CN117715749A - 高模量、高导热率的双层辐射被动冷却剂 - Google Patents

Abstract

聚合物双层包括直接覆于聚乙烯层上方的多孔含氟聚合物层。聚乙烯层可以是多孔的或致密的，并且可以包括超高分子量聚合物。该聚合物双层可以与暴露于高热负荷(>0‑1000W/m²)的结构(例如，可穿戴设备)共集成并为该结构提供被动冷却。例如，AR/VR眼镜在不同太阳负荷下的被动冷却可以通过聚合物双层实现，该聚合物双层既在整个太阳加热波长下具有高反射率又在长波长红外下具有高发射率。高反射率降低了整个太阳光谱下的能量吸收，而高发射率促进了向周围环境的辐射热传输。

Description

高模量、高导热率的双层辐射被动冷却剂

技术领域

本公开总体上涉及包括聚合物双层和多层的聚合物层，更具体地涉及表现出高太阳光谱反射率、在长波长红外(long wavelength infrared，LWIR)下的高透射率和高发射率、高有效模量和屈服强度、高热导率、以及可选的RF透明度的聚合物层和双层架构。

背景技术

聚合物和其它有机材料可以结合到各种不同的光学设备和系统以及电光设备和系统中，这些设备和系统包括无源的光学和电活性设备以及有源的光学和电活性设备。一个或多个重量轻且舒适的聚合物/有机固体层可以结合到诸如智能眼镜等可穿戴设备中，并且是期望舒适、可调整的形状要素的包括虚拟现实设备/增强现实设备在内的新兴技术的有吸引力的候选者。

例如，虚拟现实(virtual reality，VR)眼镜设备或VR头戴式视图器(headset)、以及增强现实(augmented reality，AR)眼镜设备或AR头戴式视图器可以使用户能够体验多种事件，例如在计算机生成的三维世界模拟中与人交互、或观看叠加在真实世界视图上的数据。举例来说，可以通过光学头戴式显示器(optical head-mounted display，OHMD)或通过使用具有透明的平视显示器(heads-up display，HUD)或增强现实(AR)覆盖的嵌入式无线眼镜来实现将信息叠加到视场上。VR/AR眼镜设备和VR/AR头戴式视图器可以用于各种目的。例如，政府可以使用这种设备进行军事训练，医疗专业人员可以使用这种设备来模拟手术，工程师可以使用这种设备作为设计可视化辅助工具。在使用过程中，这些和其它设备和系统可能暴露于温度波动，这可能包括暴露于对性能和/或用户的舒适性产生不利影响的高温。

可以使用各种方法和技术来为这种设备和系统提供主动冷却和/或被动冷却。例如，如将理解的，基于压缩的冷却方法可能需要过多的能量才能适用于许多应用。其它冷却方法(例如，水冷)通常包括复杂的设计和配件，这使得这些冷却方法在诸如智能眼镜、AR眼镜、VR头戴式视图器、智能手表等全天候可穿戴电子设备中的应用将受到挑战。

例如，在不受理论约束的情况下，AR/VR眼镜的全天候可穿戴性可以基于它们在完全不同的太阳负荷下的功能性和舒适性，这可以包括在室内(约0W/m²)和室外(约1000W/m²)的操作。如本文所公开的，通过材料设计的被动冷却可以通过在太阳加热光谱波长(0.25微米至2.5微米)下反射并在长波长红外(IR)(8微米至14微米)下发射来实现高冷却功率。在整个太阳加热光谱下的高反射率可以在太阳光谱内提供小能量吸收，而长波长红外(LWIR)内的高发射率允许表面辐射并与大气交换热量。

发明内容

根据本公开的第一方面，提供了一种聚合物双层，该聚合物双层包括：第一层，该第一层包括多孔含氟聚合物；以及第二层，该第二层包括覆于该第一层上方的聚乙烯。

在一些实施例中，该聚合物双层具有至少约10％的短波长(0.25μm<λ<5μm)红外反射率和小于约10％的长波长(8μm<λ<14μm)红外反射率。

在一些实施例中，该第一层包括直接覆于该多孔含氟聚合物上方的非多孔含氟聚合物支承层。

在一些实施例中，该多孔含氟聚合物包括聚偏二氟乙烯(polyvinylidenefluoride，PVDF)。

在一些实施例中，该多孔含氟聚合物选自由以下项组成的组：PVDF-CTFE、PVDF-HFP、PVDF-TFE、PVDF-TrFE、PVDF-TrFE-TFE及它们的组合。

在一些实施例中，该多孔含氟聚合物包括至少约15vol.％的孔隙率。

在一些实施例中，该多孔含氟聚合物包括平均孔径至少约为100nm的多个孔。

在一些实施例中，该聚乙烯包括至少约300,000g/mol的分子量。

在一些实施例中，该第二层包括低分子量蜡。

在一些实施例中，该第二层基本上是致密的。

在一些实施例中，该第二层包括至少约1vol.％的孔隙率。

在一些实施例中，该第二层包括平均孔径至少约为50nm的多个孔。

在一些实施例中，该第二层包括添加剂，该添加剂选自由以下项组成的组：抗氧化剂和颜料。

在一些实施例中，该第二层包括至少约5W/mK的导热率。

在一些实施例中，该第二层包括至少约2GPa的杨氏模量和至少约0.7GPa的抗拉强度。

在一些实施例中，该多孔含氟聚合物和该聚乙烯各自具有至少约40％的太阳光谱反射率。

在一些实施例中，该多孔含氟聚合物和该聚乙烯各自具有至少约40％的长波长红外发射率。

在一些实施例中，该第一层的厚度的范围从约0.2mm到约1mm，该第二层的厚度的范围从约10微米到约1mm。

根据本公开的第二方面，提供了一种聚合物双层，该聚合物双层包括：第一层，该第一层包括多孔含氟聚合物；以及第二层，该第二层包括直接覆于该第一层上方的超高分子量聚乙烯。

根据本公开的第三方面，提供了一种方法，该方法包括：形成第一层，该第一层包括多孔含氟聚合物；形成第二层，该第二层包括分子量至少约为300,000g/mol的聚乙烯；以及将该第一层层压到该第二层，以形成具有至少约10％的短波长(0.25μm<λ<5μm)红外反射率和小于约10％的长波长(8μm<λ<14μm)红外反射率的聚合物双层。

应当理解的是，本文中描述为适合于结合到本公开的一个或多个方面或一个或多个实施例中的任何特征旨在可推广到本公开的任何和所有方面以及任何和所有实施例中。本领域技术人员根据本公开的说明书、权利要求书和附图，可以理解本公开的其他方面。上述总体描述和以下详细描述仅是示例性和说明性的，而不是对权利要求的限制。

附图说明

附图示出了多个示例性实施例并且是说明书的一部分。这些附图与以下描述一起展示和解释了本公开的各种原理。

图1是根据一些实施例的聚合物双层结构的示意图，该聚合物双层结构包括多孔含氟聚合物层和相邻的高导热超高分子量聚乙烯(ultra-high molecular weightpolyethylene，UHMWPE)层。

图2示出了根据某些实施例的用于形成一维聚合物制品的示例性装置。

图3示出了根据其他实施例的用于形成二维聚合物制品的示例性装置。

图4是根据一些实施例的针对非光学品质聚乙烯薄膜的、在整个红外光谱下的反射率与波长的曲线图。

图5是根据一些实施例的针对包括非光学品质聚乙烯薄膜和IR反射涂料层的聚合物制品的、在整个红外光谱下的反射率与波长的曲线图。

图6是针对包括非光学品质聚乙烯薄膜和IR反射PVDF泡沫的受支承层的聚合物双层的、在整个红外光谱下的反射率与波长的曲线图。

图7是针对包括光学品质聚乙烯薄膜和IR反射PVDF泡沫的受支承层的聚合物双层的、在整个红外光谱下的反射率与波长的曲线图。

图8是示例性增强现实眼镜的图示，该示例性增强现实眼镜可以结合本公开的实施例使用。

图9是示例性虚拟现实头戴式视图器的图示，该示例性虚拟现实头戴式视图器可以结合本公开的实施例使用。

在所有附图中，相同的附图标记和描述表示类似但不一定相同的元件。虽然本文描述的示例容易受到各种修改和替代形式的影响，但是在附图中已经通过示例的方式示出了具体的示例并且这些示例将在本文中详细描述。然而，本文描述的示例不旨在限于所公开的特定形式。而是，本公开涵盖落入所附权利要求书的范围内的所有修改、等同物和替代方案。

具体实施方式

聚合物和其它有机材料可以结合到各种不同的光学设备和系统以及电光设备和系统中，这些设备和系统包括无源的光学和电活性设备以及有源的光学和电活性设备。一个或多个重量轻且舒适的聚合物/有机固体层可以结合到诸如智能眼镜等可穿戴设备中，并且是期望舒适、可调整的形状要素的包括虚拟现实设备/增强现实设备在内的新兴技术的有吸引力的候选者。

例如，虚拟现实(VR)眼镜设备或VR头戴式视图器、以及增强现实(AR)眼镜设备或AR头戴式视图器可以使用户能够体验多种事件，例如在计算机生成的三维世界模拟中与人交互、或观看叠加在真实世界视图上的数据。举例来说，可以通过光学头戴式显示器(OHMD)或通过使用具有透明的平视显示器(HUD)或增强现实(AR)覆盖的嵌入式无线眼镜来实现将信息叠加到视场上。VR/AR眼镜设备和VR/AR头戴式视图器可以用于各种目的。例如，政府可以使用这种设备进行军事训练，医疗专业人员可以使用这种设备来模拟手术，工程师可以使用这种设备作为设计可视化辅助工具。在使用过程中，这些和其它设备和系统可能暴露于温度波动，这可能包括暴露于对性能和/或用户的舒适性产生不利影响的高温。

可以使用各种方法和技术来为这种设备和系统提供主动冷却和/或被动冷却。例如，如将理解的，基于压缩的冷却方法可能需要过多的能量才能适用于许多应用。其它冷却方法(例如，水冷)通常包括复杂的设计和配件，这使得这些冷却方法在诸如智能眼镜、AR眼镜、VR头戴式视图器、智能手表等全天候可穿戴电子设备中的应用将受到挑战。

例如，在不受理论约束的情况下，AR/VR眼镜的全天候可穿戴性可以基于它们在完全不同的太阳负荷下的功能性和舒适性，这可以包括在室内(约0W/m²)和室外(约1000W/m²)的操作。如本文所公开的，通过材料设计的被动冷却可以通过在太阳加热光谱波长(0.25微米至2.5微米)下反射并在长波长IR(8微米至14微米)下发射来实现高冷却功率。在整个太阳加热光谱下的高反射率可以在太阳光谱内提供小能量吸收，而长波长红外(LWIR)内的高发射率允许表面辐射并与大气交换热量。

尽管最近取得了进展，但是将有利的是提供包括透镜和透镜架构的机械和光学系统，这些透镜和透镜架构具有高透明度和高发射率，并且抑制甚至消除由于暴露于电磁辐射而引起的热节流。因此，本公开总体上涉及包括聚合物双层和多层的聚合物层，更具体地涉及表现出高太阳光谱反射率、在长波长红外(LWIR)下的高透射率和高发射率、高有效模量和屈服强度、高热导率、以及可选的RF透明度的聚合物层和双层架构。

示例性聚合物双层(例如，薄膜)可以包括多孔含氟聚合物层和拉伸的超高分子量聚乙烯(UHMWPE)层。聚合物双层结构可以被配置为泡沫(PVDF)/膜(UHMWPE)结构、泡沫(PVDF)/泡沫(UHMWPE)结构、泡沫(PVDF)/纤维膜(UHMWPE)结构，或者甚至被配置为共挤出的芯(PVDF泡沫)/壳(UHMWPE)纤维结构。在一些实施例中，PVDF泡沫层可以由PVDF膜层支承。聚合物双层可以通过层压形成，并且可以包括或构成层压体。如本文所使用的，术语“聚合物薄膜”和“聚合物层”可以互换使用。此外，除非上下文中另有明确指示，否则提及“聚合物薄膜”或“聚合物层”可以包括提及“聚合物双层”。此外，为了方便起见，本文可以参考聚偏二氟乙烯(PVDF)或聚乙烯(polyethylene，PE)来描述特定实施例。然而，应当理解，针对聚偏二氟乙烯或聚偏二氟乙烯薄膜的实施例可以适用于聚乙烯或聚乙烯薄膜，并且针对聚乙烯或聚乙烯薄膜的实施例可以适用于聚偏二氟乙烯或聚偏二氟乙烯薄膜。

聚合物双层可以与可穿戴设备共整合，以通过在LWIR区域中将含氟聚合物的高发射率和UHMWPE的高透明度结合来提供在白天使用期间实现被动冷却的平台。此外，UHMWPE的高导热率可通过在设备的较大表面积上促进热分散来降低热节流的倾向，这可能会通过对流热传输增加热耗散。

根据一些实施例，多孔含氟聚合物可以包括PVDF基聚合物，例如PVDF均聚物、PVDF-CTFE、PVDF-HFP、PVDF-TFE、PVDF-TrFE和PVDF-TrFE-TFE、以及它们的组合物和共聚物，其中CTFE是三氟氯乙烯，HFP是六氟丙烯，TFE是四氟乙烯，且TrFE是三氟乙烯。

