[发明专利]模制微结构化制品及其制备方法

说明书

相关专利申请的交叉引用

本专利申请涉及与其同日提交的Rule等人的名称为“Polymeric Molds and Articles Made Therefrom”(聚合物模具及由其制成的制品)的共同转让的、共同待审的美国专利申请系列号No.61/074,428。

技术领域

本公开涉及模制微结构化制品，具体地讲涉及由环烯烃聚合物制成的模制微结构化制品。

背景技术

微结构化制品通常包括具有一个或多个微结构化特征(feature)(即具有至少一个小于几毫米的尺寸的特征)的制品。示例性的微结构化制品为聚合物型，并且包括磨料制品、摩擦控制制品和光学制品。微结构化制品可使用多种制造方法制备，但不论什么方法，微结构化特征都需要用聚合物充分填充，以使得制品可按需发挥功能。

发明内容

本文所公开的是可通过模制制备的微结构化制品。该微结构化制品包含通过单体组合物的开环易位聚合(ROMP)形成的交联不饱和聚合物，该单体组合物包含具有至少一个反应性双键的环状单体。

本文还公开了制备微结构化制品的方法，该方法包括：提供微结构化模具；提供单体组合物，该单体组合物包含：具有至少一个反应性双键的环状单体；以及易位催化剂体系；将微结构化模具的表面接触单体组合物；以及聚合单体组合物，以形成包含交联不饱和聚合物的模制微结构化制品。

微结构化制品可以因其包括至少一个具有小于约2mm或小于约500μm的尺寸的微结构化特征而为结构化的。微结构化制品也可以包括多个此类微结构化特征。可制备的微结构化制品的例子包括光导装置、增亮薄膜、回射膜和微流体装置。可制备的微结构化制品的另一个例子包括具有多种研磨复合物的磨料制品，每种研磨复合物都包含分散在粘结剂中的多个磨粒。可制备的微结构化制品的又一个例子包括具有多个杆的摩擦控制制品，每个杆都提供干燥时至少约0.6的静摩擦系数。

本发明的这些方面和其他方面在以下“具体实施方式”中描述。上述发明内容不应理解为是对要求保护的主题的限制，该主题仅受本文所示出的权利要求的限定。

附图说明

图1示出用于制备本文所公开的模制微结构化制品的示例性工艺流程图。

具体实施方式

本文所公开的微结构化制品以及制备该制品的方法可提供许多优点。微结构化制品可具有良好的物理强度和韧性，使得其可以利索地从微结构化模具中取出。相比涉及其他类型化学过程的复制，用于制备微结构化制品的微结构化模具的表面复制相对有效，这可以减少因等待制品固化而耗费的时间。因此，微结构化制品和用于制备该制品的方法使得可以进行连续浇铸和固化之类的快速制备方法。用于制备微结构化制品的单体组合物通常具有低粘度，使得对于多种模具设计而言，该组合物可以充满所有或几乎所有微结构。相比(例如)热塑性聚合物的粘性组合物，该单体组合物可以在制造过程中较为容易地除气。该单体组合物可以在固化时几乎没有或没有收缩。使用ROMP法制备微图案化或微结构化制品可使得能够进行适用于(例如)电子应用的模制制品的纳米加工。

通常，本文所公开的微结构化制品包含通过对环烯烃进行由烯烃易位催化剂引发的开环易位聚合而制备的一种或多种聚合物；参见(例如)K.J.Ivin，“Metathesis Polymerization”in J.I.Kroschwitz，ed.，Encyclopedia of Polymer Science and Engineering，Vol.9，John Wiley & Sons，Inc.，U.S.A.，1987，p.634(《聚合物科学与工程百科全书》第9卷第634页的“易位聚合”，作者：K.J.Ivin，编者：J.I.Kroschwitz，John Wiley & Sons，Inc.，U.S.A.，1987年)。环烯烃单体的易位聚合通常产生具有不饱和直链主链的交联聚合物。聚合物的重复主链单元的不饱和程度与单体相同。例如，降冰片烯反应物在合适的催化剂中存在下所得的聚合物可以表示为：

其中a为聚合物链中的重复单体单元数目。又如，诸如二环戊二烯之类的双烯在合适的催化剂存在下所得的聚合物可以表示为：