環(huán)烯烴聚合物國(guó)產(chǎn)化指日可待

　　目前，我國(guó)環(huán)烯烴聚合物行業(yè)正處于初步發(fā)展階段，環(huán)烯烴聚合物產(chǎn)品仍主要依賴于進(jìn)口，國(guó)內(nèi)還沒有掌握環(huán)烯烴聚合物及單體降冰片烯的制備技術(shù)，也沒有工業(yè)化生產(chǎn)裝置。但近年來，在環(huán)烯烴聚合物下游需求持續(xù)增長(zhǎng)的驅(qū)動(dòng)下，國(guó)內(nèi)企業(yè)正在積極攻克關(guān)鍵技術(shù)，加快推進(jìn)產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。其中最引人矚目的是華為技術(shù)有限公司于2022年公布的《環(huán)烯烴聚合物、環(huán)烯烴聚合物單體和光學(xué)制品的制作方法》專利。

　　性能優(yōu)異有前景

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

　　環(huán)烯烴聚合物具有優(yōu)異的光學(xué)性能、耐高溫性、低吸水性、高強(qiáng)度、耐化學(xué)腐蝕性及優(yōu)異的生物相容性等特點(diǎn)，可廣泛地應(yīng)用于光學(xué)、醫(yī)療、半導(dǎo)體等領(lǐng)域，市場(chǎng)前景廣闊。

　　具體來講，環(huán)烯烴聚合物中存在柔性脂肪烴基鏈段和剛性環(huán)狀結(jié)構(gòu)。脂肪烴基鏈段可以使環(huán)烯烴聚合物保持優(yōu)異的耐化學(xué)性、耐水性，以及良好的機(jī)械強(qiáng)度、電絕緣性等；剛性環(huán)狀結(jié)構(gòu)能夠賦予環(huán)烯烴聚合物材料較高玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，提高耐熱性，使其獲得優(yōu)異的光學(xué)性能。

　　合成方法待完善

　　COC可通過調(diào)整降冰片烯和乙烯兩種單體的相對(duì)含量，實(shí)現(xiàn)降冰片烯和乙烯相對(duì)含量可控，使其獲得較好力學(xué)性能。但在聚合過程中，多個(gè)乙烯單體的均聚會(huì)不可避免地形成乙烯鏈節(jié)的堆積，這種堆積會(huì)使聚合物中產(chǎn)生聚乙烯的結(jié)晶區(qū)，最終導(dǎo)致光學(xué)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(huán)狀結(jié)構(gòu)被破壞，形成五元環(huán)狀結(jié)構(gòu)和乙烯鏈段相互交替的結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了降冰片烯和乙烯的序列分布。這種結(jié)構(gòu)不會(huì)出現(xiàn)乙烯鏈段的聚集，可以獲得較好的光學(xué)性能。但COP中環(huán)狀結(jié)構(gòu)單體的摩爾比為50%，剛性基團(tuán)的比例較高，因此材料在注塑成型后具有較高的內(nèi)應(yīng)力，力學(xué)性能會(huì)受到影響，而且剛?cè)岜壤潭ú豢烧{(diào)節(jié)。

　　目前，環(huán)烯烴聚合物的合成方法均無法實(shí)現(xiàn)對(duì)降冰片烯和乙烯在聚合物中的序列分布和相對(duì)含量的同時(shí)控制，因此難以對(duì)環(huán)烯烴聚合物的力學(xué)性能和光學(xué)性能同時(shí)進(jìn)行優(yōu)化，限制了環(huán)烯烴聚合物在電子產(chǎn)品中的應(yīng)用。

　　國(guó)產(chǎn)化指日可待

　　華為公布的《環(huán)烯烴聚合物、環(huán)烯烴聚合物單體和光學(xué)制品的制作方法》專利技術(shù)可實(shí)現(xiàn)對(duì)剛性環(huán)狀結(jié)構(gòu)和柔性脂肪烴基鏈段在聚合物中的序列分布和相對(duì)含量的同時(shí)控制，使環(huán)烯烴聚合物兼具優(yōu)異的力學(xué)性能和光學(xué)性能。

　　該專利技術(shù)可以根據(jù)實(shí)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(tuán)，獲得具有不同性能的環(huán)烯烴聚合物。長(zhǎng)鏈烷基可以增加鏈段柔性，調(diào)節(jié)聚合物力學(xué)性能，降低內(nèi)應(yīng)力；酯基、氨基等極性基團(tuán)，能增加環(huán)烯烴聚合物與其他聚合物的相容性，提高環(huán)烯烴聚合物的可粘接性能；含有環(huán)狀結(jié)構(gòu)和芳香基團(tuán)的取代基團(tuán)，可提高材料剛性和耐熱性。

　　在光學(xué)鏡片應(yīng)用領(lǐng)域，較小的霧度可以提高環(huán)烯烴聚合物用于制備光學(xué)鏡片的可視效果。華為專利技術(shù)合成的環(huán)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(xué)鏡片有利于減薄鏡片厚度。

　　此外，華為專利技術(shù)還通過部分或全部采用環(huán)烯烴聚合物加工獲得光學(xué)制品。其中，光學(xué)透鏡包括手機(jī)相機(jī)透鏡、相機(jī)透鏡等；光學(xué)膜包括導(dǎo)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。（華飛）

　　轉(zhuǎn)自：中國(guó)化工報(bào)

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