RU2637230C1 - Method of forming polymeric track membrane with cavity of given curvature and device for its implementation - Google Patents

Method of forming polymeric track membrane with cavity of given curvature and device for its implementation Download PDF

Info

Publication number
RU2637230C1
RU2637230C1 RU2016142238A RU2016142238A RU2637230C1 RU 2637230 C1 RU2637230 C1 RU 2637230C1 RU 2016142238 A RU2016142238 A RU 2016142238A RU 2016142238 A RU2016142238 A RU 2016142238A RU 2637230 C1 RU2637230 C1 RU 2637230C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
chamber
cavity
matrix
polymer
inert gas
Prior art date
Application number
RU2016142238A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Екатерина Олеговна Филиппова
Андрей Владимирович Филиппов
Виктор Николаевич Кудияров
Original Assignee
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" filed Critical Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет"
Priority to RU2016142238A priority Critical patent/RU2637230C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2637230C1 publication Critical patent/RU2637230C1/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D67/00Processes specially adapted for manufacturing semi-permeable membranes for separation processes or apparatus
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C51/00Shaping by thermoforming, i.e. shaping sheets or sheet like preforms after heating, e.g. shaping sheets in matched moulds or by deep-drawing; Apparatus therefor
    • B29C51/10Forming by pressure difference, e.g. vacuum

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: method of forming a polymeric track membrane with a cavity of a given curvature includes laying a polymer blank onto a die, placing the die in a sealed chamber, evacuating ambient air from the chamber, supplying an inert gas under pressure, heating the chamber. Herewith a polymer preform from polyethylene terephthalate is used, previously irradiated with heavy ions 40Ar+8 and sensitized by ultraviolet radiation. After evacuating the atmospheric air from the chamber, the thermocouple-controlled heating of the chamber with a die and a preform installed therein is carried out up to 120°C, an inert gas is supplied under the pressure of, at least, 0.25 MPa and the temperature and pressure in the chamber are kept constant for 15 minutes. Then, pumping out the inert gas, the chamber is gradually cooled to room temperature, the preform is removed and etched with an aqueous solution of alkali NaOH.
EFFECT: expanding the arsenal of technical means for forming a polymeric track membrane with a cavity of a given curvature.
2 cl, 8 dwg

Description

Изобретения относятся к области обработки пластиков, а именно к формованию пластиков нагревом с использованием газов, и могут быть использованы для изготовления полимерных трековых мембран с полостью заданной кривизны, например из полиэтилентерефталата, для осуществления барьерной кератопластики в медицине.The invention relates to the field of processing plastics, namely, the molding of plastics by heating using gases, and can be used for the manufacture of polymer track membranes with a cavity of a given curvature, for example, from polyethylene terephthalate, for the implementation of barrier keratoplasty in medicine.

Известен способ изготовления из пленочных материалов изделий с цилиндрической отбортовкой типа мембран (SU 582100 A1, МПК 5 B29C 1/00, B29C 17/02, опубл. 30.11.1977) путем формообразования заготовки на пуансоне, проходящем через матрицу, включающий нагрев заготовки с последующим ее охлаждением. Для изготовления изделий из ориентированного пленочного материала формообразование заготовки осуществляют перед ее нагревом.A known method of manufacturing from film materials products with a cylindrical flanging of the type of membranes (SU 582100 A1, IPC 5 B29C 1/00, B29C 17/02, publ. 11/30/1977) by forming a blank on a punch passing through a matrix, including heating the blank with subsequent its chilled. For the manufacture of articles from oriented film material, the preform is formed before it is heated.

Недостатком способа является невозможность получения требуемой кривизны изделия, так как формование осуществляют при помощи цилиндрической матрицы в процессе пластической деформации, что ведет к формированию дефектов на поверхности изделия и разнотолщинности.The disadvantage of this method is the inability to obtain the desired curvature of the product, since the molding is carried out using a cylindrical matrix in the process of plastic deformation, which leads to the formation of defects on the surface of the product and the thickness difference.