在一些实施例中，多孔含氟聚合物的特性可以在于孔隙率为至少约15vol.％，例如约15vol.％、20vol.％、25vol.％、30vol.％、35vol.％、40vol.％、45vol.％、50vol.％、55vol.％或60vol.％，包括任何前述值之间的范围。多孔含氟聚合物内的平均孔径可以为至少约100nm，例如100nm、200nm、500nm或1000nm，包括任何前述值之间的范围。多孔含氟聚合物层内的孔径分布可以是单峰的(monomodal)、双峰的(bimodal)或多分散的(polydisperse)。

多孔含氟聚合物可以使用适于在含氟聚合物层内产生孔隙率的发泡剂来形成。示例性发泡剂可以包括以下项的固体颗粒：偶氮二甲酰胺(azodicarbonamide，ADC)、p,p’-氧基双苯磺酰肼(p,p’-oxybis-benzenesulfonyl hydrazide，OBSH)或碳酸氢钠、以及它们的衍生物。另一示例性发泡剂可以包括超临界CO₂。在另一示例性方法中，多孔含氟聚合物可以通过在非溶剂浴中对聚合物溶液进行反相分离来形成。

在一些实施例中，含氟聚合物层的特性可以在于太阳光谱反射率为至少约40％，例如40％、60％、80％、90％、95％、98％或99％，包括任何前述值之间的范围，以及长波长红外发射率为至少约40％，例如40％、60％、80％、90％、95％、98％或99％，包括任何前述值之间的范围。

例如，多孔含氟聚合物可以包括高分子量聚偏二氟乙烯或超高分子量聚偏二氟乙烯。在一些结构中，多孔含氟聚合物层可以具有范围从约0.2mm至约1.0mm的厚度，以及至少约1cm的至少一个面积尺寸。

聚合物薄膜的折射率和温度调节行为以及其它特性可以由其化学成分、聚合物重复单元的化学结构、其密度和结晶程度、以及晶体和/或聚合物链的排列来确定。在这些因素中，晶体或聚合物链排列可以占主导。在结晶或半结晶聚合物薄膜中，折射率和温度调节行为可以与晶体取向的程度或范围相关，而链排列的程度或范围可以在聚合物薄膜内的非晶相中产生类似的响应。

所施加的应力可以用于在聚合物薄膜内产生晶体或聚合物链的优选排列，并且沿着膜的不同方向引起性质的对应改变。如本文进一步公开的，在拉伸聚合物薄膜以引起晶体/聚合物链的优选排列以及伴随的一种或多种薄膜特性的改变的工艺期间，申请人已经示出了凝胶浇注(gel casting)方法和相关液体溶剂的选择可以降低浇注的薄膜内的聚合物链缠结的倾向。

根据特定实施例，申请人已经研发了一种聚合物薄膜制造方法，该方法用于形成具有期望温度调节响应的光学品质和发射率高的PVDF基聚合物薄膜。然而，在PVDF和相关聚合物中，总结晶程度以及晶体排列可能由于聚合物链的缠结而受到限制，如本文所公开的，根据聚合物溶液的凝胶浇注方法可以促进聚合物链的解缠结和排列。

聚合物溶液可以包括一种或多种可结晶聚合物、一种或多种添加剂、以及一种或多种液体溶剂。例如，凝胶浇注可以提供对以下中的一者或多者的控制：聚合物组成和浓度、液体溶剂的选择和浓度、以及浇注温度，并且可以有助于减少聚合物链的缠结并允许聚合物膜在随后的变形步骤期间获得更高的伸长比(stretch ratio)。在某些情况下，可以将一种或多种低分子量添加剂添加到聚合物溶液。一种或多种结晶聚合物和一种或多种添加剂的分子量分布可以分别是单分散的、双峰的或多分散的。

PVDF基聚合物薄膜可以使用可结晶聚合物来形成。示例性可结晶聚合物可以包括诸如偏二氟乙烯(VDF)、三氟乙烯(TrFE)、三氟氯乙烯(CTFE)、六氟丙烯(HFP)和氟乙烯(VF)等部分。如本文所使用的，前述“PVDF族(PVDF-family)”部分中的一者或多者可以与低分子量添加剂组合以形成各向异性聚合物薄膜。除非上下文另有明确指示，否则本文中提及的PVDF薄膜包括对任何含有PVDF家族成员的聚合物薄膜的提及。

这种PVDF薄膜的可结晶聚合物组分可以具有至少约100,000g/mol的分子量(“高分子量”)、例如该分子量为至少约100,000g/mol、至少约150,000g/mol、至少约200,000g/mol、至少约250,000g/mol、至少约300,000g/mol、至少约350,000g/mol、至少约400,000g/mol、至少约450,000g/mol或至少约500,000g/mol，包括任何前述值之间的范围。

如果提供了“低分子量”添加剂，则添加剂的分子量可以小于约200,000g/mol，例如小于约200,000g/mol、小于约100,000g/mol、小于约50,000g/mol、小于约25,000g/mol、小于约10,000g/mol、小于约5000g/mol、小于约2000g/mol、小于约1000g/mol、小于约500g/mol、小于约200g/mol、或小于约100g/mol，包括任何前述值之间的范围。

示例性低分子量添加剂可以包括偏二氟乙烯(VDF)、三氟乙烯(TrFE)、三氟氯乙烯(CTFE)、六氟丙烯(HFP)和氟乙烯(VF)的单体、低聚物和聚合物，以及均聚物、共聚物、三聚体、衍生物和它们的组合。这种添加剂可以容易地溶解于高分子量组分，并提供与高分子量组分匹配的折射率。例如，低分子量添加剂可以具有在652.9nm下测量的范围为从约1.38至约1.55的折射率。

低分子量添加剂的分子量可以小于可结晶聚合物的分子量。根据一个示例，可结晶聚合物可以具有至少约100,000g/mol的分子量，而添加剂可以具有小于约25,000g/mol的分子量。根据另一示例，可结晶聚合物可以具有至少约300,000g/mol的分子量，而添加剂可以具有小于约200,000g/mol的分子量。根据特定示例，可结晶聚合物可以具有约600,000g/mol的分子量，并且添加剂可以具有约150,000g/mol的分子量。在一些示例中，本文使用的术语“分子量”可以指重均分子量。

通常，低分子量添加剂可以构成聚合物薄膜的至多约90wt.％，例如约0.001wt.％、约0.002wt.％、约0.005wt.％、约0.01wt.％、约0.02wt.％、约0.05wt.％、约0.1wt.％、约0.2wt.％、约0.5wt.％、约1wt.％、约2wt.％、约5wt.％、约10wt.％、约20wt.％、约30wt.％、约40wt.％、约50wt.％、约60wt.％、约70wt.％、约80wt.％或约90wt.％，包括任何前述值之间的范围。

液体溶剂的选择可能会影响PVDF基聚合物薄膜的最大结晶度和β相含量百分比。此外，溶剂的极性可能会影响聚合物链在溶液中缠结的临界聚合物浓度(c*)。液体溶剂(即“溶剂”)可以包括单一溶剂组合物或不同溶剂的混合物。在一些实施例中，在25℃或更高(例如，50℃、75℃、100℃或150℃)的温度下，可结晶聚合物在液体溶剂中的溶解度可以至少为约0.1g/100g(例如，1g/100g或10g/100g)。

示例性液体溶剂包括但不限于二甲基甲酰胺(dimethylformamide，DMF)、环己酮、二甲基乙酰胺(dimethylacetamide，DMAc)、二丙酮醇、二异丁基酮、四甲基脲、乙酰乙酸乙酯、二甲基亚砜(dimethyl sulfoxide，DMSO)、磷酸三甲酯、N-甲基-2-吡咯烷酮(N-methyl-2-pyrrolidone，NMP)、丁内酯、异佛尔酮、磷酸三乙酯、乙酸卡必醇酯、碳酸丙烯酯、三乙酸甘油酯、邻苯二甲酸二甲酯、丙酮、四氢呋喃(tetrahydrofuran，THF)、甲乙酮、甲基异丁基酮、乙二醇醚、乙二醇醚酯和乙酸正丁酯。

可以通过蒸发溶剂、冷却聚合物溶液、向聚合物溶液添加相对不良溶剂、或它们的组合来从聚合物溶液中获得聚合物凝胶。在低于约150℃(例如，75℃、25℃、0℃、-40℃或-70℃)的温度下，结晶聚合物在不良溶剂中的溶解度可以小于20g/100g，例如5g/100g或1g/100g。聚合物凝胶(包括可结晶聚合物和液体溶剂的混合物)可以是透明、半透明或不透明的。在凝胶化之后且在进一步加工(诸如压延)之前，可以用可代替原始溶剂的二次溶剂洗涤聚合物凝胶。可以使用溶剂蒸发步骤来部分或完全地去除原始溶剂和/或二次溶剂。

可以通过向聚合物凝胶施加应力来形成各向异性聚合物薄膜，即，包含该聚合物凝胶的聚合物薄膜。根据一些示例，可以使用固态挤出工艺来定向聚合物链并形成聚合物薄膜。根据进一步的示例，可以使用压延工艺在室温或高温下定向凝胶中的聚合物链。在拉伸和定向之前、期间或之后，可以部分或全部地去除该溶剂。

可以在拉伸之前将压延工艺应用于干燥的或部分干燥的凝胶。凝胶可以以逐渐减小的辊隙进行多次压延，以达到目标厚度。在压延工艺期间，任何残留的溶剂都可以去除。压延工艺可以在室温下和/或在不高于约150℃(例如，130℃、110℃、90℃、70℃或50℃)的温度下执行。聚合物可以拉伸到至少约1.5(例如，2、2.5、3、3.5、4、4.5、5、5.5、6、7、8、9、10、15、20、30或50，包括任何前述值之间的范围)的伸长比。

在示例性工艺中，干燥的或基本上干燥的聚合物材料可以被热压制以形成在合适的挤出温度下通过固态挤出系统(即挤出机)馈入的期望形状。热压制温度和挤出温度均可以小于约190℃。也就是说，热压制温度和挤出温度可以独立地选自：180℃、170℃、160℃、150℃、140℃、130℃、120℃、110℃、100℃、90℃或80℃，包括任何前述值之间的范围。根据特定实施例，挤出的聚合物材料可以例如使用后挤出的单轴或双轴拉伸工艺来进一步拉伸。例如，固态挤出机可以包括分叉型喷嘴。

拉伸可以包括例如沿着聚合物薄膜的不同面内方向的单个拉伸动作或多个连续的拉伸事件。拉伸动作可能在速度方面受限，或者可能在应变速率方面受限。在一些实施例中，聚合物薄膜可以以可变的速度或恒定的速度被拉伸。在一些实施例中，可以使用可变的应变速率或恒定的应变速率(例如，0.5/秒(sec)、1/秒、5/秒或10/秒，包括任何前述值之间的范围)来拉伸聚合物薄膜。举例来说，应变速率可以在整个拉伸动作中和/或在不同拉伸事件之中从初始应变速率(例如，5/秒)降低到最终应变速率(例如，0.5/秒)。

一些拉伸工艺可以包括两个连续的拉伸事件。例如，正交连续拉伸(orthogonalconsecutive stretching，OCS)可以用于开发结构指纹，例如在拉伸比(draw ratio)小于用于经由对比单次拉伸(single stretching，SS)或平行连续拉伸(parallel consecutivestretching，PCS)技术实现相似结构指纹的拉伸比的情况下的更小片层厚度以及更高程度的聚合物链取向。正交连续拉伸可以包括首先沿着第一面内轴线拉伸聚合物薄膜，然后接下来沿着与第一面内轴线正交的第二面内轴线拉伸该聚合物薄膜。

在一种示例性方法中，浇注的聚合物薄膜可以沿第一面内轴线拉伸到至多约4(例如，2、3或4，包括任何前述值之间的范围)的伸长比，并且伴随在横向拉伸方向上的松弛，松弛比至少为约0.2(例如，0.2、0.3、0.4或0.5，包括任何前述值之间的范围)。随后，聚合物薄膜可以沿与第一面内轴线正交的第二面内轴线拉伸到至少约7(例如，7、10、20、30、40、50或60，包括任何前述值之间的范围)的伸长比，并且在横向拉伸方向上的松弛比至少为约0.2(例如，0.2、0.3、0.4或0.5，包括任何前述值之间的范围)。

在一些实施例中，第一拉伸步骤中的拉伸比可以小于第二拉伸步骤中的拉伸比。根据另外的实施例，聚合物薄膜在第二拉伸步骤期间的温度可以高于聚合物薄膜在第一拉伸步骤期间的温度。在第二拉伸步骤期间的温度可以比第一拉伸步骤期间的温度高至少约5℃(例如，高5℃、10℃、15℃或20℃，包括任何前述值之间的范围)。

