特朗普在其上一任期，就出臺(tái)了一系列針對(duì)中國(guó)的貿(mào)易保護(hù)、出口管制政策，其中對(duì)中國(guó)輸美產(chǎn)品先后發(fā)起三輪加征關(guān)稅，涉及包括聚乙烯、聚丙烯、EVA、ABS、PMMA、聚甲醛、PET、環(huán)氧樹脂、PC、聚氨酯等化工產(chǎn)品。而在此次競(jìng)選中，特朗普表示將對(duì)所有進(jìn)口商品征收10%的關(guān)稅，對(duì)中國(guó)商品征收60%關(guān)稅。在12月2日，美國(guó)政府又宣布了新一輪對(duì)華出口限制措施，將我國(guó)涉及半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的136家實(shí)體納入所謂的“實(shí)體清單”。
在這樣的國(guó)際背景下，擺脫技術(shù)依賴、實(shí)現(xiàn)自主可控變得至關(guān)重要。
然而環(huán)烯烴聚合物（COC/COP）作為高性能材料，因其獨(dú)特的光學(xué)、物理特性，成為國(guó)內(nèi)外科技競(jìng)爭(zhēng)的新焦點(diǎn)，目前國(guó)內(nèi)使用的所有COC/COP聚合物材料均依賴進(jìn)口，一直為國(guó)外企業(yè)所壟斷。此外，進(jìn)口依賴度較高的化工品，還有如半導(dǎo)體光刻膠、電子特氣、半導(dǎo)體冷卻液、濕電子化學(xué)品、蜂窩陶瓷、OLED發(fā)光材料等材料。
本文將詳細(xì)介紹COC/COP的合成工藝、性質(zhì)、應(yīng)用領(lǐng)域以及我國(guó)為擺脫技術(shù)依賴出臺(tái)的相關(guān)政策。
1.COC/COP概述
環(huán)烯烴聚合物包括環(huán)烯烴共聚物（COC）、環(huán)烯烴均聚物（COP）兩大類。它們是一種具有環(huán)狀烯烴結(jié)構(gòu)的非晶性透明高分子材料，具有透明度高、熱變形溫度高、尺寸穩(wěn)定性好、吸水率低、雙折射率低、介質(zhì)損耗小、介電常數(shù)小、水蒸汽透過性低、熔融流動(dòng)性好、氣密性優(yōu)、耐化學(xué)腐蝕、耐熱、易加工成型等優(yōu)點(diǎn)，可替代玻璃材料使用，應(yīng)用在光學(xué)、醫(yī)療等領(lǐng)域，其中醫(yī)用COC/COP安全性要求更高。
將這兩類產(chǎn)品放在一起描述，是因?yàn)镃OC和COP非常相似，不同之處在于COC在聚合過程中使用多種單體，而COP僅使用一種單體。
具體來看，環(huán)烯烴聚合物的聚合工藝通常有兩種：茂金屬催化的加成聚合（mCOC）工藝和開環(huán)移位聚合（ROMP）工藝。
COC由環(huán)烯烴和乙烯在茂金屬催化劑作用下發(fā)生共聚而成；COP由環(huán)烯烴在茂金屬催化劑作用下開環(huán)易位聚合(ROMP)，再發(fā)生加氫反應(yīng)而成。
其中，在兩種工藝中使用的關(guān)鍵終中間體降冰片烯通常由雙環(huán)戊二烯與乙烯發(fā)生Diels-Alder反應(yīng)制備而成，而這也是環(huán)烯烴聚合物的合成過程中的“卡脖子”環(huán)節(jié)之一。
COC和COP的制備流程圖分別如下：
另外，由于不進(jìn)行除去雙鍵的加氫反應(yīng)，操作難度降低，而且原料之一的乙烯價(jià)格低廉，因此COC的生產(chǎn)成本低于COP。
性質(zhì)上的差異
由于合成工藝和使用單體上的區(qū)別，雖說COC和COP很相似，但是在結(jié)構(gòu)和性質(zhì)上還是有些區(qū)別，具體如下：
圖 1 COC和COP的性質(zhì)對(duì)比
另外，環(huán)烯烴聚合物作為一種無定型、純度極高的透明共聚樹脂，具有極其出色的光學(xué)性能，在物理化學(xué)性質(zhì)方面，與常見的光學(xué)樹脂如PMMA、PC等相比，其性能優(yōu)越，詳細(xì)指標(biāo)如下表：
2.應(yīng)用領(lǐng)域
光學(xué)領(lǐng)域
