專利名稱：用聚醚酮酮上膠的纖維的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用一個無定形聚醚酮酮涂層上膠的纖維以及包括此類上膠的纖維的增強(qiáng)的聚合物。相關(guān)技術(shù)的討論對于諸如玻璃纖維和碳纖維的纖維表面存在不同的化學(xué)處理，以輔助其處理、改善配混和下游工藝(如注塑模制)的可加工性、并且對于特殊的最終用途的應(yīng)用改善強(qiáng)度和其他特性。將細(xì)絲在形成之后捆束在一起之前，將一種涂料組合物或上膠組合物施加在這些單獨(dú)細(xì)絲的至少一部分表面上以保護(hù)它們免于磨損并且輔助加工。上膠組合物可以通過后面的加工步驟來提供保護(hù)，例如在其中這些纖維在將這些纖維和紗股纏繞在一個成型卷裝件上時(shí)經(jīng)過接觸點(diǎn)的那些，將基于水或基于溶劑的上膠組合物進(jìn)行干燥以去除該水或溶劑(如果已經(jīng)使用一種溶液將膠料施加到這些纖維上)、從一個卷裝件捻繞到一個紗管上、進(jìn)行整經(jīng)以將該紗線置于常用作織物中的經(jīng)紗的非常大的卷裝件上、在濕或干的條件下斬?cái)唷⒓彺旨喅筛蟮募喒衫κ驁F(tuán)(group)、進(jìn)行解纏繞以用作增強(qiáng)物、以及其他的下游工藝中。此外，上膠組合物當(dāng)置于纖維上時(shí)可以起到雙重作用，S卩，在纖維增強(qiáng)的塑料的生產(chǎn)中增強(qiáng)聚合物基質(zhì)。在此類應(yīng)用中，該上膠組合物提供了保護(hù)并且還可以提供纖維與聚合物基質(zhì)或樹脂之間的相容性。例如，織造和非織造的織物和氈片、粗紗和斬?cái)嗟睦K股形式的纖維已經(jīng)用于樹脂，如熱固性和熱塑性的樹脂，用于被該樹脂浸漬、被其包封、或該樹脂的增強(qiáng)。在此類應(yīng)用中，希望將表面與聚合物樹脂之間的相容性最大化而同時(shí)改善可加工性和可制造性的方便程度。然而，許多聚合物樹脂，尤其是高度結(jié)晶的工程性熱塑性塑料如結(jié)晶聚芳醚酮，并沒有展現(xiàn)出到不同纖維表面上的良好粘附性。纖維表面與聚合物樹脂基質(zhì)之間界面處的差的粘附性使得難以充分利用通過將纖維摻入此類基質(zhì)中潛在可實(shí)現(xiàn)的特性改進(jìn)。此外，迄今為止已經(jīng)開發(fā)的上膠組合物中許多在將纖維預(yù)混到工程性熱塑性塑料之中典型地要求的高加工溫度下具有不令人滿意的穩(wěn)定性。因此，會希望開發(fā)替代的途徑來增強(qiáng)工程性熱塑性塑料及類似物與不同類型的纖維之間的相容性，從而可以得到具有改善的特性的復(fù)合材料。發(fā)明簡述本發(fā)明提供了一種上膠的纖維，包括具有一個無定形聚醚酮酮涂層的纖維；并且涉及一種制造上膠的纖維的方法，該方法包括用無定形聚醚酮酮涂覆一種纖維。在另一方面，本發(fā)明提供了一種增強(qiáng)的聚合物，該聚合物包括一種聚合物基質(zhì)以及上膠的纖維，這些纖維包含具有一個無定形聚醚酮酮涂層的纖維。附圖簡要說明

圖1示出了用PEKK和PEEK上膠的纖維的顯微圖像、并且證明了具有各種膠料的纖維中的失效模式。本發(fā)明的某些實(shí)施方案的詳細(xì)說明根據(jù)本發(fā)明的上膠的纖維有利地是通過用一種包含無定形的(非晶態(tài)的)聚醚酮
