近日，根据亚洲化学产业信息，日本瑞翁敦贺工厂（福井县敦贺市）用于大型电视的全球最宽幅第二条光学薄膜生产线已竣工。该公司通过此次扩产将电视用相位差膜的整体产能提高至了2.19亿平方米。

据悉，日本瑞翁在冰见二上工厂（富山县高冈市、冰见市）和敦贺工厂生产COP（环烯烃聚合物）光学薄膜“ZeonorFilm”。此次新建的第二条生产线年产能与2020年4月投产的第一条生产线同为5000万平方米，两条生产线均生产2500毫米的全球最宽幅产品，以满足电视大型化需求。

1、国内大厂纷纷布局

2023年5月16日，金发科技近期接受投资者调研时称，COC材料（环烯烃聚合物）具有优异的光学性能、耐高温性能、优异的生物相容性，广泛应用于光学、医疗、半导体等领域，目前国内使用的所有COC/COP聚合物材料均依赖于进口，一直被国外垄断。公司通过自主研发，研发出了医疗级与光学级COC材料，解决了国内重点应用领域 “卡脖子”材料的技术难题，打破对材料进口的依赖。目前，公司已完成COC的小试，自主研发的COC中试装置将于今年三季度投产。

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。而金发科技也表示，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。

而在金发科技公布有关COC材料信息之前，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，这也是华为至今申报的唯一一个化学材料领域的专利。

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。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。

这类聚合物最经典的合成路线是由C5环状二烯烃（如双环戊二烯、环戊二烯）与乙烯发生D-A加成反应得到降冰片烯，后者再与低碳α-烯烃（主要是乙烯）进行共聚，得到透明且纯度极高的非结晶性树脂。

最早的环烯烃聚合物商品化产品出现在上世纪90年代初，由日本瑞翁株式会社Zeon率先使用Ziegler型催化剂，通过开环聚合（ROMP）/氢化工艺得到，并于1990年完成小规模的产能建设。随后日本合成橡胶、三井化学、Hoechst等公司投入了商品化的技术研发。

产业链方面，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。

2、POE生产技术有望突破

2019年国家发改委发布的《产业结构调整指导目录》鼓励发展聚烯烃弹性体(POE)等材料。POE全球年消费量已接近120万吨，我国每年的市场需求量已超过20万吨，还在以约10%的增长率逐年递增。

天津科技大学姜涛教授团队成员介绍，POE合成技术主要采用溶液聚合工艺，国外在催化剂、聚合工艺领域拥有大量专利，相关核心技术不对外转让。国内高校及研究院所对POE合成技术进行过相关研究，开发了具有高共聚性能的茂金属催化剂和非茂有机金属催化剂，但实现工程化的最后一公里路径尚未打通。

POE关键技术难题在于高效自主催化剂，姜涛课题组从催化剂的筛选、乙烯/1-辛烯共聚、乙烯/α-烯烃共聚、POE连续聚合等方面进行了攻关，简化传统工艺路线，降低了装置投资和生产成本，所制备的POE试验样品具有良好的韧性和弹性恢复性能，断裂伸长率可达927%。

华东理工大学许胜教授认为，在POE催化剂中，CGC类型催化剂的结构创新比较困难，但还是有空间。双中心刚—柔双性配体结构可能会带来意外的惊喜。许胜团队发现，用有机配体替代金属—卤素键中卤素，是提高辛烯插入率的有效手段。而非茂结构的催化剂具有耐高温和高辛烯插入率的特点，产业化前景广阔。

3、技术壁垒深厚，海外高度垄断

COC（环烯烃共聚物）是一类性能优越的材料，这种材料依赖于C5产业链，由C5原料制备得到环烯烃单体，并在此基础上通过和α-烯烃（如乙烯）共聚制得，其中反应单体、催化剂、聚合工艺均存在较大难度，产业化壁垒极高，目前国内全部依赖进口。

环烯烃共聚物(COC)具有高透明度、低双折射率、高阿贝值等优良的光学性能，同时具有低吸水性、高生物相容性、尺寸稳定性、低密度、高耐热性、高流动性等优良性能，主要应用于镜头及液晶显示屏用导光板、光学薄膜等的光学用途，医疗、检测仪器领域，电子器件领域等。目前主流的手机摄像镜头均采用以COC/COP为原料的塑料镜片，同时COC/COP近年来也拓展了预灌注、医疗包装、食品包装等用途。另外，由COP制成的膜材料可用于各类屏幕，以及PE改性剂等其他高端领域。

由于生产企业较少，技术突破难度高，全球COC消费主要由供给决定，约8-9万吨。2021年，中国消费约2.1万吨左右COC，目前已是全球最大的COC消费国家，其中53.2%需求来自于光学领域，包装和医疗领域分别占25.3%及15.1%，其他领域占比6.3%；预计2025年中国COC消费增长至2.9万吨，CAGR约8.4%，预计到2025年，光学领域占比上升至55.4%，包装领域及医疗领域占比约为23.6%及14.7%。

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

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。

文章来源： 聚烯烃人，中国化工报，中国化工信息周刊