Известно устройство для формования изделий из термопластичных материалов (RU 2183159 C2, МПК 7 B29C 51/02, опубл. 10.06.2002), содержащее матрицу с полостью и штуцером для отвода воздуха, установленную над ней камеру с подвижным пуансоном и штуцером для подвода воздуха, блок регулирования давления воздуха. Блок регулирования давления воздуха содержит первый пневмораспределитель, вход которого предназначен для подключения к источнику сжатого воздуха, а выход подсоединен к штуцеру для подвода воздуха. Привод пуансона выполнен в виде пневмоцилиндра с надпоршневой и подпоршневой полостями, в блок регулирования давления воздуха введены регулировочный пневмодроссель и второй пневмораспределитель, вход которого предназначен для подключения к источнику сжатого воздуха, а первый выход соединен с надпоршневой полостью пневмоцилиндра, с штуцером для подвода воздуха и с выходом первого пневмораспределителя, выхлопное отверстие которого соединено с регулировочным пневмодросселем, второй выход второго пневмораспределителя соединен с подпоршневой полостью пневмоцилиндра.A device is known for molding products from thermoplastic materials (RU 2183159 C2, IPC 7 B29C 51/02, publ. 06/10/2002) containing a matrix with a cavity and a nozzle for venting air, a chamber above it with a movable punch and a nozzle for air inlet, air pressure regulation unit. The air pressure control unit contains a first pneumatic distributor, the input of which is designed to be connected to a source of compressed air, and the output is connected to a fitting for air supply. The drive of the punch is made in the form of a pneumatic cylinder with a supra-piston and sub-piston cavities, an adjusting pneumatic throttle and a second pneumatic distributor are introduced into the air pressure control unit, the input of which is designed to connect to a compressed air source, and the first output is connected to the supra-piston cavity of the pneumatic cylinder, with a fitting for supplying air and the output of the first pneumatic distributor, the exhaust opening of which is connected to the control pneumatic throttle, the second output of the second pneumatic distributor is connected to the sub Piston cavity of the pneumatic cylinder.

Недостатком устройства является то, что в пневмораспределительных системах используется атмосферный воздух, содержащий различные примеси, в том числе масляные частицы, добавляемые для предотвращения коррозии элементов, попадание этих частиц на изделие в процессе формования приводит к его загрязнению.The disadvantage of this device is that in pneumatic distribution systems using atmospheric air containing various impurities, including oil particles added to prevent corrosion of the elements, the ingress of these particles on the product during molding leads to its contamination.

Известен способ производства полых изделий из тонких листов термопласта (RU 2111119 С1, МПК 6 B29C 51/10, B29C 51/06, B29C 51/42, опубл. 20.05.1998), заключающийся в том, что верхнюю плиту узла формовки нагревают до установочной температуры, зажимают лист между плитой и матрицей, принудительно прижимают лист к плите нагрева воздухом. После контактного нагрева листа производят его негативное пневмоформование сжатым воздухом, подаваемым через отверстия в верхней плите. Затем после охлаждения отформованное изделие извлекают. Прижим листа к плите нагрева производят избыточным давлением со стороны матрицы.A known method of manufacturing hollow products from thin sheets of thermoplastic (RU 2111119 C1, IPC 6 B29C 51/10, B29C 51/06, B29C 51/42, publ. 05/20/1998), which consists in the fact that the upper plate of the molding unit is heated to the installation temperature, clamp the sheet between the plate and the matrix, forcibly press the sheet to the heating plate with air. After contact heating of the sheet, it is negatively molded by compressed air supplied through openings in the upper plate. Then, after cooling, the molded product is removed. The sheet is pressed against the heating plate by excess pressure from the side of the matrix.

Недостатками способа являются нагрев только одного элемента узла формовки и использование контактного нагрева, в результате которых распределение температуры в зоне формования будет неравномерным и возможны искажения формы изделия.The disadvantages of the method are the heating of only one element of the molding unit and the use of contact heating, as a result of which the temperature distribution in the molding zone will be uneven and distortion of the product shape is possible.

Известно устройство для пневмовакуумного формования полых изделий из листовых термопластов (SU 1537561 A1, МПК 5 B29C 51/00, опубл. 23.01.1990), содержащее размещенный на основании пуансон, сообщенный каналами с системой подачи сжатого воздуха и вакуумирования, и установленное с возможностью осевого перемещения разъемное зажимное приспособление, снабженное пуансоном с втулкой и стаканом, наружный диаметр которого равен внутреннему диаметру втулки.A device for pneumatic vacuum molding of hollow products from sheet thermoplastics (SU 1537561 A1, IPC 5 B29C 51/00, publ. 23.01.1990), containing placed on the base of the punch communicated by channels with a compressed air and vacuum system, and installed with the possibility of axial displaceable clamping device equipped with a punch with a sleeve and a cup, the outer diameter of which is equal to the inner diameter of the sleeve.