從上述性質(zhì)也可看出，環(huán)烯烴聚合物具有光學(xué)性能好，耐熱性高，尺寸穩(wěn)定性好、透明性高、雙折射率低、介質(zhì)損耗小等特性，極適用于各類光學(xué)元件材料的制備，也是目前COC/COP樹脂最高端和其消費(fèi)量最大的下游。
其應(yīng)用形態(tài)可分為光學(xué)樹脂和光學(xué)薄膜兩種。其中，光學(xué)樹脂主要用于智能手機(jī)鏡頭、安防鏡頭、車載鏡頭、AR/VR光學(xué)鏡片等，而光學(xué)薄膜主要用于背光源和圖像光領(lǐng)域的液晶顯示器，還可用于顯示屏薄膜、偏振片保護(hù)膜等。
未來5年，隨著5G手機(jī)攝像頭三攝、四攝的加速擴(kuò)張以及汽車自動(dòng)駕駛技術(shù)對(duì)鏡頭需求的逐步增加，將進(jìn)一步帶動(dòng)COC/COP在光學(xué)領(lǐng)域消費(fèi)量的快速增長(zhǎng)。
醫(yī)療領(lǐng)域
COC/COP具有優(yōu)異的水蒸氣阻隔性和生物相容性、耐熱性、耐化學(xué)性和極低的蛋白吸附性，還有耐水蒸氣和紫外線消毒，是目前醫(yī)療領(lǐng)域一種優(yōu)質(zhì)的材料，適用于微量滴定板、血液儲(chǔ)存器、血液透析器、陪替氏培養(yǎng)皿、預(yù)充注射器、吸液管和疫苗用西林瓶等醫(yī)療器械的制造。另外，還可用于生物芯片。
隨著注射醫(yī)美的發(fā)展和對(duì)疫苗瓶等密封醫(yī)療容器的需求增加，未來5年COC/COP在醫(yī)療領(lǐng)域的消費(fèi)量也將保持一定增速。
例如，近期，阿科力參股公司無錫大誠(chéng)高新材料科技有限公司研發(fā)的注射劑用環(huán)烯烴共聚物（COC）瓶在國(guó)家藥品監(jiān)督管理局藥品評(píng)審中心注冊(cè)成功，這也是國(guó)產(chǎn)COC原料注射瓶首次注冊(cè)成功。
包裝領(lǐng)域
COC/COP的改性主要是與LLDPE、HDPE等大宗聚烯烴產(chǎn)品共混，共混后用于食品和醫(yī)藥包裝，其共混物可減少包裝厚度，改善氣味和水汽阻隔性，同時(shí)提高包裝的力學(xué)性能和易撕性。例如與普通PE摻混生產(chǎn)PET包裝上的熱縮膜，利用其密度小的特性，在塑料包裝回收分類過程中利于材料的自動(dòng)化分揀。
另外，COC/COP和聚三氟氯乙烯（PCTFE）的復(fù)合膜因其優(yōu)異的水蒸氣阻隔性和真空成型性，可用于制作藥品的泡罩包裝，使其厚度變薄同時(shí)降低水汽透過。
其他領(lǐng)域
環(huán)烯烴聚合物材料還具有優(yōu)異的介電性能。在聚烯烴材料系列中，COC的介電損耗明顯低于PP，因而可應(yīng)用于介電材料領(lǐng)域，例如COC在電子領(lǐng)域應(yīng)用于薄膜電容器膜材料。
此外，COC/COP還可用于過濾器膜、移動(dòng)設(shè)備天線等電子電器領(lǐng)域。
3.多項(xiàng)政策支持發(fā)展
COC/COP作為高分子化工材料，我國(guó)發(fā)布多項(xiàng)政策支持大力自主發(fā)展，在科技部發(fā)布的《“十四五”國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“高端功能與智能材料”重點(diǎn)專項(xiàng)2021年度項(xiàng)目申報(bào)指南征求意見的通知》中，環(huán)狀聚烯烴已經(jīng)被列入國(guó)家關(guān)鍵醫(yī)用與防疫材料方向重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃。
中國(guó)通信院發(fā)布的《重點(diǎn)工業(yè)行業(yè)碳達(dá)峰碳中和需求洞察報(bào)告（2022）》中亦將高分子化學(xué)材料列為重點(diǎn)發(fā)展行業(yè)。
此外，工業(yè)和信息化部與國(guó)家藥監(jiān)局聯(lián)合發(fā)布的《國(guó)家藥監(jiān)局綜合司關(guān)于組織開展生物醫(yī)用材料創(chuàng)新任務(wù)揭榜掛帥（第一批）工作的通知》將其列入高分子材料領(lǐng)域重點(diǎn)關(guān)注并加速產(chǎn)品及應(yīng)用落地。
