层压纳米模具包括限定具有预定形状空腔的全氟聚醚层和与全氟聚醚层偶联的支持层。所述层压物还包括使全氟聚醚层与支持层偶联的连接层。连接层还可包括光可固化部分和热可固化部分。空腔可具有小于５００纳米的最宽尺寸。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
总体而言，本专利技术涉及制造具有纳米大小的空腔以用于模塑其中纳米微粒的模具的材料和方法。更具体来讲，该模具包括层压的聚合物材料层，可包含预定形状的纳米大小空腔的阵列。 缩写 AC＝交流电 Ar＝氩 ℃＝摄氏度 cm＝厘米 8-CNVE＝全氟(8-氰基-5-甲基-3，6-二氧杂-1-辛烯) CSM＝固化位置单体 CTFE＝三氟氯乙烯 g＝克 h＝小时 1-HPFP＝1，2，3，3，3-五氟丙烯 2-HPFP＝1，1，3，3，3-五氟丙烯 HFP＝六氟丙烯 HMDS＝六甲基二硅氮烷 IL＝压印光刻技术 IPDI＝异佛尔酮二异氰酸酯 MCP＝微接触印刷 Me＝甲基 MEA＝膜电极组件 MEMS＝微电机械系统 MeOH＝甲醇 MIMIC＝毛细微模塑法 mL＝毫升 mm＝毫米 mmol＝毫摩尔 Mn＝数均分子量 m.p.＝熔点 mW＝毫瓦 NCM＝纳米接触模塑 NIL＝纳米压印光刻技术 nm＝纳米 Pd＝钯 PAVE＝全氟(烷基乙烯基)醚 PDMS＝聚(二甲基硅氧烷) PEM＝质子交换膜 PFPE＝全氟聚醚 PMVE＝全氟(甲基乙烯基)醚 PPVE＝全氟(丙基乙烯基)醚 PSEPVE＝全氟-2-(2-氟磺酰基乙氧基)丙基乙烯基醚 PTFE＝聚四氟乙烯 SAMIM＝溶剂辅助微模塑 SEM＝扫描电子显微镜术 Si＝硅 TFE＝四氟乙烯 μm＝微米 UV＝紫外线 W＝瓦特 背景 聚合物材料已被用作模具和层压模具许多年。但是，在其中可以模塑的物质范围方面，典型的聚合物模具和层压模具存在许多缺陷。这些缺陷通常由模具材料与其中被模塑的材料之间的化学和物理相互作用引起。通常，当被模塑结构的大小缩小，接近几十或几百微米或更小时，典型的模具材料不能充当模具。这些障碍可包括不能将材料纳入此类模具空腔内，不能释放、特别是不能干净地释放进入模具空腔内的任何材料。因此，本领域需要可形成横断面尺寸小于几十微米、小于几微米和小于500纳米的模具的材料，该模具可将材料纳入模具空腔内并可干净地释放其中模塑的材料。而且，在模具中形成的物品的特征尺寸越小，则特征尺寸与常规模塑材料和方法产生的缺陷和瑕疵越接近。 本申请人先前已公开克服这些缺点的基于PFPE的材料，在本申请中公开克服此类缺点的另外的方法、材料和物品。 概述 根据本专利技术，层压纳米模具包括全氟聚醚层(其中全氟聚醚层限定具有预定形状的空腔)和与全氟聚醚层偶联的支持层。在一些实施方案中，层压物还包括使全氟聚醚层与支持层偶联的连接层(tie-layer)。根据其它实施方案，连接层包括光可固化部分和热可固化部分。 在一些实施方案中，层压物还包括全氟聚醚层中限定的多个空腔。多个空腔中每个空腔都可具有选自圆柱形、200nm直径圆柱形、立方形、200nm立方形、月牙形和凹盘形的预定形状。在一些实施方案中，多个空腔包括各种预定形状的空腔。根据备选实施方案，多个空腔中每个空腔的最大尺寸小于约10微米，最大尺寸小于约5微米，最大尺寸小于约1微米，最大尺寸小于约750纳米，最大尺寸小于约500纳米，最大尺寸小于约300纳米，最大尺寸小于约200纳米，最大尺寸小于约100纳米，最大尺寸小于约75纳米，最大尺寸小于约50纳米，最大尺寸小于约40纳米，最大尺寸小于约30纳米，最大尺寸小于约20纳米，或者最大尺寸小于约10纳米。 根据其它实施方案，全氟聚醚层小于约50微米厚，小于约40微米厚，小于约30微米厚，小于约20微米厚，小于约15微米厚，小于约10微米厚。 在一些实施方案中，支持层包含聚合物。在其它实施方案中，支持层的聚合物包括聚对苯二甲酸乙二酯。