Недостатком устройства является то, что в результате воздействия пуансона происходит пластическое деформирование материала заготовки, что может привести к образованию поверхностных дефектов и разнотолщинности изделия.The disadvantage of this device is that as a result of the action of the punch, plastic deformation of the workpiece material occurs, which can lead to the formation of surface defects and the thickness of the product.

Известен способ получения полимерной трековой мембраны с полостью заданной кривизны (US 8506833 В2, опубл. 13.08.2013), выбранный в качестве прототипа, который включает укладку полимерной заготовки на матрицу, установку матрицы в герметичную камеру, откачивание атмосферного воздуха из камеры, подачу инертного газа под давлением 5 МПа, нагрев камеры до температуры 164°C, облучение заготовки тяжелыми ионами, сенсибилизацию ультрафиолетовым излучением и травление водным раствором щелочи NaOH с концентрацией 5N.A known method of producing a polymer track membrane with a cavity of a given curvature (US 8506833 B2, publ. 08/13/2013), selected as a prototype, which includes laying a polymer blank on a matrix, installing the matrix in an airtight chamber, pumping out atmospheric air from the chamber, supplying inert gas at a pressure of 5 MPa, heating the chamber to a temperature of 164 ° C, irradiating the workpiece with heavy ions, sensitization with ultraviolet radiation and etching with an aqueous solution of alkali NaOH with a concentration of 5N.

Недостатками способа являются потребность в высоком давлении (5 МПа); необходимость в специальной установке, способной осуществлять не только подачу температуры и давления, но и облучать материал ионами с последующей сенсибилизацией ультрафиолетовым излучением и травлением щелочью, возможность использования только необлученного материала, а также ограниченная величина радиуса кривизны формируемой полости до 5 мм:The disadvantages of the method are the need for high pressure (5 MPa); the need for a special installation capable of not only supplying temperature and pressure, but also irradiating the material with ions, followed by sensitization with ultraviolet radiation and alkali etching, the possibility of using only unirradiated material, and the limited radius of curvature of the cavity formed up to 5 mm:

0,2b≤r≤5b,0.2b≤r≤5b,

где b толщина стенки полости, изменяющаяся в пределах 0,02-1000 мкм.where b is the wall thickness of the cavity, varying in the range of 0.02-1000 microns.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для формования изделий из термопластичных материалов (в том числе полимеров) (RU 2031793 C1, МПК 6 B29C 51/10, опубл. 27.03.1995), содержащее матрицу с полостью и штуцером для отвода воздуха, установленную над ней камеру с пуансоном и штуцером для подвода воздуха. Штуцер подвода воздуха снабжен клапаном. Линейные размеры нижнего основания пуансона и верхнего основания полости матрицы связаны соотношениями.Closest to the proposed is a device for molding products from thermoplastic materials (including polymers) (RU 2031793 C1, IPC 6 B29C 51/10, publ. 03/27/1995), containing a matrix with a cavity and a nozzle for venting, mounted above it chamber with a punch and a fitting for air supply. The air inlet is equipped with a valve. The linear dimensions of the lower base of the punch and the upper base of the cavity of the matrix are related by ratios.

l=(0,5-0,3) L;l = (0.5-0.3) L;

b=(0,5 -0,3) В,b = (0.5 -0.3) V,

где l - длина нижнего основания пуансона;where l is the length of the lower base of the punch;

L - длина верхнего основания полости матрицы;L is the length of the upper base of the matrix cavity;

b - ширина нижнего основания пуансона;b is the width of the lower base of the punch;

В - ширина верхнего основания полости матрицы.B is the width of the upper base of the cavity of the matrix.

Это устройство не позволяет регулировать нагрев и охлаждение области формования, а также давление воздуха для осуществления процесса формования.This device does not allow to control the heating and cooling of the molding area, as well as the air pressure for the implementation of the molding process.

Изобретения направлены на расширение арсенала технических средств аналогичного назначения.The invention is aimed at expanding the arsenal of technical equipment for a similar purpose.

Единым техническим результатом, достигаемым при осуществлении заявленной группы изобретений, является формование полимерной трековой мембраны с полостью заданной кривизны.A single technical result achieved by the implementation of the claimed group of inventions is the formation of a polymer track membrane with a cavity of a given curvature.

