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      我們知道，以往的聚環(huán)烯烴材料不容易被加工成制品，因?yàn)殡m然它們的透光性能很好，可是柔韌性差，而且玻璃化轉(zhuǎn)變溫度很高。通常，聚環(huán)烯烴的制備是30℃時(shí)，在茂金屬和甲基鋁氧烷的復(fù)合催化體系中進(jìn)行的，制得的環(huán)烯烴聚合物具有優(yōu)良的機(jī)械特性，電絕緣特性和尺寸穩(wěn)定性，因此是理想的光學(xué)材料，醫(yī)學(xué)材料，以及包裝和電器材料。同時(shí)，環(huán)烯烴共聚物還可能是聚碳酸酯，聚甲基丙烯酸甲酯（有機(jī)玻璃），聚苯乙烯和聚氯乙烯的理想替代產(chǎn)品，因?yàn)樗耐腹庑阅芎?，吸水率低，而且熱穩(wěn)定性很高?？梢姡瑸榱说玫絻r(jià)格低廉，性能優(yōu)良的聚環(huán)烯烴樹脂，實(shí)現(xiàn)其作為工程材料的大規(guī)模應(yīng)用，必須對聚環(huán)烯烴的合成和應(yīng)用工藝進(jìn)行深入的研究，以彌補(bǔ)其柔韌性差，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度高等缺點(diǎn)。本文介紹了環(huán)烯烴聚合物的生產(chǎn)工藝和應(yīng)用狀況，并與傳統(tǒng)的透明工程塑料，如聚碳酸酯，聚苯乙烯等進(jìn)行了比較。         通常人們認(rèn)為聚環(huán)烯烴難以加工成制品，因?yàn)樗麄兊牟ＡЩD(zhuǎn)變溫度，即軟化溫度比較高。但是隨著對環(huán)烯烴聚合物的不斷探索，人們發(fā)現(xiàn)了的其新的應(yīng)用前景。研究表明，有的聚環(huán)烯烴材料是不透明的，而有些共聚物則具有極好的透光性能。 圖1，乙烯-降冰片烯共聚物的合成路線與產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。         透明的環(huán)烯烴共聚物是非晶態(tài)的，可用于工程熱塑材料，其骨架結(jié)構(gòu)中包含環(huán)狀烯烴單體結(jié)構(gòu)。常見的乙烯與環(huán)狀烯烴的共聚物具有像玻璃一樣好的透明性以及防潮性能。          圖2，硬度與玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的提高。         乙烯-降冰片烯共聚物         降冰片烯是一種不飽和二環(huán)烴，通常由環(huán)戊二烯和乙烯通過Diels-Alder反應(yīng)制得。它是一種白色或無色的固體材料，熔點(diǎn)為46℃。與通常的開環(huán)易位反應(yīng)不同，在茂金屬和甲基鋁氧烷的催化作用下，降冰片烯的環(huán)沒有被打開，聚合反應(yīng)發(fā)生在雙鍵上。乙烯與降冰片烯的共聚反應(yīng)正是使用了茂金屬和甲基鋁氧烷催化劑體系。         乙烯聚合物的長鏈上引入降冰片烯，可大大提高其聚合物的剛性以及玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。         這使得聚乙烯和聚丙烯工廠也可以制備熱穩(wěn)定性能好的工程塑料，因此上述工藝具有很好的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。而引入少量的降冰片烯制備的乙烯-降冰片烯共聚物具有一定的彈性性能。         要制備降冰片烯組成較高的共聚物，應(yīng)當(dāng)選擇合適的共聚反應(yīng)溫度和乙烯氣體的壓力，同時(shí)還應(yīng)提高催化劑的濃度，以及降冰片烯單體的含量，只有這樣制得的共聚物才具有較高的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。共聚反應(yīng)的溫度不能太高，也不能太低，通?？刂圃?0～70℃。         反應(yīng)溫度低，且降冰片烯的含量較高時(shí)，制得的共聚物中乙烯－降冰片烯嵌段序列比較多。如果反應(yīng)溫度高，則共聚物內(nèi)含有較多的不規(guī)則交互序列。降冰片烯可以強(qiáng)化聚合物的主鏈結(jié)構(gòu)，通過提高主鏈中降冰片烯的組成可以大大提高共聚物的強(qiáng)度、剛性、玻璃化轉(zhuǎn)變溫度和熱變形溫度。         