從泛用走向高值化
長期以來，臺灣在高階聚烯烴材料領域受制於技術門檻與進口依賴。為打破困局，工研院開發出「乙烯精準聚合高值PE／POE技術」，不僅突破聚合物性能與製程瓶頸，更具備應用於高強度纖維、綠能電纜等高值應用的潛力，為石化業開展新的方向，榮獲傑出研究獎金牌獎。
高階聚烯烴材料主要應用於薄膜、管材、電線電纜、汽車零件、醫療及衛生用品等領域。 然而，國內高階聚烯烴材料主要依賴進口，缺乏相關材料技術，為此，工研院研發「乙烯精準聚合高值PE／POE技術」，不僅突破過去國內在高階聚合觸媒與製程上的技術瓶頸，更在功能性與應用廣度上，為臺灣打開進軍高值材料市場的大門。
「我們的目標是讓臺灣從只能生產泛用塑膠的國家，變成能自製，甚至外銷高端聚烯烴材料的技術供應者，」工研院材料與化工研究所技術總監時國誠表示。
所謂乙烯精準聚合技術，是指透過控制聚合反應的觸媒設計與製程條件，精確調控聚合物的分子量、分布與結構，進而創造具特定物理與化學性質的材料。而實現這一切的關鍵，就是「單點觸媒」。「傳統Ziegler-Natta觸媒為多活性位點，雖然適合大量生產，卻難以精準控制分子結構，功能也有限」，時國誠解釋，「我們設計的是單一反應位的茂金屬及後茂金屬等觸媒，能有效控制鏈段結構，賦予材料更高的機械強度、彈性與耐環境性。」
低纏繞、高潔淨 滿足敏感應用需求
像是團隊設計的高立體障礙配位基鉻觸媒，可有效提升1-己烯與1-辛烯的生產選擇性，不僅反應效率高，品質也穩定，更降低了過去製程中因含氯助觸媒造成的設備腐蝕風險。另一款高溶解性的茂金屬觸媒，則在生產聚烯烴彈性體（POE）時，不僅可靈活調控密度與彈性，也大幅降低金屬殘留與環境負擔。
在超高分子量聚乙烯（UPE）領域，團隊也取得前瞻性突破。UPE適合製作防彈衣等高強度纖維，也在工業零件中廣泛應用，但過去國內缺乏相關觸媒與聚合技術。「我們以單點後茂金屬觸媒做出來的UPE，不僅具備低纏繞特性，加工效率顯著提升，適合用於高強度纖維的量產，更有高潔淨、低雜質的特性，滿足醫療、電子與人形機器人等敏感應用領域的需求」。時國誠舉例，目前團隊已進行高強度纖維試製，並與國內石化龍頭大廠洽談技轉與量產。
走出技術封鎖 用實力打造自主路線
過去，高階材料觸媒長期掌握在國際大廠手中，臺灣在烯烴高值化應用上，必須仰賴進口材料，不但成本高、規格也受限，連帶使得下游產業發展空間受到擠壓。時國誠表示，團隊是在資訊極少的狀況下，重新建構整套系統，「我們必須大量閱讀國際專利文獻、反覆推敲結構設計，同步建立絕水、絕氧的聚合環境技術，一再實驗觸媒性能與聚合反應，才有辦法做到。」
除了觸媒與製程的技術創新，團隊同步關注市場應用潛力。以POE為例，工研院已開發出用於電纜披覆與絕緣材料的產品，並完成太陽能線纜用絕緣層的測試驗證，符合IEC 62930國際標準。這些材料具低金屬殘留、單一溶劑製程設計，便於回收，也適合太陽能封裝等高階綠能場域應用，符合產業在能源轉型與低碳永續的需求。
找出新定位 以高值化迎戰紅海
近年來，中國陸續建構七大石化專區，導致全球乙烯、丙烯等基本原料產能過剩，連帶壓縮臺灣傳統石化業的生存空間。如何在這片紅海中突圍？「唯有朝高值化與差異化應用產品發展，才能突圍而出，」時國誠強調。以工研院開發的乙烯高值材料為例，不論是可替代進口的POE，或是應用於高強度纖維的UPE，都證明臺灣具備自製高階材料的實力與潛力。
「我們希望臺灣不只是下游代工的角色，而是能在材料技術上，成為具備策略技術、擁有品牌價值的供應夥伴。」時國誠表示，目前工研院已與國內大型石化企業合作，規劃導入這套乙烯精準聚合技術，預計進行試量產線的建置，進一步推動材料商品化。
在全球推動綠色與高值化材料的趨勢下，掌握核心觸媒與基礎聚合技術，已成為產業升級的關鍵。未來，工研院也將把技術擴展至更多元的聚合物體系，如高功能乙烯、丙烯衍生材料等，應用領域涵蓋建築、能源、高壓電纜、電子元件等，為本土石化產業提供轉型的技術支持。