Предложенный способ формования полимерной трековой мембраны с полостью заданной кривизны, включающий укладку полимерной заготовки па матрицу, установку матрицы в герметичную камеру, откачивание атмосферного воздуха из камеры, подачу инертного газа под давлением, нагрев камеры, облучение заготовки тяжелыми ионами, сенсибилизацию ультрафиолетовым излучением, травление водным раствором щелочи NaOH, отличающийся тем, что используют полимерную заготовку из полиэтилентерефталата ,предварительно облученную тяжелыми ионами 40Ar+8 и сенсибилизированную ультрафиолетовым излучением. После откачивания атмосферного воздуха из камеры осуществляют контролируемый термопарой нагрев камеры с установленной в ней матрицей и заготовкой до 120°C и подают инертный газ под давлением не менее 0,25 МПа. Выдерживают постоянными температуру и давление в камере в течение 15 минут. Затем, откачивая инертный газ, осуществляют постепенное охлаждение камеры до комнатной температуры. Извлекают заготовку и подвергают травлению водным раствором щелочи NaOH.The proposed method of molding a polymer track membrane with a cavity of a given curvature, including laying a polymer blank on a matrix, installing the matrix in an airtight chamber, pumping out atmospheric air from the chamber, supplying inert gas under pressure, heating the chamber, irradiating the workpiece with heavy ions, sensitization with ultraviolet radiation, etching with water alkali solution NaOH, characterized in that they use a polymer preform of polyethylene terephthalate, previously irradiated with heavy ions of 40 Ar +8 and sensitization caused by ultraviolet radiation. After pumping out atmospheric air from the chamber, a thermocouple-controlled heating of the chamber is carried out with the matrix installed in it and the billet to 120 ° C and an inert gas is supplied at a pressure of at least 0.25 MPa. Maintain constant temperature and pressure in the chamber for 15 minutes. Then, pumping out an inert gas, the chamber is gradually cooled to room temperature. The preform is removed and etched with an aqueous solution of alkali NaOH.

Предложенное устройство для формования полимерной трековой мембраны с полостью заданной кривизны, так же как в прототипе, содержит матрицу с полостью заданной кривизны, штуцер для отвода воздуха, снабженный клапаном.The proposed device for forming a polymer track membrane with a cavity of a given curvature, as in the prototype, contains a matrix with a cavity of a given curvature, a fitting for venting air, equipped with a valve.

Согласно изобретению в трубчатой печи установлена камера, в центральном отверстии которой установлено основание матрицы, на котором при помощи крышки и винтов закреплена полимерная заготовка, причем основание матрицы выполнено с полостью заданной кривизны. В центральном отверстии крышки камеры установлены термопара и штуцер для отвода воздуха, к которому подключен блок регулирования давления воздуха и газа, соединенный с баллоном с инертным газом.According to the invention, a chamber is installed in the tube furnace, in the central opening of which a matrix base is mounted, on which a polymer preform is fixed with a lid and screws, the matrix base being made with a cavity of a given curvature. A thermocouple and a fitting for venting air are installed in the central opening of the chamber lid, to which an air and gas pressure control unit is connected, which is connected to an inert gas cylinder.

Таким образом, предложенные способ и устройство для его осуществления позволяют формовать трековые мембраны из полиэтилентерефталата толщиной 7 мкм с полостью заданной кривизны, необходимой для имплантации в роговицу глаза.Thus, the proposed method and device for its implementation allow the formation of track membranes from polyethylene terephthalate with a thickness of 7 μm with a cavity of a given curvature necessary for implantation in the cornea of the eye.

На фиг. 1 показано устройство для формования полимерной трековой мембраны с полостью заданной кривизны в собранном состоянии и местный разрез.In FIG. 1 shows a device for forming a polymer track membrane with a cavity of a given curvature in an assembled state and a local section.

На фиг. 2 показано устройство для формования полимерной трековой мембраны с полостью заданной кривизны в собранном состоянии, вид А с фиг. 1.In FIG. 2 shows a device for forming a polymer track membrane with a cavity of a given curvature in an assembled state, view A from FIG. one.

