1，W及 在一些实施方案中为100秒1至约1200秒1。表观剪切速率可W等于4Q/31R3,其中，Q是 聚合物烙体的体积流动速率（"mVs")，且R为烙融聚合物所流动经过的毛细管（例如挤 出机模头）的半径（"m")。当然，也可控制其它变量，如与生产速率成反比的在烙融加工 过程中的停留时间，W获得期望程度的均质性。
[0088] 为了获得期望的剪切条件（例如速率、停留时间、剪切速率、烙融加工溫度等），挤 出机螺杆的速率可在一定范围内选择。通常，由于额外的机械能输入该系统中，随着螺杆 速率的增加，可观察到产品溫度的增加。例如，螺杆速率可W是从约50至约600转每分钟 ("巧m")，在一些实施方案中为约70至约500巧m，W及在一些实施方案中为约100至约 SOOrpm。运可在不负面影响所产生的区域尺寸的情况下产生用于分散微米包含物添加剂的 足够高的溫度。烙体剪切速率，W及还有添加剂被分散的程度也可通过在挤出机的混合部 中应用一个或多个分布式和/或分散式混合元件来得到增加。用于单螺杆挤出机的适合的 分布式混合机例如可包括Saxon混合机，Dulmage混合机、CavityTransfer混合机等。同 样，适合的分散式混合机可包括Blisterring混合机、Leroy/Maddock混合机、C畑混合机 等。如在本领域内公知的那样，可通过在圆筒中使用导致聚合物烙体折叠和再取向的销钉 来进一步改善所述混合，例如在BussKneader挤出机、化vity化ansfer混合机和Vertex IntermeshingPin(VIF〇混合机中所使用的那些。
[0089]ΙΠ.孔引发
[0090]一经共混，通过机械拉伸组合物引入多孔网络结构。拉伸可W在任何方向上发生， 如纵向（例如，机器方向）、横向（机器方向横向）化及其组合。为了进行期望的拉伸，热塑 性组合物可W形成前体形状，拉伸，之后转化成期望的材料（例如，膜、纤维等）。在一个实 施方案中，前体形状可W是厚度为约1至约5000微米，在一些实施方案中约2至约4000微 米，在一些实施方案中约5至约2500微米，和在一些实施方案中约10至约500微米的膜。 作为形成前体形状的供选择的方案，热塑性组合物还可W当其成形为聚合物材料的期望的 形式时被原位拉伸。在一个实施方案中，例如，热塑性组合物可W当其形成膜或纤维时被拉 伸。
[0091]无论如何，可W采用各种机械拉伸技术。例如，一种适合的机械拉伸技术是社漉工 艺，其中材料穿过在两个漉之间限定出的漉隙，所述漉的至少一个是可转动的。在一个实施 方案中，所述漉的至少一个包含凸起的压花元件的图案，其可W产生在材料中的局部变形。 另一个漉可W同样地是有图案的或光滑的（例如，化漉）。如果变形区域受到的应力在空化 屈服应力W上的水平，则运些区域可W形成初始孔。当经历另外的拉伸应力时，孔区域的尺 寸将在剩余材料空化前增大。可W选择性地控制总压花图案W实现期望的孔形成。在一个 实施方案中，例如，选择运样的压花图案，其中一个或多个元件的纵轴线（沿元件中屯、线的 最长尺寸）相对于弹性膜的机器方向（"MD")倾斜。例如，一个或多个压花元件可W相对 于聚合物材料的机器方向约30°至约150°，在一些实施方案中约45°至约135°，和在一 些实施方案中约60°至约120°定向。W运种方式，压花元件将在基本上垂直于其移动的 方向上向材料提供相对大的表面。运增加了剪切应力所施加的区域，并且运又促进了孔形 成。压花元件的图案一般地如此选择W使聚合物材料具有低于约50% (如通过常规光学显 微方法测定的），和在一些实施方案中低于约30%的总压花区域。
[0092]另一种适合的社漉工艺设及沟纹漉的使用，聚合物材料通过其能够前进。例如，参 照图1-2,示出了沟纹漉拉伸工艺的一个实施方案，其中聚合物材料40 (图2)可W使用与 化漉84晒合的卫星漉82来机械拉伸。具体地，聚合物材料40穿过在每个卫星漉82和化 漉84之间形成的漉隙，W使聚合物材料40在机器方向横向上（渐进地）机械拉伸。卫星 漉82和化漉84包括在机器方向横向上横穿沟纹漉放置的多个脊83,其限定多个沟85。沟 85 -般地垂直于材料的拉伸方向定向。换言之，沟85在机器方向上定向W在机器方向横向 上拉伸聚合物材料40。沟85可W同样地在机器方向横向上定向W在机器方向上拉伸聚合 物材料40。卫星漉82的脊83与化漉84的沟85互相晒合，并且卫星漉82的沟85与化漉 84的脊83互相晒合。
