两种作用互相竞争，从而削弱了单体与Zr的的络合，不利于聚合反应进行。当桥链仅为苯环时，这种配位作用较小而表现上述活性次序。
POE的特点是，辛烯含量较高(大于20%)，密度较低，分子量分布非常窄，有一定的结晶度。其结构中结晶的PE 存在于无定形共聚单体侧链中，结晶的PE 链节作为物理交联点承受载荷，非晶态的乙烯和辛烯长链提供弹性，这种特殊的形态结构如图5-1所示。
使得POE具有特殊的性能和广泛的用途，它既可用作橡胶，又可用作热塑性塑料，还可用作塑料的抗冲击改性剂。POE作为塑料的新型抗冲击改性剂（又称作增韧剂）在多种塑料的增韧改性中得到了较好的应用，它不仅可以增韧与其具有一定相容性的聚烯烃塑料，而且还可增韧与其不相容的尼龙、聚酯等其它工程塑料。POE以其添加量少、增韧效果明显、对基础树脂性能影响小等突出特点，在多种增韧剂中脱颖而出，并对传统增韧剂构成了有力竞争。
POE作为一种热塑料性弹性体，具有塑料和橡胶的双重特性，与增韧剂EPDM、EPR、SBS、EVA等材料相比，POE具有以下一些特点：①呈自由流动颗粒状态，比EPDM 和EPR处理更容易，与其它聚合物的混合更快速、更方便。②加工性与力学性能平衡性优良。一般来说，弹性体的门尼黏度低，加工性好，而力学性能差。常用弹性体门尼黏度通常在20～90之间，而POE的门尼黏度范围在小于5～35之间，但力学性能却和高门尼黏度值的材料相媲美。③可以利用过氧化物、硅烷和辐射方法交联形成交联POE，交联POE的热老化及紫外光气候老化性能优子EPDM和EPR。④热压缩永久变形比EPDM小。⑤未交联的POE的密度比EVA和SBS低10%～20%，光学性能、热稳定性及抗干裂性优于EVA。⑥在热塑性聚烯烃中所产生的硬度与韧性平衡性优于EPDM。⑦对紫外线的稳定性优于EPDM和EPR。目前，美国DuPont-DOW Elastomer公司生产的POE有十多种牌号，其中可用作塑料抗冲改性剂的有EG8100、EG8150、EG8180、EG8200、EG8452、EG8842等。
POE的功能化主要是将极性单体接枝到POE上，生成POE接枝共聚物，使非极性的POE极性化。接枝所用的单体为不饱和羧酸及其衍生物或不饱和环氧化合物，如马来酸酐(MAH)、丙烯酸，甲基丙烯酸、甲基丙烯酸缩水甘油酯等，从而可提高与极性聚合物的相容性。PA6/POE-g-MAH共混物的表观黏度高于纯PA6，且随着MAH接枝率的增加，共混物表观黏度增大；组成比为80/20时，共混物的亚微观相态为两相共连续结构，POE分散均匀，两相界面模糊，相畴尺寸小；共混物的冲击强度是纯PA6的12倍。这是由于在熔融共混过程中，POE上的马来酸酐与PA6发生反应，生成POE-g-MAH共聚物，提高了共混物中两相界面的相容性，增加了界面黏合力，从而使POE起到了抗冲击改性作用。在PA6/POE-g-MAH共混体系中加入少量的环氧树脂增容剂，共混物的抗冲击性能进一步提高，使共混物在更低的POE-g-MAH含量下发生脆-韧转变。这是由于，一方面，环氧树脂对PA6的扩链作用，使PA6基体的黏度提高，POE-g-MAH在基体中的分散尺寸进一步减小；另一方面，环氧树脂中的多还氧基在PA6和POE-g-MAH之间发生偶联反应，从而增大了界面黏结。POE-g-MAH可与PA6直接共混，改进PA6的韧性，还可与POE一起加入PA6中，作为PA6与POE的相容剂，改善二者的相容性，从而有效地发挥POE的增韧作用。共混物的缺口冲击强度与接枝率密切相关，在较宽的温度范围内(
聚丙烯的抗冲击改性剂
POE用作聚丙烯（PP)的抗冲击改性剂，比传统使用的三元乙丙橡胶（EPDM）有明显的优势。首先，粒状的POE易与粒状的PP混合省去了块状乙丙橡胶繁杂的造粒或预混工序。其次，POR与PP有更好的混合分散效果，与EPDM相比共聚物的相态更为细微化，因而使抗冲击性得以提高。再次，采用一般橡胶作PP的抗冲击改性剂，在提高冲击强度的同时使产品屈服强度降低，而使用POE弹性体在增韧的同时尚保持较高的屈服强度及良好的加工流动性。
热塑性弹性体材料
由于POE有较高的强度和伸长率，而且有很好的耐老化性能，对于某些耐热等级、永久变形要求不严的产品直接用POE 即可加工成制品，可大大地提高生产效率，材料还可重复使用。为了降低原材料成本，提高材料某些性能(如撕裂强度、硬度等)，也可在POE树脂中添加一定量的增强剂及加工助剂等。
电线电缆护套
未经交联的POE材料耐温等级较低(不高于80℃)，而且永久变形大，难以满足受力状态下工程上的应用要求。POE可通过用过氧化物、辐射或硅烷来交联。与EPDM相比，交联时没有二烯烃存在，使聚合物的热稳定性、热老化性、耐候性和柔软性提高，复合过加入一定量的拉强剂及加工助剂，以利于综合性能的改善。随着交联剂加入量的增加，材料的永久变形减小；但随着网络结构的形成，使力学性能降低。在交联型POE中加入40份N330炭黑后，材料的撕裂强度和拉伸强度成倍增加，伸长率和永久变形减小。随炭黑用量增加，硬度和100%定伸强度进一步提高，而拉伸强度和撕裂强度变化不明显。随石蜡油加入量增加，100%定伸强度、拉伸强度及硬度呈下降趋势，伸长率及永久变形增大，而对撕裂强度影响不大。添加少量石蜡油(15份)的材料耐热老化性能优异，但随石蜡油用量增加，经老化后石蜡油的被抽出量加大，表现出硬度剧增、伸长率明显下降、老化性能不佳。POE 的耐热性、耐老化性明显优于EPDM，而且耐压缩永久变形性较好，100%定伸强度及硬度高于EPDM；耐溶剂性略优于或接近于EPDM；流动性和力学性能的平衡性能优于EPDM。
