环烯烃共聚物与聚烯烃比较和区别

环烯烃共聚物(COC/COP)材料可以用于新冠疫苗的西林瓶或预灌封注射器引起极大关注,那么环烯烃共聚物与聚烯烃比较和区别在哪里?

COC/COP对聚烯烃特别是医用聚烯烃应用市场,比如主导一次性灭菌注射器应用的聚烯烃,今后将是替补还是替代?

环烯烃共聚物(COC)和环烯烃聚合物(COP)是一种具有环状结构的非晶性透明高分子材料。环烯烃共聚物COC是使用茂金属催化剂将乙烯和降冰片烯(双环庚烯)共聚合而得的非结晶性透明树脂。环烯烃聚合物(COP)是降冰片烯单体通过茂金属催化剂开环易位聚合后,再对其中的不饱和双键进行氢化得到的聚合物。

开环易位聚合物:主链含有不饱和键,对于单环的单体聚合得到具有弹性的聚合物。

加成聚合物:主链由碳环连接组成,链段运动需要高的能量,因此聚合物具有高的热转变温度。

COC/COP材质主要特点:

高透明性、高光泽

高耐热,水蒸汽气密性好

属高耐热性透明树脂,玻璃化温度达140~170℃

高刚性和高强度

优异的挤出成型性及热成型性

与聚烯烃的亲和性

优良的生物适应性和化学惰性

耐水解性、耐极性有机溶剂性、耐酸性及耐碱性

COC/COP材质符合美国/欧洲/日本药典和 ISO 10993质量标准

主要用途:

镜头及液晶显示屏用导光板、光学薄膜等的光学用途

面向聚乙烯、聚丙烯的改性用途的包装材料领域

医疗、检测仪器领域

电子器件领域

环状烯烃共聚改变了以往聚烯经结晶而不够透明的现象,具有结晶性与非结晶性聚合物共同的优点,如高透明性、高耐热性、光学特性与电气特性佳、吸水性与透水性低、生物相容性佳、溶出物少等,拥有在药品、食品应用的广阔空间。含有环状烯经单体之高分子早在数年前即为人们所认识,但当时由于合成时不易控制聚合物之均匀性与分子量,往往生成的不纯物比例过高,产量无法提高,如今柔软的线性烯经与坚硬的环状烯经单体共聚合且可自由调整其比例,因此,而同时拥有非结晶性与结晶性聚合物的共同优点。

与透明度较低的传统聚烯烃相比,COC/COP具有高耐热性、高透明性,并且具有非结晶性和结晶性聚合物共同的性能优势,如吸水性、光学特征、生物相容性高、电气特征强等。由于COC/COP具有易成型的性能,可在大多数的高性能热成型设备上成型。

环烯烃共聚物与聚烯烃比较和区别

目前透明聚丙烯是非晶材料,其对较高温度的稳定性很大,易蠕变,造成制件结构的不稳定。同时这一类材料的耐老化性能较差,容易发生颜色变化,其制品透光性差,外观缺乏美感,影响视觉效果,目前,透明要求的薄膜、片材、塑杯、微波炉及其他的注塑制品应用越来越广泛。

COC/COP由于茂金属催化剂是单活性中心,在共聚合反应中能生成相对分子量分布窄、组成分布均匀的环烯烃共聚物。由于具有大体积的脂肪族环状构造,分子运动受到阻碍而成为非晶性。COC的两个单体(乙烯和降冰片烯)中可以通过调节环烯烃的比例来调节玻璃化转变温度Tg,Tg随着环烯烃含量的增加而提高, Tg可在37℃~194℃范围内调控。另外,环状构造与分子键成垂直排列,偏极异方性较小,因此产生低复折射的效果。COC/COP完全由碳、氢原子所组成,也不具有任何极性官能基,因此呈现低吸水性。低复折射及高度的尺寸精确性,适用于光学材料,其优良的防湿性与耐药品性,可以适用于药品的包装材料或生理检验用容器。

环烯烃共聚物与聚烯烃比较和区别

三种不同材质做了一个对比(G:好 M:中 P:差)

随着经济水平不断提升,居民对生活品质要求提升。食品包装呈现独立、小份装趋势,家庭用日用塑料如鞋盒、整理箱、储物盒、化妆品包装等,都偏向透明化发展,城市居民对外卖和一次性塑料餐盒需求量大幅增加,同时,医用注射器、输液袋、药品包装、其他耗材需求量同比大幅增加,市场对于透明聚烯烃的需求持续快速增长,但是在高透明、化学稳定性优良、耐酸碱、低吸附,低聚集等要求高的医用、电子等领域,聚烯烃还不能满足要求。

环烯烃共聚物与聚烯烃比较和区别

透明PP应用领域

聚丙烯为满足医用需要,需要对PP改性,添加对人体友好的抗氧剂,为满足耐辐照灭菌,还要添加稳定剂,这些助剂尽管添加量要求严格,加的非常少,但是对于血液制品,疫苗、生物药剂包装用西林瓶、预灌封注射器等还是要求不添加,聚烯烃溶出物相比较也比COP/COC材料高。

环烯烃共聚物与聚烯烃比较和区别

COP/COC材料应用领域

与聚丙烯和聚乙烯相比,COP/COC这种主要用于要求玻璃般清晰产品,如作为优异的光学膜,用于手机、电脑、液晶电视等领域,COP/COC COP具有高透明、不易碎、灭菌适应性(EO、γ射线、蒸汽灭菌)、化学稳定性优良、耐酸碱、较低的蛋白质吸附性,适合用于疫苗、生物制剂包装的西林瓶、预灌封注射器等医用包装,目前,我国已经成为世界最大的疫苗生产国,在医药市场规模不断扩大的大背景下,生物制剂市场也在持续增长预灌封注射器逐步取代传统型玻璃安额、西林瓶、普通注射器,未来几年COP/COC材料预灌封注射器将逐步取代传统型玻璃安甑、西林瓶、普通注射器,COP/COC消耗量大、未来市场广阔。


(转公众号“中国化工报”)

http://www.chinacem.net/info.asp?id=1937

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