[发明专利]孔引发技术

说明书

提供了一种用于引发含有热塑性组合物的聚合物材料中的孔的形成的技术。热塑性组合物含有分散在包括基体聚合物的连续相内的微米包含物添加剂和纳米包含物添加剂。为了引发孔形成，机械拉伸(例如，折弯、拉伸、扭曲等)聚合物材料以将能量赋予连续相和包含物添加剂的界面，这使得包含物添加剂能够从界面分离以产生多孔网络。在材料保存在基体聚合物的熔融温度以下的温度下的情况下，还在固态下拉伸材料。

相关申请

本发明要求于2013年6月12日提交的序列号为61/833,989的美国临时申请和于2013年11月22日提交的序列号为61/907,556的美国临时申请的优先权，将其全部内容引入本文作为参考。

发明背景

已付出巨大努力来制备低密度聚合物材料，以改进自然资源的使用和成品中碳足迹的降低。制备这样的低密度材料的典型的方法是通过使用物理或化学发泡剂使聚合物发泡，所述物理或化学发泡剂在整个体积中产生充气孔。化学发泡剂是经历化学反应释放气体的化合物，所述气体在聚合物的整个体积中产生孔结构。物理发泡剂通常是分散在聚合物中并膨胀产生孔的压缩气体。无论如何，由于孔的形成是发生在聚合物处于熔融状态时，因此典型的发泡工艺诱导低分子取向。这降低了熔体强度，从而导致在高速生产过程中断裂，并具有高变形率(例如，纤维纺丝、膜形成、模塑等)。

因此，目前需要改进的用于在聚合物材料中成孔的技术。

发明内容

根据本发明的一个实施方案，公开了用于引发含有热塑性组合物的聚合物材料中的孔的形成的方法。所述热塑性组合物包含连续相，微米包含物添加剂和纳米包含物添加剂以离散区域的形式分散在所述连续相中，所述连续相包含基体聚合物。所述方法包括机械拉伸固态的聚合物材料以形成多孔网络，其中所述多孔网络包括多个平均横截面尺寸为约800纳米或更小的纳米孔。

本发明的其他特征和方面在以下更加详细地讨论。

附图简要说明

参照附图，在说明书的剩余部分中更具体地阐述针对本领域普通技术人员而言本发明的完整且能够实现的公开内容，包括其最佳方式，其中：

图1是根据本发明的一个实施方案的可以用于机械拉伸聚合物材料的沟纹辊的透视图；

图2是显示图1的两个沟纹辊之间的啮合的横截面视图；

图3-4是实施例7的未拉伸的膜的SEM显微照片(平行于机器方向取向切割膜)；

图5-6是实施例7的拉伸的膜的SEM显微照片(平行于机器方向取向切割膜)；

图7-8是实施例8的未拉伸的膜的SEM显微照片，其中在图7中垂直于机器方向切割膜，以及在图8中平行于机器方向切割膜；

图9-10是实施例8的拉伸的膜的SEM显微照片(平行于机器方向取向切割膜)；

图11是在液氮中冷冻断裂后的实施例9的纤维的SEM显微照片(1,000X)(聚丙烯、聚乳酸和聚环氧化物)；

图12是在液氮中冷冻断裂后的实施例9的纤维的SEM显微照片(5,000X)(聚丙烯、聚乳酸和聚环氧化物)；和

图13是实施例9的纤维表面的SEM显微照片(10,000X)(聚丙烯、聚乳酸和聚环氧化物)。

在本说明书和附图中的参考字符的重复使用旨在代表本发明的相同或类似的特征或元件。

代表性实施方案的详细描述