На фиг. 3 показан элемент устройства для формования полимерной трековой мембраны с полостью заданной кривизны, вид Б с фиг. 1, после процесса формирования кривизны полимерной заготовки.In FIG. 3 shows an element of a device for forming a polymer track membrane with a cavity of a given curvature, view B of FIG. 1, after the process of forming the curvature of the polymer preform.

На фиг. 4 показан элемент устройства для формования полимерной трековой мембраны с полостью заданной кривизны, разрезы В-В и Г-Г с фиг. 3, после процесса формирования кривизны полимерной заготовки.In FIG. 4 shows an element of a device for molding a polymer track membrane with a cavity of a given curvature, sections BB and GG of FIG. 3, after the process of forming the curvature of the polymer preform.

На фиг. 5 показано изображение поверхности полимерной трековой мембраны, полученное на лазерном сканирующем микроскопе, после процедуры формирования полости с заданной кривизной, показано распределение высот.In FIG. 5 shows a surface image of a polymer track membrane obtained by a laser scanning microscope, after the procedure for forming a cavity with a given curvature, the height distribution is shown.

На фиг. 6 показан профиль поперечного сечения полимерной трековой мембраны, полученный на лазерном сканирующем микроскопе и соответствующий разрезу В-В, показанному на фиг. 3.In FIG. 6 shows a cross-sectional profile of a polymer track membrane obtained by a laser scanning microscope and corresponding to section BB shown in FIG. 3.

На фиг.7 показан профиль поперечного сечения полимерной трековой мембраны, полученный на лазерном сканирующем микроскопе и соответствующий разрезу Г-Г, показанному на фиг. 3.FIG. 7 shows a cross-sectional profile of a polymer track membrane obtained with a laser scanning microscope and corresponding to the G-D section shown in FIG. 3.

На фиг. 8 показано изображение скола поперечного сечения полимерной трековой мембраны из полиэтилентерефталата, выполненное на растровом электронном микроскопе. В нижней части изображения приведена масштабная шкала длиной 10 мкм с ценой деления 1 мкм.In FIG. Figure 8 shows a cross-sectional image of a polymer track membrane of polyethylene terephthalate made using a scanning electron microscope. At the bottom of the image is a scale scale of 10 microns in length with a division price of 1 micron.

Устройство для формования полимерной трековой мембраны с полостью заданной кривизны (фиг. 1-4) содержит цилиндрическую камеру 1, в центральном отверстии которой установлено основание матрицы 2, на котором при помощи крышки 3 и винтов 4 закреплена полимерная заготовка 5. Основание матрицы 2 выполнено с полостью заданной кривизны. Центральное отверстие в камере 1 закрыто крышкой 6, которая закреплена болтами 7, шайбами 8 и гайками 9 (фиг. 2, 3). В центральном отверстии крышки 6 установлен штуцер 10 и термопара 11. Камера 1 установлена в трубчатой печи 12. Блок регулирования давления воздуха и газа 13 (БРДВиГ) подключен к штуцеру 10, который снабжен клапаном. К блоку регулирования давления воздуха и газа 13 подключен баллон с инертным газом 14.A device for molding a polymer track membrane with a cavity of a given curvature (Fig. 1-4) contains a cylindrical chamber 1, in the central hole of which a matrix base 2 is mounted, on which a polymer blank 5 is fixed using a cover 3 and screws 4. The matrix 2 base is made with cavity of a given curvature. The Central hole in the chamber 1 is closed by a cover 6, which is fixed by bolts 7, washers 8 and nuts 9 (Fig. 2, 3). A fitting 10 and a thermocouple 11 are installed in the central hole of the lid 6. The chamber 1 is installed in a tubular furnace 12. The air and gas pressure control unit 13 (BRDViG) is connected to the fitting 10, which is equipped with a valve. An inert gas cylinder 14 is connected to the air and gas pressure control unit 13.

Использован блок регулирования давления воздуха и газа - GAS Reaction Controller LP. Трубчатая печь - СУОЛ-0.25.1/12-И1.An air and gas pressure control unit was used - GAS Reaction Controller LP. Tube furnace - SUOL-0.25.1 / 12-I1.

