專利名稱：：納米泡孔聚合物泡沫體及其制備方法納米泡孔聚合物泡沫體及其制備方法
背景技術(shù)：
：本發(fā)明一般地涉及納米泡孔的聚合物泡沫體及其制備方法。此外，本發(fā)明涉及由該納米泡孔的聚合物泡沫體制備的制品。使用聚合物泡沫體通常主要因其緩沖效應(yīng)，其次因其結(jié)構(gòu)特征產(chǎn)生的有益效果，例如能吸收液體或能量、絕熱等。對環(huán)境日益增加的關(guān)注和在較低重量下改進(jìn)的性能要求是泡沫體和其他材料恒定不變的研究動力。性能提高的聚合物泡沫體的可調(diào)的孔隙形貌尚未被充分地利用來改進(jìn)性能。目前的聚合物泡沫體占主導(dǎo)的是結(jié)構(gòu)性能小于理論上可能的上下限或在其內(nèi)的商品聚合物。本領(lǐng)域已知降低孔度并變化到微米級水平可產(chǎn)生經(jīng)典權(quán)利(entitlement)上下限以內(nèi)的性能。不斷需要改進(jìn)性能，從而超過經(jīng)典上限理論，同時保持材料重量近可能低?？傊?，本發(fā)明是關(guān)于具有優(yōu)異的結(jié)構(gòu)、熱性能和介電性能且透明的工程聚合物泡沫體形貌。因此，需要具有提高的性能的納米泡孔聚合物泡沫體，和制備該泡沫體的方法。簡要說明本文公開了聚合物泡沫體及其生產(chǎn)方法。與實心(solid)聚合物相比，聚合物泡沫體具有一種或多種所需的性能，例如光學(xué)透明度，和在較低的重量與體積比下，優(yōu)異的結(jié)構(gòu)、熱性能和介電性能。在一個方面中，公開了納米泡孔聚合物泡沫體，它的平均孔度為約10納米-約500納米；和泡沫密度是納米泡孔泡沫體材料堆積密度的約1%-約50%。在另一方面中，公開了制備納米泡孔泡沫體的方法。該方法包括使聚合物與發(fā)泡劑接觸，該聚合物的平均粒度為約10納米-約IO毫米。在再一方面中，公開了納米泡孔的聚合物泡沫體，它的平均孔度為約10納米-約500納米；和相對密度是納米泡孔聚合物泡沫體材料的堆積密度的約5%-約50%;其中該泡沫體由熱塑性聚合物制成。在另一方面中，公開了由前面所述的制備納米泡孔泡沫體的方法制造的制品。附圖當(dāng)參考附圖，閱讀下述詳細(xì)說明時，本發(fā)明的這些和其他特征、方面和優(yōu)點將變得更好理解，其中在整個說明書中，相同的標(biāo)記表示相同的部件，其中圖1表示泡孔尺寸對于頻率所作的頻率分布圖，以說明術(shù)語"平均孔度，，的定義；圖2是針對各類聚合物泡沫體，其中包括本文公開的納米泡孔的泡沫體的相對密度對于歸一的性質(zhì)所作的圖。圖3是根據(jù)本發(fā)明的實施方式，顯示在形成聚合物泡沫體的過程中，應(yīng)力變化對所施加的應(yīng)變的示意圖4是根據(jù)本發(fā)明另一實施方式，顯示作為聚合物泡沫體的泡孔尺寸和氣體傳導(dǎo)率變化的函數(shù)關(guān)系圖5表示根據(jù)本發(fā)明再一實施方式，對于具有一組給定泡徑/泡沫密度值的聚合物泡沫體來說，消光系數(shù)與波長之間的關(guān)系示意圖6表示根據(jù)本發(fā)明再一實施方式，雙酚A(BPA)均聚碳酸酯泡沫體的平均孔隙尺寸和泡沫密度對可見光的光學(xué)透明度影響的示意圖7是顯示根據(jù)本發(fā)明另一實施方式，聚合物顆粒的平均粒度和擴散時間的對數(shù)之間的關(guān)系示意圖8表示根據(jù)本發(fā)明另一實施方式，對圖6的聚碳酸酯來說的溫度-溶解度圖9表示根據(jù)本文公開的方法中的一種實施方式，形成納米泡孔聚合物泡沫體的圖解方法；圖IO表示根據(jù)本文公開的方法中的另一實施方式，形成納米泡孔聚合物泡沫體的圖解方法；圖11表示根據(jù)本文公開的方法中的再一實施方式，形成納米泡孔聚合物泡沫體的圖解方法；圖12表示根據(jù)本文公開的方法中的另一實施方式，形成納米泡孔聚合物泡沫體的圖解方法。-洋細(xì)"i兌明在本發(fā)明的公開內(nèi)容中，公開了納米泡孔的聚合物泡沫體，它兼有低重量和一種或多種額外性能，例如光學(xué)透明度、優(yōu)異的結(jié)構(gòu)、熱性能和介電性能。本文定義的的術(shù)語"納米尺寸"是指包括從約10納米一直到約1000納米，但不包括約1000納米的任何或所有尺寸。本文定義的的術(shù)語"」微米尺寸"是指包括從約1微米到約1毫米的任何或所有尺寸。本文定義的的術(shù)語"毫米尺寸，，包括從約1毫米到約IO毫米的任何或所有尺寸。本文定義的的應(yīng)用到聚合物泡沫體上的術(shù)語"平均孔度"表示泡沫體泡孔的直徑，它通常用頻率/泡孔尺寸分布圖示。圖l示出了這一類型的分布實例。該分布的特征在于平均孔度和標(biāo)準(zhǔn)偏差。已知泡沫體或復(fù)合材料的性能與重量或密度下降遵守等應(yīng)變或等應(yīng)力行為，且通常分別在所謂的"經(jīng)典上限"和"經(jīng)典下限"之間。圖2示出了經(jīng)典上限和下限的示意圖。通?？色@得的聚合物泡沫體或常規(guī)泡沫體(通常由商品聚合物制成)具有大尺寸的孔隙，亦即平均孔度大于IO微米。這種泡沫體(圖2中稱為"商品泡沫體")的性質(zhì)通常分散在預(yù)期的下限值之下。偏差主要是由于在泡沫體內(nèi)存在的孔度的寬分散所致，也就是說，最大孔度與最小孔度之比大于或等于標(biāo)準(zhǔn)偏差的約3倍。對于小泡孔泡沫體，此處解釋為孔度為約1微米-IO微米和較低孔度分散，亦即小于或等于標(biāo)準(zhǔn)偏差的約1倍的泡沫體，性能通常介于上限值和下限值之間(參見圖2)。然而，若可設(shè)計泡沫體的平均孔度小于約l微米，以便達(dá)到所謂的"缺陷不敏感孔度"，和孔度分散小于或等于標(biāo)準(zhǔn)偏差的約1倍，則泡沫體的性能可等于或甚至超過由上限所確定的數(shù)值(圖2)。這一泡沫體此處稱為"超結(jié)構(gòu)泡沫體"。對于本發(fā)明公開內(nèi)容的目的來說，超結(jié)構(gòu)泡沫體定義為性能等于或高于制備泡沫體的材料所顯示的本體性能(bulkproperty),且相對密度是制備該泡沫體的材料的堆積密度的約1%-約50%。數(shù)學(xué)上，材料的缺陷不敏感孔度(下文縮寫為"DIPS，，)用方程式(1)給出DIPS=4(方程式1)其中"f，是表面能，"E"是模量，和"CTth，，是材料的理論強度。本文定義的的應(yīng)用到聚合物上的術(shù)語"理論強度"定義為基于聚合物內(nèi)存在的所有化學(xué)鍵的鍵能的聚合物分子的計算強度。