特种环烯烃共聚物（SOOC）是一种乙烯和降冰片烯共聚得到的聚合物。SOOC是非结晶性热塑性塑料，具有高透明度、优异的防潮性、高刚度、高强度以及优异的生物相容性，在医疗器械、食品医药包装材料、光电器件等领域中广泛应用。

SOOC具有高透明度、良好的耐化学性、良好的防潮性等特点，越来越多地应用于药物包装等领域。同时，SOOC具有良好的生物相容性、低吸水性、耐化学性和高紫外线透明度等特点，是一种非常适合用于制备微流控芯片的材料。此外，SOOC具有高模量、高耐热性、阻隔性和高透明度等特点，在用于立袋、托盘等热成型制品的薄膜包装材料的应用越来越广泛。

一、SOOC独特的性能平衡

SOOC具有高透明度，可媲美或超越聚碳酸酯(PC)和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等传统玻璃替代品。SOOC具有可以使用多种灭菌方式的特点（蒸汽灭菌、射线灭菌）。SOOC的紫外线透射率在所有聚合物中最佳，这是许多诊断分析的关键。SOOC的耐热性可高达170^oC，符合聚合酶链反应条件和蒸汽灭菌条件。SOOC具有良好的耐化学性，对酸、碱、醇等具有很高的耐受性。SOOC具有优异的水汽阻隔性。

SOOC可定制具有特殊结构的医疗器械，在医疗设计中有极大优势。SOOC可通过注射成型呈现精细的细节，甚至是亚微米级。SOOC还具有优异的尺寸稳定性和低收缩率，可实现大多数树脂无法比拟的体积精度。

SOOC具有极高的纯度和惰性；SOOC的可浸出物和可萃取物非常低，使其成为与药物直接接触的理想选择，而且SOOC医用级塑料离子含量极低，为先进的活性分子提供了无反应、无极性的接触表面。在诊断和微流控领域，SOOC的稳定性可确保分析和加工材料不受污染，从而最大限度地提高分析的准确性和产品纯度。

二、SOOC在医疗保健中的应用

新型冠状病毒肺炎疫情大规模爆发以来，随着全球对疫苗需求量的大幅增加，SOOC作为疫苗包装材料替代硼硅酸盐玻璃用于医用注射器、西林瓶和一次性诊断容器方面的趋势越来越明显。虽然廉价的硼硅酸盐玻璃可满足当今行业需求，但有些新兴药物和疗法与玻璃材质不相容，特别是，随着更多的生物技术衍生活性成分的出现，SOOC可发挥至关重要的作用。

SOOC极低的可浸出物和可萃取物，以及非极性、低表面反应性和全球法规遵从性，使其成为诊断一次性用品以及疫苗和治疗剂包装的理想选择。SOOC目前在全球领先的医疗保健公司的许多医疗应用中商业化。该材料具有超高纯度，其惰性不会对反应和分析产生干扰。其他主要特性包括卓越的光学性能（91%的透明度）以及出色的紫外线透明度和低双折射。

随着SOOC的优势越来越广为人知，SOOC在医疗领域市场快速发展。预灌封注射器是一个值得注意的成功案例，SOOC注射器提供了出色的纯度以及由此产生的药物稳定性好。另一个蓬勃发展的应用是可穿戴胰岛素输送设备，其中SOOC的纯度和尺寸稳定性可实现胰岛素高效能输送和精确的药物控制。

三、SOOC用作微流控芯片材料 

多年来，微流控应用不断发展并有多项创新。新设计将用途从在实验室中进行的简单微量分析扩展到快速增长的即时诊断领域（POC）。制造生物芯片、墨盒和其他微流控组件的材料也在逐步发展。过去一直使用玻璃和有机硅等聚合物，如今，SOOC已成为一种非常有吸引力的微流控材料，产品具有良好的生物相容性、高光学性能、高紫外线透明度、低吸水性、出色的防潮性和耐化学性。基于SOOC的微流控技术开发了多种制造技术。SOOC可复刻器件特征，包括制备微通道，如：中低通量的热压印、快速生产大批量精细零件的注塑成型。

四、SOOC在薄膜包装领域用作性能增强剂

SOOC作为性能增强剂在聚烯烃基薄膜包装领域有广泛应用。在聚烯烃共混物中，SOOC可为立袋、托盘等热成型制品提供高模量、高耐热性和阻隔性。这些共混物可以根据标准聚烯烃操作参数，在常规流延和吹膜生产线上轻松加工。

