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环烯烃聚合物国产化指日可待

文章来源：中国化工报更新时间：2023-02-16 15:33:20

目前，我国环烯烃聚合物行业正处于初步发展阶段，环烯烃聚合物产品仍主要依赖于进口，国内还没有掌握环烯烃聚合物及单体降冰片烯的制备技术，也没有工业化生产装置。但近年来，在环烯烃聚合物下游需求持续增长的驱动下，国内企业正在积极攻克关键技术，加快推进产业化进程。其中最引人瞩目的是华为技术有限公司于2022年公布的《环烯烃聚合物、环烯烃聚合物单体和光学制品的制作方法》专利。

性能优异有前景

环烯烃聚合物主要包含环烯烃共聚物(COC)和环烯烃均聚物(COP)两类。COC是通过降冰片烯和乙烯经加成共聚形成的聚合产物;COP是由单体降冰片烯通过开环易位聚合后氢化得到的聚合产物。

环烯烃聚合物具有优异的光学性能、耐高温性、低吸水性、高强度、耐化学腐蚀性及优异的生物相容性等特点，可广泛地应用于光学、医疗、半导体等领域，市场前景广阔。

具体来讲，环烯烃聚合物中存在柔性脂肪烃基链段和刚性环状结构。脂肪烃基链段可以使环烯烃聚合物保持优异的耐化学性、耐水性，以及良好的机械强度、电绝缘性等;刚性环状结构能够赋予环烯烃聚合物材料较高玻璃化转变温度，提高耐热性，使其获得优异的光学性能。

合成方法待完善

COC可通过调整降冰片烯和乙烯两种单体的相对含量，实现降冰片烯和乙烯相对含量可控，使其获得较好力学性能。但在聚合过程中，多个乙烯单体的均聚会不可避免地形成乙烯链节的堆积，这种堆积会使聚合物中产生聚乙烯的结晶区，最终导致光学性能包括雾度和双折射率降低。

在COP合成过程中，降冰片烯的环状结构被破坏，形成五元环状结构和乙烯链段相互交替的结构，实现了降冰片烯和乙烯的序列分布。这种结构不会出现乙烯链段的聚集，可以获得较好的光学性能。但COP中环状结构单体的摩尔比为50%，刚性基团的比例较高，因此材料在注塑成型后具有较高的内应力，力学性能会受到影响，而且刚柔比例固定不可调节。

目前，环烯烃聚合物的合成方法均无法实现对降冰片烯和乙烯在聚合物中的序列分布和相对含量的同时控制，因此难以对环烯烃聚合物的力学性能和光学性能同时进行优化，限制了环烯烃聚合物在电子产品中的应用。

国产化指日可待

华为公布的《环烯烃聚合物、环烯烃聚合物单体和光学制品的制作方法》专利技术可实现对刚性环状结构和柔性脂肪烃基链段在聚合物中的序列分布和相对含量的同时控制，使环烯烃聚合物兼具优异的力学性能和光学性能。

该专利技术可以根据实际功能需要，通过在单体降冰片烯不同位置引入烷基、芳香基、烷氧基、烃基、酯基、氰基、氨基、硫醇基等不同的基团，获得具有不同性能的环烯烃聚合物。长链烷基可以增加链段柔性，调节聚合物力学性能，降低内应力；酯基、氨基等极性基团，能增加环烯烃聚合物与其他聚合物的相容性，提高环烯烃聚合物的可粘接性能;含有环状结构和芳香基团的取代基团，可提高材料刚性和耐热性。

在光学镜片应用领域，较小的雾度可以提高环烯烃聚合物用于制备光学镜片的可视效果。华为专利技术合成的环烯烃聚合物的雾度小于0.05%；折射率为1.53~1.58，采用其制备光学镜片有利于减薄镜片厚度。

此外，华为专利技术还通过部分或全部采用环烯烃聚合物加工获得光学制品。其中，光学透镜包括手机相机透镜、相机透镜等;光学膜包括导光膜、反射膜、滤光膜、偏振膜、分光膜和位相膜、液晶基板用膜等。