例如，通過聚乙烯樣品內(nèi)存在的所有c-h和c-c鍵的鍵能之和給出具有給定重復(fù)單元數(shù)和給定分子量的聚乙蹄樣品的理論強度。表1示出了使用方程式1計算的dips值和y與e的典型值的一些實例。這些數(shù)值足以高至覆蓋任何類型的聚合物。因此，可考慮諸如聚碳酸酯、聚醚酰亞胺或聚酰亞胺之類的聚合物用于這些計算。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>金屬的應(yīng)力集中(sc),表面模量和孔度之間的已知關(guān)系可視為闡述聚合物泡沫體的缺陷不敏感結(jié)構(gòu)可能性的基礎(chǔ)。當(dāng)聚合物發(fā)泡時，最初形成的氣泡膨脹。在膨脹過程中，在應(yīng)變增加的情況下，應(yīng)力保持恒定。然而，在某一點處(如圖3所示)，聚合物泡的表皮可經(jīng)歷在恒定應(yīng)變下的拉伸，這用附圖標(biāo)記10表示，結(jié)果可能出現(xiàn)應(yīng)力加勁(stiffening)。分子取向的結(jié)果可能出現(xiàn)應(yīng)力加勁。一般地，據(jù)說對于給定的氣泡尺寸來說，由于分子取向?qū)е吕毂砥た傻玫礁蟮膭哦?，因此，在一種實施方式中，納米泡孔的聚合物泡沫體具有含缺陷不敏感孔度的平均粒度。這種聚合物泡沫體可擁有超結(jié)構(gòu)的性能?？捎嬎愠?，當(dāng)平均孔度為約100納米時，可實現(xiàn)sc的類似下降，于是導(dǎo)致超結(jié)構(gòu)的泡沫體。圖2用圖示的方式示出了對于超結(jié)構(gòu)的泡沫體來說，代表性的所需性能-相對密度空間。兩個參數(shù)可對納米泡孔的聚合物泡沫體的改進(jìn)的性能起到重要作用(a)顆粒內(nèi)的距離，和b)表面力。這一理解使得泡沫體形貌工程的特征在于用于所需最終應(yīng)用的諸如平均孔度和孔度分布之類的參數(shù)?？墒褂迷摲椒A(yù)計泡沫體的結(jié)構(gòu)-性能關(guān)系，該泡沫體是由任何天然或合成材料，例如橫紋輕木(endgrainbalsawood)、聚(氯乙烯)、聚苯乙烯、聚酰亞胺、聚醚酰亞胺、聚氨酯和環(huán)氧樹脂制造的。聚(氯乙烯)和聚苯乙烯泡沫體可被視為低溫泡沫體。聚醚酰亞胺泡沫體可被視為高溫應(yīng)用的合適材料。環(huán)氧和聚氨酯泡沫體可以是熱固性基泡沫體。方程式(l)的結(jié)構(gòu)-性能關(guān)系可應(yīng)用到機械性能上。尤其對于商業(yè)上感興趣的那些性能來說，也可推導(dǎo)出其他結(jié)構(gòu)-性能關(guān)系。商業(yè)上感興趣的性能的實例包括超級絕熱(下文稱為"超級絕緣")、光學(xué)性能(例如透明度)、聲學(xué)性能、介電性能、磁和電性能，以及能量吸收性能(例如減振、耐損壞和運輸性能)。以下討論這些性能中的兩種-超級絕緣和光學(xué)性能，以闡述這些概念。方程式(2)給出了聚合物泡沫體的導(dǎo)熱率(kf。^):kfoarn-kpolymer+kgas+kCOnvection+kradiation(方禾王式2)其中kp。,y,是聚合物的導(dǎo)熱率，kgas是泡沫體內(nèi)存在的氣體的導(dǎo)熱率，kc。nvecti。n是由于泡沫體內(nèi)存在的氣體對流導(dǎo)致的導(dǎo)熱率，和kradiati。n是在泡沫體內(nèi)的氣體通過輻射的熱能傳導(dǎo)率。對于聚合物泡沫體來說，導(dǎo)熱的主要模式是氣體傳導(dǎo)(即kgas),它占kf纖的約75%。一般地，kradiati。nSkfoam的約20%。分別用方程式(3)和(4)給出kgas和kradiationKgasvr-1+C-丄尸方程式(3)3￡方程式(4)其中Vf是孔隙的孔度-體積分?jǐn)?shù)，T是溫度，kgaso是游離空氣的導(dǎo)熱率，C是常數(shù)，d是孔隙直徑，P是壓力，cj是Stefan-Boltzmann常數(shù)，和E是消光系數(shù)。圖4中示出了孔度對k^所作的圖，以下在實施例部分將更加詳細(xì)地討論。根據(jù)圖4,顯而易見的是，當(dāng)聚合物泡沫體的平均孔度從約1000納米降到約200納米時，氣體的傳導(dǎo)率下降約1個數(shù)量級，從約lxl(T2Wm"K。降到約1x10-3Wm"K"。當(dāng)平均孔度下降到200納米以下時，通過對流的熱能傳導(dǎo)率可能開始急劇下降到低于2xl(T2Wm—'K"。因此，在200880005244.1本文公開的納米泡孔的聚合物泡沫體中，氣體傳導(dǎo)模式可大大地下降或?qū)嶋H上消除，從而導(dǎo)致泡沫體可被視為超級絕緣泡沫體?？諝馐欠浅：玫臒峤^緣體。在溫度梯度下的對流傳熱導(dǎo)致聚合物泡沫體的絕熱能力受到損失。通過氣體分子之間的碰撞和能量轉(zhuǎn)移發(fā)生導(dǎo)熱，其中碰撞頻率特別通過氣體分子的平均自由程來測定。然而，若含氣體分子的孔隙的尺寸逐漸下降，使得其相當(dāng)于或小于氣體分子的平均自由程，則通過氣體傳導(dǎo)模式的導(dǎo)熱可大大地下降或者基本上消除。這稱為Knudsen效應(yīng)。例如，若傳導(dǎo)氣體是空氣，取決于溫度，其平均自由程為約60-100納米，則得出結(jié)論，平均孔度小于約60-100納米或等于約60-100納米的納米泡孔的泡沫體將具有大大下降的或?qū)嶋H上為0的空氣傳導(dǎo)能力。因此，一般地，為了獲得具有特征平均自由程的特定類型的氣體非常低或?qū)嶋H上0的氣體傳導(dǎo)，人體。在約200納米的平均孔度下，氣體傳導(dǎo)開始呈指數(shù)下降。在一種實施方式中，公開了納米泡孔的泡沫體，在一種實施方式中，其平均孔度為約25-200納米，在另一實施方式中，其平均孔度為約50-100納米。具有小于或等于約2x10-2Wm"K—1的非常低的氣體傳導(dǎo)的這種納米泡孔的泡沫體可被視為超級絕緣泡沫體。參考方程式(2),可看出，當(dāng)通過設(shè)計孔度，使k^接近于0時，聚合物泡沫體總的導(dǎo)熱率(kf。am)接近于由其他組分，kp。lymer，kc。nvecti。n和kradiati。n決定的極限值。在一種實施方式中，在約環(huán)境溫度到約35(TC的溫度范圍內(nèi)，本文公開的超級絕緣泡沫體的導(dǎo)熱率(kf。am)范圍分別為約0.001-約0.01Wm"K"。