一、基本信息
中文名:环烯烃共聚物
外文名:copolymers of cycloolefin
别名:COC
性质:无定形高分子聚合物
环烯烃共聚物(COC)是由环烯烃与少量非烯烃单体(如乙烯或丙烯)共聚而成的热塑性树脂,在众多领域都有出色表现。它的熔点在 240°C - 270°C 之间,高温稳定性好,分子结构中极性基团少,所以水分吸收率低、化学稳定性高,能抵抗常见酸碱和有机溶剂侵蚀,还有良好的电绝缘性、高透明性、低吸湿性以及抗紫外线能力。
二、COC 主要分为以下几类:
高透明度环烯烃共聚物
特点:高透明度、良好的光学性能、低吸水性、抗紫外线。
应用:食品包装、药品包装、医疗器械外壳。
耐热环烯烃共聚物
特点:较高的热稳定性、抗热老化、保持尺寸稳定性。
应用:汽车内部件、高温电子元件、家电零件。
低温韧性环烯烃共聚物
特点:优异的低温冲击韧性、适用于寒冷环境。
应用:冷链运输包装、冷冻食品包装、低温电子设备外壳。
功能化环烯烃共聚物
特点:表面功能化、生物相容性好、抗菌、抗静电等附加特性。
应用:医疗器械、医用包装、抗静电包装材料、电子产品外壳。
三、COC 的发展历程
1980 年代:研发与初步商业化:住友化学在 1980 年代初期成功开发 COC,并推出商业化产品 Arton。当时它主要用于高端包装领域,如食品和药品包装。
1990 年代:技术进步与应用拓展:这一时期 COC 生产工艺优化,成本降低,应用领域扩展到医疗和电子行业,在药品包装、输液管道、注射器以及光盘、光学镜头等方面得到应用。
2000 年代:市场成熟与新领域开拓:COC 市场逐步成熟,在汽车行业用于内饰件、外饰件及灯具等,在电子产品中,凭借透明性和抗冲击性,应用于高端显示器、手机屏幕等,在高端食品和化妆品包装领域也占据了更大市场份额。
2010 年代至今:环保趋势与新兴市场扩展:随着环保法规加强和消费者对绿色材料的需求增加,COC 的环保特性凸显,在新兴市场,如中国、印度等发展中国家,由于消费品、建筑和基础设施市场快速发展,COC 需求量大幅上升。
四、性能特点
光学性能卓越
COC以其高透明性和低双折射率著称,光线透过率高达91%,几乎可以与玻璃相媲美。这种优异的光学性能使得COC成为光学元件的理想材料,无论是智能手机镜头、安防镜头,还是车载镜头、AR/VR光学镜片,都能看到COC的身影。
耐热性能优异
COC的玻璃化转变温度高达140~170℃,这意味着它在高温环境下仍能保持稳定的性能。这种高耐热性使得COC在需要承受高温的应用场景中表现出色,如电子设备的散热部件、汽车发动机周边的零部件等。
尺寸稳定性强
COC的饱和吸水率极低,几乎不吸水,这使得它在潮湿环境下仍能保持稳定的尺寸和性能。这种优异的尺寸稳定性对于需要精确控制尺寸和形状的应用场景至关重要,如精密仪器、光学元件等。
机械性能优良
COC具有优良的机械性能,拉伸强度和弹性模量均较高。这使得COC在承受外力作用时不易变形或破裂,能够保持稳定的结构和性能。
化学性质稳定
COC具有优良的耐化学腐蚀性,能够抵抗水、碱性溶液、盐溶液等多种化学物质的侵蚀。这种稳定的化学性质使得COC在需要接触化学物质的应用场景中表现出色,如化学实验室的容器、管道等。
生物相容性好
COC材料使用无毒性单体为原料,具有血液兼容、无细胞毒素、无诱导有机突变、无刺激等优势。这使得COC成为医疗领域的优质材料,广泛应用于血液存储器、微量滴定板、疫苗用西林瓶等医疗器械的制造。
易加工成型
COC材料具有良好的加工成型性,可采用注塑、挤出、吹塑等多种成型加工方法。这使得COC在生产过程中能够灵活应对各种形状和尺寸的需求,降低了生产成本和周期。
五、应用领域
▶ 光学领域
运用场景:在智能手机、安防摄像头、自动驾驶汽车、AR/VR 等技术相关产品中,如智能手机的摄像头镜片、安防摄像头的透镜组件。
作用:凭借优异的光学性能和耐热性能,满足对高质量光学元件的需求,是这些产品实现高性能成像等功能的关键材料。
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▶ 医疗领域
运用场景:用于制造血液存储器、微量滴定板、疫苗用西林瓶等需与人体直接接触或存储生物制品的医疗器械。
作用:依靠优异的生物相容性和耐灭菌处理性,确保医疗器械在与人体接触或存储生物制品时的安全性和可靠性,保障医疗过程顺利进行。
▶ 包装领域
运用场景:与 LLDPE、HDPE 等大宗聚烯烃产品共混,用于制作药品的泡罩包装、食品的热缩膜等食品和医药包装。
作用:共混后既保留自身优异性能,又降低成本,提升包装材料综合性能,如更好地保护药品和食品,延长保质期等。
立袋
收缩标签
药品包装
▶ 其他领域
运用场景:电子领域的薄膜电容器膜材料;过滤器膜;移动设备天线。
作用:在薄膜电容器膜材料方面,可提高电容器性能;用于过滤器膜能提高过滤效率;在移动设备天线方面,因其低介电常数和低介电正切,让天线具备更好的信号传输性能。
六、发展趋势
截至2023年,全球COC年产能约为500,000吨,预计到2028年将增长至650,000吨。亚太地区(尤其是中国)占据主导地位,欧洲和北美地区紧随其后。包装行业是COC的最大应用领域,医疗和电子行业的需求也在快速增长。
随着全球消费者对高品质包装材料、医疗器械和汽车部件的需求增加,COC市场呈现出快速增长的趋势。预计未来几年,全球COC市场将以4-5%的年均增长率增长,亚太地区特别是中国市场将成为全球COC生产和消费的主要增长点。
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