1月31日，阿科力科技（潛江）有限公司年產(chǎn)20000噸聚醚胺、30000噸光學(xué)材料（環(huán)烯烴單體及聚合物）項(xiàng)目，在潛江順利開工，這也標(biāo)志著我國在環(huán)烯烴單體及聚合物材料領(lǐng)域即將打破國外技術(shù)壟斷、實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化。
“30000噸的光學(xué)材料（環(huán)烯烴單體及聚合物），之前是日本壟斷的，目前在全國范圍內(nèi)我們率先實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)，是填補(bǔ)了國內(nèi)的空白，也有望幫助下游企業(yè)大幅下降生產(chǎn)成本”阿科力科技（潛江）有限公司董事長朱萌說。
2022年10月17日晚間，阿科力發(fā)布關(guān)于與潛江市高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)·江漢鹽化工業(yè)園管委會簽訂投資協(xié)議的公告。公告表示，無錫阿科力科技股份有限公司擬在潛江市江漢鹽化工業(yè)園投資建設(shè)的項(xiàng)目為：“年產(chǎn)20,000噸聚醚胺、年產(chǎn)30,000噸光學(xué)材料（環(huán)烯烴單體及聚合物）項(xiàng)目”，包括“20,000噸聚醚胺、30,000噸光學(xué)材料（環(huán)烯烴單體及聚合物）、1000噸/年高純硅溶膠、20噸/年特種高耐熱樹脂、5,000噸/年改性環(huán)氧樹脂、25,000噸/年聚醚”。
據(jù)悉，該項(xiàng)目將分兩期建設(shè)，一期項(xiàng)目約18個(gè)月；二期項(xiàng)目約12個(gè)月。
光學(xué)領(lǐng)域明星產(chǎn)品-COC
COC/COP（Cyclic Olefin Copolymer/Polymer），即環(huán)烯烴共聚物/聚合物，聚環(huán)烯烴。此類聚合物是一類新型的高附加值熱塑性工程塑料，其特性曲線在聚合過程中可以在很寬的范圍內(nèi)變化。
典型COC分子結(jié)構(gòu)
聚環(huán)烯烴作為一種無定型、純度極高的透明共聚樹脂，光學(xué)性能極為出色，在物理化學(xué)性質(zhì)方面，其對標(biāo)產(chǎn)品也是常見的光學(xué)樹脂如PMMA、PC、PS等。
在透明度上，聚環(huán)烯烴材料可以與PMMA和PC相媲美，且擁有較高的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg。即在透明度相當(dāng)?shù)那闆r下，聚環(huán)烯烴的耐熱程度明顯好于PMMA，在耐熱程度相當(dāng)?shù)那闆r下，其透明度又明顯好于PC材料。
究其原因是該材料分子結(jié)構(gòu)中同時(shí)含有剛性的非極性環(huán)狀支鏈結(jié)構(gòu)和相對柔軟的乙烯鏈段結(jié)構(gòu)（非極性），這一結(jié)構(gòu)特點(diǎn)賦予了它高透明度、低雙折射率、低吸濕性等方面的優(yōu)越性能。這一材料的吸水率極低，且?guī)缀醪灰驎r(shí)間而改變，保證了此類材料具有極好的尺寸穩(wěn)定性和折射率穩(wěn)定性，使之具備在光學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用的良好條件。
最早的聚環(huán)烯烴商品化產(chǎn)品出現(xiàn)在上世紀(jì)90年代初，由日本瑞翁株式會社Zeon率先使用Ziegler型催化劑，通過開環(huán)聚合（ROMP）/氫化工藝得到，并于1990年完成小規(guī)模的產(chǎn)能建設(shè)。隨后日本合成橡膠、三井化學(xué)、Hoechst等公司投入了商品化的技術(shù)研發(fā)。
起初聚環(huán)烯烴應(yīng)用規(guī)模非常有限，在經(jīng)歷了長時(shí)間的沉寂之后，隨著智能手機(jī)和醫(yī)療等行業(yè)應(yīng)用的逐步擴(kuò)大，這類聚合物開始受到市場的關(guān)注和重視。此后，為進(jìn)一步改善聚合物性能，科研人員進(jìn)行了大量的嘗試和創(chuàng)新，而后續(xù)的創(chuàng)新主要集中于新型環(huán)烯烴共聚單體、高效催化劑等方面。
就產(chǎn)業(yè)鏈方面來看，聚環(huán)烯烴上游主要是C5/C9分離的環(huán)狀二烯烴（主要是雙環(huán)戊二烯或環(huán)戊二烯）和低碳α-烯烴（主要是乙烯）。
雙環(huán)戊二烯（環(huán)戊二烯）與乙烯通過D-A加成反應(yīng)生成關(guān)鍵單體——降冰片烯。此外，降冰片烯也可作為中間體，與環(huán)戊二烯等發(fā)生D-A加成反應(yīng)生成四環(huán)十二碳烯等其他多環(huán)烯烴單體。
多環(huán)烯烴單體一方面可以通過ROMP（開環(huán)移位聚合）過程均聚生成COP，也可通過茂金屬催化加成過程（mCOC）實(shí)現(xiàn)與低碳α-烯烴的共聚生成COC。
下游應(yīng)用方面，則主要聚集于光學(xué)、生物醫(yī)藥、聚烯烴改性等領(lǐng)域。產(chǎn)業(yè)鏈組成示意如圖2。
就技術(shù)情況來看，聚環(huán)烯烴的聚合通常有兩類工藝路線，一是開環(huán)移位聚合（ROMP）工藝，二是茂金屬催化的加成聚合（mCOC）工藝。
開環(huán)移位聚合的原料僅為環(huán)烯烴單體，而加成聚合的原料除環(huán)烯烴單體外，還有低碳α-烯烴單體。無論采取哪種工藝，環(huán)烯烴單體的合成，尤其是關(guān)鍵中間體——降冰片烯的合成是無法繞過的，也是聚環(huán)烯烴合成過程中的“卡脖子”環(huán)節(jié)之一。此外，如何設(shè)計(jì)和尋找高效的催化劑體系也是研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化過程中的核心環(huán)節(jié)。
截至2022年底，國內(nèi)尚無降冰片烯和聚環(huán)烯烴的工業(yè)化生產(chǎn)裝置，所需材料均來自進(jìn)口。就供應(yīng)情況來看，目前聚環(huán)烯烴市場為四家企業(yè)所包攬，分別是日本瑞翁化學(xué)株式會社，JSR股份公司，寶理/大賽璐（Polyplastics/Daicel）旗下TOPAS Advanced Polymers GmbH和三井化學(xué)株式會社。
由于世界范圍內(nèi)90%以上的單體降冰片烯生產(chǎn)能力與聚環(huán)烯烴產(chǎn)能配套，富余生產(chǎn)能力較少，且產(chǎn)品幾乎不對中國企業(yè)銷售。因此，國內(nèi)企業(yè)若要突破聚環(huán)烯烴生產(chǎn)，降冰片烯類單體的合成是無法繞開的關(guān)口。
目前，國內(nèi)已有多家企業(yè)投入聚環(huán)烯烴材料的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，除了已開工的阿科力外，還有拓烯科技、山東益豐生化、萬華化學(xué)等企業(yè)正在關(guān)注和實(shí)施相關(guān)技術(shù)研發(fā)。
如今隨著阿科力3萬噸/年光學(xué)材料（環(huán)烯烴單體及聚合物）項(xiàng)目的開工建設(shè)，相信也必將加速我國在高端光學(xué)材料領(lǐng)域的發(fā)展。
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