什么是环烯烃

什么是环烯烃

环烯烃（COC）是Cyclo-Olefin Olefin Copolymer的简称，是环烯烃与乙烯的共聚物，是薄膜包装材料常用的树脂类型结构。COC树脂一般采用Ziegler-Natta和茂金属催化剂聚合得到。乙烯首先和环戊烯进行Diels-Alder加成反应生成中间体降冰片烯（Norbornene），然后在茂金属催化剂下与乙烯一起开环聚合（共聚）得到COC。由于该共聚物分子链的规整性被破坏，因此COC是无定形的聚合物。COC分子链上存在环状结构，因此它的刚性大，材料硬度和模量高。

COC透明度高，与水和玻璃一样透明，与甲基丙烯酸甲酯（PMMA）透明度相近。在近紫外和可见光区域，透明度都在90%以上。因为COC分子链的非规整性，不具备结晶能力，因此即使经过拉伸取向，也不会发生诱导结晶，这个性质可以被双折射数据证实。而PC树脂在经过拉伸后，由于分子链在外力方向上发生取向，诱导分子链发生重结晶，因此在横向和纵向的折光率上出现差异（即双折射）；而COC在被拉伸后也没有发生双折射现象，因此它的透明度不会因为拉伸取向而改变。除了光学性能的差异外，COC比无定型的PC和PMMA树脂极性都低，因此对水蒸气的吸附能力很小。

COC薄膜的摩擦系数较其他树脂薄膜都低许多，特别是在高温下，在80摄氏度下COC的摩擦系数只有0.3左右。而对于其他薄膜来说，一般的规律是温度越高摩擦系数越大。COC在室温下耐酸、耐碱、耐极性溶剂。COC的极性较低，因此对极性溶剂有很强的耐受力，比PC、PMMA、PS、PVC的化学稳定性都优良。COC的电学性能也十分优异，具有很低的介电损耗。COC分子链刚性大，Tg远高于室温。在室温下处于玻璃态，分子链上链段或基团被冻结，因此损耗模量小，介电常数也小。根据COC共聚物中环状单体的比例不同，它的Tg在70-180摄氏度，随着环状单体用量增加COC的Tg升高。COC本身属于非极性树脂，因此对水等极性溶剂具有高阻隔性，但对氧气的阻隔性较差。

COC最独特的优点是具有高阻水性，是PVC的10倍，是PVDC涂布PVC的2倍；它的薄膜具有高透过率（特别在近紫外区），尺寸稳定性良好，且可以制备金属蒸镀膜；COC树脂的力学性能也十分优异，弹性模量达到2600MPa；COC树脂的溶出物很少，符合USP Class VI和FDA标准，可以用于食品包装。正因为COC有如此多的优点，因此它每年消费增长率为5%。

COC与PE熔融共混后就可以挤出薄膜或者多层共挤制备复合膜。例如COC作为基材的3层复合结构（A-B-A）、5层共挤（A-tie-B-tie-A）结构都可以用作泡罩包装。采用挤出-成型-装填-热封工序就可以制备成泡罩包装。COC泡罩包装具有良好的防潮效果、良好的成型性、高纯度、无卤、高透明度。在食品包装领域，COC具有以下用途：

1.   水果扭曲膜：优异的扭曲保持率；高透明度和光泽度，比玻璃纸、HDPE、PVC的性价比高；

2.   直立袋：增加挺度、减少厚度，高透明度和光泽度，可控的易撕裂性能；

3.   泡罩包装：优异的成型性、增加韧性、增加耐穿刺性、降低厚度；

4.   灭菌包装：在120摄氏度处理20分钟不收缩、高阻水性、优异的成型性；

5.   软包装收缩膜：高收缩率、低收缩力、低处理温度、贴体而有挺度和良好的透明度；

6.   易撕膜：易开口、可控的撕裂度、提高挺度；

7.   涂布纸：防潮性是PE的几倍，少蜷曲，较低的回收处理费用；

8.   发泡材料：具有较好的耐热性、高强度和韧性、低密度、热成型性好；

还有很多COC复合膜产品，例如COC九层复合薄膜具有高挺度、高透明性、耐热性、用于鲜肉、乳酪等食物的包装；PP-COC-PP复合膜对水汽具有高阻隔性，WVTR可以达到0.1 g/(m2/d)。有理由相信COC的应用前景会越来越广阔。