Облученную на циклотроне С-100 пучком ионов 40Ar+8 с максимальной энергией 41 МэВ и сенсибилизированную ультрафиолетовым излучением на эритемной лампе ЛЭ 30 с длиной волны λ=310 нм полимерную заготовку 5 из полиэтилентерефталата диаметром 3,0 см поместили на основание матрицы 2 и закрепили при помощи крышки 3 и винтов 4. Основание матрицы 2 имело полость с кривизной, необходимой для формирования кривизны пленки, отвечающей требованиям кривизны роговицы глаза: ширина в горизонтальной D1=10 мм и вертикальной D2=11 мм плоскостях, радиус в горизонтальной R1=5,66 мм и вертикальной R2=6,5 мм плоскостях, высота h=3 мм.A 40 Ar +8 ion beam irradiated at the C-100 cyclotron with a maximum energy of 41 MeV and sensitized with ultraviolet radiation on an LE 30 erythema lamp with a wavelength of λ = 310 nm, a polymer preform 5 made of polyethylene terephthalate 3.0 cm in diameter was placed on the base of the matrix 2 and fixed using the cover 3 and screws 4. The base of the matrix 2 had a cavity with the curvature necessary to form the curvature of the film that meets the requirements of the curvature of the cornea of the eye: width in horizontal D 1 = 10 mm and vertical D 2 = 11 mm planes, radius in horizontal R 1 = 5.66 mm and vertical R 2 = 6.5 mm planes, height h = 3 mm.

Матрицу 2 в собранном состоянии установили в камере 1. Камеру 1 закрыли крышкой 6, которую прикрепили болтами 7, шайбами 8 и гайками 9. В центральное отверстие крышки 6 установили штуцер 10 и термопару 11. Камеру 1 в собранном состоянии поместили в трубчатую печь 12. После этого через штуцер 10 с помощью блока регулирования давления воздуха и газа 13 (БРДВиГ) откачали атмосферный воздух и в камере 1 создали давление до 0,1 Па. Затем с помощью трубчатой печи 12 произвели линейный нагрев камеры 1 со скоростью 6°C/мин до температуры 120°C. Контроль температуры осуществляли термопарой 11. При достижении температуры 120°C с помощью блока регулирования давления воздуха и газа 13 (БРДВиГ) в камеру 1 под давлением из баллона 14 подавали инертный газ аргон до достижения давления 0,25 МПа. Давление газа прижимало полимерную заготовку 5 к поверхности основания матрицы 2, имеющей заданную кривизну (фиг. 4). Выдерживали 15 минут при температуре 120°C и давлении 0,25 МПа, затем осуществляли откачку газа и линейное охлаждение камеры 1 со скоростью 2°C/мин до комнатной температуры. Охлажденную камеру 1 разбирали и извлекали полимерную заготовку 5 со сформированной кривизной.The matrix 2 in the assembled state was installed in the chamber 1. The chamber 1 was closed with a cover 6, which was fastened with bolts 7, washers 8 and nuts 9. A fitting 10 and a thermocouple 11 were installed in the central hole of the cover 6. The chamber 1 was placed in the tube furnace 12 in the assembled state. After that, atmospheric air was pumped out through the nozzle 10 using an air and gas pressure control unit 13 (BRDViG) and a pressure of 0.1 Pa was created in chamber 1. Then, using the tube furnace 12, the chamber 1 was linearly heated at a rate of 6 ° C / min to a temperature of 120 ° C. The temperature was controlled by thermocouple 11. Upon reaching a temperature of 120 ° C using an air and gas pressure control unit 13 (BRDViG), inert argon gas was supplied to chamber 1 under pressure from cylinder 14 until a pressure of 0.25 MPa was reached. The gas pressure pressed the polymer preform 5 to the surface of the base of the matrix 2 having a given curvature (Fig. 4). It was held for 15 minutes at a temperature of 120 ° C and a pressure of 0.25 MPa, then gas was evacuated and the chamber 1 was linearly cooled at a rate of 2 ° C / min to room temperature. The cooled chamber 1 was disassembled and the polymer preform 5 with the formed curvature was removed.

Извлеченную полимерную заготовку 5 со сформированной кривизной (фиг. 5, 6, 7) подвергали щелочному травлению в водном растворе NaOH с концентрацией 1,5N при температуре 77°C. Щелочное травление материала в области треков привело к формированию системы сквозных треков диаметром 0,4 мкм (фиг. 8).The extracted polymer preform 5 with the formed curvature (Fig. 5, 6, 7) was subjected to alkaline etching in an aqueous solution of NaOH with a concentration of 1.5 N at a temperature of 77 ° C. Alkaline etching of the material in the region of the tracks led to the formation of a system of through tracks with a diameter of 0.4 μm (Fig. 8).