聚合物的光學(xué)性能(即，對入射的輻射線透過)主要是聚合物的電子和分子結(jié)構(gòu)的結(jié)果?？赏ㄟ^設(shè)計表面結(jié)構(gòu)來改進(jìn)某些光學(xué)性能。例如，當(dāng)太陽輻射線在聚碳酸酯片材上以法向入射角入射時，約88%的入射光透過，和其余12%被反射。認(rèn)為反射是由于在聚合物/空氣界面處折射指數(shù)的失配所致。然而，通過使用納米尺寸的結(jié)構(gòu)來設(shè)計片材上的表面結(jié)構(gòu)，輻射線的透射率可增加到幾乎100%。由于納米尺寸的結(jié)構(gòu)導(dǎo)致的透射率提高可能由于于諸如衍射鏡片在聚合物/空氣界面處產(chǎn)生梯度折射指數(shù)狀態(tài)，或者零級光柵的自干擾(self-interference)之類的現(xiàn)象。類似地，納米尺寸的孔隙當(dāng)引入到聚合物泡沫體內(nèi)時，可有助于增加透明度和增加輻射線如太陽輻射線的透射率。可例如通過采用Rayleigh-Gans-Debye(縮寫為RGD")理論理解通過孔隙的輻射線的散射，該理論解釋了聚合物內(nèi)的分子散射隨孔度和入射輻射線波長而變化。本文公開的納米泡孔的聚合物泡沫體對輻射線可具有透過性。可考慮落在電磁波光譜內(nèi)的任何輻射線。輻射線的具體實例是電磁波光譜的可見光部分。例如，可考慮對可見光透過的納米泡孔的聚合物泡沫體。在一些情況下，泡沫體可擁有超級絕緣性能且對輻射線透過。已知當(dāng)尺寸數(shù)量級為微米的孔隙引入到由其本體狀態(tài)透明的聚合物例如雙酴A聚碳酸酯均聚物制造的泡沫體內(nèi)時，孔隙可變得不透明。不透明度通常認(rèn)為是由于孔隙散射光導(dǎo)致的。增加輻射線如太陽輻射線透射率的實際結(jié)果是重要的。例如，估計太陽輻射線透射率增加1%可增加具有透明聚合物屋頂玻璃窗的溫室的效率(yield)約1%。使用上述理論理解，可基于對孔度與在孔隙上入射的輻射線的波長之間的關(guān)系的理解來設(shè)計孔度。通過設(shè)計平均孔度接近于入射輻射線的波長可以使輻射線的散射最小化。例如，對于可見光來說，聚合物納米泡孔的泡沫體中使散射最小化的平均孔度可以是約550納米。在另一實施方式中，使可見光或其內(nèi)所選波長的散射最小化的平均孔度范圍可以是約350納米-約800納米?？赏ㄟ^使用方程式(5)所示的Bouguer定律，預(yù)計聚合物泡沫體的光學(xué)性能<formula>formulaseeoriginaldocumentpage11</formula>(方程式5)該方程式說明透過率(T)是消光系數(shù)(oc)和非散射光的路徑長度(t)的指數(shù)函數(shù)，其中非散射光的路徑長度(t)大致等于光行進(jìn)通過其中的介質(zhì)的厚度。方程式(6)中示出了消光系數(shù)(a):糸<formula>formulaseeoriginaldocumentpage11</formula>方程式(6)其中"a"是泡沫體的孔度，"V，是入射輻射線的波長，"n"是介質(zhì)的折射指數(shù)，Pf,是聚合物泡沫體的密度，和ps。,id是制備泡沫體的實心聚合物的密度。對于本發(fā)明的目的來說，因孔隙截面近似為圓形，術(shù)語"孔度"有時稱為孔徑。圖5示出了具有附圖標(biāo)記20-70的圖，它闡述了對于給定的孔徑/泡沫密度的一組值來說，消光系數(shù)和波長之間的關(guān)系，如以下進(jìn)一步在實施例部分的實施例2-7的表2中所示。聚合物泡沫體的密度單位為kg/m3。在實施例部分中將更詳細(xì)地討論這些關(guān)系。圖6用圖示出了密度為240kg/m3的雙酚A(BPA)均聚碳酸酯泡沫體的平均孔度和泡沫密度對可見光(亦即，380納米-780納米)的光學(xué)透光度的影響的模擬計算結(jié)果。表3示出了用附圖標(biāo)記80-110表示的圖的細(xì)節(jié)，且在實施例部分中將更詳細(xì)地討論。該圖示出了對于給定的泡沫密度和波長來說，隨著孔度下降，透過率百分?jǐn)?shù)增加。發(fā)泡工藝的相分離動力學(xué)的結(jié)果是可出現(xiàn)聚合物的發(fā)泡。可通過成核與生長，通過失穩(wěn)分解(spinodaldecomposition),或其組合出現(xiàn)相分離歷程，這些歷程的程度可取決于體系的相圖。在固態(tài)發(fā)泡中，發(fā)泡劑氣體分子在非常高的飽和壓力下擴散到聚合物內(nèi)，形成"氣體-聚合物"的單相(有時也稱為"均相")。然后在"氣體-聚合物，，內(nèi)壓力/溫度的驟降(quench)導(dǎo)致體系的不穩(wěn)定和氣體分子本身與聚合物分離，這將導(dǎo)致氣泡的成核與生長。成核尤其取決于在聚合物內(nèi)部的氣體分子的數(shù)量、壓降數(shù)量級，和發(fā)泡溫度(亦即進(jìn)行發(fā)泡時的溫度)。由于聚合物基體內(nèi)和氣泡表面處存在的氣體分子的濃度梯度導(dǎo)致核生長。此外，在成核的氣泡內(nèi)部的壓力促使聚合物基體對抗聚合物的粘彈力和表面能，這將有助于氣泡生長。在一定時間之后，在氣泡內(nèi)氣體和壓力的濃度梯度下降到不足以推動生長的數(shù)值。理論上可通過利用一些假設(shè)，例如(i)氣泡是球形的；(ii)在氣泡內(nèi)部的氣體遵守理想氣體定律；(iii)在氣泡內(nèi)的氣體濃度僅僅隨徑向位置和時間而變化；(iv)根據(jù)Henry定律，氣泡內(nèi)的氣體壓力與在氣泡表面處溶解的氣體濃度有關(guān)；(v)生長過程等溫；和(vi)聚合物材料的性能與溶解的氣體的濃度無關(guān)，來研究生長模式。使用這些假設(shè)，然后可建立并解決(a)運動，(b)在氣泡上的整體質(zhì)量平衡，和(c)在發(fā)泡工藝過程中，在周圍的母相內(nèi)的微差質(zhì)量平衡的方程式，來理解各種關(guān)系，例如對于給定的飽和壓來說，時間對泡沫體泡徑的影響，壓力和溫度對泡沫體泡徑的影響，和飽和壓對泡沫體泡徑的影響。此處所使用的術(shù)語"泡沫體泡徑"是指假設(shè)孔隙為圓形，在泡沫體內(nèi)孔隙的截面尺寸?；谏L機理的計算結(jié)果表明，可通過在聚合物內(nèi)部放置最大可能量的氣體來實現(xiàn)最大泡孔密度(本文定義的為單位體積的聚合物泡沫體中的泡孔數(shù)量)和最小泡孔尺寸。這將使?jié)撛诘某珊宋稽c數(shù)量最大化，進(jìn)而導(dǎo)致較高的成核密度?？