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环烯烃共聚物(COC/COP)光学材料国内发展概况
发布时间:2024-04-09    来源:搜集汇总   阅读次数:1619 分享到:
环烯烃聚合物是一种很特殊的化工材料,是由环状烯烃和乙烯共聚得到的一种高端光学材料。环烯烃聚合物(COC/COP)是经环烯烃单体聚合反应而成的一种性能优良的无定形高分子新材料,近年来引起了人们的高度重视。COC和COP均具有热变形温度高、透明性高、双折射率低、介质损耗小、介电常数小、水蒸汽透过性低、熔融流动性好等一系列优异性能。

由于环烯烃共聚物的分子结构很特殊,从单体合成到聚合工艺都存在较大难度,每一个生产环节,条件都极其苛刻。由于COC(环烯烃共聚物)材料产业化及技术壁垒极高,全球COC材料行业主要产能主要集中在瑞翁公司、宝理塑料、三井化学和日本合成橡胶等日本厂商中,其中瑞翁公司和宝理塑料产能占比较大。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。近年我国COC材料全部依赖进口,生产企业较少。数据显示,2021年我国COC材料消费约2.1万吨左,是目前全球最大的消费国家,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%;预计2025年COC消费量将增长至2.9万吨,2021-2025年CAGR约8.4%,届时光学领域占比将上升至55.4%。2022年,我国环烯烃共聚物消费量约为2.3万吨,目前已是全球最大的消费国家,预计到2025年,我国环烯烃共聚物消费量将增长至2.9万吨。

环烯烃共聚物在光学领域应用比较多,最主要的方向是镜头和光学膜。目前MR的Pancake镜头、AR的光波导镜片、摄像头塑料镜片均大量采用COC材料,以减轻设备重量,增强光学性能与制造一致性。COC材料在光学领域主要应用场景有手机镜头、车载镜头、安防镜头、AR/VR及抬头显示等新型应用场景等。例如,手机镜头由若干镜片(指模组内)、隔片(隔圈)和压圈、镜筒组成,高端光学塑料中比较常见的COC/COP材料,其树脂拥有高折射率和低分散的特点。随着MR/AR光学性能提升,COC材料用量有望达到单台MR十几美金价值量,单台AR数美金价值量。随着MR和AR设备放量渗透,COC光学材料市场将进一步打开成长空间。

国内企业中,阿科力前瞻布局高透光材料,于2014年就启动了COC/COP研发,于2020年完成了5000吨光学级环烯烃单体生产线的建设与生产以及催化剂的筛选工作,已突破了环烯烃共聚物连续法聚合工艺技术、环烯烃共聚物提纯技术等关键技术,小批量产品经客户试用,打通COC/COP的工艺路线,成功研制出耐高温、高透明的环烯烃聚合物,并完成公斤级环烯烃共聚物样品制备,透光率、折射率及玻璃化温度等关键指标均达到进口产品水平。金发科技子公司宁波金发积极开展新产品研发,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。

此外,万华化学以及拓烯科技等国内企业都在积极拓展环烯烃聚合物业务,其中拓烯科技实现环烯烃共聚物全链条自主可控工业化生产制造,填补了国内高端光学和医用聚合物领域的技术空白,核心产品广泛应用于精密光学、智能终端、生命科学等高附加值行业。近期拓烯科技“环烯烃单体及其光学级共聚物(COC)技术开发”科技成果鉴定会近期召开,中国科学院上海有机化学研究所唐勇院士、浙江大学李伯耿教授等7位行业专家组成鉴定委员会。经过鉴定委员会的严格质询与讨论,项目成果达到国际先进水平。拓烯科技开发的环烯烃共聚物产品已在光学、电子信息、生物医用等领域实现应用。

COC/COP材料作为光学材料中的重要一环,在各个领域的广泛应用和巨大需求下,其未来发展前景不可限量。对于我国而言,突破技术封锁、自主创新、加大研发投入是保持竞争力和实现产业自主发展的关键。COC材料能够使MR/AR设备大幅减重,是高端镜头核心光学材料。COC(环烯烃共聚物)透光率与玻璃相当,密度为玻璃的1/5-1/2,加工一致性优于玻璃,吸水性远低于PMMA。COC/COP材料的出现将开启一个全新的时代。在虚拟现实(VR)、增强现实(AR)、混合现实(MR)等领域以及汽车显示HUD等应用中展现出了其巨大的潜力。
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