Способ апробирован на 50 облученных полимерных заготовках - пленках из полиэтилентерефталата.The method was tested on 50 irradiated polymer blanks - films of polyethylene terephthalate.

На лазерном сканирующем микроскопе Olympus LEXT OLS4100 был определен трехмерный профиль поверхности трековой мембраны после формирования заданной кривизны (фиг. 5, 6, 7).On an Olympus LEXT OLS4100 laser scanning microscope, a three-dimensional surface profile of the track membrane was determined after the formation of a given curvature (Fig. 5, 6, 7).

В целях получения качественного скола поперечного сечения трековой мембраны образец фиксировали в течение суток на эритемную лампу с λ=310 мм. Электронную микроскопию произвели при помощи электронного микроскопа Hitachi ТМ - 3000.In order to obtain a high-quality cleavage of the cross-section of the track membrane, the sample was fixed for 24 hours on an erythema lamp with λ = 310 mm. Electron microscopy was performed using a Hitachi TM-3000 electron microscope.

Результаты лабораторного исследования показали, что измеренный профиль облученной пленки после формования полимерной пленки заданной кривизны соответствует требуемой кривизне роговицы глаза.The results of a laboratory study showed that the measured profile of the irradiated film after forming a polymer film of a given curvature corresponds to the required curvature of the cornea of the eye.

Claims (2)

1. Способ формования полимерной трековой мембраны с полостью заданной кривизны, включающий укладку полимерной заготовки на матрицу, установку матрицы в герметичную камеру, откачивание атмосферного воздуха из камеры, подачу инертного газа под давлением, нагрев камеры, отличающийся тем, что используют полимерную заготовку из полиэтилентерефталата, предварительно облученную тяжелыми ионами 40Ar+8 и сенсибилизированную ультрафиолетовым излучением, после откачивания атмосферного воздуха из камеры осуществляют контролируемый термопарой нагрев камеры с установленной в ней матрицей и заготовкой до 120°C, подают инертный газ под давлением не менее 0,25 МПа, выдерживают постоянными температуру и давление в камере в течение 15 минут, затем, откачивая инертный газ, осуществляют постепенное охлаждение камеры до комнатной температуры, извлекают заготовку и подвергают травлению водным раствором щелочи NaOH.1. A method of forming a polymer track membrane with a cavity of a given curvature, including laying a polymer preform on a matrix, installing the matrix in an airtight chamber, pumping out atmospheric air from the chamber, supplying inert gas under pressure, heating the chamber, characterized in that the polymer preform is made of polyethylene terephthalate, previously irradiated with heavy ions 40 Ar +8 and sensitized with ultraviolet radiation, after evacuation of atmospheric air from the chamber, a thermocouple controlled by heating the chamber with the matrix installed in it and the workpiece to 120 ° C, supply inert gas under a pressure of at least 0.25 MPa, keep the temperature and pressure in the chamber constant for 15 minutes, then pumping out the inert gas, gradually cool the chamber to room temperature temperature, remove the workpiece and subjected to etching with an aqueous solution of alkali NaOH. 2. Устройство для формования полимерной трековой мембраны с полостью заданной кривизны, содержащее матрицу с полостью, штуцер, снабженный клапаном, отличающееся тем, что устройство содержит камеру, в центральном отверстии которой установлено основание матрицы, на котором при помощи крышки и винтов закреплена полимерная заготовка, основание матрицы выполнено с полостью заданной кривизны, в центральном отверстии крышки камеры установлены штуцер и термопара, камера установлена в трубчатой печи, к штуцеру подключен блок регулирования давления воздуха и газа, который подключен к баллону с инертным газом.2. A device for forming a polymer track membrane with a cavity of a given curvature, comprising a matrix with a cavity, a nozzle provided with a valve, characterized in that the device comprises a chamber, in the central opening of which a matrix base is mounted, on which a polymer blank is fixed with a lid and screws, the matrix base is made with a cavity of a given curvature, a fitting and a thermocouple are installed in the central hole of the chamber cover, the camera is installed in a tube furnace, a pressure control unit is connected to the fitting air and gas, which is connected to an inert gas cylinder.
RU2016142238A 2016-10-26 2016-10-26 Method of forming polymeric track membrane with cavity of given curvature and device for its implementation RU2637230C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016142238A RU2637230C1 (en) 2016-10-26 2016-10-26 Method of forming polymeric track membrane with cavity of given curvature and device for its implementation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016142238A RU2637230C1 (en) 2016-10-26 2016-10-26 Method of forming polymeric track membrane with cavity of given curvature and device for its implementation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2637230C1 true RU2637230C1 (en) 2017-12-01