赏ㄟ^適當(dāng)改變參數(shù)，例如發(fā)泡劑的濃度、壓力、核的密度、發(fā)泡溫度和聚合物的粘彈響應(yīng)，來降低泡孔尺寸。在一種實施方式中，可通過使聚合物與發(fā)泡劑接觸的方法，制備此處所述的納米泡孔的聚合物泡沫體，其中該聚合物的平均粒度為約IO納米-約10毫米。可在擠出機內(nèi)實施該方法?？墒褂煤线m的擠出技術(shù)生產(chǎn)納米泡孔的聚合物泡沫體。在本發(fā)明的公開內(nèi)容中，可在不使用本領(lǐng)域常用的高壓的情況下，制備納米泡孔的聚合物泡沫體。這可通過使用低溫，用發(fā)泡劑飽和聚合物顆粒來實現(xiàn)。在接觸步驟過程中，發(fā)泡劑氣體分子擴散到聚合物內(nèi)，形成單相(如前所述，有時也稱為"均相")?？稍诘蜏兀绲陀诃h(huán)境溫度下進(jìn)行此擠出技術(shù)。本文公開的應(yīng)用到制備納米泡孔的泡沫體所使用的聚合物原料上的術(shù)語"平均粒度"是指體均粒度。可考慮含顆粒、纖維、短纖維、小片、小顆?；蚱浣M合的聚合物的粒狀形式。當(dāng)考慮纖維時，平均粒度是指纖維的截面厚度。如前所述，發(fā)泡劑氣體分子擴散到聚合物顆粒內(nèi)導(dǎo)致形成"均相"，其中在高飽和壓下，氣體存在于顆粒內(nèi)部。為了發(fā)生成核，希望在聚合物顆粒內(nèi)部存在的氣體分子保持一定的時間段，以便能發(fā)生泡沫形成的成核過程。因此，重要的是理解發(fā)泡劑氣體分子在"均相"內(nèi)擴散離開聚合物顆粒。這一擴散過程可以遵守或者可以不遵守Fick第二定律，其中當(dāng)接近于一個尺寸時，所述Fick第二定律假設(shè)方程式(7)所示的關(guān)系5C=dd2C&&方程式(7)其中"C"是發(fā)泡劑的濃度，"D"是擴散系數(shù)，"t"是擴散時間，和"x"是顆粒的厚度。針對"t"，求解方程式(7)導(dǎo)致方程式(8)所示的關(guān)系式~方程式(8)它表明，擴散時間(它是發(fā)泡氣體分子擴散出入聚合物顆?；ㄙM的時間)是聚合物顆粒厚度的平方除以擴散系數(shù)的函數(shù)。圖7示出了厚度對擴散時間所作的圖，它表明當(dāng)聚合物顆粒的厚度(或平均粒度)(單位毫米)下降到約l微米到約IOO納米的范圍內(nèi)時，擴散時間的對數(shù)也線性下降。例如，可使用該圖顯示對于約1毫米的聚合物粒度來說，根據(jù)方程式(8)計算的擴散時間的對數(shù)為約12小時；和對于約1微米的粒度來說，擴散時間的對數(shù)為約0.5秒。這一理論方法的預(yù)期的線性行為通?？蓱?yīng)用于約10納米-約10毫13米的寬范圍的粒度上。在其他實施方式中，粒度范圍可以是約10納米-約IOO微米；和約10納米-約1毫米。在例舉的實施方式中，可使用平均粒度為約1微米的聚合物獲得平均孔度為約400納米的納米泡孔的聚合物泡沫體。影響"均相"形成的另一重要的參數(shù)是發(fā)泡劑在聚合物顆粒內(nèi)的溶解度。發(fā)泡劑氣體的溶解度用方程式(9)給出S=SQei方程式(9)其中AHS是溶液的表觀熱(apparentheat)，S是在給定溫度"T，，下的溶解度，和So是溶解度常數(shù)。當(dāng)用圖繪制時，方程式(9)導(dǎo)致例如圖8所示的針對BPA聚碳酸酯在二氧化碳發(fā)泡劑內(nèi)的溶解度(以重量/重量表達(dá))曲線。該圖示出了在給定壓力下，當(dāng)溫度從環(huán)境溫度下降到0。C時，發(fā)泡劑氣體在聚合物顆粒內(nèi)的溶解度增加約3倍。為了實現(xiàn)聚合物的發(fā)泡，希望在近可能短的時間段內(nèi)，用發(fā)泡劑飽和聚合物顆粒。因此，通過使聚合物顆粒與發(fā)泡劑在合理低的溫度下接觸，它遵守基于方程式(7)的前述解釋，可在短得多的時間內(nèi)飽和聚合物顆粒。在一種實施方式中，在約-10(TC到約20°C的溫度下進(jìn)行接觸步驟。在另一實施方式中，在約-40。C到約環(huán)境溫度的溫度下進(jìn)行接觸步驟，和在再一實施方式中，在約-40。C到約20。C的溫度下進(jìn)行接觸步驟。也可使用較高的溫度，例如聚合物的熔融溫度。這一方法提供實施生產(chǎn)納米泡孔的聚合物泡沫體的技術(shù)的實際方式。在接觸步驟過程中維持的操作壓力也是重要的參數(shù)。在一種實施方式中，接觸步驟在環(huán)境壓力到約150N/mm2的壓力下實施。發(fā)泡劑在聚合物顆粒內(nèi)的溶解度可視為吸附過程，其中發(fā)泡劑分子被吸附在顆粒內(nèi)部。相反，在解吸中，發(fā)泡劑分子擴散離開聚合物顆粒?？墒褂弥亓Ψǎ芯堪l(fā)泡劑如二氧化碳的吸附與解吸。在代表性的工序中，聚合物樣品，例如聚碳酸酯樣品在8(TC下干燥至少4小時，然后稱重。然后可加壓泡孔到預(yù)定的壓力。然后可在各種時間間隔處取出聚合物樣品，和可使用具有足夠靈敏度，例如士img的分析天平，測量因二氧化碳吸附導(dǎo)致的增重。在完成吸附過程之后，可根據(jù)在選擇時間間隔處的重量損失研究二氧化碳從聚合物樣品中的解吸。根據(jù)前述討論，顯而易見的是，可通過使用諸如下述概念(i)使用粒度導(dǎo)致具有納米尺寸孔隙的泡沫體的聚合物進(jìn)料；(ii)在近可能低的溫度下，用發(fā)泡劑飽和聚合物顆粒；和(iii)調(diào)節(jié)由氣體浸漬的聚合物顆粒形成"均相"材料花費的時間和在聚合物處理器(例如，擠出機)內(nèi)"均相，，材料花費的時間，以便總時間小于發(fā)泡劑分子擴散出聚合物顆?；ㄙM的時間，從而開發(fā)形成納米泡孔的聚合物泡沫體的實際方法。在生產(chǎn)納米泡孔的聚合物泡沫體制品的方法的一種實施方式中，如圖9所示，稱取具有前面所述所需粒度的聚合物進(jìn)料120并在0。C下用二氧化碳?xì)怏w飽和(附圖標(biāo)記130)，這將導(dǎo)致形成"均一混合物"(或"均相")140。接下來，將"均一混合物"140喂入到含模頭160的擠出機150內(nèi)，生產(chǎn)納米泡孔的聚合物泡沫體制品170。在圖10-12中用圖示出了本發(fā)明方法的其他實施方式。在圖10中，將聚合物進(jìn)料120喂入到擠出機150內(nèi)。當(dāng)聚合物進(jìn)料穿過擠出機的范圍時，產(chǎn)生各種區(qū)域。因此，在進(jìn)料區(qū)l卯內(nèi)的未熔融聚合物熔融，形成熔融區(qū)200,而含二氧化碳?xì)怏w和干冰的發(fā)泡劑經(jīng)由入口180引入到擠出機的機筒內(nèi)。