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環烯烴聚合物國產化指日可待

文章來源：中國化工報更新時間：2023-02-16 15:33:20

目前，我國環烯烴聚合物行業正處于初步發展階段，環烯烴聚合物產品仍主要依賴于進口，國內還沒有掌握環烯烴聚合物及單體降冰片烯的制備技術，也沒有工業化生產裝置。但近年來，在環烯烴聚合物下游需求持續增長的驅動下，國內企業正在積極攻克關鍵技術，加快推進產業化進程。其中最引人矚目的是華為技術有限公司于2022年公布的《環烯烴聚合物、環烯烴聚合物單體和光學制品的制作方法》專利。

性能優異有前景

環烯烴聚合物主要包含環烯烴共聚物(COC)和環烯烴均聚物(COP)兩類。COC是通過降冰片烯和乙烯經加成共聚形成的聚合產物;COP是由單體降冰片烯通過開環易位聚合后氫化得到的聚合產物。

環烯烴聚合物具有優異的光學性能、耐高溫性、低吸水性、高強度、耐化學腐蝕性及優異的生物相容性等特點，可廣泛地應用于光學、醫療、半導體等領域，市場前景廣闊。

具體來講，環烯烴聚合物中存在柔性脂肪烴基鏈段和剛性環狀結構。脂肪烴基鏈段可以使環烯烴聚合物保持優異的耐化學性、耐水性，以及良好的機械強度、電絕緣性等;剛性環狀結構能夠賦予環烯烴聚合物材料較高玻璃化轉變溫度，提高耐熱性，使其獲得優異的光學性能。

合成方法待完善

COC可通過調整降冰片烯和乙烯兩種單體的相對含量，實現降冰片烯和乙烯相對含量可控，使其獲得較好力學性能。但在聚合過程中，多個乙烯單體的均聚會不可避免地形成乙烯鏈節的堆積，這種堆積會使聚合物中產生聚乙烯的結晶區，最終導致光學性能包括霧度和雙折射率降低。

在COP合成過程中，降冰片烯的環狀結構被破壞，形成五元環狀結構和乙烯鏈段相互交替的結構，實現了降冰片烯和乙烯的序列分布。這種結構不會出現乙烯鏈段的聚集，可以獲得較好的光學性能。但COP中環狀結構單體的摩爾比為50%，剛性基團的比例較高，因此材料在注塑成型后具有較高的內應力，力學性能會受到影響，而且剛柔比例固定不可調節。

目前，環烯烴聚合物的合成方法均無法實現對降冰片烯和乙烯在聚合物中的序列分布和相對含量的同時控制，因此難以對環烯烴聚合物的力學性能和光學性能同時進行優化，限制了環烯烴聚合物在電子產品中的應用。

國產化指日可待

華為公布的《環烯烴聚合物、環烯烴聚合物單體和光學制品的制作方法》專利技術可實現對剛性環狀結構和柔性脂肪烴基鏈段在聚合物中的序列分布和相對含量的同時控制，使環烯烴聚合物兼具優異的力學性能和光學性能。

該專利技術可以根據實際功能需要，通過在單體降冰片烯不同位置引入烷基、芳香基、烷氧基、烴基、酯基、氰基、氨基、硫醇基等不同的基團，獲得具有不同性能的環烯烴聚合物。長鏈烷基可以增加鏈段柔性，調節聚合物力學性能，降低內應力；酯基、氨基等極性基團，能增加環烯烴聚合物與其他聚合物的相容性，提高環烯烴聚合物的可粘接性能;含有環狀結構和芳香基團的取代基團，可提高材料剛性和耐熱性。

在光學鏡片應用領域，較小的霧度可以提高環烯烴聚合物用于制備光學鏡片的可視效果。華為專利技術合成的環烯烴聚合物的霧度小于0.05%；折射率為1.53~1.58，采用其制備光學鏡片有利于減薄鏡片厚度。

此外，華為專利技術還通過部分或全部采用環烯烴聚合物加工獲得光學制品。其中，光學透鏡包括手機相機透鏡、相機透鏡等;光學膜包括導光膜、反射膜、濾光膜、偏振膜、分光膜和位相膜、液晶基板用膜等。

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