聚合物模具和由其制成的制品制造技術

本文公開了可用于制造模制品的聚合物模具。所述聚合物模具由環烯烴聚合物制成，所述環烯烴聚合物可由具有兩個或更多個反應性雙鍵的多環單體和包含一個反應性雙鍵的環狀單體的開環易位聚合（ＲＯＭＰ）形成。可使用氟化的單體。所述聚合物模具可為結構化模具，這在于它們具有至少一個尺寸小于約２ｍｍ或小于約５００μｍ的微結構化特征。所述聚合物模具也可具有許多這樣的微結構化特征。本文還公開了制造聚合物模具的方法、由此制造模制品的方法和模制品。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本申請涉及聚合物模具，特別是涉及由環烯烴聚合物制成的聚合物模具。聚合物 模具可用于制造具有微結構化特征(feature)的模制品。
技術介紹
聚合物模具通常由硅橡膠和聚氨酯橡膠制成。硅橡膠往往具有高氧溶解度，這可 能會不合需要地導致用于由硅橡膠模具制造模制品的自由基固化反應的抑制。如果通過在 硅橡膠模具中固化硅樹脂材料來制備模制品，則兩種硅物質之間的粘附力有可能導致模制 品脫模困難。另外，硅樹脂材料的固化通常需要數小時，因此由單個母工具制造多個聚合物 模具可能是非常耗時的。基于聚氨酯的模具的一個特別的缺點是模制品的脫模往往相對困 難，特別是當沒有使用脫模劑時。包含小于幾毫米的特征的微結構化模具被用于復制過程中以形成能夠執行特定 功能的微結構化模制品。微結構化模制品可直接由微結構化模具制成，而微結構化模具又 由微結構化工具形成。微結構化模制品用于多種應用之中，包括光學應用，它們在其中作為 棱鏡、透鏡、光導等。在這種應用中往往關鍵的是，這些微結構化模具不含缺陷，否則可能會 生產出不合需要的人工光學制品。
技術實現思路
本文中公開的是可用于制造模制品的聚合物模具。該聚合物模具可以包含通過具 有兩個或更多個反應性雙鍵的多環單體和/或包含一個反應性雙鍵的環狀單體的開環易 位聚合(ROMP)形成的聚合物。該聚合物模具還可以包含通過具有兩個或更多個反應性雙 鍵的多環單體和具有反應性雙鍵的氟化環狀單體的開環易位聚合形成的聚合物。該聚合物 模具可以是結構化模具，這在于它們包括至少一個尺寸小于約2mm或小于約500 μ m的微結 構化特征。該聚合物模具也可以包括許多這種微結構化特征。本文還公開了制造聚合物模具的方法，包括提供母模；提供單體組合物，所述單 體組合物包含具有兩個或更多個反應性雙鍵的多環單體和/或具有反應性雙鍵的環狀 單體；使母模的表面與單體組合物接觸；使單體組合物聚合以形成包含聚合物的聚合物模 具；以及從母模中分離聚合物模具。環狀單體可以是氟化的。該聚合物模具可用于通過以下方式形成模制品提供聚合物模具，所述聚合物模 具包含通過以下物質的開環易位聚合形成的聚合物具有兩個或更多個反應性雙鍵的多環 單體和/或具有反應性雙鍵的環狀單體；提供液體組合物；使聚合物模具的表面與液體組合物接觸；使液體組合物成形為模制品；以及從聚合物模具中分離模制品。環狀單體可以 是氟化的。液體組合物可以是由一種或多種單體組成的、熱和/或輻射可固化的組合物，或 者可以是冷卻時固化的熔融材料。根據上述方法制備的模制品可以是結構化制品，這在于它們包括至少一個尺寸小 于約2mm或小于約500 μ m的微結構化特征。該模制品也可以包括許多這種微結構化特征。 模制品的例子包括光導、增亮膜、逆反射膜或微流體裝置。模制品的另一例子包含許多研磨 復合材料，每個研磨復合材料包含分散在粘結劑中的許多磨粒。模制品的又一例子包含許 多桿狀物，當干燥時，每個桿狀物提供至少約0. 6的靜摩擦系數。本專利技術的這些及其他方面在以下“具體實施方式”中描述。在任何情況下，上述發 明內容都不應理解為對要求保護的主題的限制，該主題僅受本文給出的權利要求的限定。附圖說明圖1顯示制造本文中公開的聚合物模具的示例性工藝流程圖。 具體實施例方式本文中公開的聚合物模具以及模具的制造方法可提供許多優點。聚合物模具可具 有良好的物理強度和韌性，使得能夠多次循環地從模具中干凈地取出模制品而不會損壞模 具。