專利名稱：模制微結構化制品及其制備方法
技術領域：
本公開涉及模制微結構化制品，具體地講涉及由環(huán)烯烴聚合物制成的模制微結構 化制品。
背景技術：
微結構化制品通常包括具有一個或多個微結構化特征(feature)(即具有至少一 個小于幾毫米的尺寸的特征)的制品。示例性的微結構化制品為聚合物型，并且包括磨料 制品、摩擦控制制品和光學制品。微結構化制品可使用多種制造方法制備，但不論什么方 法，微結構化特征都需要用聚合物充分填充，以使得制品可按需發(fā)揮功能。

發(fā)明內容
本文所公開的是可通過模制制備的微結構化制品。該微結構化制品包含通過單體 組合物的開環(huán)易位聚合(ROMP)形成的交聯(lián)不飽和聚合物，該單體組合物包含具有至少一 個反應性雙鍵的環(huán)狀單體。本文還公開了制備微結構化制品的方法，該方法包括提供微結構化模具；提供 單體組合物，該單體組合物包含具有至少一個反應性雙鍵的環(huán)狀單體；以及易位催化劑 體系；將微結構化模具的表面接觸單體組合物；以及聚合單體組合物，以形成包含交聯(lián)不 飽和聚合物的模制微結構化制品。微結構化制品可以因其包括至少一個具有小于約2mm或小于約500 μ m的尺寸的 微結構化特征而為結構化的。微結構化制品也可以包括多個此類微結構化特征?？芍苽涞?微結構化制品的例子包括光導裝置、增亮薄膜、回射膜和微流體裝置?？芍苽涞奈⒔Y構化制 品的另一個例子包括具有多種研磨復合物的磨料制品，每種研磨復合物都包含分散在粘結 劑中的多個磨粒。可制備的微結構化制品的又一個例子包括具有多個桿的摩擦控制制品， 每個桿都提供干燥時至少約0. 6的靜摩擦系數(shù)。本發(fā)明的這些方面和其他方面在以下“具體實施方式
”中描述。上述發(fā)明內容不 應理解為是對要求保護的主題的限制，該主題僅受本文所示出的權利要求的限定。


圖1示出用于制備本文所公開的模制微結構化制品的示例性工藝流程圖。
具體實施例方式本文所公開的微結構化制品以及制備該制品的方法可提供許多優(yōu)點。微結構化制 品可具有良好的物理強度和韌性，使得其可以利索地從微結構化模具中取出。相比涉及其 他類型化學過程的復制，用于制備微結構化制品的微結構化模具的表面復制相對有效，這 可以減少因等待制品固化而耗費的時間。因此，微結構化制品和用于制備該制品的方法使 得可以進行連續(xù)澆鑄和固化之類的快速制備方法。用于制備微結構化制品的單體組合物通 常具有低粘度，使得對于多種模具設計而言，該組合物可以充滿所有或幾乎所有微結構。相 比(例如)熱塑性聚合物的粘性組合物，該單體組合物可以在制造過程中較為容易地除氣。 該單體組合物可以在固化時幾乎沒有或沒有收縮。使用ROMP法制備微圖案化或微結構化 制品可使得能夠進行適用于(例如)電子應用的模制制品的納米加工。通常，本文所公開的微結構化制品包含通過對環(huán)烯烴進行由烯烴易位催化劑引 發(fā)的開環(huán)易位聚合而制備的一種或多種聚合物；參見(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. Α.，1987，p. 634(《聚合物科學與工 程百科全書》第9卷第634頁的“易位聚合”，作者:K. J. Ivin，編者:J. I. Kroschwitz, John Wiley & Sons，Inc.，U. S. Α.，1987年)。環(huán)烯烴單體的易位聚合通常產(chǎn)生具有不飽和直鏈 主鏈的交聯(lián)聚合物。聚合物的重復主鏈單元的不飽和程度與單體相同。例如，降冰片烯反 應物在合適的催化劑中存在下所得的聚合物可以表示為
權利要求
1.一種模制微結構化制品，其包含通過單體組合物的開環(huán)易位聚合形成的交聯(lián)不飽和 聚合物，所述單體組合物包含具有至少一個反應性雙鍵的環(huán)狀單體。
2.根據(jù)權利要求1所述的模制微結構化制品，所述環(huán)狀單體選自降冰片烯、亞乙基降 冰片烯、環(huán)戊烯、環(huán)辛烯、二環(huán)戊二烯、三環(huán)戊二烯、四環(huán)戊二烯、降冰片二烯、7-氧代雙環(huán) [2. 2.1]庚-2-烯、四環(huán)W，2，13，6，02’7]十二烷_4，9-二烯以及它們的衍生物。
3.根據(jù)權利要求1所述的模制微結構化制品，所述環(huán)狀單體包含至少兩種不同的單 體，其中所述至少兩種不同單體中的每一種都選自降冰片烯、亞乙基降冰片烯、環(huán)戊烯、環(huán) 辛烯、二環(huán)戊二烯、三環(huán)戊二烯、四環(huán)戊二烯、降冰片二烯、7-氧代雙環(huán)[2. 2. 1]庚-2-烯、四 環(huán)[6,2,13,6,02'7]十二烷-4，9-二烯以及它們的衍生物。