[0093] 沟85和脊83的尺寸和参数可W对漉82和84提供的孔引发程度具有显著影响。 例如，漉上包含的沟85的数量可W-般地为约3至15个沟每英寸，在一些实施方案中约5 至12个沟每英寸，和在一些实施方案中约5至10个沟每英寸。沟85还可W具有特定深度 "D"，其一般地为约0. 25至约1.ο厘米，和在一些实施方案中约0. 4至约0. 6厘米。此外，沟 85之间的峰间距离"Ρ"通常为约0. 1至约0. 9厘米，和在一些实施方案中约0. 2至约0. 5 厘米。此外，沟85和脊83之间的沟漉晒合距离"Ε"可W高达约0. 8厘米，和在一些实施方 案中约0. 15至约0.4厘米。
[0094] 除了使用漉隙W外，还可W利用漉自身的转动速度帮助影响期望程度的机械应 力。例如，在一个实施方案中，材料在渐进地拉伸材料的一系列漉上方通过。实现运样的拉 伸的一种运样的适合的方法是通过使用机器方向定向器（"MDO")。MDO单元通常具有多 个漉（例如，5至8个），其可W在机器方向上渐进地拉伸聚合物材料。材料可W在单个或 多个独立的拉伸操作中拉伸。应注意，MDO装置中的一些漉可W不W逐渐更高的速度运行。 为了W上述方式拉伸材料，通常期望MDO的漉是未经加热的。然而，如果期望，一个或多个 漉可W加热至轻微的程度W促进拉伸过程，只要组合物的溫度保持在上述范围W下即可。
[0095] 当然，应懂得的是，绝不需要可转动的漉来机械拉伸聚合物材料。例如，可W采用 模拉伸来机械拉伸材料。在典型的模拉伸工艺中，材料最初挤出成前体形状（例如，型材） 并急冷。然后在固态下通过会聚模头机械拉伸前体。一种特别适合的模拉伸工艺是拉挤成 型，在所述拉挤成型过程中，拉伸或牵拉材料通过模头W形成由模头的形状确定的设计的 型材或形状。除了模拉伸W外，还可W采用其他机械拉伸技术，如冲压、板材拉深等。例如， 在一个实施方案中，可W采用板材拉深，如拉幅机拉伸、制动拉伸等。例如，在一个具体的实 施方案中，聚合物材料可板材的形式使用机械、电、液压或气动制动组件机械拉伸。制 动组件可W包括材料初始放置的表面、夹杆和升高W在材料中产生弯曲的压弯构件。更具 体地，制动组件可W包括多个一般的C形元件，其各自提供用于接收聚合物材料的相对的 夹持表面。此外，可W采用插座连接W可操作地支撑用于弯曲放置在夹持表面之间的材料 的压弯构件。插座连接一般地包括彼此滑动晒合或通过销较连接互相连接的凸形部分和凹 形部分。运样的制动组件在本领域中是已知的并且更详细地描述在化eak的第4, 282, 735 号、化eak的第4. 557, 132号和ChiAb的第6, 389, 864号美国专利中。
[0096] 用于机械拉伸聚合物材料的又一种技术设及流体介质（例如，气体）的使用，W向 材料赋予期望程度的能量和应力。例如，一种运样的方法是抽吸，其通常设及使用吹出的空 气来拉伸材料。例如，可W采用纤维拉伸抽吸器，如第3, 802, 817号和第3, 423, 255号美国 专利显示的类型的线性纤维抽吸器。纤维拉伸抽吸器一般地包括细长的垂直通道，从通道 侧进入并向下流过该通道的抽吸空气拉伸纤维通过所述通道。加热器或鼓风机可W提供抽 吸空气，其导致纤维拉伸或变细。
[0097] 无论采用何种具体技术，聚合物材料通常（例如，在机器方向上）拉伸到约1. 1至 约3. 5,在一些实施方案中约1. 2至约3. 0,和在一些实施方案中约1. 3至约2. 5的拉伸比。 拉伸比可W通过用拉伸的材料的长度除W其在拉伸之前的长度来测定。拉伸速率也可W不 同W帮助实现期望的特性，如约5%至约1500%每分钟变形，在一些实施方案中约20%至 约1000 %每分钟变形，和在一些实施方案中约25 %至约850 %每分钟变形。
