三甲基鋁國產(chǎn)化之痛有望破解

三甲基鋁(TMA)是一種重要的有機(jī)金屬化合物，可用于生產(chǎn)芯片和高質(zhì)量熔噴料的催化劑，但我國TMA 一直依賴進(jìn)口。隨著國內(nèi)首套年產(chǎn)400 t TMA 裝置的投產(chǎn)，此項(xiàng)“卡脖子”技術(shù)瓶頸有望被打破。2021 年4 月9 日在青島舉辦的環(huán)烯烴共聚物技術(shù)與市場論壇上，專家將介紹《三甲基鋁和MAO 國產(chǎn)化最新進(jìn)展》。

TMA 常用于生產(chǎn)芯片的晶圓上，在光伏、LED、集成電路、液晶顯示都要用到TMA。TMA 還是合成茂金屬催化劑體系中助催化劑甲基鋁氧烷(MAO)、改性甲基鋁氧烷(MMAO)的起始原料。熔噴布是生產(chǎn)口罩、防護(hù)衣等醫(yī)療物資的原料，用茂金屬催化劑可直接聚合生產(chǎn)熔噴布專用料——高熔融指數(shù)聚丙烯。聚丙烯的熔融指數(shù)越高，熔噴出的纖維就越細(xì)，制作成的熔噴布過濾性也就越好。用茂金屬催化劑可以直接聚合制備熔噴紡絲聚丙烯。該方法不引入過氧化物，無殘留、無異味。目前，全球僅有美國乙基公司和德國Witco 公司能夠生產(chǎn)TMA，國內(nèi)如果全部依靠進(jìn)口，每千克TMA 的價(jià)格高達(dá)3000～4000元，進(jìn)而造成茂金屬催化劑及熔噴料成本高、經(jīng)濟(jì)性弱。

TMA 的合成方法按照不同反應(yīng)機(jī)理進(jìn)行分類，包括還原法、格氏試劑法、超聲波輻射法和烷基交換法等。烷基鋁與鹵代甲烷反應(yīng)被認(rèn)為是較理想的合成方法。烷基交換法是由倍半物與烷基鋁反應(yīng)生成TMA，倍半物中比較適合作為反應(yīng)原料的是甲基鋁倍半溴及甲基鋁倍半碘。此反應(yīng)的收率高于86%，但反應(yīng)時(shí)間超過12 h，且將TMA 從反應(yīng)液中蒸出則需更長的時(shí)間。可采用鉍基化合物為催化劑，烷基鋁與鹵代甲烷在鉍催化體系下反應(yīng)制備TMA。該反應(yīng)的催化劑一般為含鉍化合物，如烷基鉍、芳基鉍、無機(jī)鉍鹽以及能被轉(zhuǎn)化為烷基或芳基鉍的含鉍化合物，都能形成催化劑活性組分。該合成方法的反應(yīng)時(shí)間為4 h，收率約為60%，但仍存在收率不夠高、催化劑價(jià)格較昂貴、后處理過程中分離難度較大等問題。

此外，還可以將釩基化合物作為催化劑，烷基鋁與鹵代甲烷在釩催化體系下反應(yīng)制備TMA，該方法的產(chǎn)率達(dá)85%，但反應(yīng)周期較長，同時(shí)要控制低溫環(huán)境難度較大，釩化合物的價(jià)格也較為昂貴。