這些共聚物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度范圍很寬，從20℃到260℃，熱變形溫度范圍也在70℃到170℃之間。通過控制分子量可以調(diào)節(jié)共聚物的熔融粘度。雖然早在1991年人們就發(fā)現(xiàn)了乙烯和降冰片烯的共聚反應(yīng)，但是其共聚物的具體結(jié)構(gòu)還沒有被深入的研究過。         ◆ 乙烯-苯基降冰片烯共聚物         乙烯-降冰片烯聚合物是一種非常重要的聚合物，其缺點(diǎn)是在玻璃化轉(zhuǎn)變溫度以下時(shí)非常脆，這主要是由于聚合物主鏈上含有降冰片烯基團(tuán)，因此研究者以苯基降冰片烯取代降冰片烯，與乙烯進(jìn)行共聚反應(yīng)。苯基降冰片烯是由環(huán)戊二烯和苯乙烯通過Diels-Alder反應(yīng)制備而成。如果將少量的苯基降冰片烯引入乙烯-降冰片烯的共聚物中，制得的三聚物在低于玻璃化轉(zhuǎn)變溫度時(shí)的硬度大大增強(qiáng)。 圖3，聚環(huán)烯烴樹脂制備的血液儲存器和給藥系統(tǒng)。         ◆ 乙烯-環(huán)戊烯共聚物         乙烯與環(huán)戊烯的共聚物是通過配位負(fù)離子聚合反應(yīng)制備而成的。通過控制共聚反應(yīng)的條件可以得到結(jié)晶態(tài)的交替共聚物和立體規(guī)則的結(jié)構(gòu)。         乙烯與環(huán)戊烯的共聚反應(yīng)發(fā)生在環(huán)戊烯的雙鍵上，而不是環(huán)戊烯的開環(huán)反應(yīng)，并且共聚反應(yīng)中也沒有發(fā)生環(huán)戊烯自身的均聚反應(yīng)。乙烯與環(huán)戊烯共聚物的結(jié)晶情況和熔點(diǎn)同樣由主鏈中環(huán)戊烯的含量決定。摩爾質(zhì)量一定的情況下，環(huán)戊烯的組成含量越低，則乙烯與環(huán)戊烯共聚物的熔點(diǎn)也越低。         ◆ 聚環(huán)烯烴樹脂的特性         新型的聚環(huán)烯烴樹脂的硬度高，密度小，化學(xué)穩(wěn)定性能好，斷裂延伸率低，收縮少等特點(diǎn)，應(yīng)用范圍廣泛。而且聚環(huán)烯烴樹脂還具有很好的絕緣特性，以及很高的熱變型溫度，其透光性能幾乎玻璃相同，而玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的范圍很寬。另外聚環(huán)烯烴樹脂的水吸收率也很低。         其優(yōu)良特性還有很多，例如尺寸穩(wěn)定性高，水汽阻隔性能強(qiáng)，純度高，熱穩(wěn)定性好，抗蠕變性能好等優(yōu)點(diǎn)。另外，聚環(huán)烯烴樹脂還具有很好的生物相容性、結(jié)構(gòu)剛性和流動性。通常聚環(huán)烯烴為非晶態(tài)結(jié)構(gòu)，紫外線吸收率低。 $分頁符$                  理想的應(yīng)用材料         聚環(huán)烯烴樹脂的霧度低，幾乎是完全透明的，其透光率優(yōu)于聚苯乙烯和聚碳酸酯等材料，幾乎與聚甲基丙烯酸甲酯（有機(jī)玻璃）相同。因此，聚環(huán)烯烴樹脂是聚碳酸酯和聚丙烯酸酯的有利競爭者。與其他的透明、非晶態(tài)塑料相比，聚環(huán)烯烴樹脂具有更高的強(qiáng)度和熱變形溫度，并且密度更低（比聚碳酸酯和聚丙烯酸酯輕20%左右）。與普通玻璃相比較，聚環(huán)烯烴樹脂的密度只有其一半，而且還不易碎，這正是制備光學(xué)元件優(yōu)良特性，特別是在對光學(xué)元件的重量，耐久性和成本要求高的場合，聚環(huán)烯烴樹脂將更有競爭力。         聚環(huán)烯烴樹脂的光學(xué)特性與聚丙烯酸甲酯（有機(jī)玻璃）相似，同時(shí)它的熱穩(wěn)定性更好，而且水吸收率也僅為有機(jī)玻璃的十分之一。聚環(huán)烯烴樹脂比聚碳酸酯更為堅(jiān)硬，而抗開裂性能卻與聚丙烯酸甲酯或聚苯乙烯相同。玻璃纖維強(qiáng)化的聚環(huán)烯烴樹脂的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度可以高達(dá)140℃，其強(qiáng)度甚至超過了聚砜樹脂，這類聚環(huán)烯烴樹脂適合應(yīng)用在各種高溫場合。 圖4，聚環(huán)烯烴樹脂制備的鏡片和光盤。         