由聚对二甲苯形成的多孔制品以及用于形成该制品的方法技术

本发明专利技术提供了能够膨胀成多孔制品的具有结点和原纤维微结构的聚对二甲苯(PPX)聚合物薄膜。原纤维含有沿着原纤维轴取向的PPX聚合物链。PPX聚合物可包含一种或多种共聚单体。可通过例如气相沉积将PPX施加在基材一侧或两侧上来形成PPX聚合物制品。PPX聚合物薄膜的标称厚度小于约50微米。可从基材上取下PPX聚合物薄膜，以形成自立式的PPX聚合物薄膜，所述薄膜随后可被拉伸成多孔制品。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】由聚对二甲苯形成的多孔制品以及用于形成该制品的方法
本专利技术一般涉及聚对二甲苯，更具体而言，涉及含有聚对二甲苯聚合物的多孔制品，其中，所述制品具有结点和原纤维结构。本专利技术还提供用于由聚对二甲苯聚合物形成多孔制品的方法。
技术介绍
聚对二甲苯(PPX)及其衍生物在本领域是人们所熟知的。由PPX制成的制品具有诸如耐化学侵蚀性、耐γ辐射、在高温下的热氧化稳定性、生物相容性、高介电强度、高机械强度和优异的阻隔性能的物理性质。由于与其相关的有利的特性，PPX已经在包括薄膜电介质、电绝缘、耐化学性和阻隔涂层的各种应用中用作单片涂层或薄膜。遗憾的是，PPX聚合物不能通过如压塑、挤出、溶剂浇铸、凝胶纺丝或烧结的常规加工途径制成有用的形式，原因在于没有熔化状态或溶液状态。然而，已通过添加造孔剂而制备了多孔PPX制品，其中通过涂覆由另一种聚合物构成的多孔支架以及通过引起PPX聚合物降解的受热来进行，从而形成局部孔。这些产生多孔微结构的方法限制了可能的微结构和/或降低了多孔PPX材料的物理性能。因此，在本领域中对用于制造PPX制品的方法以及多孔且维持PPX的优异的物理性质的PPX制品存在需求。专利技术概述一个实施方式涉及形成多孔聚对二甲苯制品的方法，所述方法包括：(1)将聚对二甲苯(PPX)聚合物薄膜沉积在基材的第一侧和第二侧上以形成PPX复合结构；以及(2)使PPX复合结构膨胀，以形成在基材第一侧上的第一多孔PPX聚合物制品和在基材第二侧上的第二多孔PPX聚合物制品。多孔PPX聚合物制品各自具有节点及原纤维结构。在一实施方式中，所述方法还包括从基材取下至少一个多孔PPX聚合物制品。PPX聚合物薄膜的厚度为小于约50微米。PPX复合结构可在约80℃至约450℃、或约220℃至约450℃的温度下进行膨胀。原纤维中的聚合物链沿着原纤维轴取向。在至少一个实施方式中，通过气相沉积将PPX沉积在基材的第一侧和第二侧上。基材是能够发生显著形变的基材。第二实施方式涉及多孔聚对二甲苯(PPX)聚合物制品，其包括：(1)具有第一侧和第二侧的基材；(2)在基材第一侧上的第一膨胀PPX聚合物薄膜；以及(3)在基材第二侧上的第二膨胀PPX聚合物薄膜。多孔PPX聚合物制品包含结点及原纤维。原纤维含有沿着原纤维轴取向的聚合物链。另外，基材可以是膨胀型聚四氟乙烯(ePTFE)膜、聚四氟乙烯(PTFE)带、PTFE膜、膨胀型聚四氟乙烯(ePTFE)带、聚酰亚胺、聚酰胺-酰亚胺、硅、玻璃或锌。第三实施方式涉及形成多孔聚对二甲苯制品的方法，所述方法包括：(1)形成聚对二甲苯(PPX)复合制品；(2)使PPX复合制品膨胀以形成具有结点和原纤维结构的多孔PPX聚合物制品。复合制品通过如下步骤形成：(1)将第一PPX聚合物薄膜沉积在基材的第一侧上；以及(2)将第二PPX聚合物薄膜沉积在基材的第二侧上。PPX聚合物薄膜的厚度为小于约50微米。在一些实施方式中，第一PPX聚合物薄膜具有不同于第二PPX聚合物薄膜的微结构。在其它实施方式中，第一和第二PPX聚合物薄膜的微结构是相同或大致相同的。附图简要说明采用附图以帮助进一步理解本公开内容，其纳入说明书中并构成说明书的一部分，附图显示了本公开内容的实施方式，与说明书一起用来解释本公开内容的原理。图1是比较例的未膨胀且非多孔的聚对二甲苯-AF4薄膜的表面放大5000倍拍摄的扫描电子显微照片(SEM)；图2是比较例的未膨胀且非多孔的聚对二甲苯-AF4薄膜的截面放大5000倍拍摄的扫描电子显微照片(SEM)；图3是根据本专利技术的一个实施方式的实施例1的膨胀的多孔聚对二甲苯-AF4膜的表面放大50000倍拍摄的扫描电子显微照片(SEM)，其中，所述机器加工方向(MD)是水平的；图4是根据一个实施方式的实施例1的膨胀的多孔聚对二甲苯-AF4片材的截面放大11000倍拍摄的扫描电子显微照片(SEM)；图5是比较例的未膨胀的非多孔聚对二甲苯-AF4薄膜的宽角度X射线衍射(WAXD)图谱；图6是根据本专利技术的至少一个实施方式的实施例1的双轴膨胀的多孔聚对二甲苯-AF4膜的宽角度X射线衍射(WAXD)图谱，其中，机器加工方向沿垂直方向取向；图7A是根据本专利技术的一个实施方式的实施例3的膨胀的多孔聚对二甲苯-AF4制品的表面放大20000倍拍摄的扫描电子显微照片(SEM)；图7B是根据本专利技术的至少一个实施方式的实施例3的膨胀的多孔聚对二甲苯-AF4制品的表面放大5000倍拍摄的扫描电子显微照片(SEM)；图8是根据本专利技术的一个实施方式的实施例6的膨胀的聚对二甲苯-AF4制品的表面放大20000倍拍摄的扫描电子显微照片(SEM)；图9是根据本专利技术的至少一个实施方式的实施例9的膨胀的聚对二甲苯-AF4制品的表面放大45000倍拍摄的扫描电子显微照片(SEM)；图10是根据本专利技术的一个实施方式的实施例11的PPX-N膜的表面放大20000倍拍摄