[0098] W上述方式的机械拉伸可W导致具有"纳米级"尺寸的孔（纳米孔）的形成，如平 均横截面尺寸为约800纳米或更小，在一些实施方案中约5至约250纳米，和在一些实施方 案中约10至约100纳米的孔。在拉伸过程中还可W在微米级区域处和微米级区域周围形 成微米孔，所述微米孔的平均横截面尺寸为约0. 5至约30微米，在一些实施方案中约1至 约20微米，和在一些实施方案中约2微米s至约15微米。微米孔和/或纳米孔可W具有 任何规则或不规则的形状，如球形、细长的等。在某些情况下，微米孔和/或纳米孔的轴向 尺寸可W比横截面尺寸更大，W使长径比（轴向尺寸与横截面尺寸之比）为约1至约30,在 一些实施方案中约1. 1至约15,和在一些实施方案中约1. 2至约5。"轴向尺寸"是在长轴 方向上的尺寸（例如，长度），其通常在拉伸的方向上。
[0099]本发明人还已经发现孔（例如，微米孔、纳米孔或二者）可W基本均质的方式在整 个材料中分布。例如，孔可W分布在列中，所述列在通常与施加应力的方向垂直的方向上定 向。运些列可W-般地在材料的整个宽度上彼此平行。不旨在被理论限制，认为运样的均质 分布的多孔网络的存在可W导致高耐热性W及良好的机械特性（例如，在负载和冲击强度 下的能量消散）。运与用于产生孔的常规技术完全相反，所述常规技术设及发泡剂的使用， 其倾向于产生不受控的孔分布和差的机械特性。显著地，通过上述方法形成多孔网络不会 必然导致材料的横截面尺寸（例如，宽度）的实质变化。换言之，材料不是大幅度颈缩的， 运可W允许材料保持更高度的强度特性。
[0100] 除了形成多孔网络W外，机械拉伸还可W显著增加微米级区域的轴向尺寸，W使 其具有一般地线性的、细长的形状。例如，细长的微米级区域可W具有比拉伸前的区域的轴 向尺寸大约10 %或更多，在一些实施方案中约20 %至约500 %和在一些实施方案中约50 % 至约250 %的平均轴向尺寸。拉伸后的轴向尺寸例如可W为约0. 5至约250微米，在一些 实施方案中为约1至约100微米，在一些实施方案中为约2至约50微米，和在一些实施方 案中为约5至约25微米。所述微米级区域也可W相对薄并因此具有小的横截面尺寸。例 如，横截面尺寸可W为约0. 05至约50微米，在一些实施方案中为约0. 2至约10微米，和在 一些实施方案中为0.5至约5微米。运可W导致微米级区域的长径比（轴向尺寸与横截面 尺寸之比）为约2至约150,在一些实施方案中为约3至约100,和在一些实施方案中为约 4至约50。
[0101] 由于多孔和细长的区域结构，本发明人已发现，当在纵向上拉伸时，所产生的聚合 物材料在体积上可W均匀膨胀，运是通过根据W下方程确定的低的"泊松（Poisson)系数" 来体现的：
[0102] 泊松系数=-E横向/E纵向
[0103] 其中％^@是材料的横向变形^?^@是材料的纵向变形。更具体地，材料的泊松系数 可W接近0或甚至是负的。例如，材料的泊松系数可W为约0. 1或更低，在一些实施方案中 为约0. 08或更低，和在一些实施方案中为约-0. 1至约0. 04。当泊松系数为0时，材料在纵 向上膨胀时在横向上没有收缩。当泊松系数为负数时，材料在纵向上被拉伸时材料的横向 或侧向尺寸也膨胀。因此，当具有负的泊松系数的材料在纵向上拉伸时，可W展示宽度上的 增加，运可W导致横向上的增加的能量吸收。
[0104] 如果期望，本发明的聚合物材料可W在拉伸之前和/或之后经历一个或多个另外 的处理步骤。运样的处理的实例包括例如，沟漉拉伸、压花、涂覆等。在某些实施方案中，聚 合物材料还可W退火W帮助确保其保持期望的形状。退火通常发生在聚合物基体的玻璃化 转变溫度或W上，如约40。至约120°C，在一些实施方案中约50°C至约100°C，和在一些实 施方案中约70°C至约90°C。还可W使用任意多种已知技术表面处理聚合物材料，W改进其 特性。例如，高能束（例如，等离子体、X射线、电子束等）可W用于去除或降低任何皮层， w改变表面极性、孔隙率、形貌，w脆化表层等。如果期望，运样的表面处理可w在拉伸热塑 性组合物之前和/或之后使用。
[0105]IV.制品
