[发明专利]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

说明书

本发明提供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。原纤维含有PPX聚合物链，所述聚合物链沿着原纤维轴取向。PPX聚合物可包含一种或多种共聚单体。可通过气相沉积将PPX涂布在基材上来形成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，以形成自立的PPX聚合物薄膜，所述薄膜随后可被拉伸成多孔制品。或者，PPX聚合物制品可通过以下方式形成：润滑PPX聚合物粉末、加热经润滑的粉末并压延或柱塞式挤出以形成预制件，所述预制件随后可被拉伸成多孔制品。加热和膨胀温度为约80℃至约220℃，或约220℃至约290℃，或约290℃至约450℃。

技术领域

本发明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-原纤维结构。本发明还提供用于由聚对二甲苯聚合物形成多孔制品的方法。

背景技术

聚对二甲苯(PPX)及其衍生物在本领域是熟知的。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。

发明概述

一个实施方式涉及多孔聚对二甲苯(PPX)制品，所述制品含有结点和原纤维。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，聚合物包含少量的一种或多种共聚单体。共聚单体含量可以是PPX聚合物的约0.001摩尔％至约10摩尔％。PPX制品的厚度小于约50微米，孔隙率百分比为至少约10％。在一个或多个实施方式中，PPX制品是片材、带或管。

第二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)在基材上沉积聚对二甲苯(PPX)薄膜；(2)从基材取下PPX薄膜；以及(3)使PPX薄膜膨胀以形成具有结点-原纤维结构的多孔PPX制品。在至少一个实施方式中，将PPX薄膜气相沉积在基材上，在示例性实施方式中，所述基材可以是聚四氟乙烯带状物或膜，或者是膨胀的聚四氟乙烯带状物或膜。原纤维中的聚合物链沿着原纤维轴取向。沉积在基材上的PPX薄膜的标称厚度少于约50微米。另外，PPX聚合物薄膜的孔隙率为至少约10％。PPX聚合物薄膜可在约80℃至约220℃、或约220℃至约290℃、或约290℃至约450℃的温度下进行膨胀。在一个或多个实施方式中，可在约80℃至约450℃、或约220℃至约450℃的温度下进行膨胀。

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)在基材上沉积聚对二甲苯(PPX)薄膜以形成PPX复合结构；(2)使PPX复合结构膨胀以形成具有结点-原纤维结构的多孔PPX制品。PPX薄膜的厚度少于约50微米。PPX复合结构可在约80℃至约220℃、或约220℃至约290℃、或约290℃至约450℃的温度下进行膨胀。在一个或多个实施方式中，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沉积在基材上。基材是能够发生显著形变的基材。