在一些实施例中，PVDF聚合物薄膜可以被加热并沿第一方向拉伸、冷却，然后被加热并沿第二方向拉伸。在一些实施例中，聚合物薄膜可以被加热并沿着第一方向拉伸、冷却，然后被加热并沿第一方向再次拉伸。在第二拉伸步骤之后，可以冷却PVDF聚合物薄膜。冷却动作可以紧跟在第一(或第二)拉伸步骤之后，其中聚合物薄膜可以在完成第一(或第二)拉伸步骤后约10秒内冷却。

冷却可以稳定经拉伸的聚合物薄膜的微结构。在一些示例中，聚合物薄膜在拉伸动作期间的温度可以高于可结晶聚合物的玻璃化转变温度。在一些示例中，聚合物薄膜在拉伸动作期间的温度可以小于、等于或大于可结晶聚合物的熔融起始温度。

在各种示例中，垂直于拉伸方向的松弛程度可以近似等于拉伸方向上的伸长比的平方根。在一些实施例中，松弛程度在整个拉伸工艺中可以基本恒定。在另外的实施例中，松弛程度可以降低，其中，较大的松弛与开始拉伸步骤相关联，较小的松弛与结束拉伸步骤相关联。

在挤出或浇注之后，PVDF膜可以被单轴或双向取向作为单层或多层以形成各向异性且光学透明的膜。各向异性的聚合物薄膜可以使用薄膜取向系统来形成，该薄膜取向系统被配置成在聚合物薄膜的一个或多个不同区域中加热聚合物薄膜且在至少一个面内方向上拉伸该聚合物薄膜。在一些实施例中，薄膜取向系统可以被配置成仅沿着一个面内方向拉伸聚合物薄膜(即，可结晶聚合物薄膜)。例如，薄膜取向系统可以被配置成沿着x方向向聚合物薄膜施加面内应力，同时允许该薄膜沿着正交的面内方向(例如，沿着y方向)松弛。如本文所使用的，在某些示例中，聚合物薄膜的松弛可能伴随着沿着松弛方向不存在施加的应力。

根据一些实施例，在示例性取向系统内，聚合物薄膜可以被加热并且横向于膜行进穿过该系统的方向被拉伸。在这种实施例中，聚合物薄膜可以通过沿着发散式轨道系统可滑动地设置的多个可移动夹持件而沿着相对边缘保持，使得聚合物薄膜随着其沿着纵向方向(machine direction，MD)移动通过薄膜取向系统的加热区和变形区而在横向方向(transverse direction，TD)上被拉伸。在一些实施例中，可以独立地和局部地控制横向方向上的拉伸速率和纵向方向上的松弛速率。在某些实施例中，可以例如使用辊对辊制造平台来实现大规模生产。

在某些方面，可以沿着聚合物薄膜的纵向尺寸或横向尺寸均匀地或非均匀地施加拉伸应力。聚合物薄膜的加热可以伴随着拉伸应力的施加。例如，半结晶PVDF聚合物薄膜可以被加热到高于室温(约23℃)的温度，以促进薄膜的变形以及其中晶体和/或聚合物链的形成和重新排列。

聚合物薄膜的温度可以在拉伸动作之前、期间和/或之后，即在预加热区或预加热区下游的变形区内，保持在期望的值或期望的范围内，以便改善聚合物薄膜相对于未加热的聚合物薄膜的变形性。聚合物薄膜在变形区内的温度可以小于、等于或大于聚合物薄膜在预加热区内的温度。

在一些实施例中，聚合物薄膜可以在整个拉伸动作中被加热到恒定温度。在一些实施例中，聚合物薄膜的一个区域可以被加热到不同温度，即在施加拉伸应力期间和/或之后被加热到不同温度。在一些实施例中，可以将聚合物薄膜的不同区域加热到不同温度。在某些实施例中，响应于所施加的拉伸应力而实现的应变可以为至少约20％，例如约20％、约50％、约100％、约200％、约400％、约500％、约1000％、约2000％、约3000％、或约4000％或更多，包括任何前述值之间的范围。

在一个或多个拉伸动作之后，可以通过热压制或热压延来改进一个或多个薄膜特性。例如，可以在沿公共轴线施加载荷的刚性模具中执行单轴热压制。一些压制系统可以包括石墨模具，该石墨模具可以封闭在保护性气氛腔室或真空腔室中。在热压制过程中，可以同时对经拉伸的聚合物薄膜施加温度和压力。加热可以使用围绕石墨模具的感应线圈来实现，并且可以以液压方式施加压力。压延是在生产过程中通过在一对或多对加热的辊之间传递聚合物薄膜来压缩薄膜的工艺。

在一些实施例中，经拉伸的聚合物薄膜可以在至少约2MPa(例如，2MPa、3MPa、4MPa、5MPa或10MPa，包括任何前述值之间的范围)的施加的压力下和在小于约140℃(例如，120℃、125℃、130℃或135℃，包括任何前述值之间的范围)的温度下被压制或压延到其初始厚度的至少约50％(例如，其初始厚度的50％、60％、70％或80％，包括任何前述值之间的范围)。

压制的或压延的聚合物薄膜的厚度可以小于约500微米，例如小于400微米、小于300微米或小于200微米。根据一些实施例，在热压制或热压延之后，可以使用一个或多个附加拉伸步骤进一步拉伸聚合物薄膜。在后热压制或后热压延拉伸步骤中，聚合物薄膜可以被拉伸到约5或更大(例如，5、10、20、40、60、80、100、120或140，包括任何前述值之间的范围)的拉伸比。

热压制或热压延可以提高聚合物薄膜的透射率，并减少雾度。根据一些实施例，施加的压力可以使聚合物薄膜内的空隙塌陷，从而减小总的空隙体积并增加聚合物基质的密度。

在聚合物薄膜变形之后，可以将加热保持预定的时间量，然后冷却聚合物薄膜。冷却动作可以包括允许聚合物薄膜以设定的冷却速率自然冷却，或者通过骤冷(例如，通过用低温气体吹扫)来冷却，这可以使聚合物薄膜热稳定。在冷却动作的过程中，聚合物薄膜可以松弛约5％或更多，例如约10％。

变形后，晶体或链可以至少部分地与所施加的拉伸应力的方向配向。因此，聚合物薄膜可以表现出高度的光学清晰度和机械各向异性。

目前公开的各向异性PVDF基聚合物薄膜的特性可以在于光学品质聚合物薄膜，并且可以形成或并入光学元件(例如可致动层)。光学元件可以用于各种显示设备，例如虚拟现实(VR)眼镜、VR头戴式视图器、增强现实(AR)眼镜和AR头戴式视图器。

根据不同的实施例，“光学品质”薄膜在一些示例中的特性可以在于在可见光光谱内的透射率至少为约20％(例如，20％、30％、40％、50％、60％、70％、80％、90％或95％，包括任何前述值之间的范围)，以及小于约10％(例如，0％、1％、2％、4％、6％、或8％，包括任何前述值之间的范围)的体雾度(bulk haze)。透明的材料通常表现出非常低的吸光性和最小的光散射。

如本文所使用的，术语“雾度”和“清晰度”可以指与光透射穿过材料相关联的光学现象，并且可以归因于例如材料内的光折射，这例如是由于次级相或孔隙率和/或来自材料的一个或多个表面的光反射。如本领域技术人员将理解的，雾度可以与经历广角散射(即，与法线成大于2.5°的角度)的光量以及相应的透射对比度的损失相关联，而清晰度可以与经历窄角散射(即，与法线成小于2.5°的角度)的光量以及伴随的光学锐度或“透视质量”的损失相关联。

根据一些实施例，各向异性PVDF族聚合物薄膜的面积尺寸(即，长度和宽度)可以独立地介于约5cm到约50cm或更大的范围内，例如5cm、10cm、20cm、30cm、40cm或50cm，包括任何前述值之间的范围。示例性各向异性聚合物薄膜可以具有约5cm×5cm、10cm×10cm、20cm×20cm、50cm×50cm、5cm×10cm、10cm×20cm、10cm×50cm等的面积尺寸。

根据各种实施例，用于形成各向异性聚合物薄膜的聚合物组合物可以包括可结晶聚合物和低分子量添加剂。在不受理论约束的情况下，一种或多种低分子量添加剂可以在整个浇注和拉伸过程中与高分子量聚合物相互作用，以有助于减少链缠结和实现更好的链排列，并且在某些示例下，在聚合物薄膜内产生更高的结晶含量。

在一些示例中，具有双峰分子量分布的组合物可以经浇注以形成薄膜，该薄膜可以被拉伸以通过晶体和/或链重新排列来诱导机械和压电各向异性。拉伸可以包括施加单轴应力或双轴应力。在一些实施例中，可以同时或顺序地实施面内双轴应力的施加。在一些实施例中，低分子量添加剂可以有益地降低实现晶体和/或链重新排列所需的拉伸温度。在一些实施例中，可以通过压延、固态挤出和/或它们的组合来拉伸聚合物薄膜。

根据各种实施例，可以通过将期望的应力状态施加到可结晶聚合物薄膜来形成各向异性的PVDF基聚合物薄膜。可以使用合适的凝胶浇注操作将能够结晶的聚合物组合物形成为单层。例如，含有偏二氟乙烯的组合物可以被浇注并取向为单层，以形成机械和/或光学各向异性薄膜。根据另外的实施例，可结晶聚合物可以被浇注以形成薄膜，并且这种薄膜可以被层压以形成双层结构。

在一些实施例中，与对比聚合物薄膜(即，缺乏低分子量添加剂)相比，具有双峰分子量分布的聚合物薄膜可以被拉伸到更大的伸长比。在一些示例中，伸长比可以大于4，例如5、10、20、40或更大。拉伸动作可以包括单个拉伸步骤或多个(即，连续的)拉伸步骤，其中可以独立地控制拉伸温度和应变速率中的一者或多者。

在示例性方法中，聚合物薄膜可以在拉伸期间被加热到从约60℃至约170℃的温度，并以约0.1％/秒至约300％/秒的应变速率拉伸。此外，在拉伸动作期间，温度和应变速率中的一者或两者可以保持不变或变化。例如，聚合物薄膜可以在第一温度和第一应变速率(例如，130℃和50％/秒)下拉伸以实现第一伸长比。随后，可以提高聚合物薄膜的温度并且可以降低应变速率，直到第二温度和第二应变速率(例如，165℃和5％/秒)以实现第二伸长比。

这种经拉伸的聚合物薄膜可以表现出更高的结晶度和更高的弹性模量。举例来说，具有双峰分子量分布的经取向的聚合物薄膜可以具有大于约2GPa(例如，3GPa、5GPa、10GPa、12GPa或15GPa，包括前述任何值之间的范围)的面内弹性模量。

根据一些实施例，各向异性聚合物薄膜的结晶含量可以包括例如聚(偏二氟乙烯)、聚(三氟乙烯)、聚(三氟氯乙烯)、聚(六氟丙烯)和/或聚(氟乙烯)的晶体，不过还可以考虑其它的结晶聚合物材料，其中在一些示例中，“结晶”或“半结晶”聚合物薄膜中的结晶相可以构成聚合物薄膜的至少约1％。例如，聚合物薄膜的结晶含量(例如，β相含量)可以至少为约1％，例如1％、2％、4％、10％、20％、40％、60％或80％，包括任何前述值之间的范围。

在一些实施例中，在拉伸之后，可以对聚合物薄膜进行退火。可以在固定的或可变的伸长比和/或固定的或可变的施加的应力下进行退火。示例性退火温度可以大于约80℃，例如100℃、130℃、150℃、170℃或190℃，包括任何前述值之间的范围。在不受理论约束的情况下，退火可以稳定聚合物链的取向并降低聚合物薄膜的收缩倾向。

变形后，晶体或链可以至少部分地与所施加的拉伸应力的方向配向。因此，聚合物薄膜可以表现出高度的双折射率、高度的光学清晰度、小于约10％的体雾度、高的压电系数(例如，d₃₁大于约5pC/N)和/或高的机电耦合系数(例如，k₃₁大于约0.1)。

在示例性实验中，PVDF树脂完全溶解在各种液体溶剂(包括DMF、环己酮(CH)以及DMF和环己酮的混合物)中。在一个示例中，在60℃持续搅拌下制备了PVDF在DMF中的10wt.％溶液(样品1)。在另一示例中，在90℃持续搅拌下制备了PVDF在环己酮中的10wt.％溶液(样品4)。使用DMF和环己酮的50-50w/w溶剂混合物在80℃持续搅拌下制备了其它10wt.％的树脂溶液(样品2和样品3)。

保持相应的样品1-4在目标温度下持续搅拌3小时，直到溶液透明为止。然后将所述溶液倒入独立的容器中，并在约1小时的时段内形成凝胶。凝胶化后，用甲醇(5倍)来洗涤凝胶以去除残留的溶剂。清洗过的凝胶在通风柜中储存一夜，以蒸发甲醇并获得干燥的白色凝胶。

使用在室温下连续的压延步骤来处理干燥后的凝胶，其中辊隙随着每次连续通过压延装置而减小。以约2至约5范围内的伸长比获得透明薄膜。

对经压延的聚合物薄膜进行加热、拉伸，然后测量结晶含量。拉伸动作包括将薄膜样品局部加热到140℃，开始施加应力，并且以5℃/分钟的速率将温度提高到约160℃的目标拉伸温度直到达到250MPa的施加的应力，然后以1℃/分钟的速率进一步将薄膜温度提高到170℃同时保持250MPa的应力。伸长比在10与12之间。然后，在去除施加的应力之前，将未退火的薄膜冷却到低于40℃。