的扫描电子显微照片(SEM)，其中，以50％/s的工程应变率将所述膜拉伸至2.2的伸长比；图11是根据本专利技术的至少一个实施方式的实施例12的PPX-N细粉的放大4000倍拍摄的扫描电子显微照片(SEM)；图12是比较例的未膨胀的非多孔PPX-AF4膜的差示扫描热分析图(DSC)；以及图13是根据本专利技术的一个实施方式的实施例1的膨胀的多孔PPX-AF4膜的差示扫描热分析图(DSC)；图14是根据本专利技术的至少一个实施方式的实施例14的共膨胀的PTFE/PPX-AF4膜的表面放大40000倍拍摄的扫描电子显微照片(SEM)；图15是根据本专利技术一实施方式的实施例14的共膨胀的PTFE/PPX-AF4膜的截面放大3000倍拍摄的扫描电子显微照片(SEM)；图16是根据本专利技术一实施方式的实施例16的膨胀的PTFE/PPX-AF4复合制品的截面放大500倍拍摄的扫描电子显微照片(SEM)；以及图17是根据一实施方式的实施例16的膨胀的PTFE/PPX-AF4复合制品的截面放大500倍拍摄的扫描电子显微照片(SEM)。术语表本文所用的术语“PPX”是指聚对二甲苯。本文中所用术语“PPX聚合物”意在包括所有形式的PPX，包括PPX-N、PPX-AF4、PPX-VT4及其组合。本文所用的术语“PPX聚合物薄膜”用于表示自立式或基材上的未膨胀的PPX聚合物。本文所用的术语“PPX聚合物膜”用于表示已经在一个或多个方向上膨胀的PPX聚合物薄膜。本文所用的术语“PPX复合结构”用于描述在基材一侧或两侧上形成的PPX聚合物薄膜。本文所用的多孔PPX聚合物制品用于表示膨胀的PPX聚合物薄膜(例如，PPX聚合物膜)，自立式或共膨胀的PPX聚合物薄膜/基材或共膨胀的PPX聚合物薄膜/基材/PPX聚合物薄膜。本文所用的术语“润滑剂”用于描述包括含有不可压缩流体的加工助剂、在一些实施方式中用于描述由不可压缩流体组成的加工助剂，其不是加工条件下聚合物的溶剂。流体-聚合物表面相互作用使得能够产生均匀混合物。本文所用的术语“伸长比”用于限定最终长度除以初始长度而得的应变。本文所用的术语“节点”用于描述至少两个原纤维的连接点。本文所用的术语“薄”用于描述小于约50微米的厚度。本文所用的术语“原纤维轴”用于描述与原纤维的长尺寸平行的方向。本文所用的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种形成多孔聚对二甲苯制品的方法，所述方法包括：在基材第一侧和第二侧上沉积聚对二甲苯(PPX)薄膜以形成PPX复合结构；以及使所述PPX复合结构膨胀以在所述第一侧上形成第一多孔PPX聚合物制品，在所述第二侧上形成第二多孔PPX聚合物制品，所述多孔聚合物制品各自具有节点和原纤维结构。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.01.27 US 15/007,3191.一种形成多孔聚对二甲苯制品的方法，所述方法包括：在基材第一侧和第二侧上沉积聚对二甲苯(PPX)薄膜以形成PPX复合结构；以及使所述PPX复合结构膨胀以在所述第一侧上形成第一多孔PPX聚合物制品，在所述第二侧上形成第二多孔PPX聚合物制品，所述多孔聚合物制品各自具有节点和原纤维结构。2.如权利要求1所述的方法，所述方法还包括从所述基材上取下所述第一多孔PPX聚合物制品和所述第二多孔PPX聚合物制品中的至少一个。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述PPX薄膜的厚度低于约50微米。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述PPX复合结构的所述膨胀在约80℃至约450℃的温度下进行。5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述PPX复合结构的所述膨胀在约220℃至约450℃的温度下进行。6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述原纤维含有聚合物链且所述聚合物链沿着原纤维轴取向。7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述沉积包括将所述聚对二甲苯气相沉积到所述基材的第一侧和第二侧上。8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基材包括可形变的基材。9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述基材是选自下组的成员：聚四氟乙烯(PTFE)带和PTFE膜。10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述PPX复合结构的所述膨胀在约80℃至约450℃的温度下进行。11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述PPX复合结构的所述膨胀在约220℃至约450℃的温度下进行。12.一种多孔聚对二甲苯(PPX)聚合物制品，其包含：具有第一侧和第二侧的...

【专利技术属性】
技术研发人员：G·A·斯布里格里亚，P·J·沃尔什，
申请(专利权)人：WL戈尔及同仁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US