Family

ID=60581704

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016142238A RU2637230C1 (en) 2016-10-26 2016-10-26 Method of forming polymeric track membrane with cavity of given curvature and device for its implementation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2637230C1 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3724673A (en) * 1970-08-28 1973-04-03 Gen Electric Textured membranes for blood dialyzers oxygenators and the like
RU2031793C1 (en) * 1992-07-01 1995-03-27 Товарищество с ограниченной ответственностью "Теплоформ" Device for making articles from thermoplastic materials
RU2056917C1 (en) * 1992-06-11 1996-03-27 Елена Викторовна Панина Track membranes production method
US8506833B2 (en) * 2004-07-21 2013-08-13 Karlsruhe Institute Of Technology Molded body, method for producing the body and use thereof
US8980148B2 (en) * 2012-04-09 2015-03-17 Nanotech Industries, Inc. Method of manufacturing a track membrane
EP2403630B1 (en) * 2009-09-27 2015-05-13 Technische Universität Ilmenau Microstructured molded body comprising perforated portions and method for producing the same

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3724673A (en) * 1970-08-28 1973-04-03 Gen Electric Textured membranes for blood dialyzers oxygenators and the like
RU2056917C1 (en) * 1992-06-11 1996-03-27 Елена Викторовна Панина Track membranes production method
RU2031793C1 (en) * 1992-07-01 1995-03-27 Товарищество с ограниченной ответственностью "Теплоформ" Device for making articles from thermoplastic materials
US8506833B2 (en) * 2004-07-21 2013-08-13 Karlsruhe Institute Of Technology Molded body, method for producing the body and use thereof
EP2403630B1 (en) * 2009-09-27 2015-05-13 Technische Universität Ilmenau Microstructured molded body comprising perforated portions and method for producing the same
US8980148B2 (en) * 2012-04-09 2015-03-17 Nanotech Industries, Inc. Method of manufacturing a track membrane

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107297412B (en) The quick air pressure expanding method of thermal state metal plate
KR19980041925A (en) Equipment and process for forming micro system structure
CN109111091B (en) Graphite mold, 3D glass hot bending device and 3D glass hot bending method
RU2637230C1 (en) Method of forming polymeric track membrane with cavity of given curvature and device for its implementation
EP2803470B1 (en) Molding method
US20150217506A1 (en) Roller Pressing Device, Imprinting Device, and Roller Pressing Method
US20150283754A1 (en) Roller-Type Pressurization Device, Imprinter, and Roller-Type Pressurization Method
EP2783833B1 (en) Imprinting device and imprinting method
EP2889895B1 (en) Imprint device and imprint method
US20150042013A1 (en) Imprint device and imprint method
Deshmukh et al. Investigation of deviation in width of embossed micro-structure by hot embossing
TW593174B (en) Press-forming method and machine for glass
CN114454507B (en) Inverted gas expansion forming method of inclined micropore array
WO2012147958A1 (en) Fluid pressure imprinting device and pressurization device
JP5488766B2 (en) Fluid pressure imprint apparatus and imprint method
DE102008048298A1 (en) Method for embossing microstructures in flat thermoplastic plastic semi-finished products, such as plates or films, involves melting plastic surface area by coupling of ultrasonic energy
CN109601000A (en) Method and apparatus for bent sheet
JP2006248843A (en) Forming apparatus and forming method
US20230145770A1 (en) Molding apparatus and method for embossing a raw material
EP3266588B1 (en) Thermoforming machine, mold assembly, mold, and method
US4130387A (en) Apparatus for thermoforming plastic articles
FI76020B (en) FOERFARANDE OCH ANORDNING FOER FRAMSTAELLNING AV VAERMEKRYMPANDE, POLYMERA, IHAOLIGA ALSTER HUVUDSAKLIGEN AV POLYVINYLKLORIDPLASTIKAT.
EP0176524A1 (en) Method of moulding.
EP3781334B1 (en) Super plastic forming apparatus and method
CN113524631B (en) Mould for producing blow molding tray and production process

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20191027