疫苗瓶材COC，国内未完全产业化，外企急扩产，欲吞下巨大市场

新材料研习社 2022-04-24

在中国科技部发布的《“十四五”国家重点研发计划“高端功能与智能材料”重点专项2021年度项目申报指南征求意见的通知》中，环状聚烯烃COC/COP被列入国家关键医用与防疫材料方向重点研发计划。

该材料已成功用于高端聚合酶链式反应检测板，这种检测板适用于新冠病毒的检测。采用COC的PCR检测板具有高耐热，高刚性，高透明的特点，特别适合大规模自动化检测。

另外，装载新冠疫苗包装瓶所需要的硼硅玻璃一度紧缺，能替代这种玻璃的环烯烃共聚物(COC/COP)引起市场关注。

国内COC/COP材料从零星应用进入应用爆发期，多家企业上马生产COP西林瓶、COP预灌封注射器，多家外企集中向国家药品监督管理局申请环烯烃共聚物西林瓶、预灌封注射器药包材资质。

与别的产品不同的是，COC/COP从原料单体降冰片烯到催化剂及材料整条产业链国内都没有完全产业化，几乎都依赖进口。

为满足市场对COC的增长需求，今年宝理塑料已将其德国工厂的COC产能从原来的1万吨提升到1.4万吨，此外宝理塑料还在德国建设第二家COC工厂，预计2023年新工厂会投产，届时宝理塑料的COC产能将翻番，可达到3,5万吨以上。

COC/COP简介

环烯烃共聚物（COC）

使用茂金属催化剂将乙烯和降冰片烯(双环庚烯)共聚合而得的非结晶性透明树脂。

环烯烃聚合物（COP）

降冰片烯单体通过茂金属催化剂开环易位聚合后，再对其中的不饱和双键进行氢化得到的聚合物。

目前应用最多的是环烯烃共聚物（COC）。

环状聚烯烃是一种用于医疗、光学、包装和电子应用的玻璃透明且极纯的塑料。

与其他工程热塑性塑料或玻璃不同，COC/COP可提供非离子型、反应性最小的表面。

这种非极性底物不会促进吸附、变性、聚集或沉淀。玻璃透明的COC/COP医用聚合物具有极低的可浸出物和可萃取物，可保持长期的药物纯度，从而实现更好的性能和患者安全，适合疫苗、抗癌药物、抗肿瘤药品、碱式缓冲液等药品的包装。

此次列入国家关键医用与防疫材料方向重点研发计划的环状聚烯烃，要求其聚合指标：环状聚烯烃开环易位聚合单体转化率大于95%、氢化转化率大于99%、透光率大于90%、吸水率小于0.01、折射率大于1.52、热变形温度大于120℃、玻璃化转变温度大于150℃。

当前，新冠疫苗玻璃瓶用的中硼玻璃紧缺，能替代中硼玻璃的新材料COC/COP备受全球新材料市场的重点关注。

COC和COP的聚合反应机理

COC：加成反应机理

乙烯和降冰片烯共聚物是最经典的COC材料。

自20世纪90年代首次被合成以来，COC已经成为重要的工程塑料之一，它被应用于耐热和光学材料中。COC的玻璃化转变温度(Tg)大于150℃时，得到的COC才具有较高的实用价值。

共聚单体及其含量是决定环烯烃共聚物性能的关键因素，而决定共聚单体含量的最核心因素是催化剂，催化剂结构及关键聚合工艺对催化活性及共聚单体插入量有着重要影响。

因此，开发合成新结构的配体、更高活性的催化剂，将围绕配体结构对催化特性的影响，围绕如何提高分子量和环烯烃的有效插入率及其序列结构的调控等来进行。

COP：开环易位聚合机理

开环易位聚合由于具有活性聚合特点，制备的聚合物分子量可控且分子量分布较窄，特别是不受单体空间位阻影响，降冰片烯及其衍生物由于较高的反应活性是目前应用最广的环烯烃单体。

降冰片烯开环易位聚合反应过程中，脱掉的配体即使在催化剂引发单体后仍然会配位到催化剂上，使催化剂处于静止状态。

因此，加入过量的配体能够降低链增长的速度，使增长速率相对慢于引发速率，从而使分子量分布变窄，聚合而成的COP具有玻璃化转变温度高、透光度高和抗冲击性能好等优点。

文字来源：雅式橡塑网、中化新网

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