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”

环状聚烯烃到底是什么？

COC/COP（Cyclic Olefin Copolymer/Polymer），即环烯烃共聚物/聚合物，环烯烃聚合物。此类聚合物是一类新型的高附加值热塑性工程塑料，其特性曲线在聚合过程中可以在很宽的范围内变化。

环烯烃聚合物的聚合通常有两类工艺路线，一是开环移位聚合（ROMP）工艺，二是茂金属催化的加成聚合（mCOC）工艺。

开环移位聚合的原料仅为环烯烃单体，而加成聚合的原料除环烯烃单体外，还有低碳α-烯烃单体。无论采取哪种工艺，环烯烃单体的合成，尤其是关键中间体——降冰片烯的合成是无法绕过的，也是环烯烃聚合物合成过程中的“卡脖子”环节之一。此外，如何设计和寻找高效的催化剂体系也是研发和产业化过程中的核心环节。

降冰片烯作为环烯烃聚合物的关键单体和中间体，其原料双环戊二烯（DCPD），主要来自裂解C5馏分。随着我国乙烯生产能力的增长，副产双环戊二烯资源日益丰富，掌握降冰片烯合成技术对于下游高附加值产品的进一步开发具有重大的现实意义。

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。

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。

01光学领域

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。

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。

02医疗领域

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。

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。

03包装领域

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。

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。

04其他领域

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。

技术壁垒深厚，海外高度垄断

COC聚合物技术壁垒深厚，开发难度高。从生产工艺来看，COC聚合物是降冰片烯单体与其他烯烃共聚的一系列高分子产品。主要的技术难度来源于以下几方面：

降冰片烯单体的制备

降冰片烯是工业界最常用的环烯烃单体，具有较大的环张力，在开环易位聚合中能够表现出较高的活性。此类环烯烃材料有很多优异的性能，但是也存在一些不足之处。对于环烯烃共聚物而言，随着环烯烃单体插入率的增大，聚合物材料的玻璃化转变温度呈现升高的趋势，而高的共聚单体插入率常常会带来材料韧性的下降，这一缺点使乙烯/降冰片烯共聚物的应用受到限制，因此对于不同下游应用而言，设计不同特点的共聚单体对材料的性能进行提升，是前期开发过程中重要环节。

茂金属催化剂的筛选开发

COC生产中，茂金属催化剂必不可少，也构成生产上的一大核心难点。传统催化剂只能开环聚合，而使用茂金属催化剂能双键加成聚合。茂金属催化剂制备难度较大，成套的茂金属催化剂包括主催化剂、助催化剂和载体，需根据反应进行完整体系的筛选。长期以来，国外对该技术进行技术封锁，我国由于产业化开展较晚，目前仍处于追赶状态，部分领域仍未实现突破。

环烯烃聚合物的合成过程控制

环烯烃聚合物工艺控制点较多，且国内无开发先例，合成需要长时间的试验摸索。

此外，工程上成套工艺技术国产化试验需要经验积累，以及终端产品应用开发需要上下游配合，这些均构成工艺难点所在。

由于海外技术垄断，国内尚无COC商业化产能，国内需求均由进口满足。从全球市场来看，目前COC/COP聚合物/共聚物主要产能均掌握在日本厂商手中，包括瑞翁公司、宝理塑料、三井化学和日本合成橡胶。

日本瑞翁是全球最先建设COC装置的企业，早在1990年1月份已经开始COC装置的建设，最初装置规模在数千吨，并于1998年率先推出产品。宝理塑料通过收购德国赫斯特集团的Topas业务而进入COC/COP领域，三井化学于1995年开始生产COC的Apel系列产品,而日本合成橡胶1997年在其千叶工厂开始量产COC聚合物。目前几家主要厂商的COC/COP产能合计为8.6万吨/年，其中瑞翁公司和宝理塑料产能占比较大。最新的扩产来自于三井的3000吨产线，新扩建的产能已经于2022年8月开始商业化运营。后续扩产主要来自于宝理，2万吨扩产原定于2023年中投产，目前已推迟至2024年三季度落地，主要针对的是包装及医疗领域的需求。

海外企业之间竞争呈现明显的差异化，日本宝理以医用耗材及包装类应用为主，并与医药包材全球领军企业肖特共同推广COC医疗领域市场，而三井及瑞翁则主导光学领域用途。

产业化进程加速，国产突围可期

近两年，COC/COP国内产业化进程加速，主要原因来自于：1）国内部分企业经过多年研发积累已实现了一定的产业化突破；2）光学领域中消费电子、新能源车等下游产业链明显转移至国内，供应链安全担忧下，下游厂商的国产替代意愿加强，从而促使上下游产业化开发进程加快。

阿科力

阿科力已经明确涉足该领域的公司，从公司相关专利整理来看，公司研发方面已经过长时间摸索，目前进展处于产业链前列。据6月13日公司对于上交所问询函的答复，公司“技术上公司小试、中试均已完成测试且各项指标达到预期，今年5月公司无锡厂区已升级为化工园区，环烯烃聚合物项目已具备重启条件，千吨级工业化装置预计2023年年底前建成达产。同时，客户开拓方面，公司已与下游客户或潜在客户进行商务对接，并得到了客户的积极回应。公司已与多家下游知名企业达成意向合作，覆盖光学、医疗领域。公司研发方面已经过长时间摸索，目前进展处于产业链前列。

金发科技

金发科技是国内乃至全球改性塑料龙头企业，目前产能占国内改性塑料10%，产品系列包括改性塑料、环保高性能再生塑料、完全生物降解塑料、特种工程塑料、碳纤维及复合材料、轻烃及氢能源、苯乙烯类树脂和医疗健康高分子材料产品等8大类。金发科技聚焦高性能新材料的研产销，自主开发出一系列生物降解塑料和特种工程塑料，如高温尼龙、LCP、PLA等。近期，据公司投资者交流平台回复，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，预计下半年完成中试，该材料的中试设计产能为80吨/年。公司披露，其COC新材料的相关技术为公司自主研发。

文章来源： 塑连网-小郭，中国化工信息周刊，茂金属