在备选实施方案中，支持层小于约20密耳厚，小于约15密耳厚，小于约10密耳厚，或者小于约5密耳厚。 在某些实施方案中，支持层将大于1000的模量引至层压物。在其它实施方案中，全氟聚醚层通过光引发剂偶联和热引发剂偶联与支持层偶联。在一些实施方案中，全氟聚醚包括光可固化部分。在还有其它实施方案中，全氟聚醚层具有大于约25平方厘米的足迹，大于约50平方厘米的足迹，或者大于约100平方厘米的足迹。 在一些实施方案中，多个空腔中每个空腔距离相邻空腔小于约5微米，距离相邻空腔小于约2微米，距离相邻空腔小于约1微米，距离相邻空腔小于约750纳米，或者距离相邻空腔小于约500纳米。在一些实施方案中，全氟聚醚的溶胶分数小于约10％。 根据本专利技术的其它实施方案，制备层压纳米模具的方法包括放置图案化母模(patterned master)靠近支持层，将放置的图案化母模和相邻支持层插入辊轴层压机的啮合点(nip)之间，在靠近辊轴层压机的输入侧将可固化全氟聚醚递送至图案化母模与支持层之间，开启辊轴层压机使图案化母模与支持层层压，其中可固化全氟聚醚分散在图案化母模与支持层之间，处理层压物以激活可固化全氟聚醚的可固化部分，以便全氟聚醚固体化。在一些实施方案中，该方法还包括，在放置图案化母模靠近支持层之前，安置连接层与支持层，以便当激活时，可固化全氟聚醚与连接层粘合。 根据本专利技术的其它实施方案，层压聚合物模具包括第一层聚合物层，第一层聚合物层通过位于第一层聚合物层与第二层聚合物层之间的连接层与第二层聚合物层偶联，其中连接层包括含有光可固化部分和热可固化部分的氟聚合物。在一些实施方案中，第一层或第二层的聚合物包括氟聚合物。在其它实施方案中，第一层或第二层的聚合物包括全氟聚醚。在其它实施方案中，第一层或第二层的聚合物包括聚对苯二甲酸乙二酯。在还有其它实施方案中，连接层的氟聚合物包括全氟聚醚。 附图简述 附图说明图1显示本专利技术实施方案的层压模具的示意图； 图2是用于制造本专利技术实施方案的层压模具的辊轴装置示意图； 图3是用于制造本专利技术另一个实施方案的层压模具的辊轴装置示意图； 图4是根据本专利技术实施方案分离层压模具与母模的示意图； 图5是本专利技术实施方案具有200nm、呈六角形排列的空腔的层压模具上表面的SEM图像；和 图6是用图5层压模具制造的聚合物复制品的SEM图像，显示用层压模具的200nm空腔形成的六角形排列的200nm支柱。 详述 总体而言，本专利技术公开不同聚合物材料的层压模具和制备此类模具的方法。模具通常包括具有预定形状的纳米大小空腔的阵列且空腔之间具有控制的间隔。 I.非排他的定义目录 用于本文时，术语“图案”可指阵列，矩阵，具体形状或形式，感兴趣物品的模板等。在一些实施方案中，图案可以是有序、均匀、重复、交替、规则、不规则或无规的阵列或模板。本专利技术的图案可包括一个或多个微米或纳米大小的贮器，微米或纳米大小的反应室，微米或纳米大小的混合室，微米或纳米大小的收集室。本专利技术的图案还可包括可包含微米和/或纳米大小空腔的表面上的表面纹理或图案。图案还可包括微米或纳米大小的突出物。 如在聚合物化学中的常用含义，术语“全氟聚醚”这里应理解为不仅代表其最纯形即聚合物链由3种元素碳、氧和氟组成，还代表此类结构的各种变化形式。全氟聚醚基本家族本身包括直链、支链和官能化材本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种层压物纳米模具；包含： 全氟聚醚层，其中全氟聚醚层限定具有预定形状的空腔；和 与全氟聚醚层偶联的支持层。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：JP罗兰，B麦诺尔，RL亨，
申请(专利权)人：流体科技公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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