4.根據(jù)權利要求1所述的模制微結構化制品，所述環(huán)狀單體基本上由二環(huán)戊二烯組成。
5.根據(jù)權利要求1所述的模制微結構化制品，所述環(huán)狀單體包含二環(huán)戊二烯和降冰片火布。
6.根據(jù)權利要求1所述的模制微結構化制品，所述環(huán)狀單體包含二環(huán)戊二烯和烷基降 冰片烯。
7.根據(jù)權利要求1所述的模制微結構化制品，所述環(huán)狀單體包含二環(huán)戊二烯和亞乙基 降冰片烯。
8.根據(jù)權利要求1所述的模制微結構化制品，所述環(huán)狀單體包含重量比為約30 70 至約70 30的二環(huán)戊二烯和環(huán)辛烯。
9.根據(jù)權利要求1所述的模制微結構化制品，所述環(huán)狀單體包含重量比為約10 90 至約50 50的二環(huán)戊二烯和己基降冰片烯。
10.根據(jù)權利要求1所述的模制微結構化制品，所述環(huán)狀單體包含交聯(lián)劑和單官能單體。
11.根據(jù)權利要求10所述的模制微結構化制品，其中所述交聯(lián)劑包含二環(huán)戊二烯。
12.根據(jù)權利要求10所述的模制微結構化制品，其中所述單官能單體選自環(huán)辛烯、環(huán) 戊二烯、烷基降冰片烯以及它們的衍生物。
13.根據(jù)權利要求10所述的模制微結構化制品，其中所述單體組合物包含相對于所述 單體組合物的總重量計的約0. 1重量％至約75重量％的交聯(lián)劑。
14.根據(jù)權利要求1所述的模制微結構化制品，其包括至少一個具有小于約2mm的尺寸 的微結構化特征。
15.根據(jù)權利要求1所述的模制微結構化制品，其包括至少一個具有小于約500μπι的 尺寸的微結構化特征。
16.根據(jù)權利要求1所述的模制微結構化制品，其包括多個微結構化特征，每個特征都 具有小于約2mm的尺寸。
17.根據(jù)權利要求1所述的模制微結構化制品，其包括多個微結構化特征，每個特征都 具有小于約500 μ m的尺寸。
18.根據(jù)權利要求1所述的模制微結構化制品，其包括微結構化特征的陣列。
19.根據(jù)權利要求1所述的模制微結構化制品，其包括光導裝置、增亮薄膜、回射膜或 微流體裝置。其中M選自Os禾口 Ru ；R和R1獨立地選自氫和選自下列的取代基=C1-C2tl烷基、C2-C2tl烯基、C2-C2tl烷氧基羰基、 方基、C1-C20幾 酸酯基、C1-C20烷氧基、C2-C2tl烯氧基、C2-C2tl炔氧基和芳氧基；所述取代基可 任選地被選自下列的部分取代=C1-C5烷基、鹵素、c「c5烷氧基和苯基；所述苯基可任選地被 選自下列的部分取代鹵素、C1-C5烷基以及C1-C5烷氧基； X和X1獨立地選自任何陰離子配體；和L和L1獨立地選自化學式PR3R4R5表示的任何膦，其中R3選自新苯基、仲烷基和環(huán)烷基， 并且其中R4和R5獨立地選自芳基、新苯基、C1-C10正烷基、仲烷基和環(huán)烷基。
20.根據(jù)權利要求1所述的模制微結構化制品，其包括多種研磨復合物，每種所述研磨 復合物都包含多個分散在粘結劑中的磨粒。
21.根據(jù)權利要求1所述的模制微結構化制品，其包括多個桿，每個桿在干燥時都提供 至少約0.6的靜摩擦系數(shù)。
22.—種制備模制微結構化制品的方法，所述方法包括 提供微結構化模具；提供單體組合物，其包含 具有至少一個反應性雙鍵的環(huán)狀單體；和 易位催化劑體系；將所述微結構化模具的表面接觸所述單體組合物；及聚合所述單體組合物，以形成包含交聯(lián)不飽和聚合物的模制微結構化制品。
23.根據(jù)權利要求22所述的方法，其還包括將所述模制微結構化制品與所述微結構化 模具分離。
24.根據(jù)權利要求22所述的方法，其中所述易位催化劑體系包含過渡金屬催化劑和有 機鋁活化劑。
25.根據(jù)權利要求22所述的方法，其中所述易位催化劑體系包含下式的化合物Cf
全文摘要
本發(fā)明公開了可通過模制制備的微結構化制品。所述微結構化制品包含通過單體組合物的開環(huán)易位聚合(ROMP)形成的交聯(lián)不飽和聚合物，所述單體組合物包含具有至少一個反應性雙鍵的環(huán)狀單體。所述微結構化制品可以因其包括至少一個具有小于約2mm或小于約500μm的尺寸的微結構化特征而為結構化的。所述微結構化制品也可包括多個此類微結構化特征。本發(fā)明還公開了制備所述微結構化制品的方法。
文檔編號C08G61/00GK102066456SQ200980123214
公開日2011年5月18日 申請日期2009年4月9日 優(yōu)先權日2008年6月20日
發(fā)明者凱文·M·萊萬多夫斯基, 約瑟夫·D·魯萊 申請人:3M創(chuàng)新有限公司