在一些实施例中，可以对经拉伸的薄膜进行退火。例如，在达到170℃的温度后，在250MPa的恒定的施加的应力下，可以将温度以0.5℃/分钟的速率进一步提高到195℃的退火温度。样品可以在195℃下保持40分钟。该退火工艺可以将伸长比增加到大于12的值，例如从12增加到15。在去除施加的应力之前，经退火的样品可以冷却到低于40℃。

冷却后，使用差示扫描量热法(differential scanning calorimetry，DSC)测量总结晶度，使用傅里叶变换红外光谱(Fourier Transform Infrared Spectroscopy，FTIR)确定相对β相比率。绝对β结晶度被计算为总结晶度和相对β比率的乘积。模量(即，储存模量)通过动态力学分析(dynamic mechanical analysis，DMA)来测量。表1中的数据表明，使用不良溶剂(样品4)的凝胶铸件可以在拉伸后获得比使用良好溶剂(样品1)的凝胶铸件更高的模量。此外，退火还可以增加经拉伸的薄膜(样品2和样品3)的总结晶含量和模量。

表1：溶剂和退火对于PVDF薄膜特性的影响

样本	溶剂	退火？	相对β％	总结晶度％	绝对β结晶度％	模量(GPa)
							1	DMF	否	97	61	59	5.1
2	DMF:CH	否	90	66	59	6.5
							3	DMF:CH	是	80	81	65	7.5
4	CH	否	96	69	66	10.3

在一些示例中，拉伸期间施加的应力可以在约100MPa至约500MPa的范围内，例如100MPa、150MPa、200MPa、250MPa、300MPa、350MPa、400MPa、450MPa或500MPa，包括任何前述值之间的范围。在使用环己烷作为溶剂的另一个示例性实验中，薄膜在约400MPa的最大施加的应力下拉伸。

根据各种实施例，各向异性聚合物薄膜可以包括纤维材料、非晶态材料、部分结晶材料或全结晶材料。这种材料也可以是机械各向异性的，其中一个或多个特性可以包括压缩强度、抗拉强度、剪切强度、屈服强度、刚度、硬度、韧性、延展性、机加工性、热膨胀、压电响应，并且蠕变行为可以是方向相关的。

具有双峰分子量的聚合物组合物可以使用浇注操作形成为单层。可替代地，具有双峰分子量的聚合物组合物可以与其它聚合物或其它非聚合物材料一起浇注以形成多层聚合物薄膜。对凝胶铸件单层或多层薄膜施加单轴或双轴应力可用于排列聚合物链和/或重定向晶体，以在其中诱导机械、光学和/或温度调节各向异性。

可结晶聚合物和低分子量添加剂可以被独立地选择，以包括偏二氟乙烯(VDF)、三氟乙烯(TrFE)、三氟氯乙烯(CTFE)、六氟丙烯(HFP)、氟乙烯(VF)以及均聚物、共聚物、三聚体、衍生物及它们的组合。聚合物薄膜的高分子量组分可以具有至少100,000g/mol的分子量，而低分子量添加剂可以具有小于200,000g/mol的分子量并且可以构成聚合物薄膜的0.1wt.％至90wt.％。

聚乙烯层可以包括“超高”分子量聚乙烯(UHMWPE)，并且聚乙烯层的特性可以在于分子量为至少约300,000g/mol，例如至少约300,000g/mol、至少约500,000g/mol、至少约1,000,000g/mol、至少约2,000,000g/mol、或至少约5,000,000g/mol，包括任何前述值之间的范围。

在另外的实施例中，聚乙烯层可以包括低分子量蜡，例如50wt.％或更多的低分子量蜡。在一些实施例中，聚乙烯层可以具有从约10微米到约1mm的厚度，以及至少约1厘米的至少一个面积尺寸。在示例性聚合物双层中，聚乙烯层的厚度可以小于多孔含氟聚合物层的厚度。

聚乙烯层可以是致密的或多孔的。多孔聚乙烯层的特性可以在于孔隙率至少为约1vol.％，例如约1vol.％、2vol.％、4vol.％、10vol.％、15vol.％、20vol.％、25vol.％、30vol.％、35vol.％、40vol.％、45vol.％、50vol.％、55vol.％或60vol.％，包括任何前述值之间的范围。多孔聚乙烯层内的平均孔径可以至少为约50nm，例如50nm、100nm、200nm或500nm，包括任何前述值之间的范围，并且聚乙烯层内的孔径分布可以是单峰的、双峰的或多分散的。

聚乙烯层可以包括抗氧化剂。示例性抗氧化剂可以包括受阻酚、亚磷酸盐、硫代增效剂、羟胺和受阻胺光稳定剂(hindered amine light stabilizer，HALS)的低聚物。

聚乙烯层可以包括颜料。示例性颜料可以包括纳米级颗粒(例如，平均粒度小于约200nm，例如小于200nm、小于100nm或小于50nm，包括前述任何值之间的范围)，并且可以包括例如有机染料(如苏丹蓝、苏丹红或苏丹黑)；金属氧化物(如氧化铁铬)；以及苝黑。在一些实施例中，这种IR反射颜料可以结合到IR反射层中，例如覆于聚乙烯层上方的IR反射涂料层。

在一些实施例中，聚乙烯层的特性可以在于近红外反射率为至少约40％，例如至少40％、60％或80％，包括任何前述值之间的范围。在一些实施例中，聚乙烯层的特性可以在于长波长红外透射率为至少约40％，例如至少40％、60％或80％，包括任何前述值之间的范围。

在一些实施例中，聚乙烯层的特性可以在于热导率至少为约5W/mK，例如5W/mK、10W/mK、15W/mK、20W/mK或25W/mK，包括任何前述值之间的范围。

在一些实施例中，聚乙烯层的特性可以在于杨氏模量(弹性模量)至少为约2GPa，例如2GPa、5GPa、10GPa、20GPa、50GPa、100GPa或150GPa，包括任何前述值之间的范围，以及抗拉强度至少为约0.7GPa，例如0.7GPa、1GPa、2GPa或3GPa，包括任何前述值之间的范围。

根据各种方法，含氟聚合物层和聚乙烯层可以共同连续形成或单独形成。在后一种情况下，具有高或超高分子量的含氟聚合物和聚乙烯薄膜可以独立地拉伸到至少5的拉伸比，然后例如使用光学透明粘合剂或压敏粘合剂进行层压以形成聚合物双层。示例性粘合剂可以是丙烯酸基的或环氧树脂基的。

一种示例性方法包括形成包括多孔含氟聚合物的第一层，以及直接在第一层上形成包括聚乙烯的第二层来形成聚合物双层。在一些实施例中，聚合物双层可以被成形为复合曲率。

可以使用诸如熔体挤出、压缩成型、溶剂浇注、凝胶浇注等浇注操作来形成聚合物薄膜。申请人已经证明，可以通过调节浇注的聚合物薄膜的拉伸温度和拉伸速率中的一者或多者来实现增强的拉伸性。在一些示例中，拉伸温度可以与薄膜的主(玻璃，或α)弛豫和/或其低温(β)弛豫相关。

在一些实施例中，诸如聚乙烯之类的聚合物可以以颗粒或粉末的形式来提供。示例性聚乙烯粉末的粒度分布(d90)可以大于约50微米，例如大于50微米、100微米、200微米或300微米，包括任何前述值之间的范围。

如果使用低分子量添加剂，则低分子量添加剂可以以颗粒或粉末的形式来提供，并且低分子量添加剂的粒度分布(d90)可以小于约30微米，例如5微米、10微米、15微米、20微米或25微米，包括任何前述值之间的范围。例如，添加剂可以包括蜡或蜡质材料。

在一些实施例中，颗粒或粉末状聚乙烯可以在任何合适的温度下在连续混合器(continuous mixer，LCM)中与颗粒或粉末状蜡混合。例如，混合温度可以小于、等于或大于蜡(添加剂)的熔融温度。混合可以适于在浇注之前用蜡浸渍聚乙烯以形成均匀混合物。

在一些示例中，可以在低于约140℃(例如，120℃或130℃)且高于添加剂的熔点的温度下挤出“未缠结的”聚乙烯和低分子添加剂的混合物，以形成聚合物薄膜。例如，混合物可以在低于未缠结的聚乙烯的熔融温度的温度下被挤出为糊状(即，糊状挤出物)。挤出的薄膜可具有小于约2mm(例如，500微米、750微米或1mm，包括任何前述值之间的范围)的厚度和小于约10％(例如，小于5％、小于2％或小于1％)的孔隙率。在一些实施例中，“未缠结的聚乙烯”可以指这样的高分子量聚乙烯：其具有的缠结密度小于平衡缠结密度，例如从平衡缠结密度的约10％到约80％，例如平衡缠结密度的10％、20％、30％、40％、50％、60％、70％或80％，包括任何前述值之间的范围。

在示例性熔体挤出方法中，熔体可以以至少约为1(例如约为1、约为2、约为3或约为4，包括任何前述值之间的范围)的拉伸比(DDR)经历预定向。可以将熔体收集在冷却后的辊上。辊温度可以低于熔体中包括的任何添加剂的最低熔点(例如，至少比熔体中包含的任何添加剂的最低熔点低约10℃)。浇注的聚合物可以经历纵向方向取向(machinedirection orientation，MDO)工艺以形成沿着纵向方向(MDX)具有至少约2(例如，至少约2、至少约4或至少约6，包括任何前述值之间的范围)的拉伸比的硬浇注膜。

根据另外的实施例，可以通过凝胶浇注由包括聚合物组合物和第一溶剂的稀溶液形成聚合物薄膜，然后去除该溶剂。示例性溶剂包括不良溶剂，如矿物油、石蜡油、硬脂酸、对二甲苯、十二醇等。第一溶剂可以在一个或多个拉伸动作之前、期间和/或之后被移除。第一溶剂可以通过蒸发直接去除，或者通过与可混溶的第二溶剂接触、然后蒸发所得的共溶剂来去除。

可以使用单个事件或多个拉伸事件来拉伸浇注的聚合物薄膜。一些拉伸工艺可以包括两个连续的拉伸事件。例如，正交连续拉伸(OCS)可以用于开发结构指纹，例如在拉伸比小于用于经由对比单次拉伸(SS)或平行连续拉伸(PCS)技术实现相似结构指纹的拉伸比的情况下的更小片层厚度以及更高程度的聚合物链取向。正交连续拉伸可以包括首先沿着第一面内轴线拉伸聚合物薄膜，然后接下来沿着与第一面内轴线正交的第二面内轴线拉伸该聚合物薄膜。

在示例性OCS方法中，浇注的聚合物薄膜可以沿着第一面内轴线拉伸到至多约4(例如，2、3或4，包括任何前述值之间的范围)的伸长比，并且伴随着沿横向拉伸方向的松弛，松弛比至少约为0.2(例如，0.2、0.3、0.4或0.5，包括任何前述值之间的范围)。随后，聚合物薄膜可以沿与第一面内轴线正交的第二面内轴线拉伸到至少约7(例如，7、10、20、30、40、50或60，包括任何前述值之间的范围)的伸长比，并且在横向拉伸方向上的松弛比至少约为0.2(例如，0.2、0.3、0.4或0.5，包括任何前述值之间的范围)。

在一些实施例中，第一拉伸步骤中的拉伸比可以小于第二拉伸步骤中的拉伸比。根据另外的实施例，聚合物薄膜在第二拉伸步骤期间的温度可以高于聚合物薄膜在第一拉伸步骤期间的温度。在第二拉伸步骤期间的温度可以比第一拉伸步骤期间的温度高至少约5℃(例如，高5℃、10℃、15℃或20℃，包括任何前述值之间的范围)。

在一些实施例中，聚乙烯薄膜可以被加热并沿第一方向拉伸、冷却，然后被加热并沿第二方向拉伸。在一些实施例中，聚合物薄膜可以被加热并沿着第一方向拉伸、冷却，然后被加热并沿第一方向再次拉伸。在第二拉伸步骤之后，可以冷却聚乙烯薄膜。冷却动作可以紧跟在第一(或第二)拉伸步骤之后，其中聚乙烯薄膜可以在完成第一(或第二)拉伸步骤后约10秒内冷却。在一些示例中，聚合物薄膜在拉伸动作期间的温度可以高于聚合物的玻璃化转变温度。在一些示例中，聚合物薄膜在拉伸动作期间的温度可以小于、等于或大于聚合物的熔融起始温度。

示例性聚合物可以包括超高分子量聚乙烯(UHMWPE)。根据一些实施例，通过减少或消除表面缺陷和/或整体缺陷，UHMWPE的光学特性可以结合本文公开的处理方法来改善。在一些实施例中，可以将一种或多种低熔点添加剂并入到聚合物薄膜的聚合物基质中。