發(fā)泡氣體與在混合區(qū)210內(nèi)的聚合物進(jìn)料混合，在此可發(fā)生二氧化碳在聚合物顆粒內(nèi)的吸附，在單相溶液區(qū)220內(nèi)得到"均相"。單相溶液然后穿過模頭160,并經(jīng)歷發(fā)泡過程，接著通過定型套(calibrator)240拉伸，得到納米泡孔的聚合物泡沫體制品170?？赏ㄟ^成核，發(fā)生納米泡孔的泡沫體形成過程，正如在圖10中的附圖標(biāo)記230標(biāo)記的。在圖11中，將聚合物進(jìn)料120引入到含供發(fā)泡劑氣體進(jìn)入的入口250的低溫飽和體系260內(nèi)。低溫飽和體系260能快速地飽和聚合物進(jìn)料顆粒(如前所述)，形成氣體飽和的聚合物進(jìn)料。這一材料然后穿過擠出機的范圍-從進(jìn)料區(qū)190變化到熔融區(qū)200，混合區(qū)210,和均相區(qū)220;然后到模頭160,在模頭出口處經(jīng)歷發(fā)泡與成核230，和最后通過定型器240拉伸，得到納米泡孔的聚合物泡沫體制品170?？勺⒁猓趫D10和11所示的這兩個實施方式中，不需要維持二氧化碳反壓。這簡化了生產(chǎn)發(fā)泡制品的擠出機設(shè)計。在該方法的再一實施方式中，如圖12所示，構(gòu)造低溫擠出機310,從壓力喂料的料斗300中接受聚合物進(jìn)料和發(fā)泡劑。通過由泵控制器280調(diào)節(jié)的正排量泵290，從供應(yīng)管線270處喂入發(fā)泡劑。低溫擠出機可有助于緊密接觸和/或混合聚合物與發(fā)泡劑。來自低溫擠出機的材料然后喂入到第二擠出機320內(nèi)，在此可形成均相材料?？梢曅枰褂没旌掀?30，實現(xiàn)通過發(fā)泡劑與聚合物進(jìn)料的進(jìn)一步的混合與飽和。然后通過使用齒輪泵340,輸送均相材料到換熱器350,在此允許加壓空氣360通過入口，部分冷卻均相材料。然后通過長絲模頭370擠出該材料，生產(chǎn)所需的納米泡孔的聚合物泡沫體。如前所述，為了通過擠出技術(shù)生產(chǎn)納米泡孔的聚合物泡沫體，希望由氣體浸漬的聚合物顆粒形成"均相，，材料花費的時間和"均相"材料在聚合物處理器(例如，擠出機)內(nèi)花費的時間的總時間小于發(fā)泡劑分子擴散出聚合物顆?；ㄙM時間。對于本發(fā)明的目的來說，總時間可視為"停留時間"。在一種實施方式中，停留時間為發(fā)泡劑擴散出聚合物顆粒花費時間的約0.5-約0.9倍?？刹捎瞄g歇、半間歇或連續(xù)方式實施以上所述的方法。連續(xù)方法是所需的，因為它們可便于更好的工藝控制和生產(chǎn)具有相對更加均勻和更高質(zhì)量(例如平均孔度小于或等于標(biāo)準(zhǔn)偏差約l倍的窄孔度分布)的納米泡孔的聚合物泡沫體。本文公開的術(shù)語"發(fā)泡劑"定義為形成聚合物所使用的化學(xué)試劑。發(fā)泡劑可以是固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)或超臨界發(fā)泡劑。使用發(fā)泡劑或起泡劑形成聚合物泡沫體。可使用的發(fā)泡劑/起泡劑包括無機試劑、有機試劑和其他化學(xué)試劑。合適的無機發(fā)泡劑包括二氧化碳、氮氣、氬氣、水、空氣、氮氣和惰性氣體，例如氦氣和氬氣。有機試劑包括具有1-9個碳原子的脂族烴，具有1-3個碳原子的脂族醇，和具有1-4個碳原子的全部或部分卣化的脂族烴。脂族烴包括曱烷、乙烷、丙烷、正丁烷、異丁烷、正戊烷、異戊烷、新戊烷，等等。脂族醇包括曱醇、乙醇、正丙醇和異丙醇、全部和部分卣化的脂族烴包括氟碳化合物、氯烴和氯氟烴。氟碳化合物的實例包括曱基氟、全氟曱烷、乙基氟、1,l-二氟乙烷(HFC-152a)、l，l,l-三氟乙烷(HFC-143a)、U,l，2-四氟乙烷(HFC-134a)、五氟乙烷、二氟曱烷、全氟乙烷、2，2-二氟丙烷、1,1,1-三氟丙烷、全氟丙烷、二氯丙烷、二氟丙烷、全氟丁烷、全氟環(huán)丁烷，等等。部分卣化的氯烴和氯氟烴包括曱基氯、二氯曱烷、乙基氯、l，l，l-三氯乙烷、l,l-二氯-l-氟乙烷(HCFC-141b)、l-氯-l,l-二氟乙烷(HCFC-142b)、氯二氟曱烷(HCFC-22)、1,1-二氯-2，2,2-三氟乙烷(HCFC-123)、l-氯-1，2,2,2-四氟乙烷(HCFC-124),等等。完全卣化的氯氟烴包括三氯單氟曱烷(CFC-ll)、二氯二氟曱烷(CFC-12)、三氯三氟乙烷(CFC-113)、l，l,l-三氟乙烷、五氟乙烷、二氯四氟乙烷(CFC-114)、一氯七氟丙烷和二氯六氟丙烷。其他化學(xué)試劑包括偶氮二碳酰胺、偶氮二異丁腈、苯磺酰肼、4，4-氧基苯磺酰基氨基脲、對曱苯磺?；被濉⑴嫉人徜^、N,N、-二曱基-N,N、-二亞硝基對笨二曱酰胺、三酰肼基三。秦，等等。在一種實施方式中，發(fā)泡劑可選自二氧化碳、空氣、氮氣、氬氣、氣態(tài)烴及其組合。發(fā)泡劑可選自固體二氧化碳、液體二氧化碳、氣態(tài)二氧化碳或超臨界二氧化碳。可使用任何惰性氣體，例如氦氣、氙氣和氬氣。氣態(tài)烴的非限定性實例包括曱烷、乙烷、丙烷和丁烷。在另一實施方式中，可使用可預(yù)期在環(huán)境溫度和壓力下為氣態(tài)形式的卣代烴。這種卣代烴的實例包括氟烴、氟碳化合物、氯烴和氯氟烴。實施固態(tài)發(fā)泡已知的技術(shù)可應(yīng)用到連續(xù)發(fā)泡工藝，例如此處所述的用于生產(chǎn)納米泡孔的聚合物泡沫體的那些。聚合物在擠出機內(nèi)可以為流動狀態(tài)，但可使用上述發(fā)泡工藝的物理模型獲得的知識，來控制成核密度和泡孔分布并形成納米泡孔的聚合物泡沫體。例如，可使用物理發(fā)泡劑，表面張力改性劑，施加脈動壓力和溫度驟冷步驟的組合，在所得納米泡孔的聚合物泡沫體中潛在地增加泡孔密度到約十億個泡孔/cm3。在一種實施方式中，可設(shè)計擠出機螺桿和模頭，其方式使得擠出機內(nèi)的壓降最大化。也可使用用高含量發(fā)泡劑(例如二氧化碳)飽和聚合物進(jìn)料的替代方式，使所得納米泡孔的泡沫體內(nèi)的泡孔密度最大化。任何塑料可用作制備納米泡孔的聚合物泡沫體及其制品的聚合物進(jìn)料。在一種實施方式中，聚合物包括熱塑性聚合物。在另一實施方式中，聚合物包括無定形聚合物。在再一實施方式中，聚合物包括半結(jié)晶聚合物。