SOOC的玻璃化转变温度（Tg）在 65^oC~180^oC。SOOC不具有晶体熔点，在Tg以上开始软化，随着温度升高流动性增加。这种无色且透明的材料具有高模量，与传统聚乙烯有很强的相容性，与线性聚乙烯产品（如LLDPE和HDPE）相容性最强，但对于LDPE也适用。

SOOC最常用作共混组分以提高模量，同时降低单层膜的厚度。模量在300000 psi范围内时，添加10% SOOC到LLDPE中，即可使其模量增加一倍至两倍，同时保持低雾度。LLDPE/SOOC共混物往往可以使更薄的膜提供与减薄前相同的性能，由此降低了薄膜成本，为材料可持续发展提供更大优势。

对于更高Tg的SOOC，模量的提高可以一直维持到接近SOOC的Tg温度，从而改善了薄膜的热填充性和耐高温性。需要强调的是，向LLDPE中加入SOOC，会改善薄膜的抗穿刺性，但会显著降低膜的Elmendorf撕裂强度，特别是纵向方向，因此SOOC可以用作可控的线性撕裂添加剂。此外，许多烯烃/ SOOC膜可商用于热成型应用，其中SOOC的非结晶性提高了成型过程的均匀性，从而可以改善深冲部分和拐角处的厚度控制。

图2 SOOC可与聚烯烃混合用作水气阻隔膜，并采用多层结构以提高性能。

SOOC在多层聚烯烃包装薄膜的许多应用中还具有更优异的性能。在相同成本的基础上，与相似的EVA/离聚物共挤薄膜相比，SOOC/LLDPE多层薄膜具有更好的成型性、光学性、韧性和抗穿刺性。SOOC/LLDPE多层薄膜还可与许多尼龙基结构相媲美，同时无需粘合层。由于SOOC和聚乙烯之间的相容性，粘合层和非烯烃树脂的去除不仅简化了生产，而且便于回收再利用。

SOOC常用于聚烯烃共混物生产包装用阻隔膜。SOOC的防潮性好，其性能是LDPE的4~5倍。70% SOOC/烯烃共混物的阻隔性能能够达到纯SOOC的90%，但仍能保持低雾度。SOOC作为混合组分可增强材料的阻隔性，最佳的阻隔性能是SOOC用在离散层。SOOC对香气的阻隔性能比LLDPE高5~10倍。尽管SOOC被认为不具有高气体阻隔性，但其阻隔性仍然优于聚乙烯，可用于定制共混物，满足新鲜农产品包装对氧气和二氧化碳的特定需求。 

五、SOOC的机会和权衡

SOOC往往可满足传统材料无法达到的相关领域的一个或多个性能需求。虽然聚碳酸酯（PC）广泛用于医疗领域，并能提供优于SOOC的冲击性能和延展性，但它有时无法满足医用领域的纯度或热需求。虽然PMMA的抗冲击性与SOOC相似，但PMMA的耐热性明显不如SOOC。在聚烯烃领域，SOOC通常与PE、PP共混或多层结合，增强这些材料的耐热性、耐化学性、尺寸稳定性、阻隔性和热成型性等。SOOC与脂肪、油和燃料有接触限制，这些非极性材料可能会渗透到SOOC中并损坏表面。

与其他聚烯烃不同，SOOC是一种非结晶性聚合物，具有PC和PMMA等医用树脂的加工特性。它可以注塑成型，也可以挤出医用薄膜产品，如泡罩包装和阻隔袋。

除了SOOC，另一种环烯烃聚合物COP也是非结晶性聚合物。与SOOC一样，COP具有很多优异的性能并应用于许多相同领域。然而，与SOOC相比，COP制备工艺更复杂，这使SOOC成为更划算的选择。

六、结论

SOOC在医用卫生领域和包装材料领域有重要应用前景。SOOC具有良好的药物稳定性、无与伦比的疾病诊断能力、可以增强塑料薄膜性能的特点，正逐渐成为该领域的研究热点。因为它满足了复杂性能的要求和许多医疗行业的增长趋势，包括药物复杂性、即时检测和可穿戴设备。对高效和可持续包装的需求将继续推动SOOC在包装市场的增长。