用于制造聚合物模具的母模的表面復制與涉及其他類型的化學的復制相比可相對更有 效，這可減少由于等待聚合物模具固化所造成的時間損失。此外，聚合物模具顯示出極小 的抑制用于從模具制造制品或部件的單體的自由基聚合的傾向(如果有任何這種傾向的 話)，這也可減少制造制品所需的時間。因此，聚合物模具以及制造模具的方法可使得能夠 進行快速生產過程如連續澆注和固化。利用ROMP制造微圖案化或微結構化的模具，可使得 能夠進行適用于(例如)電子應用的模制品的納米加工。一般來說，本文中公開的聚合物模具包含一種或多種通過由烯烴易位催 化劑引發的環烯烴開環易位聚合制備的聚合物；參見例如K. J. Ivin, "Metathesis Polymerization，，(J. I. Kroschwitz, ed. , Encyclopedia of Polymer Science and Engineering, Vol. 9，John Wiley & Sons, Inc.，U. S. Α.，1987，p. 634)。環烯烴單體的易位 聚合通常產生具有不飽和線性主鏈的聚合物。該聚合物的主鏈重復單元的不飽和度與單體 相同。例如在適當催化劑存在下，當用降冰片烯反應物時，所得到的聚合物可由下式表示權利要求1.一種聚合物模具，其包含由以下物質的開環易位聚合形成的聚合物 具有兩個或更多個反應性雙鍵的多環單體，和包含反應性雙鍵的環狀單體。2.根據權利要求1所述的聚合物模具，所述多環單體選自二環戊二烯、三環戊二烯、四 環戊二烯、降冰片二烯、四環W，2，13，6，02’7]十二碳-4，9-二烯以及它們的衍生物。3.根據權利要求1所述的聚合物模具，所述多環單體包括二環戊二烯，且其中約0.5至 約50摩爾％的二環戊二烯交聯所述聚合物。4.根據權利要求1所述的聚合物模具，所述環狀單體選自降冰片烯、亞乙基降冰片烯、 環辛烯以及它們的衍生物。5.根據權利要求1所述的聚合物模具，所述環狀單體包括降冰片烯和包含下式的降冰 片烯衍生物其中R1是包含1至20個碳原子的烷基。6.根據權利要求1所述的聚合物模具，所述環狀單體包括氟化的環狀單體。7.根據權利要求6所述的聚合物模具，所述氟化的環狀單體包括其中R2選自共價鍵、烷基、芳族基團、酯、酰胺、醚、硅烷衍生物和磺酰胺；和Rf是含氟 基團，包括一價的含全氟烷基的基團或含全氟氧基烷基的基團。8.根據權利要求1所述的聚合物模具，所述聚合物包含 約20至約80重量％的所述多環單體，和約20至約80重量％的所述環狀單體， 以上兩個量均為相對于所述聚合物的總重量而言。9.根據權利要求1所述的聚合物模具，其中多環單體與環狀單體的摩爾比包括從約 1 3 至約 1 7。10.根據權利要求6所述的聚合物模具，其中相對于所述聚合物的總重量而言，所述氟 化環狀單體占所述聚合物的約0. 1至約25重量％。11.根據權利要求6所述的聚合物模具，所述聚合物包含 約20至約80重量％的所述多環單體，約0. 1至約25重量％的所述氟化環狀單體，和 約20至約80重量％的所述環狀單體， 以上所有的量均為相對于聚合物的總重量而言。12.根據權利要求1所述的聚合物模具，所述模具包括至少一個尺寸小于約2mm的微結構化特征。13.根據權利要求1所述的聚合物模具，所述模具包括至少一個尺寸小于約500μπι的 微結構化特征。14.根據權利要求1所述的聚合物模具，所述模具包括許多微結構化特征，每個特征的 尺寸小于約2mm。15.根據權利要求1所述的聚合物模具，所述模具包括許多微結構化特征，每個特征的 尺寸小于約500 μ m。16.一種制造聚合物模具的方法，其包括 提供母模；提供單體組合物，所述單體組合物包含 具有兩個或更多個反應性雙鍵的多環單本文檔來自技高網...

【技術保護點】
１．一種聚合物模具，其包含由以下物質的開環易位聚合形成的聚合物：具有兩個或更多個反應性雙鍵的多環單體，和包含反應性雙鍵的環狀單體。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...

【專利技術屬性】
技術研發人員：約瑟夫·D·魯萊，
申請(專利權)人：三M創新有限公司，
類型：發明
國別省市：US