COC/COP是什么？华为、金发科技...入局了！究竟有什么魔力？
近日，全球安防和光学巨头
云集浙江拓烯光学新材料有限公司
共庆2.1万吨高端光学新材料项目（一期）
胜利竣工！
据悉，项目一期投资5亿元，建设3000吨特种环烯烃共聚物（SOOC® 拓美特®），计划今年三季度正式投产，预计可实现产值10亿元。
该项目总规划建设2.1万吨特种光学新材料，总投资15亿元，全部投产后预计销售额将达到50亿元。
今天，我们就来聊聊这位
透明聚合物家族中的“大明星”
▲图摄于CHINAPLAS 2023 国际橡塑展
环状聚烯烃到底是什么？
环状聚烯烃包括环烯烃共聚物（COC）、环烯烃聚合物（COP）两大类。COC/COP是具有环状烯烃结构的非晶性透明高分子材料，具有透明度高、尺寸稳定性好、吸水率低、气密性优、耐化学腐蚀、耐热、易加工成型等优点，可替代玻璃材料使用，应用在光学、医疗等领域，其中医用COC/COP安全性要求更高。
将这两类产品放在一起描述，是因为COC和COP非常相似，不同之处在于COC在聚合过程中使用多种单体，而COP仅使用一种单体。
▲ TOPAS COC 聚合物 来源：宝理官网
COC/COP有哪些出色的性能呢？
作为一种无定型、纯度极高的透明共聚树脂，环烯烃聚合物光学性能极为出色，在物理化学性质方面，其对标产品也是常见的光学树脂如PMMA、PC、PS等。具体指标如下表所示：
不难看出，环烯烃聚合物材料的透明度，可以与PMMA和PC相媲美，且拥有较高的玻璃化转变温度Tg。即在透明度相当的情况下，环烯烃聚合物的耐热程度明显好于PMMA；在耐热程度相当的情况下，其透明度又明显好于PC材料。
而在其他性能方面，如耐溶剂性上，环烯烃聚合物树脂具有优良的耐水蒸气、耐酸、耐碱性及耐盐、耐极性溶剂性。
值得一提的是，在气体屏蔽性能方面，环烯烃聚合物也显示出了优良的综合性能。在水蒸汽阻隔、O₂、CO₂阻隔率方面表现均衡，有在包装领域实现广泛应用的突出潜质。由于单体相似且生产工艺相近，COC与线性聚乙烯产品（LLDPE）几乎可以任何比例共混，与LDPE和HDPE的相容性也较好。
COC/COP主要应用在哪些领域？
环烯烃聚合物上游主要是C5/C9分离的环状二烯烃（主要是双环戊二烯或环戊二烯）和低碳α-烯烃（主要是乙烯）。
下游应用方面，则主要聚集于光学树脂及薄膜、生物医药、聚烯烃改性等领域。
▲ COC/COP产业链组成示意图 来源：网络
COC/COP具有热变形温度高、透明性高、双折射率低、介质损耗小等一系列优良特性，是制备各类光学元件的重要材料。主要用于智能手机镜头、安防镜头、车载镜头等，还可用于偏振片保护膜、显示屏薄膜、背投电视感光元器件以及投影仪感光元器件等。
COC/COP用作为AR/VR光学镜片，也能有效实现AR/VR设备的轻薄化，并提供有益的光学性能。
▲华为2022年底推出的首款AR智能眼镜
未来5年，受益于5G手机摄像头三摄、四摄的加速扩张以及汽车自动驾驶技术对镜头需求的逐步扩大，国内镜头透镜数量有望快速增长，进而带动COC/COP在光学领域消费量的快速增长。
此外，在显示面板用膜领域，COP/COP膜材料可部分取代三醋酸纤维薄膜（TAC膜），COP/COP膜材料用量有望显著增长。
COC/COP 具有优异的水蒸气阻隔性和生物相容性、耐热性和耐化学性，可延长药品保存时间；同时其密度比玻璃小得多，可进行蒸汽及伽玛射线的消毒，可作为优良的医学材料。特别适用于微量滴定板、预充注射器、血液储存器、试管、陪替氏培养皿、注射器和吸液管等医疗器械。
▲TOPAS® COC材料在微滴定板上的应用。具有低莹光自发性、耐极性溶剂、高流动等特性。图摄于CHINAPLAS 2021 国际橡塑展。
随着注射医美大热，注射器市场规模将快速扩张，同时疫苗瓶等密封医疗容器也会对COC/COP形成一定的需求。未来5年COC/COP在医疗领域的消费量将保持一定增速。