示例性聚乙烯材料包括高分子量聚乙烯、高密度聚乙烯、超高分子量聚乙烯及它们的衍生物和混合物，并且可以具有至少为约100,000g/mol，例如至少约100,000g/mol、或至少约250,000g/mol的分子量(例如，重均分子量)。超高分子量聚乙烯的分子量可以至少为约300,000g/mol，例如约300,000g/mol、约400,000g/mol、约500,000g/mol、约600,000g/mol、约700,000g/mol、约800,000g/mol、约900,000g/mol、约1,000,000g/mol、约2,000,000g/mol或约5,000,000g/mol，包括任何前述值之间的范围。

在一些实施例中，包括高分子量聚乙烯的聚合物薄膜可以另外包括从约5wt.％到约50wt.％(例如，约5wt.％、约10wt.％、约20wt.％或约50wt.％，包括任何前述值之间的范围)的二次聚合物，该二次聚合物的分子量小于约50,000g/mol(例如，小于约50,000g/mol、小于约20,000g/mol、或小于约10,000g/mol，包括任何前述值之间的范围)。

在一些实施例中，聚合物薄膜可以包括低分子量添加剂。该添加剂可以包括低分子量聚乙烯或聚乙烯低聚物，并且可构成形成聚合物薄膜的聚合物基质的约1wt.％至约90wt.％。添加剂可以在高分子量聚乙烯、高密度聚乙烯或超高分子量聚乙烯中具有良好的溶解性，并且可以与它们的折射率匹配。

示例性添加剂可以包括以下中的一种或多种：烃蜡(例如，聚乙烯-蜡分子或酰胺蜡)、矿物油、含氟聚合物等。如果使用的话，聚乙烯-蜡分子的分子量可以至少为约400g/mol，例如400g/mol、1000g/mol、2000g/mol或3000g/mol，包括任何前述值之间的范围。蜡含量可以至少约为2wt.％，例如2wt.％、5wt.％、10wt.％、20wt.％、50wt.％或80wt.％，包括任何前述值之间的范围。合适的矿物油的分子量可以至少为约200g/mol，例如200g/mol、400g/mol或600g/mol，包括任何前述值之间的范围。在一些实施例中，可以将至多约1000ppm(例如，200ppm、400ppm、600ppm、800ppm或1000ppm)的含氟聚合物或其它加工助剂并入到聚合物基质中。添加剂的特性可以在于折射率为约1.5至约1.6(例如，1.55)。

在一些实施例中，并入到聚合物基质中的添加剂可以包括光热染料。示例性光热染料包括2-(2H-苯并三唑-2-基)-4,6-二叔戊基苯酚(BZT)、偶氮苯、冠菌素染料、石墨烯、四萘嵌三苯基染料(quaterrylene-based dye)、以及金属纳米颗粒(如金纳米颗粒)及它们的混合物。例如偶氮苯或金属纳米颗粒等光热染料可以通过分子量至少约为500g/mol(例如，500g/mol、1000g/mol、2000g/mol或3000g/mol，包括任何前述值之间的范围)的乙烯低聚物来管能化。在一些示例中，聚合物基质内的光热添加剂的浓度可以至少约为0.5wt.％，例如0.5wt.％、1wt.％、2wt.％或5wt.％，包括任何前述值之间的范围。可以在形成薄膜之前或期间将经管能化的光热染料添加到聚乙烯中，该薄膜可被拉伸以在聚乙烯基质中形成染料的二色性排列。

在一些实施例中，可以特别针对光学特性和机械特性，并且聚合物薄膜可以包含约60wt.％到约90wt.％的低分子量聚乙烯或聚乙烯低聚物。在一些实施例中，可以特别针对热导率，并且聚合物薄膜可以包含约1wt.％到约10wt.％的低分子量聚乙烯或聚乙烯低聚物。

导热添加剂的导热率可以至少为约5W/mK，例如5W/mK、10W/mK、15W/mK、20W/mK、25W/mK、30W/mK、35W/mK、40W/mK、45W/mK、50W/mK或更大，包括任何前述值之间的范围。示例性导热添加剂包括石墨烯、硼烯、氮化硼(六方BN)、碳纳米管、银纳米线和金属纳米颗粒，例如高纵横比的金属纳米颗粒。根据一些实施例，导热添加剂的负载量可以在约0.01wt.％到约1wt.％的范围内。举例来说，酚苯并三唑可以与聚乙烯聚合物中的聚合物链形成π-π相互作用，并使声子以极低的负载量通过而不影响光学品质。

低分子量添加剂的分子量可以小于约4,000g/mol、例如小于约4,000g/mol、小于约2,000g/mol、小于约1,000g/mol、小于约500g/mol或小于约200g/mol。示例性低分子量添加剂的特性可以在于熔融温度(T_m)至少约为40℃，例如约40℃、约60℃、约80℃、约100℃或约120℃，包括任何前述值之间的范围。本文提及熔融温度(T_m)可以包括提及对应于熔融起始点的温度。

示例性聚乙烯聚合物和低聚物基添加剂可以包括反应性基团，例如乙烯基、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、环氧基、异氰酸酯、羟基、胺等。这种添加剂可以原位固化，即，通过施加一种或多种热或光、或通过与合适的催化剂反应在聚合物薄膜内固化。

在一些实施例中，可以使用多种添加剂。根据特定实施例，可以在薄膜加工期间(例如，在挤压、拉伸和/或压延期间)使用原始添加剂。此后，可以比如通过洗涤或蒸发去除原始添加剂，并且由二次添加剂代替原始添加剂。二次添加剂(例如，各种酚苯并三唑)可以与结晶聚乙烯聚合物的折射率匹配，并且例如可以具有从约1.45到约1.6的折射率。可以通过在熔融条件下或在溶剂浴中浸泡薄膜来添加二次添加剂。二次添加剂的熔点可以低于约100℃。

如果使用二次添加剂，则该二次添加剂对聚乙烯来说可能是不良溶剂。示例性不良溶剂可以包括硬脂酸或饱和烃，例如矿物油(例如，矿物油、石蜡油、Primol^TM油等)。可以在膜拉伸过程之前、期间或之后，例如通过蒸发或溶剂交换来去除二次添加剂。

在一些实施例中，聚乙烯层可以包括垫状层(matted layer)，例如由超高分子量聚乙烯纤维形成的纤维聚乙烯垫，例如针织、编织或非编织的垫。例如，可以使用PE纤维的真空压缩成型来形成垫状聚乙烯层。真空压缩成型的示例性加工条件包括在适合的时间内施加至少约200巴(bar)(例如，200bar、500bar、1000bar、2000bar或4000bar，包括任何前述值之间的范围)的压力和施加至少约120℃(例如，120℃、130℃、140℃、150℃或160℃，包括任何前述值之间的范围)的温度。

根据其它的示例，非编织的PE层可以包括纤维垫，其中该垫由UHMWPE纤维针织而成，然后在高压(例如，10bar、20bar、40bar或60bar)和高温(例如，60℃、80℃、100℃、120℃或140℃)下固结。在固结之前，可以用未缠结的PE粉末涂覆聚乙烯纤维，其中粉末的表面覆盖程度可以从约10g/m²到约100g/m²，例如10g/m²、20g/m²、40g/m²或100g/m²。

目前公开的聚合物薄膜的特性可以在于光学品质聚合物薄膜，并且可以形成或并入光学元件。这样的光学元件可以用于各种显示设备，例如虚拟现实(VR)眼镜、VR头戴式视图器、增强现实(AR)眼镜、AR头戴式视图器、混合现实(MR)眼镜和MR头戴式视图器。这些和其它光学元件的效率可以取决于聚合物薄膜的光学清晰度的程度和/或一种或多种机械特性。

对于给定的厚度，“透明的”或“光学透明的”材料或元件在可见光(例如，380nm-750nm)和/或RF(例如，2GHz-20 GHz)光谱内的透射率可以至少约85％(例如，约85％、90％、95％、97％、98％、99％或99.5％，包括任何前述值之间的范围)、以及体雾度小于约5％(例如，约0.1％、0.2％、0.5％、1％、2％或5％，包括任何前述值之间的范围)。透明的材料通常表现出非常低的吸光性和最小的光散射。

在挤出或浇注后，聚乙烯膜可以单向或双向取向为单层，以形成机械各向异性且光学透明的膜，该膜在热导率方面也可能表现出各向异性。各向异性的聚合物薄膜可以使用薄膜取向系统来形成，该薄膜取向系统被配置成在聚合物薄膜的一个或多个不同区域中加热该聚合物薄膜并且在至少一个面内方向上该拉伸聚合物薄膜。在一些实施例中，薄膜取向系统可以被配置成仅沿着一个面内方向拉伸聚合物薄膜(即，可结晶聚合物薄膜)。例如，薄膜取向系统可以被配置成沿着x方向向聚合物薄膜施加面内应力，同时允许该薄膜沿着正交的面内方向(例如，沿着y方向)松弛。如本文所使用的，在某些示例中，聚合物薄膜的松弛可能伴随着沿着松弛方向不存在施加的应力。

根据一些实施例，在示例性取向系统内，聚合物薄膜可以被加热并且横向于膜行进穿过该系统的方向被拉伸。在这种实施例中，聚合物薄膜可以通过沿着发散式轨道系统可滑动地设置的多个可移动夹持件而沿着相对边缘保持，使得聚合物薄膜随着其沿着纵向方向(MD)移动通过薄膜取向系统的加热区和变形区而在横向方向(TD)上被拉伸。在一些实施例中，可以独立地和局部地控制在横向方向上的拉伸速率和在纵向方向上的松弛速率。在某些实施例中，可以例如使用辊对辊制造平台来实现大规模生产。

在某些方面，可以沿着聚合物薄膜的纵向尺寸或横向尺寸均匀地或非均匀地施加拉伸应力。聚合物薄膜的加热可以伴随着拉伸应力的施加。例如，半结晶聚合物薄膜可以被加热到高于室温(约23℃)的温度，以促进薄膜的变形以及其中晶体和/或聚合物链的形成和重新排列。

聚合物薄膜的温度可以在拉伸动作之前、期间和/或之后，即在预加热区或预加热区下游的变形区内，保持在期望的值或期望的范围内，以便改善聚合物薄膜相对于未加热的聚合物薄膜的变形性。聚合物薄膜在变形区内的温度可以小于、等于或大于聚合物薄膜在预加热区内的温度。

在一些实施例中，聚合物薄膜可以在整个拉伸动作中被加热到恒定温度。在一些实施例中，聚合物薄膜的一个区域可以被加热到不同温度，即，在施加拉伸应力期间和/或之后被加热到不同温度。在一些实施例中，可以将聚合物薄膜的不同区域加热到不同温度。在某些实施例中，响应于施加的拉伸应力而实现的应变可以至少为约20％，例如约20％、约50％、约100％、约200％、约400％、约500％、约1000％、约2000％、约3000％、或约4000％或更多，包括任何前述值之间的范围。

在拉伸动作期间，聚合物薄膜中的结晶含量可以增加。在一些实施例中，拉伸可以改变聚合物薄膜内晶体的取向，而不会实质上改变结晶含量。

在一些实施例中，可以在聚合物薄膜的一个或两个主要表面上形成保护层。一个或多个保护层可以包括有机或无机材料，并且可以保护聚合物薄膜免受表面损伤或碎屑(例如，划痕或灰尘)。一个或多个保护层(如果提供的话)可以在一个或多个拉伸动作之前被去除，或者一个或多个保护层可以在拉伸之后被去除。在各种示例中，一个或多个可去除的保护层可以具有至少约10g/cm宽度(例如，10g/cm、20g/cm、50g/cm、100g/cm、200g/cm、500g/cm、1000g/cm宽度或更大)的90°剥离强度。

在一个或多个拉伸动作之后，可以通过热压制或热压延来改进一种或多种薄膜特性。例如，可以在沿公共轴线施加载荷的刚性模具中执行单轴热压制。一些压制系统可以包括石墨模具，该石墨模具可以被封闭在保护性气氛腔室或真空腔室中。在热压制过程中，可以同时对经拉伸的聚合物薄膜施加温度和压力。加热可以使用围绕石墨模具的感应线圈来实现，并且可以通过液压方式施加压力。热压延是在生产过程中通过在一对或多对加热的辊之间传递聚合物薄膜来压缩薄膜的工艺。

在一些实施例中，经拉伸的聚合物薄膜可以在至少约2MPa(例如，2MPa、3MPa、4MPa、5MPa或10MPa，包括任何前述值之间的范围)的施加的压力下和在小于约140℃(例如，120℃、125℃、130℃或135℃，包括任何前述值之间的范围)的温度下被压制或压延到其初始厚度的至少约50％(例如，初始厚度的50％、60％、70％或80％，包括任何前述值之间的范围)。

经压制或压延的聚合物薄膜的厚度可以小于约500微米，例如小于400微米、小于300微米或小于200微米。根据一些实施例，在热压制或热压延之后，可以使用一个或多个附加拉伸步骤进一步拉伸聚合物薄膜。在后热压制或后热压延拉伸步骤中，聚合物薄膜可以被拉伸到约5或更大(例如，5、10、20、40、60、80、100、120或140，包括任何前述值之间的范围)的拉伸比。