也可使用熱固性聚合物。也可使用兩種或更多種前述類型聚合物的混合物?？墒褂玫臒崴苄跃酆衔锸堑途畚?、聚合物、離聚物、樹狀高分子(dendrimer)、共聚物(如嵌段共聚物、接枝共聚物、星形嵌段共聚物、無規(guī)共聚物)，等等，或者含至少一種前述聚合物的組合。熱塑性聚合物的合適實例包括聚縮醛類、聚丙烯酸類、聚碳酸酯類、聚苯乙烯類、聚酯類、聚酰胺類、聚酰胺酰亞胺類、聚芳酯類、聚芳砜類、聚醚砜類、聚苯硫醚類、聚砜類、聚酰亞胺類—、聚醚酰亞胺類、聚四氟乙烯類、聚醚酮類、聚醚醚酮類、聚醚酮酮類、聚苯并噁唑類、聚噁二唑類、聚苯并嗥唑吩p塞溱類、聚苯并噻唑類、聚吡嗪并喹喔啉類、聚均苯四酸酰亞胺類、聚喹喔啉類、聚苯并咪唑類、聚羥吲哚類、聚羥二氫異吲哚類、聚二羥二氫異吲味類(polydioxoisoindoline)、聚三嗪類、聚噠嗪類、聚哌嗪類、聚吡啶類、聚哌啶類、聚三唑類、聚吡唑類、聚吡咯烷類、聚碳硼烷類、聚氧雜二環(huán)壬烷類、聚二苯并呋喃類、聚2-苯并[c]呋喃酮類、聚縮醛類、聚酸肝類、聚乙烯基醚類、聚乙烯基硫醚類、聚乙烯醇類、聚乙烯基酮類、聚卣乙烯類、聚乙烯基腈類、聚乙烯基酯類、聚磺酸酯類、聚硫化物類、聚硫酯類、聚砜類、聚磺酰胺類、聚脲類、聚磷腈類、聚硅氮烷類，等等，或含至少一種前述熱塑性聚合物的組合。在一種實施方式中，熱塑性聚合物包括丙烯酸樹脂、聚碳酸酯、聚烯烴、聚酯或聚氯乙烯。在另一實施方式中，熱塑性聚合物包括聚醚酰亞胺或聚碳酸酯。可通過本領(lǐng)域已知的方法制備聚醚酰亞胺和聚碳酸酯。聚碳酸酯尤其有用，因為它們具有高的韌度、優(yōu)良的透明度和良好的可模塑性。在特別的實施方式中，由雙酚A作為單體或作為共聚單體制備的聚碳酸酯是生產(chǎn)納米泡孔的泡沫體和發(fā)泡制品有用的聚合物，因為它們具有良好的光學(xué)透明度、良好的機械性能、良好的沖擊性能。因此可使用此處所述的技術(shù)生產(chǎn)具有堅韌沖擊強度、超級絕緣和光學(xué)透明度的聚碳酸酯納米泡孔的發(fā)泡制品。通常由二元醇和碳酸酯前體通過界面縮聚方法或者熔體聚合法獲得使用的聚碳酸酯樹脂。二元醇的典型實例包括在2003年11月6日公布的美國專利申請No.20030207082Al中公開的那些，在此通過參考全文引入。在特別的實施方式中，由2，2-雙(4-羥苯基)烷烴和/或雙酚A生產(chǎn)的聚碳酸酯可用于生產(chǎn)本文^^開的納米泡孔的泡沫體和發(fā)泡制品。半晶熱塑性聚合物的非限定性實例包括聚對苯二曱酸丁二酯、聚苯硫醚、聚醚醚酮類(PEEK)、聚醚酮類(PEK)、鄰苯二甲酰胺類(PPA)、聚醚酮酮類(PEKK)和高溫尼龍。也可使用熱塑性聚合物的共混物。熱塑性聚合物的共混物的實例包括在2005年5月26日公布的美國專利申請No.20050112331Al中公開的那些材料，在此通過參考全文引入。此處所使用的熱塑性聚合物也可視需要含有熱固性聚合物。熱固性聚合物的實例是聚氨酯、天然橡膠、合成橡膠、環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、聚酯類、聚酰胺類、聚酰亞胺類、硅酮類，等等，和含任何一種前述熱固性聚18合物的混合物。加工成納米泡孔的泡沫體用的聚合物進(jìn)料也可包括與其混合的一種或多種阻燃劑?？墒褂帽绢I(lǐng)域已知的任何阻燃劑。也可添加所需用量的其他添加劑，例如抗氧化劑、防滴流劑、抗臭氧劑、熱穩(wěn)定劑、抗腐蝕添加劑、沖擊改性劑、紫外(UV)吸收劑、脫模劑、填料、抗靜電劑、流動促進(jìn)劑、沖擊改性劑、顏料、染料，等等，例如在2005年5月26日公布的美國專利申請No.20050112331Al中公開的那些(在此通過參考全文引入)。在一種實施方式中，可添加填料，該填料可有助于發(fā)泡過程和/或有助于改進(jìn)性能，例如電介質(zhì)性能、機械性能和類似性能。通常將熱塑性聚合物、.熱塑性聚合物的共混物，或熱塑性聚合物與熱固性聚合物的共混物與任何其他所需的添加劑一起喂入到擠出機的進(jìn)料口內(nèi)。也可將添加劑以母料形式喂入到擠出機內(nèi)?？赏ㄟ^熔體共混聚合物進(jìn)料和其他所需的添加劑，然后在使用諸如單螺桿和雙螺桿擠出機、Buss捏合機、輥煉機、Waring共混器、Henschel密煉機、helicone、Banbury密煉機或類似裝置，或者至少一種前述熔體共混裝置的組合，一步成形，從而制備進(jìn)料。除了對生產(chǎn)本文公開的感興趣的納米泡孔的聚合物泡沫體有價值以合物泡沫體和聚合物泡沫體制品。例如，可生產(chǎn)泡沫密度為泡沫體由其制備的聚合物的堆積密度的約1-95%的聚合物泡沫體。在一種實施方式中，此處所述的納米泡孔的聚合物泡沫體可包括超結(jié)構(gòu)泡沫體，其中超結(jié)構(gòu)泡沫體的性能如前所述。在另一實施方式中，超結(jié)構(gòu)的泡沫體進(jìn)一步包括超級絕緣泡沫體，其中超級絕緣性能如前所述。在其他實施方式中，納米泡孔的聚合物泡沫體的泡沫密度為制備泡沫體的聚合物材料的堆積密度的約1-10%,和5-25%。本文公開的聚合物泡沫體具有高的泡孔密度，在一種實施方式中，大于約1(^個泡孔/cm3，在另一實施方式中，為約1012-約10"個泡孔/cm3,和在再一實施方式中，為約1015-約10"個泡孔/cm3。本文公開的術(shù)語"泡孔"定義為構(gòu)成泡沫體的孔隙空腔。泡孔可包括"開孔結(jié)構(gòu)"、"閉孔結(jié)構(gòu)"或其組合。"開孔結(jié)構(gòu)"定義為在一個或多個側(cè)面敞開的孔隙空腔。開孔結(jié)構(gòu)可與其他開孔結(jié)構(gòu)或閉孔結(jié)構(gòu)相連。"閉孔結(jié)構(gòu)，，定義為不具有開口的孔隙空存在的話，閉孔的表皮可形成泡沫體表面的一部分。在另一實施方式中，本文公開的聚合物的平均孔度偏差小于或等于平均孔度的約10%。術(shù)語"平均孔度"如本發(fā)明前面所述。如此處所述生產(chǎn)的納米泡孔聚合物泡沫體對于生產(chǎn)各種制品來說是有價值的。當(dāng)使用擠出機時，可生產(chǎn)納米泡孔的聚合物泡沫體擠出物。在一種實施方式中，納米泡孔的泡沫體可用于生產(chǎn)泡沫片材或泡沫板，其中的一些實例包括一體的夾層板、共層壓的面板、含內(nèi)部泡沫體片材的共擠出的面板、梯度泡沫片材(gmdedfoamsheet)、共擠出泡沫體片材、波紋泡沫體片材、多壁泡沫體片材、含泡沫體片材和作為頂層的增強表層的整體片材結(jié)構(gòu)，和含置于兩個或更多個塑料片材之間的至少一個泡沫體片材的多壁片材結(jié)構(gòu)。