聚環(huán)烯烴樹脂的水汽阻隔性能是高密度聚乙烯樹脂的兩倍，是低密度聚乙烯樹脂的三倍，是未取向的聚丙烯樹脂的七倍，也是聚氯乙烯樹脂的10倍。我們知道乙烯-乙烯醇樹脂具有一定的吸水性，加工成制品的過程中，這種吸水特性會影響其產(chǎn)品的氣體阻隔性能，因此加工乙烯-乙烯醇樹脂制品時(shí)，可以將聚環(huán)烯烴樹脂與乙烯-乙烯醇共聚物混合積壓成型，以保護(hù)乙烯-乙烯醇樹脂的氣體阻隔性能不受損失。         聚環(huán)烯烴樹脂有很好的生物相容性，并且溶出物和雜志的含量極低，因此可以作為優(yōu)良的醫(yī)學(xué)材料。其重量比玻璃輕的多，而且可以進(jìn)行熱蒸汽以及伽瑪射線的消毒，聚環(huán)烯烴樹脂特別適合作為血液儲存器，試管，陪替氏培養(yǎng)皿，注射器和吸液管。         聚環(huán)烯烴樹脂還可以用作藥品配送系統(tǒng)的材料，如用于制備注射器和吸入器，這樣可以延長受潮易變質(zhì)藥品的儲藏時(shí)間。聚環(huán)烯烴樹脂還具有生物惰性，這對制備胰島素和肝磷脂的配送系統(tǒng)很有幫助。         另外，聚環(huán)烯烴樹脂的透明性，水汽阻隔性，以及化學(xué)穩(wěn)定性都是制備藥物吸塑包裝材料的重要特性。          光學(xué)應(yīng)用         在各種常見的各種制備精密光學(xué)和光電材料的樹脂材料中，聚環(huán)烯烴樹脂具有最好的性價(jià)比，特別是制備用于較高的溫度和濕度環(huán)境中的光學(xué)器件。聚環(huán)烯烴樹脂的透明度高，尺寸穩(wěn)定性好，而且具有極低水汽吸收率和極佳的彈性模量、注塑準(zhǔn)確性，因此是制備高密度光學(xué)儲存媒體和衍射光學(xué)器件的理想材料，其典型應(yīng)用有，         應(yīng)用于以下設(shè)備的鏡頭片：打印機(jī)，攝影機(jī)/照相機(jī)，背投電視，CD驅(qū)動器，LED燈，條形碼讀取器以及其他的激光設(shè)備。         光學(xué)薄膜，高密度光學(xué)儲存媒體，衍射光學(xué)器件，平板顯示器，高容量光盤等。         與其他的透明樹脂相比，聚環(huán)烯烴能夠更好地保持光學(xué)器件原有的設(shè)計(jì)尺寸，這主要是因?yàn)椋词乖谳^高的溫度下，聚環(huán)烯烴樹脂也仍然具有極低的水汽吸收率，和很好的抗蠕變性能。正是因?yàn)檫@些優(yōu)點(diǎn)，聚環(huán)烯烴樹脂可以應(yīng)用于制備背投電視和電腦顯示器的光學(xué)器件，而其他的樹脂，如聚碳酸酯和聚丙烯酸酯等材料在一定的溫度和濕度下就會發(fā)生變形現(xiàn)象。         通過真空沉積工藝可以在聚環(huán)烯烴樹脂的表面鍍上一層鋁、鉻、銀或其他金屬。真空沉積前，聚環(huán)烯烴酯的表面基本不需要與處理，而且如果需要的話，聚環(huán)烯烴材料的正反兩面都可以鍍上金屬。經(jīng)過金屬化表面處理的聚環(huán)烯烴樹脂可以用作鏡面，以及高溫反射器等。                  包裝材料應(yīng)用         在單層聚乙烯薄膜中添加少量的聚環(huán)烯烴，可以有效提高聚乙烯薄膜的強(qiáng)度，以及摩擦和密封特性。另外，在其他樹脂材料中添加聚環(huán)烯烴制備的復(fù)合薄膜，以及各種樹脂與聚環(huán)烯烴共擠吹塑制備的多層薄膜，其透明度和水汽阻隔性能都大大提高，這樣制得的材料很適合制備各種大小規(guī)格的包裝袋，和泡罩包裝。很厚的薄膜可以用來熱成型加工成藥品的泡罩包裝器件。         多層薄膜中嵌套完整的一層聚環(huán)烯烴制備的材料具有最佳的水汽阻隔性能。聚環(huán)烯烴/聚乙烯混料也可以用于制備改性的包裝薄膜。         使用聚環(huán)烯烴制備的托盤等器件具有極佳的化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性，其各項(xiàng)穩(wěn)定性能甚至超過ABS樹脂，因此廣泛用于制備生物樣品器件。                  結(jié)論         環(huán)烯烴共聚物是以環(huán)烯烴為原料制備的透明聚合物樹脂。相信通過進(jìn)一步的研究，環(huán)烯烴共聚物將取代聚碳酸酯、聚苯乙烯和聚丙烯酸酯等傳統(tǒng)的透明樹脂材料。    轉(zhuǎn)載自 國際塑料物料商情