COC/COP具有高收缩性、低收缩力、低密度以及高气体阻隔性等特征，可增加食品和医疗包装模量、提高包装薄膜的气体阻隔性和耐穿刺性并降低薄膜耐撕强度。
COC/COP同线性低密度聚乙烯（LLDPE）共混制备食品和医药包装，共混物可以使薄膜减薄后性能不变，降低包装成本；同时，COC/COP的添加可增加LLDPE的模量，提高其密封强度、收缩性能、气体阻隔性以及易撕性。
▲TOPAS® COC材料在收缩标签上的应用。具有良好的收缩性、低密度易回收、与聚烯烃良好的相容性等特性。图摄于CHINAPLAS 2023 国际橡塑展。
COC/COP和聚三氟氯乙烯（PCTFE）的复合膜还可用于制作药品的泡罩包装，其优异的水蒸气阻隔性和真空成型性，使得制备得到的药品泡罩包装具有更低的厚度和水蒸气透过率。
除上述领域外，COC/COP还可用于电容器膜、过滤器膜以及移动设备天线等电子电器领域。
▲ 图源：中国化信咨询
哪些企业在布局？
由于COC/COP结构特殊，单体、催化剂以及聚合技术均存在较高的技术壁垒，在其生产上，日本瑞翁公司、宝理塑料和三井化学等国际龙头企业已经形成了从环烯烃单体到聚合物合成的完整产业链，占据了绝大部分产能。
目前，中国已有多家企业投入环烯烃聚合物材料的产业化进程。
据悉，阿科力于2014年就启动了环烯烃聚合物（COC/COP）的研发工作，目前已经突破了桥环结构单体合成技术、高活性高选择性的茂金属催化剂制备技术、新型连续法反应器设计技术、高位阻烯烃茂金属催化配位聚合等核心技术，成功研制出耐高温、高透明的光学级环烯烃聚合物，小批量产品经客户试用，透光率、折射率及玻璃化温度等关键指标均达到进口产品水平。
1月31日，阿科力控股子公司阿科力科技（潜江）有限公司年产2万吨聚醚胺、3万吨光学材料（环烯烃单体及聚合物）项目顺利开工。该项目将分两期建设，一期项目约18个月；二期项目约12个月。
2023年1月28日，辽宁盘锦市生态环境局发布了“辽宁鲁华泓锦新材料科技有限公司高性能水性高分子乳液、环烯烃共聚物(COC)及其关键单体降冰片烯(NBE)产业化示范项目”环境影响报告书的拟批复的公示。
公示显示：项目总投资34659万元，实施后将年产聚异成二烯胶乳2000吨、水性树脂乳液500吨、环烯烃共聚物500吨、降冰片烯1000吨。
2023年3月21日，华为技术有限公司对旗下发明专利《环烯烃共聚物及其制备方法和应用》进行公开，而在此之前，华为在环烯烃聚合物领域还申请了两项专利，分别是《环烯烃共聚物制备用催化剂、环烯烃共聚物的制备方法、环烯烃共聚物及其应用》和《环烯烃聚合物、环烯烃聚合物单体和光学制品》。
据悉，这是华为至今申报的唯一一个化学材料领域的专利。
2023年5月16日，金发科技股份有限公司召开年度股东大会，董事长袁志敏表示：公司近几年开展的高性能环烯烃共聚物(COC)新材料试验项目预计在今年下半年完成中试。此消息一出，便有不少投资者针对此材料的相关情况对金发科技进行提问。
金发科技表示，COC新材料的相关技术为公司自主研发，在国产替代需求下，2022年，公司以环烯烃共聚物(COC)为主要目标，开展高性能烯烃聚合物新材料试验项目，目前进展良好，预计2023年下半年完成中试，该材料的中试设计产能为80吨/年。
据悉，目前还有山东益丰生化、万华化学等企业正在关注和实施相关技术研发。
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（素材源自：衢州智造新城、中国化工信息周刊、艾邦高分子、中国化工报、化工新材料、中国化信咨询、烯烃产业创新与发展研习社等，由CHINAPLAS国际橡塑展综合整理，转载请注明。）
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