該泡沫體也可包括能量吸收材料、包裝材料、熱絕緣材料、隔音材料、建筑施工材料，或建筑玻璃窗材料。含能量吸收材料的泡沫體可制成各種制品，例如機動車保險桿(它有時要求比較柔軟以便行人安全同時還能滿足阻擋規(guī)定)。含納米泡孔的泡沫體的透明片材也可用作光擴散器，例如顯示器件擴散器。此外，納米泡孔的聚合物泡沫體可用于生產(chǎn)超結(jié)構(gòu)的泡沫體或超級絕緣泡沫體。在一種實施方式中，超結(jié)構(gòu)的聚合物泡沫體的平均孔度為約100納米-約500納米。在其他實施方式中，超結(jié)構(gòu)的泡沫體的平均孔度為約10納米-約200納米，和約10納米-約100納米。超級絕緣泡沫體的一些具體的應(yīng)用包括例如建筑物、水箱和制冷體系，加熱器和加熱體系，通風(fēng)系統(tǒng)、空調(diào)、用于運輸熱或冷物質(zhì)(例如液體、空氣和其他氣體)的管道系統(tǒng)；和冷庫。超級絕緣的發(fā)泡結(jié)構(gòu)也可用于制備高溫渦輪部件，例如渦輪片。超結(jié)構(gòu)和超級絕緣的發(fā)泡結(jié)構(gòu)體用于建筑和施工面板，其中包括不透明的超級絕緣夾層面板。納米泡孔的聚合物泡沫體作為具有超級結(jié)構(gòu)性能和透明度的材料的應(yīng)用的一些實例包括屋頂玻璃窗、建筑玻璃窗、施工玻璃窗、機動車玻璃窗。在一些情況下，發(fā)泡結(jié)構(gòu)體的超結(jié)構(gòu)、超級絕緣和透明度性能的結(jié)合也可用于許多施工應(yīng)用中。含阻燃劑的超級絕緣泡沫體也可用于生產(chǎn)夾層芯，所述夾層芯可用于生產(chǎn)在空氣和表面運輸設(shè)備，飛行器、直升機、火車、公共汽車、輪船、娛樂車輛等中使用的面板。超低密度的納米泡孔聚合物泡沫體(亦即密度為制備泡沫體的聚合物的堆積密度的1-10%的泡沫體)可用作具有超結(jié)構(gòu)和超級絕緣性能的夾層面板。在另一實施方式中，含納米泡孔的聚合物泡沫體的面板或片材可包括飛機或機動車外部結(jié)構(gòu)組件、屋頂、溫室屋頂、體育館屋頂、建筑物屋頂、窗戶、天窗或車輛頂棚。納米泡孔的聚合物泡沫體的其他應(yīng)用包括其中可包括涂料應(yīng)用的那些，例如傳導(dǎo)包裝材料，用于噪音和熱絕緣的飛行器機身絕緣材料、燃料罐涂料、飛行器燃料罐涂料、機動車燃料罐涂料和燃料儲存罐涂料。此外，該泡沫體可包括氣體混合器、氣體擴散器、液氣分離器、小型換熱器和矯形裝置(orthopaedicdevice)。此外，該泡沫體可包括膜、傳感裝置、飄浮結(jié)構(gòu)或可耐候的外部面板。具體的飄浮結(jié)構(gòu)的一些實例包括浮動船塢、小游艇船雞(marina)、漁船、救生筱、輪船殼、救生帶、救生衣和航海浮標(biāo)。實施例實施例1.對聚合物泡沫體的各平均孔度的數(shù)值將方程式4作圖。圖4所示的曲線表明，在低于約200納米的孔度下，氣體傳導(dǎo)(它占據(jù)泡沫體的主體傳導(dǎo))開始急劇下降。因此，當(dāng)聚合物泡沫體的平均孔度達(dá)到并降到200納米以下時，通過對流的熱能傳導(dǎo)率接近于lxl(^Wm"K—、之后開始呈數(shù)量級急劇下降。因此這種聚合物泡沫體可潛在地用作超級絕緣的納米泡孔的聚合物泡沫體。實施例2-7.這些實施例闡述了對于一組給定的孔徑/泡沫密度值來說，雙酚A均聚碳酸酯納米泡孔的聚合物泡沫體的消光系數(shù)和波長之間的關(guān)系。聚合物泡沫密度單位為kg/m3。表2中示出了用于圖的各種孔徑和泡沫密度。圖5中示出了附圖標(biāo)記20-70標(biāo)出的曲線。表2實施例編號涂布中的附圖標(biāo)記孔徑(納米)泡沫密度(kg/m3)220800600330800240440500600550500240660300600770300240圖5清楚地表明，對于給定的聚合物來說，設(shè)計孔徑(或孔度)和泡沫密度可有效地降低消光系數(shù)，并因此增加透明度。例如，標(biāo)有附圖標(biāo)記30和70的曲線表明孔徑為300納米和泡沫密度為240kg/m3的聚合物泡沫體在380納米處的消光系數(shù)小于0.1,而具有相同密度但孔徑為800納米的泡沫體在相同波長下的消光系數(shù)為約0.7。標(biāo)附圖標(biāo)記20和60的曲線表明孔徑為800納米和泡沫密度為600kg/n^的聚合物泡沫體在約500納米下的消光系數(shù)為約0.6,而具有相同密度但孔徑為300納米的泡沫體在相同波長下的消光系數(shù)小于O.l。實施例8-11.這些實施例說明密度為240kg/m3的雙酚A均聚碳酸酯泡沫體的平均孔度和泡沫密度對可見光(亦即，波長范圍為380納米-780納米的光)的光學(xué)透明度影響的模擬計算的結(jié)果。表3中示出了各曲線的不同孔徑和泡沫密度。表3<table>tableseeoriginaldocumentpage22</column></row><table>由圖6可看出，對于給定的泡沫密度來說，孔度下降時透過率百分?jǐn)?shù)增加。因此，例如模擬結(jié)果表明平均孔度為約100納米和泡沫密度為約240kg/m3的BPA泡沫體在380納米-780納米的波長范圍內(nèi)基本上透光，這根據(jù)圖中的80(%)看出。雙酚A聚碳酸酯的堆積密度為約1200kg/m3，這意味著BPA聚碳酸酯泡沫體的泡沫密度為堆積密度的約20%。盡管此處闡述并公開了本發(fā)明的僅僅一些特征，但對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說可作出許多修改和變化。因此，要理解，所附權(quán)利要求擬覆蓋落在本發(fā)明的真實范圍內(nèi)的所有這些修改和變化。權(quán)利要求1.一種納米泡孔的聚合物泡沫體，其具有平均孔度為約10納米-約500納米；和泡沫密度為納米泡孔的泡沫體材料的堆積密度的約1％-約50％。2.權(quán)利要求1的納米泡孔的聚合物泡沫體，它包括開孔結(jié)構(gòu)、閉孔結(jié)構(gòu)或其組合。3.權(quán)利要求1-2任何一項的納米泡孔的聚合物泡沫體，其平均孔度的標(biāo)準(zhǔn)偏差小于或等于平均孔度的約10%。4.權(quán)利要求1-3任何一項的納米泡孔的聚合物泡沫體，其泡孔密度大于約1(f個泡孔/cm3。5.