热压制或热压延可以增加聚合物薄膜的透射率和/或导热率。根据一些实施例，施加的压力可以使聚合物薄膜内的空隙塌陷，从而减小总的空隙体积并增加聚合物基质的密度。

在聚合物薄膜变形之后，可以将加热保持预定的时间量，然后冷却聚合物薄膜。冷却动作可以包括允许聚合物薄膜以设定的冷却速率自然冷却，或者通过骤冷(例如，通过用低温气体吹扫)来冷却，这可以使聚合物薄膜热稳定。

变形后，晶体或链可以至少部分地与施加的拉伸应力的方向配向。因此，聚合物薄膜可以表现出高度的光学清晰度和机械各向异性，包括以下中的一者或任何组合：在可见光光谱(380nm-750nm)内或在整个该可见光光谱下的透射率至少为约85％(例如，85％、90％、95％、97％或99％，包括任何前述值之间的范围)，体雾度小于约5％(例如，0％、0.5％、1％、2％、3％、4％或5％，包括任何前述值之间的范围)，RF透明度至少为约85％(例如，85％、90％、95％、97％或99％，包括任何前述值之间的范围)，比电阻率至少为约10¹⁰欧姆/厘米(ohm/cm)(例如，10¹⁰欧姆/厘米、10¹²欧姆/厘米或10¹⁵欧姆/厘米，包括任何前述值之间的范围)，介电常数小于约3.5(例如，3、2.5、2.2或2，包括任何前述值之间的范围)，损耗角正切(loss tangent)小于约0.01(例如，0.005，0.001，0.0005，包括任何前述值之间的范围)、弹性模量至少为约20GPa(例如，20GPa、30GPa、40GPa、50GPa、60GPa、70GPa、80GPa、90GPa或100GPa，包括任何前述值之间的范围)、抗拉强度至少为约0.5GPa(例如，0.5GPa、1GPa或1.5GPa，包括任何前述值之间的范围)、导热率至少为约5W/mK(例如，5W/mK、10W/mK、20W/mK、30W/mK、40W/mK、50W/mK、60W/mK、70W/mK或80W/mK，包括任何前述值之间的范围)、空隙体积小于约5％(例如，0％、1％、2％、3％、4％或5％，包括任何前述值之间的范围)、以及平均空隙尺寸小于约100nm(例如，10nm、20nm、50nm或100nm，包括任何前述值之间的范围)。在一些实施例中，聚合物薄膜的模量可以根据频率(例如，在0.1Hz至100Hz的范围内)而不变或基本上不变。这些特性和其它特性可以表现出从约2:1到约100:1或更大(例如，2:1、3:1、4:1、5:1、10:1、20:1、50:1或100:1)的面内各向异性。

聚乙烯薄膜可以包括纤维材料、非晶态材料、部分结晶材料或全结晶材料。这种材料还可以表现出关于一个或多个另外的特性的各向异性，这些特性可以包括压缩强度、剪切强度、屈服强度、刚度、硬度、韧性、延展性、机加工性、热膨胀和蠕变行为。

根据各种实施例，可以通过将期望的应力状态施加到可结晶聚合物薄膜来形成各向异性聚乙烯薄膜。能够结晶的聚合物组合物可以使用本领域技术人员公知的适当挤出操作和浇注操作形成为单层。例如，含有乙烯的组合物可以被挤出和定向为单层，以形成机械和导热各向异性的薄膜。根据另外的实施例，可结晶聚合物可以与其它聚合物材料共挤出，所述其它聚合物材料要么是可结晶的要么在取向后保持非晶态，以形成多层结构。

变形后，晶体或链可以至少部分地与施加的拉伸应力的方向配向。因此，聚乙烯薄膜可以表现出高度的光学清晰度和面内各向异性，包括至少约5W/mK的面内导热率和至少约20GPa的弹性模量。

来自本文描述的各实施例中的任一实施例的特征可以根据本文描述的一般原理彼此组合地使用。在结合附图和权利要求书阅读下文的详细描述后，将更充分地理解这些和其它实施例、特征和优点。

下面将参考图1至图9提供对聚合物层和聚合物双层及它们的制造方法的详细描述。与图1相关联的讨论涉及具有高模量和高导热率的示例性聚合物双层的结构和特性。与图2和图3相关联的讨论包括对形成这种聚合物双层的示例性制造方法的描述。与图4至图7相关联的讨论包括对包括示例性聚合物双层的示例性聚合物层的光学性能和温度调节行为的描述。与图8和图9相关联的讨论涉及可以包括一个或多个如本文公开的聚合物双层薄膜或纤维的示例性虚拟现实设备和增强现实设备。

参考图1，示出了示例性聚合物双层100，该示例性聚合物双层包括直接覆于聚偏二氟乙烯(PVDF)层104上方的超高分子量聚乙烯(UHMWPE)层102。在各种双层架构中，聚偏二氟乙烯可以是多孔的，而聚乙烯层可以是多孔的或致密的。各个聚合物层可以共同连续或单独形成并随后结合。可以使用各种方法来形成聚合物双层。

可以使用纤维熔融纺丝生产线形成一维聚合物双层架构，其中两个聚合物组合物可共挤出成核-壳纤维几何形状(core-shell fiber geometry)。聚合物可以在溶液或熔融状态下挤出。图2中示意性地示出了示例性纤维熔融纺丝装置。装置200包括聚合物入口料斗205、225，所述聚合物入口料斗被配置成将聚合物材料(例如，聚乙烯和聚偏二氟乙烯)馈送到相应的螺杆210、220。螺杆210、220可以被配置成例如同向旋转或反向旋转。

纺丝头模具215、240将聚合物材料组合成具有核-壳结构的纤维230。纤维230可以在空气中或在溶剂浴中被拉伸以控制纤维冷却速度，并将孔隙引入含氟聚合物中并且可选地引入聚乙烯中。纤维230可以收集在旋转的线轴235上。在一些实施例中，线轴235的速度可以用来控制初生纤维的拉伸比。

含氟聚合物可以包括发泡剂以将孔引入纤维芯中。孔的尺寸和分布可以由发泡剂的组成和量以及加工温度和拉伸速率来控制。

在一些实施例中，聚乙烯层可以形成双层纤维的包层。在可以使用溶剂交换技术形成的多孔聚乙烯层的示例中，包层中的孔尺寸可以小于芯中的孔尺寸。因此，示例性纤维可以由双峰空隙尺寸分布来表征。

参考图3，示意性地示出了用于形成聚合物双层的替代装置。结合装置300，具有高分子量或超高分子量和低缠结密度的含氟聚合物薄膜305可以自溶液浇注，穿过一对辊340，并且(例如，在一个主要表面上)涂覆聚乙烯薄膜310。聚乙烯薄膜310可以由溶液或熔融相形成。用于自溶液浇注聚乙烯薄膜310的合适溶剂可以包括低分子量聚乙烯蜡、十氢化萘、十氢化萘-十二醇混合物、石蜡油、矿物油、月桂酸、硬脂酸、它们的混合物等。

气刀315和/或刀片335可以用于控制聚乙烯薄膜310的厚度。通过控制辊340的相对旋转速度、气刀315中的空气压力、以及刀片335与聚合物双层之间的距离中的一者或多者，可以将合适的剪切应力(即，剪切率)和期望的应变以及伴随的聚乙烯链的排列引入到聚乙烯薄膜310。

聚合物双层在缠结到储存辊330上之前可以相继穿过溶剂浴320和烘干烘箱325。在一些实施例中，可以使用辊340与储存辊330之间的旋转速度差来将聚合物双层拉伸到合适的拉伸比。

下面将讨论示例性聚合物双层和对比结构的光学性能和温度调节行为。图4至图7所示的傅里叶变换红外光谱(FTIR)反射率数据提供了对以下的洞察：高导热率的聚乙烯和包括被层压到多孔PVDF的高度发射层的聚乙烯的双层的被动冷却属性。

参考图4，示出了针对单个非光学级聚乙烯层的反射率曲线400。在LWIR光谱(λ约8微米-14微米)内，聚乙烯薄膜的反射率大于约10％，即从约10％至约35％。也就是说，假设透射率为零，非光学级聚乙烯薄膜的LWIR发射率在约65％到约90％的范围内，这可能不足以有效地传递在双层内或双层上游积累的热能。

转到图5，示出了针对复合结构的反射率曲线500，该复合结构包括非光学级聚乙烯层和相邻的IR反射涂层。在长波长红外光谱内，相对于单独的PE薄膜，添加IR反射涂层可以有利地降低复合结构的反射率。如图5所示，在整个长波长红外光谱(λ约8微米-14微米)下的反射率小于约10％，例如小于约5％。然而，并入IR反射涂层也可以降低在红外光谱的较短波长(0.25微米<λ<5微米)内的反射率，这可以促进太阳加热光谱的吸收(而不是反射)。在反射率曲线500中，在红外光谱的较短波长(0.25微米<λ<5微米)内的反射率可以为约5％或更大，例如约10％。

申请人已经表明，包括聚乙烯层和直接覆于聚乙烯层上方的多孔含氟聚合物层的聚合物双层的特性可以在于：在红外光谱的较短波长(0.25微米<λ<5微米)内或在整个该红外光谱的较短波长下的反射率至少约为10％，例如至少10％、至少15％或至少20％，包括任何前述值之间的范围，并且在长波长红外光谱(λ约8微米-14微米)内或在整个该长波长红外光谱下的反射率小于约10％。多孔含氟聚合物层可以包括多孔PVDF泡沫。在一些实施例中，PVDF泡沫可以由PVDF的非多孔层支承，不过也考虑其它聚合物支承层。

举例来说并参考图6，示出了针对复合结构的反射率曲线600，该复合结构包括非光学级聚乙烯层和受PVDF支承的多孔PVDF泡沫层。如图6所示，在整个红外光谱的较短波长(0.25微米<λ<5微米)下的反射率大于约10％，例如大于约15％，而在整个长波长红外光谱(λ约8微米-14微米)下的反射率小于约10％，例如小于约5％。

转到图7，示出了针对复合结构的反射率曲线700，该复合结构包括光学级(光学透明)聚乙烯层、颜料层和受PVDF支承的多孔PVDF泡沫层。在并入了光学级聚乙烯层的情况下，颜料层可以被包括在例如聚乙烯层与PVDF泡沫层之间，这对于某些应用可能是合乎需要的。如图7所示，针对这种堆叠体(PE/颜料/PVDF泡沫/PVDF支承件)在整个红外光谱的较短波长(0.25微米<λ<5微米)下的反射率可以大于约10％，例如大于约15％或大于约20％，而在整个长波长红外光谱(λ约8微米-14微米)下的反射率可以小于约10％。这种温度调节行为的组合可以有效地被动冷却固定到PE/颜料/PVDF泡沫/PVDF支承件架构的系统或设备。

如本文所公开的，聚合物双层架构可以包括多孔PVDF层和相邻的超高分子量聚乙烯(UHMWPE)层。双层结构可以提供一个平台，以通过利用PVDF层在整个LWIR光谱(8μm-14μm)下的高发射率和UHMWPE层在整个LWIR光谱下的透明度的组合，例如在暴露于阳光期间，在共集成元件或设备中实现被动冷却。另外，在一些实施例中，UHMWPE层的高导热率可以通过在更大的表面积上促进热扩散来显著减弱热节流，这可能会通过对流热传输增加热耗散。

双层可以被配置为泡沫(PVDF)/膜(UHMWPE)结构、泡沫(PVDF)/泡沫(UHMWPE)结构、或者甚至为共挤出芯(PVDF泡沫塑料)/壳(UHMWPE)纤维。多孔PVDF层的特性可以在于在UV、可见光和近IR光谱下具有高反射率，以及在LWIR下具有高发射率。UHMWPE层可以是光学透明的或着色的，并且可以是多孔的或非多孔的。UHMWPE可具有至少约300,000g/mol的分子量。

所得到的双层的特性可以在于高有效模量和强度、高导热率、高LWIR发射率、以及可选的RF透明度。PVDF层和UHMWPE层可以同时形成，例如通过共挤出同时形成，或者单独形成然后被层压。另外的薄膜形成技术包括熔融挤出、浇注、压延、压缩成型等。拉伸操作可以单独应用于各层或应用于组装的复合件，以在聚合物双层中诱导应变并产生期望的光学特性和温度调节行为。

示例实施例

实施例1：一种聚合物双层，该聚合物双层包括：第一层，该第一层包括多孔含氟聚合物；以及第二层，该第二层包括覆于该第一层上方的聚乙烯。

实施例2：如实施例1所述的聚合物双层，该聚合物双层具有至少约10％的短波长(0.25μm<λ<5μm)红外反射率和小于约10％的长波长(8μm<λ<14μm)红外反射率。

实施例3：如实施例1和2中任一项所述的聚合物双层，其中，该第一层包括直接覆于该多孔含氟聚合物上方的非多孔含氟聚合物支承层。

实施例4：如实施例1至3中任一项所述的聚合物双层，其中，该多孔含氟聚合物包括聚偏二氟乙烯(PVDF)。

实施例5：如实施例1至4中任一项所述的聚合物双层，其中，该多孔含氟聚合物选自由以下项组成的组：PVDF-CTFE、PVDF-HFP、PVDF-TFE、PVDF-TrFE、PVDF-TrFE-TFE及它们的组合。

