關鍵詞 |COC/COP國產化進展
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在當今材料科學的舞臺上,環烯烴共聚物(COC/COP)作為一顆耀眼的新星,正散發著獨特的魅力。其性能優越,涵蓋出色的光學性能、優良的氣密性、耐熱性、剛性以及高透光率等諸多優點,在光學、醫藥、電子等多個關鍵領域都有著廣泛且重要的應用。
發展困境
長期以來,COC/COP 的生產技術都掌握在國外企業手里。日本的瑞翁化學株式會社、合成橡膠、寶理 / 大賽璐以及三井化學株式會社等在全球 COC/COP 市場占據主導地位,其總產能合計約 8.6 萬噸 / 年。我國在COC/COP材料的供應上嚴重依賴進口,在成本控制和技術創新方面都受到極大的限制。
國內布局
然而,我國企業并未因此而退縮,反而積極投身于 COC/COP 材料的國產化研發征程。
阿科力堪稱其中的先鋒代表。自 2014 年起,阿科力便堅定地踏上了長達 9 年的研發之路。2020 年,COC 項目從小試階段順利邁入研發放大環節;2021 年,成功完成原料千噸級生產線建設以及 COC 的實驗室級別合成與驗證。到了 2024 年 9 月,振奮人心的消息傳來,阿科力千噸級高透光材料(環烯烴共聚物 COC)生產線已完成主體建設及設備安裝、調試工作,試生產方案經專家組評審通過,并獲得相關主管部門同意備案,正式進入試生產階段。此外,阿科力在潛江江漢鹽化工業園的年產 2 萬噸聚醚胺、3 萬噸光學材料(環烯烴單體及聚合物)項目也在穩步推進,截止 2024 年 6 月底,土建施工按計劃順利進行,預計 2024 年三季度可完成所有土建施工。
金發科技同樣在 COC/COP 國產化進程中留下了濃墨重彩的一筆。通過不懈的自主研發,成功完成醫療級與光學級 COC 材料的小試,并于 2023 年 9 月讓自主研發的 COC 中試裝置投入運行,其 80 噸 / 年中試線已順利投產,為后續大規模生產奠定了堅實基礎。
遼寧魯華泓錦新材料科技有限公司也取得了卓越的成果。2024 年 1 月,其環烯烴聚合物(COC)裝置一次性投產成功,生產出合格產品,一期產品各項性能均超預期,實現了在石化新材料研發領域的重大突破。該項目年產環烯烴共聚物 500 噸、降冰片烯(折 100% 降冰片烯)1000 噸,并于 9 月初順利通過竣工環境保護驗收。一期示范項目完成后,二期規劃建設 10000 噸 / 年環烯烴聚合物生產裝置,彰顯了其進一步擴大生產規模的決心。
還有拓烯科技,其 3000 噸 / 年特種環烯烴共聚物(SOOC??拓美特?)項目一期于 2023 年 11 月 30 日成功投產,二期年產 4.8 萬噸高端光學新材料項目預計于 2025 年竣工投產,正逐步提升我國在 COC 材料生產領域的競爭力。
除了上述企業,國內還有萬華化學、益豐生化、蓋豐新材料等眾多公司,也都在從單體、聚合小試、工業化建設等各個方面大力推進 COC/COP 國產化,形成了一股強大的合力。
技術突破
在 COC/COP 國產化進程中,技術突破是核心關鍵。深圳先進高分子材料研究院朱世平院士團隊發揮了重要引領作用。他們采用高溫溶液聚合法,成功研制出覆蓋多種進口商品牌號的 COC 樣品,并且具備實現中小試及量產的產業化技術條件。該團隊攻克了兩項關鍵技術難關:一是 COC 樹脂連續溶液工藝技術,通過連續溶液聚合法合成環烯烴共聚物;二是 COC 分子鏈結構調控技術,憑借其在聚合反應工程方面的優勢技術積累,能夠有效地控制環烯烴共聚物的聚合度、支化度以及相對分子質量分布,從而得到高品質產品,并已申請知識產權保護。