權(quán)利要求1-4任何一項的納米泡孔的聚合物泡沫體，其泡孔密度為約1012-約10"個泡孔/cm3。6.權(quán)利要求1-5任何一項的納米泡孔的聚合物泡沫體，其泡孔密度為約1015-約10"個泡孔/cm3。7.權(quán)利要求1-6任何一項的納米泡孔的聚合物泡沫體，其泡沫密度為納米泡孔的聚合物泡沫體材料的堆積密度的5-25%。8.權(quán)利要求1-7任何一項的納米泡孔的聚合物泡沫體，其泡沫密度為納米泡孔的聚合物泡沫體材料的堆積密度的1-10%。9.權(quán)利要求1-8任何一項的納米泡孔的聚合物泡沫體，它包括超結(jié)構(gòu)的泡沫體。10.權(quán)利要求1-9任何一項的納米泡孔的聚合物泡沫體，進(jìn)一步包括超級絕緣泡沫體。11.權(quán)利要求1-IO任何一項的納米泡孔的聚合物泡沫體，它包括能量吸收材料、包裝材料、熱絕緣材料、隔音材料、建筑施工材料或建筑玻璃窗材料。12.權(quán)利要求1-11任何一項的納米泡孔的聚合物泡沫體，它對電磁輻射透過。13.權(quán)利要求1-12任何一項的納米泡孔的聚合物泡沫體，其中平均孔度包括缺陷不敏感孔度。14.一種制品，它包括權(quán)利要求1-13任何一項的納米泡孔的聚合物泡沫體，其中該制品包括傳導(dǎo)包裝材料、燃料罐涂料、飛行器燃料罐涂料、機動車燃料罐涂料、飛行器機身絕緣材料、顯示器件擴散器、膜、傳感裝置、飄浮結(jié)構(gòu)、氣體混合器、氣體擴散器、液氣分離器、小型換熱器、矯形裝置或可耐候的外部面板。15.—種制品，它包括權(quán)利要求1-14任何一項的納米泡孔的聚合物泡沫體，其中該泡沫體由熱塑性聚合物、無定形聚合物或半結(jié)晶聚合物制成。16.生產(chǎn)納米泡孔的聚合物泡沫體的方法，該方法包括使聚合物與發(fā)泡劑接觸，形成均相材料，該聚合物的平均粒度為約10納米-約10毫米，和加工該均相材料，生產(chǎn)納米泡孔的聚合物泡沫體。17.權(quán)利要求16的方法，它包括生產(chǎn)納米泡孔的聚合物泡沫體的擠出技術(shù)。18.權(quán)利要求17的方法，其中所述接觸與擠出包括停留時間，該停留時間是發(fā)泡劑擴散出聚合物顆?；ㄙM的時間的約0.5-約0.9倍。19.權(quán)利要求16-18任何一項的方法，其中擠出^R術(shù)連續(xù)實施。20.權(quán)利要求16-19任何一項的方法，其中聚合物包括熱塑性聚合物、無定形聚合物、熱固性聚合物或半結(jié)晶聚合物。21.權(quán)利要求20的方法，其中聚合物包括選自下述的熱塑性聚合物聚縮醛類、聚丙烯酸類、聚碳酸酯類、聚苯乙烯類、聚酯類、聚酰胺類、聚酰胺酰亞胺類、聚芳酯類、聚芳砜類、聚醚砜類、聚苯硫醚類、聚砜類、聚酰亞胺類、聚醚酰亞胺類、聚四氟乙烯類、聚醚酮類、聚醚醚酮類、聚醚酮酮類、聚苯并噁唑類、聚噁二唑類、聚苯并噻唑吩噻嗪類、聚苯并噻唑類、聚吡溱并喹喔啉類、聚均苯四酸酰亞胺類、聚喹喔啉類、聚苯并咪唑類、聚羥吲哚類、聚羥二氫異吲哚類、聚二羥二氫異吲哚類、聚三。秦類、聚噠嗪類、聚哌嗪類、聚吡啶類、聚哌啶類、聚三唑類、聚吡唑類、聚吡咯烷類、聚碳硼烷類、聚氧雜二環(huán)壬烷類、聚二苯并呋喃類、聚2-苯并[c]呋喃酮類、聚縮醛類、聚酸酐類、聚乙烯基醚類、聚乙烯基^5危醚類、聚乙烯醇類、聚乙烯基酮類、聚鹵乙烯類、聚乙烯基腈類、聚乙烯基酯類、聚磺酸酯類、聚硫化物類、聚硫酯類、聚砜類、聚磺酰胺類、聚脲類和聚磷腈類。22.權(quán)利要求20的方法，其中聚合物包括選自下述的半結(jié)晶聚合物聚苯硫醚類、聚醚醚酮類、聚醚酮類、鄰苯二曱酰胺類、聚醚酮酮類、聚對苯二曱酸丁二酯類和高溫尼龍。23.權(quán)利要求20的方法，其中聚合物包括含聚醚酰亞胺或聚^J吏酯的熱塑性聚合物，24.權(quán)利要求16-23任何一項的方法，其中在約-100。C到約20。C的溫度下進(jìn)行所述使聚合物與發(fā)泡劑的接觸。25.權(quán)利要求16-24任何一項的方法，其中在約-40。C到約20。C的溫度下進(jìn)行所述使聚合物與發(fā)泡劑的接觸。26.權(quán)利要求16-25任何一項的方法，其中發(fā)泡劑是固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)或超臨界發(fā)泡劑。27.權(quán)利要求16-26任何一項的方法，其中發(fā)泡劑選自二氧化碳、空氣、氮氣、氬氣、氣態(tài)烴及其組合。28.權(quán)利要求27的方法，其中發(fā)泡劑選自固態(tài)二氧化碳、液態(tài)二氧化碳、氣態(tài)二氧化碳或超臨界二氧化碳。29.權(quán)利要求16-28任何一項的方法，其中在環(huán)境壓力到約150N/m2的壓力下實施所述接觸。30.權(quán)利要求16-29任何一項的方法，其中所述平均粒度為約10納米-約100微米。31.權(quán)利要求16-30任何一項的方法，其中所述平均粒度為約10納米-約1毫米。32.根據(jù)權(quán)利要求16-31任何一項的方法制備的制品。33.權(quán)利要求32的制品，它是納米泡孔的發(fā)泡聚合物擠出物。34.權(quán)利要求33的制品，其中納米泡孔的發(fā)泡聚合物擠出物包括片材。35.權(quán)利要求34的制品，其中制品選自一體的夾層板、共層壓的面板、含內(nèi)部泡沫體片材的共擠出的面板、梯度泡沫片材、共擠出泡沫體片材、波紋泡沫體片材、多壁泡沫體片材、含泡沫體片材和作為頂層的增強表層的整體片材結(jié)構(gòu)，和含置于兩個或更多個塑料片材之間的至少一個泡沫體片材的多壁片材結(jié)構(gòu)。36.—種納米泡孔的聚合物泡沫體，其具有平均孔度為約10納米-約500納米，和相對密度是納米泡孔的聚合物泡沫體的材料的堆積密度的約5-約50%;其中該泡沫體由熱塑性聚合物、無定形聚合物或半結(jié)晶聚合物制備。全文摘要本發(fā)明公開了一種納米泡孔的聚合物泡沫體，其平均孔度為約10納米-約500納米，和泡沫密度是納米泡孔的泡沫體材料的堆積密度的約1-約50％。文檔編號C08J9/18GK101616967SQ200880005244公開日2009年12月30日申請日期2008年1月17日優(yōu)先權(quán)日2007年1月17日發(fā)明者帕塔納亞克·阿西姆,庫馬·S·維卡什,庫馬·穆尼拉特納姆,蒂亞加拉詹·欽尼亞,西拉曼·拉維,達(dá)南杰·C·坦森申請人:沙伯基礎(chǔ)創(chuàng)新塑料知識產(chǎn)權(quán)有限公司