实施例6：如实施例1至5中任一项所述的聚合物双层，其中，该多孔含氟聚合物包括至少约15vol.％的孔隙率。

实施例7：如实施例1至6中任一项所述的聚合物双层，其中，该多孔含氟聚合物包括平均孔径至少约为100nm的多个孔。

实施例8：如实施例1至7中任一项所述的聚合物双层，其中，该聚乙烯包括至少约300,000g/mol的分子量。

实施例9：如实施例1至8中任一项的聚合物双层，其中，该第二层包括低分子量蜡。

实施例10：如实施例1至9中任一项的聚合物双层，其中，该第二层基本是致密的。

实施例11：如实施例1至10中任一项所述的聚合物双层，其中，该第二层具有至少约1vol.％的孔隙率。

实施例12：如实施例1至11中任一项所述的聚合物双层，其中，该第二层包括平均孔径至少约为50nm的多个孔。

实施例13：如实施例1至12中任一项所述的聚合物双层，其中，该第二层包括添加剂，该添加剂选自由以下项组成的组：抗氧化剂和颜料。

实施例14：如实施例1至13中任一项所述的聚合物双层，其中，该第二层具有至少约5W/mK的导热率。

实施例15：如实施例1至14中任一项所述的聚合物双层，其中，该第二层包括至少约2GPa的杨氏模量和至少约0.7GPa的抗拉强度。

实施例16：如实施例1至15中任一项所述的聚合物双层，其中，该多孔含氟聚合物和该聚乙烯各自具有至少约40％的太阳光谱反射率。

实施例17：如实施例1至16中任一项所述的聚合物双层，其中，该多孔含氟聚合物和该聚乙烯各自具有至少约40％的长波长红外发射率。

实施例18：如实施例1至17中任一项所述的聚合物双层，其中，该第一层的厚度的范围从约0.2mm至约1mm，并且该第二层的厚度的范围从约10微米至约1mm。

实施例19：一种聚合物双层，该聚合物双层包括：第一层，该第一层包括多孔含氟聚合物；以及第二层，该第二层包括直接覆于该第一层上方的超高分子量聚乙烯。

实施例20：一种方法，该方法包括：形成第一层，该第一层包括多孔含氟聚合物；形成第二层，该第二层包括分子量至少约为300,000g/mol的聚乙烯；以及将该第一层层压到该第二层，以形成具有至少约10％的短波长(0.25μm<λ<5μm)红外反射率和小于约10％的长波长(8μm<λ<14μm)红外反射率的聚合物双层。

实施例21：如实施例20所述的方法，其中，形成该第一层的工艺和形成该第二层的工艺独立地选自以下：挤出、成型、压延和浇注。

实施例22：如实施例20和21中任一项所述的方法，其中，形成该第一层包括激活发泡剂以制造多孔含氟聚合物。

实施例23：如实施例20至22中任一项所述的方法，其中，形成该第一层包括在非溶剂浴中对聚合物溶液进行反相分离以制备该多孔含氟聚合物。

实施例24：如实施例20至23中任一项所述的方法，其中，在该第一层上方形成该第二层包括将该第二层层压到该第一层。

实施例25：如实施例20至24中任一项所述的方法，其中，在将该第二层层压到该第一层之前，将该第一层和该第二层分别拉伸到至少约为5的相应拉伸比。

实施例26：如实施例20至25中任一项所述的方法，该方法还包括在该第一层与该第二层之间形成压敏粘合剂层或光学透明粘合剂层。

实施例27：如实施例20至26中任一项所述的方法，其中，形成该第二层包括将纤维聚乙烯垫真空压缩成型。

实施例28：如实施例27所述的方法，其中，该纤维聚乙烯垫包括多个针织或编织的超高相对分子量聚乙烯纤维。

实施例29：如实施例27和28中任一项所述的方法，其中，该纤维聚乙烯垫包括多个非编织的超高相对分子量聚乙烯纤维。

实施例30：如实施例20至29中任一项所述的方法，该方法还包括将该聚合物双层变形为复合曲率。

本公开的实施例可以包括各种类型的人工现实系统，或结合各种类型的人工现实系统来实现。人工现实是在呈现给用户之前已以某种方式进行了调节的现实形式，该人工现实可以包括例如虚拟现实、增强现实、混合现实(mixed reality或hybrid reality)、或它们的某种组合和/或衍生物。人工现实内容可以包括完全生成的内容或与采集的(例如，真实世界的)内容组合的生成的内容。人工现实内容可以包括视频、音频、触觉反馈或它们的某种组合，并且它们中的任何一种都可以在单个通道或多个通道(例如，为观看者产生三维(3D)效果的立体视频)中呈现。另外，在一些实施例中，人工现实还可以与应用程序、产品、配件、服务或它们的某种组合相关联，这些应用程序、产品、配件、服务或它们的某种组合用于例如在人工现实中创建内容和/或以其它方式用于人工现实中(例如，执行人工现实中的活动)。

人工现实系统可以以各种不同的形状要素和配置来实现。一些人工现实系统可以被设计成在没有近眼显示器(near-eye display，NED)的情况下工作。其它人工现实系统可以包括也提供对真实世界的可见性的NED(例如，图8中的增强现实系统800)，或使用户在视觉上沉浸在人工现实中的NED(例如，图9中的虚拟现实系统900)。虽然一些人工现实设备可以是独立系统，但是其它人工现实设备可以与外部设备通信和/或协调以向用户提供人工现实体验。这种外部设备的示例包括手持式控制器、移动设备、台式计算机、用户穿戴的设备、一个或多个其它用户穿戴的设备、和/或任何其它合适的外部系统。

转到图8，增强现实系统800可以包括具有框架810的眼镜设备802，该框架被配置成将左显示设备815(A)和右显示设备815(B)保持在用户眼睛的前方。显示设备815(A)和815(B)可以一起或独立地起作用以向用户呈现一副图像或一系列图像。虽然增强现实系统800包括两个显示器，但是本公开的实施例可以在具有单个NED或多于两个NED的增强现实系统中实现。

在一些实施例中，增强现实系统800可以包括一个或多个传感器，例如传感器840。传感器840可以响应于增强现实系统800的运动而生成测量信号，并且可以位于框架810的基本上任何部分上。传感器840可以表示位置传感器、惯性测量单元(inertialmeasurement unit，IMU)、深度摄像头组件、结构化光发射器和/或检测器、或它们的任何组合。在一些实施例中，增强现实系统800可以包括或可以不包括传感器840，或者可以包括多于一个的传感器。在传感器840包括IMU的示例中，IMU可以基于来自传感器840的测量信号生成校准数据。传感器840的示例可以包括但不限于加速度计、陀螺仪、磁力计、检测运动的其它合适类型的传感器、用于IMU的误差校正的传感器、或它们的某种组合。

增强现实系统800还可以包括具有多个声学转换器820(A)至820(J)(统称为声学转换器820)的麦克风阵列。声学转换器820可以是检测由声波引起的空气压力变化的转换器。每个声学转换器820可以被配置成检测声音并将检测到的声音转换成电子格式(例如，模拟格式或数字格式)。图8中的麦克风阵列可以包括例如十个声学转换器：声学转换器820(A)和820(B)，这些声学转换器可以被设计成放置在用户的相应耳朵内；声学转换器820(C)、820(D)、820(E)、820(F)、820(G)和820(H)，这些声学转换器可以定位在框架810上的不同位置处；和/或声学转换器820(I)和820(J)，这些声学转换器可以定位在对应的颈带805上。

在一些实施例中，声学转换器820(A)至820(F)中的一个或多个声学转换器可以用作输出转换器(例如，扬声器)。例如，声学转换器820(A)和/或声学转换器820(B)可以是耳塞或任何其它合适类型的耳机或扬声器。

麦克风阵列的声学转换器820的配置可以变化。虽然增强现实系统800在图8中示出为具有十个声学转换器820，但是声学转换器820的数量可以大于或小于十。在一些实施例中，使用更多数量的声学转换器820可以增加收集到的音频信息的量和/或音频信息的灵敏度和准确性。相反，使用更少数量的声学转换器820可以降低相关联的控制器850处理收集到的音频信息所需的计算能力。此外，麦克风阵列的每个声学转换器820的位置可以变化。例如，声学转换器820的位置可以包括用户上的限定位置、框架810上的限定坐标、与每个声学转换器820相关联的取向、或它们的某种组合。

声学转换器820(A)和820(B)可以定位在用户耳朵的不同部分上，例如耳廓(pinna)后面、耳屏后面、和/或耳廓(auricle)或耳窝内。或者，除了耳道内的声学转换器820之外，还可以在耳朵上或耳朵周围存在额外的声学转换器820。使声学转换器820靠近用户的耳道定位可以使麦克风阵列能够收集关于声音如何到达耳道的信息。通过将这些声学转换器820中的至少两个声学转换器定位在用户头部的任一侧(例如，作为双耳麦克风)，增强现实系统800可以模拟双耳听力并采集用户头部周围的3D立体声场。在一些实施例中，声学转换器820(A)和820(B)可以经由有线连接830连接到增强现实系统800，并且在其它实施例中，声学转换器820(A)和820(B)可以经由无线连接(例如，蓝牙连接)连接到增强现实系统800。在其它实施例中，声学转换器820(A)和820(B)可以根本不与增强现实系统800结合使用。

框架810上的声学转换器820可以以各种不同的方式进行定位，包括沿镜腿的长度、跨过镜梁、在显示设备815(A)和815(B)上方或下方、或它们的某种组合进行定位。声学转换器820也可以被定向成使得麦克风阵列能够检测穿戴增强现实系统800的用户周围的宽范围的方向上的声音。在一些实施例中，可以在增强现实系统800的制造期间执行优化工艺，以确定每个声学转换器820在麦克风阵列中的相对定位。

在一些示例中，增强现实系统800可以包括外部设备(例如，配对设备)或可以连接到该外部设备，该外部设备例如是颈带805。颈带805通常表示任意类型或形式的配对设备。由此，对颈带805的以下讨论还可以应用于各种其它配对设备，例如充电盒、智能手表、智能电话、腕带、其它可穿戴设备、手持式控制器、平板电脑、膝上型计算机、其它外部计算设备等。

如所示出的，颈带805可以经由一个或多个连接器而联接到眼镜设备802。连接器可以是有线的或无线的，并且可以包括电子部件和/或非电子(例如，结构)部件。在一些情况下，眼镜设备802和颈带805可以在它们之间没有任何有线或无线连接的情况下独立地运行。虽然图8示出了眼镜设备802的部件和颈带805的部件位于眼镜设备802和颈带805上的示例性位置，但是这些部件可以位于眼镜设备802和/或颈带805上的其它位置和/或不同地分布在眼镜设备802和/或颈带805上。在一些实施例中，眼镜设备802的部件和颈带805的部件可以位于与眼镜设备802配对的一个或多个额外的外围设备上、颈带805上、或它们的某种组合。

将外部设备(例如，颈带805)与增强现实眼镜设备进行配对可以使眼镜设备能够实现一副眼镜的形状要素，并且仍然为扩展能力提供足够的电池和计算能力。增强现实系统800的电池电力、计算资源和/或附加特征中的一些或全部可以由配对设备提供、或在配对设备与眼镜设备之间共享，由此总体上降低眼镜设备的重量、热分布和形状要素，同时仍然保留期望的功能。例如，颈带805可以允许将原本包括在眼镜设备上的部件包括在颈带805中，这是因为用户的肩部上可以承受比其头部上可以承受的重量负荷更重的重量负荷。颈带805还可以具有更大的表面积，在该更大的表面积上，热量扩散和分散到周围环境中。由此，颈带805可以实现比原本在独立式眼镜设备上可能实现的电池和计算能力更大的电池和计算能力。由于在颈带805中携带的重量比在眼镜设备802中携带的重量对用户的侵害性更小，因此与用户承受穿戴沉重的独立式眼镜设备相比，用户可以在更长的时间长度内承受穿戴更轻的眼镜设备并携带或穿戴配对设备，从而使得用户能够更充分地将人工现实环境融入其日常活动中。

颈带805可以与眼镜设备802和/或其它设备通信地耦接。这些其它设备可以为增强现实系统800提供某些功能(例如，跟踪、定位、深度图构建、处理、存储等)。在图8的实施例中，颈带805可以包括作为麦克风阵列的一部分(或潜在地形成其自身的麦克风子阵列)的两个声学转换器(例如，820(I)和820(J))。颈带805还可以包括控制器825和电源835。

颈带805的声学转换器820(I)和声学转换器820(J)可以被配置成检测声音并将检测到的声音转换为电子格式(模拟或数字)。在图8的实施例中，声学转换器820(I)和声学转换器820(J)可以定位在颈带805上，从而增加颈带的声学转换器820(I)和声学转换器820(J)与定位在眼镜设备802上的其它声学转换器820之间的距离。在一些情况下，增加麦克风阵列的各声学转换器820之间的距离可以提高经由麦克风阵列执行的波束成形的精度。例如，如果声学转换器820(C)和声学转换器820(D)检测到声音，并且声学转换器820(C)和声学转换器820(D)之间的距离大于例如声学转换器820(D)和声学转换器820(E)之间的距离，则检测到的声音的所确定的源位置可以比声音由声学转换器820(D)和声学转换器820(E)检测到的情况更准确。

