重要内容

       针对生产环烯烃共聚物（COC）所需的降冰片烯制备工艺复杂、成本高昂；用双环戊二烯（DCPD）与乙烯（E）共聚制备的COC稳定性差、T_g低等问题。长春应化所王保力团队通过“先共聚-再加氢”工艺，用E和DCPD制备出高T_g的饱和型树脂H-(E/DCPD)，其T_g和光学性能与商用COC相当。相关成果发表于Chinese Journal of Polymer Science，为制备COC光学树脂提供新途径。

创新成果

       建立一种制备COC的新方法：采用钪配合物催化E与DCPD的共聚，先合成E/DCPD共聚物；再用镍催化剂对E/DCPD中残留的双键进行完全氢化，制备出稳定的饱和型COC树脂H-（E/DCPD），其耐热性和基本光学性能与商用COC光学树脂TOPAS^®6015（T_g=158 ℃）相当。通过改变聚合条件，H-（E/DCPD）的DCPD插入率可在28.4‒44.9 mol%、T_g在123‒171 ℃范围内调，透光率>90%，折射率=1.543，有望成为现有商用COC树脂的替代品（图1）。

图1. H-（E/DCPD）共聚物制备路线

该制备过程具有良好的放大生产潜力，将1 L反应釜的聚合技术放大到20 L反应釜，所得H-(E/DCPD)保持了聚合小试结果，且纯度高（钪、铝、镍等残留量均<5ppm），为大规模制备成本低的COC提供了可行路线（图2）。

图2. 1 L和20 L反应釜以及H-(E/DCPD）共聚物实物图

总结与展望

       该研究通过“先共聚-再加氢”序列工艺，成功将廉价的石化原料DCPD和E转化为高性能COC光学树脂。所得树脂在光学性能、T_g和金属残留等关键指标与商用COC相当。并且该合成路线在从1 L到20 L反应釜的放大过程中表现出良好的稳定性。基于上述结果，该技术有望成为制备COC光学树脂的新路线。

背景介绍

环烯烃共聚物（COC）的生产完全依赖合成难度大、成本高的降冰片烯类单体，这制约了COC大规模生产与应用。DCPD来源广泛、价格低廉，是一种可替代降冰片烯的环烯烃单体。传统钛、锆系催化剂在催化E与DCPD共聚时易引起交联；所得共聚物因侧链残留双键而稳定性差，且T_g偏低（<140 ℃）。对E-DCPD共聚物氢化可提升其稳定性，但会导致T_g进一步降低4-10 ℃。已报道的饱和E/DCPD共聚物最高T_g仅为133 ℃。作者在前期研究中，通过“先共聚-再加氢”工艺，以E与三环戊二烯（TCPD，仅由DCPD制备）为原料，制备了T_g远高于商用COC的饱和型H-(E/TCPD）（T_g 244 ℃）。因此，以E和DCPD为原料，开发与商用COC（T_g ~150 ℃）T_g和光学性能相当的DCPD基聚合物，仍是一大挑战。

       本文相关成果发表于Chinese Journal of Polymer Science，论文第一作者为中国科学院长春应用化学研究所博士生张舒楠，通信联系人为王保力研究员和吴春姬副研究员。

Citation:  Zhang, S. N.; Huang, L. Y.; He, P.; Wu, C. J.; Wang, B. L. Preparation of cyclic olefin copolymers with high glass-transition temperature via ethylene/dicyclopentadiene copolymerization and subsequent hydrogenation. Chinese J. Polym. Sci. 2026, 44, 644–652.