應用前景
隨著國內企業在 COC/COP 材料國產化進程中的不斷推進,其應用前景愈發廣闊,市場潛力也日益凸顯。
在光學領域,COC 透光率可達 91% 以上,雙折光性低,密度約為玻璃的一半,在手機鏡頭、監控安防攝像頭、車載攝像頭、無人機攝像頭等領域廣泛應用。例如 iPhone 的部分攝像頭鏡片就采用了 COC 材料,同時 COC 制成的膜材料也用于各類屏幕的偏光片、保護膜等,如三星的部分液晶電視產品使用了 COC 膜作為屏幕保護材料。隨著 5G 手機和汽車自動駕駛技術的快速發展,對光學鏡頭的需求持續攀升,COC/COP 在光學鏡頭領域的市場空間將進一步拓展。
在生物醫藥領域,COC/COP 樹脂純度高、氣密性和水蒸氣阻隔性好、生物相容性佳,可應用于預灌封注射器、藥用容器、生物芯片和精密實驗器材等。如在預灌封注射器方面,COC 塑料管替代玻管應用于價值高昂、敏感類的生物制劑及低溫條件下的 mRNA 疫苗以及醫美類注射針劑,相比傳統玻璃注射器具有重量輕、不易破碎等優點。在藥品包裝瓶、輸液瓶等藥用容器中,COC/COP 材料的高透明性方便醫護人員觀察藥品狀態,高耐熱性和耐低溫性適應不同儲存條件。
在聚烯烴改性領域,COC/COP 與 LLDPE、HDPE 等共混可增強材料阻隔性能和立袋力學性能,與普通 PE 摻混生產 PET 包裝上的熱縮膜,可降低成本、提高包裝材料性能,在食品、保健品和化妝品包裝等領域廣泛應用,成為包裝薄膜領域發展最快的材料之一。
在電子領域,COC/COP 材料介電常數低、介電損耗小,被廣泛應用于薄膜電容器的膜材料,可提高電容器儲能密度和工作穩定性,降低體積和重量;還可作為電子封裝材料,為電子芯片提供保護和絕緣,保證電子器件在惡劣環境下正常工作。
市場前景
據相關機構預測,到2025年,我國 COC/COP 的消費量將提高到2.9萬噸,年復合增長率達到 8.9%。從消費結構來看,目前主要應用于光學,占比 53.2%;其次為包裝和醫療領域,分別占比 25.3% 和 15.1%;預計到 2025 年,光學領域占比將上升至 55.4%,包裝領域及醫療領域占比將升至 23.6% 和 14.7%。
僅 2024 年,我國 COC 產品市場空間就有望達到 4.2 萬噸,其中光學鏡頭領域需求將達 2 萬噸,新型光學應用領域需求 0.5 萬噸,預灌封注射器需求 1.2 萬噸,藥用容器、藥品包裝及其他潛在應用領域需求 0.5 萬噸。
未來展望
盡管我國在 COC/COP 材料國產化方面取得了顯著進展,但仍面臨一些挑戰。目前,其原材料降冰片烯主要被國外壟斷,導致 COC 的進口原材料價格較高,COP 的價格則更高,這在一定程度上限制了其在對成本敏感領域的應用。此外,國內企業在產品質量的穩定性、生產規模等方面與國外先進水平相比仍存在差距,需要持續加強研發投入和生產管理優化。
然而,我們堅信,隨著國內企業技術的不斷成熟和產能的逐步擴大,COC/COP 材料國產化進程必將加速推進。通過持續創新和協同合作,我國有望打破國外技術壟斷,進一步降低生產成本,提高產品質量和市場競爭力,讓 COC/COP 材料在國內乃至全球的光學、醫藥、電子、包裝等眾多領域發揮更為重要的作用,為我國高端制造業的發展提供強有力的材料支撐,開啟 COC/COP 材料國產化的輝煌新篇章。
(轉自:中國化工信息周刊)
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