颈带805的控制器825可以处理由颈带805和/或增强现实系统800上的传感器生成的信息。例如，控制器825可以处理来自麦克风阵列的、描述由麦克风阵列检测到的声音的信息。对于每个检测到的声音，控制器825可以执行到达方向(direction-of-arrival，DOA)估计，以估计检测到的声音到达麦克风阵列的方向。当麦克风阵列检测到声音时，控制器825可以用信息填充音频数据集。在增强现实系统800包括惯性测量单元的实施例中，控制器825可以计算来自位于眼镜设备802上的IMU的所有惯性运算和空间运算。连接器可以在增强现实系统800与颈带805之间、以及在增强现实系统800与控制器825之间传送信息。这些信息可以是光学数据、电数据、无线数据的形式，或者任何其它可传输的数据形式。将对增强现实系统800生成的信息进行处理转移到颈带805可以减轻眼镜设备802的重量和眼镜设备802中的热量，使得对于用户而言更舒适。

颈带805中的电源835可以向眼镜设备802和/或向颈带805提供电力。电源835可以包括但不限于锂离子电池、锂聚合物电池、一次性锂电池、碱性电池、或任意其它形式的电力存储装置。在一些情况下，电源835可以是有线电源。在颈带805上而不是眼镜设备802上包括电源835可以有助于更好地分布由电源835产生的重量和热量。

如所指出的，一些人工现实系统可以用虚拟体验来基本上替代用户对真实世界的感官感知中的一个或多个感官感知，而不是将人工现实与真实现实相混合。这种类型的系统的一个示例是大部分或完全覆盖了用户的视场的头戴式显示系统，例如图9中的虚拟现实系统900。虚拟现实系统900可以包括前刚性本体902和被成形以适配成围绕用户的头部的带904。虚拟现实系统900还可以包括输出音频转换器906(A)和输出音频转换器906(B)。此外，尽管在图9中未示出，但是前刚性本体902可以包括一个或多个电子元件，包括一个或多个电子显示器、一个或多个惯性测量单元(IMU)、一个或多个跟踪发射器或检测器、和/或用于创建人工现实体验的任意其它合适的设备或系统。

人工现实系统可以包括各种类型的视觉反馈机制。例如，增强现实系统800中的显示设备和/或虚拟现实系统800中的显示设备可以包括一个或多个液晶显示器(liquidcrystal display，LCD)、一个或多个发光二极管(light emitting diode，LED)显示器、一个或多个有机LED(organic light emitting diode，OLED)显示器、一个或多个数字光投影(digital light project，DLP)微型显示器、一个或多个硅基液晶(liquid crystal onsilicon，LCoS)微型显示器、和/或任何其它合适类型的显示屏。这些人工现实系统可以包括用于双眼的单个显示屏，或者可以为每只眼睛提供一个显示屏，这可以允许针对变焦调节或校正用户的屈光不正提供额外灵活度。一些人工现实系统还可以包括光学子系统，这些光学子系统具有一个或多个透镜(例如，常规的凹透镜或凸透镜、菲涅耳透镜、可调液体透镜等)，用户可以透过该一个或多个透镜观看显示屏。这些光学子系统可以用于各种目的，包括对光进行准直(例如，使物体看起来比其物理距离更远)、放大光(例如，使物体看起来比其实际尺寸更大)和/或中继光(到达例如观看者的眼睛)。这些光学子系统可以用于直视型架构(例如，直接准直光、但导致所谓枕形畸变的单透镜配置)和/或非直视型架构(诸如，产生所谓的桶形畸变以消除枕形畸变的多透镜配置)。

除了使用显示屏之外或者代替使用显示屏，一些人工现实系统可以包括一个或多个投射系统。例如，增强现实系统800中的显示设备和/或虚拟现实系统900中的显示设备可以包括将光(使用例如波导)投射到显示设备中的微型LED投射器，例如允许环境光穿过的透明组合器透镜。显示设备可以将投射的光向用户的瞳孔折射，并且可以使用户能够同时观看人工现实内容和真实世界两者。显示设备可以使用各种不同的光学部件中的任何一种来实现这一点，这些部件包括波导部件(例如，全息波导元件、平面波导元件、衍射波导元件、偏振波导元件和/或反射波导元件)、光操纵表面和元件(例如，衍射元件和光栅、反射元件和光栅、以及折射元件和光栅)、耦合元件等。人工现实系统也可以配置有任何其它合适类型或形式的图像投射系统，例如在虚拟视网膜显示器中使用的视网膜投射器。

人工现实系统还可以包括各种类型的计算机视觉部件和子系统。例如，增强现实系统800和/或虚拟现实系统900可以包括一个或多个光学传感器，例如二维(2D)摄像头或3D摄像头、结构化光发射器和检测器、飞行时间深度传感器、单波束测距仪或扫描激光测距仪、3D激光雷达(LiDAR)传感器、和/或任何其它合适类型或形式的光学传感器。人工现实系统可以处理来自这些传感器中的一个或多个传感器的数据，从而识别用户的位置、绘制真实世界的地图、向用户提供关于真实世界环境的内容、和/或执行各种其它功能。

人工现实系统还可以包括一个或多个输入音频转换器和/或输出音频转换器。在图9所示的示例中，输出音频转换器906(A)和906(B)可以包括音圈扬声器、带式扬声器、静电扬声器、压电扬声器、骨传导转换器、软骨传导转换器、耳屏振动转换器和/或任何其它合适类型或形式的音频转换器。类似地，输入音频转换器可以包括电容式麦克风、动态麦克风、带式麦克风、和/或任何其它类型或形式的输入转换器。在一些示例中，单个转换器可以用于音频输入和音频输出这两者。

尽管在图8中没有示出，但是人工现实系统还可以包括能触知的(即，触觉)反馈系统，这些反馈系统可以结合到头饰、手套、服装、手持式控制器、环境设备(例如，椅子、地板垫等)、和/或任意其它类型的设备或系统中。触觉反馈系统可以提供各种类型的皮肤反馈(包括振动、力、牵引力、纹理和/或温度)。触觉反馈系统还可以提供各种类型的动觉反馈，例如运动和顺应性。触觉反馈可以使用马达、压电致动器、流体系统和/或各种其它类型的反馈机制来实现。触觉反馈系统可以独立于其它人工现实设备、在其它人工现实设备内、和/或与其它人工现实设备结合来实现。

通过提供触觉感知、听觉内容和/或视觉内容，人工现实系统可以在各种情境和环境中创建完整的虚拟体验或增强用户的真实世界体验。例如，人工现实系统可以辅助或扩展用户在特定环境内的感知、记忆或认知。一些系统可以增强用户与真实世界中的其他人的交互，或者可以实现与虚拟世界中的其它人的更沉浸式的交互。人工现实系统还可以用于教育目的(例如，用于学校、医院、政府组织、军事组织、商业企业等的教学或训练)、娱乐目的(例如，用于玩视频游戏、听音乐、观看视频内容等)和/或用于接入性目的(例如，用作助听器、视觉辅助器等)。本文所公开的实施例可以在这些背景和环境中的一个或多个背景和环境中、和/或在其它背景和环境中实现或增强用户的人工现实体验。

本文所描述和/或示出的过程参数和步骤的顺序仅作为示例给出，并且可以根据需要改变。例如，虽然可以以特定顺序示出或讨论本文所示出和/或描述的步骤，但是这些步骤不一定需要以所示出或讨论的顺序来执行。本文描述和/或示出的各种示例性方法还可以省略本文描述或示出的这些步骤中的一个或多个步骤，或者包括除了所公开的那些步骤之外的附加步骤。

提供了前面的描述以使本领域的其它技术人员能够最好地利用本文公开的这些示例性示例的各个方面。该示例性描述并不旨在是详尽的，或被局限为所公开的任何精确的形式。在不脱离本公开的范围的情况下，许多修改和变化是可能的。本文公开的实施例在所有方面都应被认为是说明性的而非限制性的。在确定本公开的范围时，应当参考所附的任何权利要求及其等同物进行。

除非另有说明，否则如在说明书和/或权利要求中使用的术语“连接到”和“耦接到”(及其派生词)应被解释为允许直接连接和间接(即，经由其它元件或部件)连接。此外，如在说明书和权利要求中使用的术语“一”或“一个”被解释为表示“至少一个”。最后，为了便于使用，说明书和权利要求书中使用的术语“包括”和“具有”(以及它们的派生词)可以与词语“包含”可互换并具有与词语“包含”相同的含义。

应理解的是，当一个元件(例如，层或区域)被称为形成在另一元件上、沉积在另一元件上或设置在另一元件“上”或“上方”时，该一个元件可以直接位于该另一元件的至少一部分上，或者也可以存在一个或多个中间元件。相反地，当一个元件被称为“直接在另一元件上”或“直接在另一元件上方”时，该一个元件可以位于该另一元件的至少一部分上，而不存在中间元件。

如在本文所使用的，在某些实施例中，关于特定数值或值范围的术语“约”可以指并包括所述的值以及在所述的值的10％内的所有值。因此，举例来说，在某些实施例中，将数值“50”称为“约50”可以包括等于50±5的值，即在45到55范围内的值。

如本文所使用的，关于给定参数、性质或条件的术语“基本上”可以指并包括本领域技术人员将会理解的程度，即给定参数、性质或条件满足较小程度(例如，在可接受的制造公差内)的变化。举例来说，取决于基本上满足的特定参数、性质或条件，该参数、性质或条件可以至少约90％满足、至少约95％满足、或甚至至少约99％满足。

虽然可以使用过渡短语“包括”来公开特定实施例的各种特征、元件或步骤，但是应当理解的是，替代实施例(包括可以使用过渡短语“由……组成”或“基本由……组成”描述的实施例)是隐含的。因此，例如，包含或包括PVDF的含氟聚合物的隐含替代实施例包括含氟聚合物基本上由PVDF组成的实施例和含氟聚合物由PVDF组成的实施例。

Claims (15)

1.一种聚合物双层，所述聚合物双层包括：

第一层，所述第一层包括多孔含氟聚合物；以及

第二层，所述第二层包括覆于所述第一层上方的聚乙烯。

2.根据权利要求1所述的聚合物双层，所述聚合物双层具有至少约10％的短波长(0.25μm<λ<5μm)红外反射率和小于约10％的长波长(8μm<λ<14μm)红外反射率。

3.根据权利要求1或2所述的聚合物双层，其中，所述第一层包括非多孔含氟聚合物支承层，所述非多孔含氟聚合物支承层直接覆于所述多孔含氟聚合物上方；和/或优选地，其中，所述多孔含氟聚合物包括聚偏二氟乙烯(PVDF)；和/或优选地，其中，所述多孔含氟聚合物选自由以下项组成的组：PVDF-CTFE、PVDF-HFP、PVDF-TFE、PVDF-TrFE、PVDF-TrFE-TFE及它们的组合。

4.根据任一前述权利要求所述的聚合物双层，其中，所述多孔含氟聚合物包括至少约15vol.％的孔隙率；和/或优选地，其中，所述多孔含氟聚合物包括平均孔径至少约为100nm的多个孔。

5.根据任一前述权利要求所述的聚合物双层，其中，所述聚乙烯包括至少约300,000g/mol的分子量。

6.根据任一前述权利要求所述的聚合物双层，其中，所述第二层包括低分子量蜡。

7.根据任一前述权利要求所述的聚合物双层，其中，所述第二层基本上是致密的。

8.根据任一前述权利要求所述的聚合物双层，其中，所述第二层包括至少约1vol.％的孔隙率；和/或优选地，其中，所述第二层包括平均孔径至少约为50nm的多个孔。

9.根据任一前述权利要求所述的聚合物双层，其中，所述第二层包括添加剂，所述添加剂选自由以下项组成的组：抗氧化剂和颜料。

10.根据任一前述权利要求所述的聚合物双层，其中，所述第二层包括至少约5W/mK的导热率；和/或优选地，其中，所述第二层包括至少约2GPa的杨氏模量和至少约0.7GPa的抗拉强度。

11.根据任一前述权利要求所述的聚合物双层，其中，所述多孔含氟聚合物和所述聚乙烯各自具有至少约40％的太阳光谱反射率。

12.根据任一前述权利要求所述的聚合物双层，其中，所述多孔含氟聚合物和所述聚乙烯各自具有至少约40％的长波长红外发射率。

13.根据任一前述权利要求所述的聚合物双层，其中，所述第一层的厚度的范围从约0.2mm到约1mm，并且所述第二层的厚度的范围从约10微米到约1mm。

14.一种聚合物双层，所述聚合物双层包括：

第一层，所述第一层包括多孔含氟聚合物；以及

第二层，所述第二层包括直接覆于所述第一层上方的超高分子量聚乙烯。

15.一种方法，所述方法包括：

形成第一层，所述第一层包括多孔含氟聚合物；

形成第二层，所述第二层包括分子量至少约为300,000g/mol的聚乙烯；以及

将所述第一层层压到所述第二层，以形成具有至少约10％的短波长(0.25μm<λ<5μm)红外反射率和小于约10％的长波长(8μm<λ<14μm)红外反射率的聚合物双层。