[0106]本发明的聚合物材料根据具体应用可W-般地具有多种不同的形式，如膜、纤维 材料、模塑制品、型材等，W及其复合材料和层压材料。在一个实施方案中，例如，聚合物材 料为膜或膜层的形式。多层膜可W包含两（2)层至十五（15)层，和在一些实施方案中，Ξ (3)至十二（12)层。运样的多层膜通常含有至少一个基层和至少一个另外的层（例如，皮 层），但是可W包含任意数量的期望的层。例如，多层膜可W由基层和一个或多个皮层形成， 其中基层和/或皮层（或多个皮层）由本发明的聚合物材料形成。然而，应懂得，其他聚合 物材料也可W用于基层和/或皮层（或多个皮层），如聚締控聚合物。
[0107]膜的厚度可W相对小W提高柔性。例如，膜可W具有约1至约200微米，在一些实 施方案中约2至约150微米，在一些实施方案中约5至约100微米，和在一些实施方案中 约10至约60微米的厚度。尽管具有运样小的厚度，膜还是能够在使用过程中保留良好的 机械特性。例如，膜可W是相对易延展的。表示膜的延展性的一个参数是膜在其断裂点处 的伸长百分率，如通过应力应变曲线所测定的，所述应力应变曲线如在23°C根据ASTM标准 D638-10获得的。例如，膜在机器方向（"MD")上的断裂伸长百分率可W是10%或更大， 在一些实施方案中约50%或更大，在一些实施方案中约80%或更大，和在一些实施方案中 约100%至约600%。同样地，膜在机器方向横向（"CD")上的断裂伸长百分率可W是约 15%或更大，在一些实施方案中约40%或更大，在一些实施方案中约70%或更大，和在一 些实施方案中约100%至约400%。表示延展性的另一个参数是膜的拉伸模量，其等于拉伸 应力与拉伸应变之比，并且由应力-应变曲线的斜率测定。例如，膜通常显示约2500兆帕 ("MPa")或更低，在一些实施方案中约2200MPa或更低，在一些实施方案中约50MPa至约 2000MPa，和在一些实施方案中约lOOMPa至约lOOOMPa的MD和/或CD拉伸模量。拉伸模 量可W在23°C下根据ASTMD638-10测定。
[010引虽然膜是可延展的，其仍然可W相对强。表示膜的相对强度的一个参数是极限抗 拉强度，其等于在如根据ASTM标准D638-10获得的应力-应变曲线中获得的峰值应力。例 如，膜可W显示约5至约65MPa，在一些实施方案中约lOMPa至约60MPa，和在一些实施方案 中约20MPa至约55MPa的MD和/或CD峰值应力。膜还可W显示约5MPa至约60MPa，在一 些实施方案中约lOMPa至约50MPa，和在一些实施方案中约20MPa至约45MPa的MD和/或 CD断裂应力。峰值应力和断裂应力可W在23°C下根据ASTMD638-10测定。
[0109]除了膜W外，聚合物材料还可W是纤维材料或纤维材料的层或组件的形式，其可W包括单个短纤维或纤丝（连续纤维），W及由运样的纤维形成的纱线、织物等。纱线可W 包括例如，缠绕在一起的多个短纤维（"抢纱")、铺放在一起而未缠绕的纤丝（"无抢纱")、 具有一定程度的缠绕的铺放在一起的纤丝、缠绕或未缠绕的单个纤丝（"单丝"）等。纱线 可W具有特定结构或可W不具有特定结构。适合的织物可W同样地包括例如，织造织物、编 织织物、非织造织物（例如，纺粘纤网、烙喷纤网、粘合梳理纤网、湿法纤网、气流法纤网、共 成形纤网、水刺纤网等）等。
[0110] 由热塑性组合物形成的纤维可W-般地具有任何期望的构型，包括单组分和多组 分（例如，皮-忍构型、并排构型、分割的饼构型、海中岛构型等等）。在一些实施方案中，纤 维可w含有一种或多种另外的聚合物作为组分（例如双组分）或者成分（例如双成分），W进一步提高强度和其它机械性能。例如，热塑性组合物可W构成皮/忍双组分纤维的皮 组分，而另外的聚合物可W构成忍组分，或者反之亦然。所述另外的聚合物可W是热塑性聚 合物，如聚醋，例如聚乳酸、聚对苯二甲酸乙二醇醋、聚对苯二甲酸下二醋等等；聚締控，如 聚乙締、聚丙締、聚下締等等；聚四氣乙締；聚醋酸乙締醋；聚醋酸氯乙締醋；聚乙締醇缩下 醒；丙締酸树脂，如聚丙締酸醋、聚丙締酸甲醋、聚甲基丙締酸甲醋等等；聚酷胺，如尼龙； 聚氯乙締；聚偏二氯乙締；聚苯乙締；聚乙締醇；和聚氨醋。
[0111] 当采用时，纤维在施加应变时可W变形，而不是断裂。所述纤维因此可W继续作为 负载承重部件起作用，即使在所述纤维已经展示出显著伸长之后。在运方面，