3酮的聚合物組合物涂覆纖維而制造的。適合用于本發(fā)明中的無定形聚醚酮酮包含(并且優(yōu)選地其主要組成或其組成為) 由以下化學(xué)式I和II所代表的重復(fù)單元-A-C ( = 0) -B-C ( = 0) - I-A-C ( = 0) -D-C ( = 0) - II其中，A是一個p，p，-Ph-O-Ph-基團(tuán)，Wi是一個亞苯基，B是對-亞苯基，并且D 是間-亞苯基。對該聚醚酮酮中的化學(xué)式I 化學(xué)式II(T I)的異構(gòu)體之比進(jìn)行選擇以提供一種無定形聚合物。對于本發(fā)明的目的，無定形聚合物是指通過差示掃描熱量法(DSC) 并沒有展現(xiàn)出晶體熔點(diǎn)的一種聚合物。聚醚酮酮是本領(lǐng)域中所熟知的，并且可以使用任何適當(dāng)?shù)木酆霞夹g(shù)來制備，這些技術(shù)包括在以下專利(為所有目的通過引用各自以其整體結(jié)合在此)中所描述的方法: 美國專利號 3,065，205 ；3，441，538 ；3，442，857 ；3，516，966 ；4，704，448 ；4, 816, 556 ；以及 6，177，518。可以采用多種聚醚酮酮的混合物。具體地說，可以通過改變用于制備聚醚酮酮的不同單體的相對量值而如所希望地調(diào)節(jié)化學(xué)式I 化學(xué)式II之比(在本領(lǐng)域中有時(shí)稱為Τ/Ι之比)。例如，可以通過使對苯二甲酰氯和間苯二酰氯的混合物與二苯醚進(jìn)行反應(yīng)來合成一種聚醚酮酮。增大對苯二甲酰氯相對于間苯二酰氯的量值將增大化學(xué)式I 化學(xué)式Ι1(τ/Ι)之比?？偠灾?，具有較高的化學(xué)式I 化學(xué)式II之比的聚醚酮酮與具有較低的化學(xué)式I 化學(xué)式II之比的聚醚酮酮相比是更加結(jié)晶化的。具有的Τ/Ι之比為從約55 45至約5 35的一種無定形聚醚酮酮特別適合用于本發(fā)明中。適合的無定形聚醚酮酮可以從商業(yè)來源獲得，例如像由康涅狄格州恩菲爾德市牛津性能材料公司在商品名OXPEKK下所銷售的某些聚醚酮酮類，包括0XPEKK-SP聚醚酮酮。該用作纖維膠料的聚合物組合物可以另外地由除了無定形聚醚酮酮之外的組分組成，例如穩(wěn)定劑、顏料、加工助劑、填充劑、以及類似物。如果該膠料將以溶液形式施加到這些纖維中，則此類附加組分應(yīng)該優(yōu)選地可溶于所采用的溶劑或溶劑混合物中。在本發(fā)明的某些實(shí)施方案中，該聚合物組合物主要由或由無定形聚醚酮酮組成。例如，該聚合物組合物可以不含有或基本上不含有除無定形聚醚酮酮之外的任何類型的聚合物。本發(fā)明對于與任何類型的纖維、但特別是有待用作聚合物基質(zhì)中的增強(qiáng)物或填充劑的纖維相結(jié)合是有用的。合適的纖維包括例如玻璃纖維、碳纖維、聚合物纖維、金屬纖維、礦物(陶瓷的，無機(jī)的)纖維以及類似物。玻璃纖維(纖維玻璃)可以從任何類型的玻璃獲得，例如A玻璃、E玻璃、S玻璃、或D玻璃。碳纖維(包括石墨纖維)典型地是通過有機(jī)的或聚合物的纖維(如PAN)的熱解而制備的。聚合物纖維包括由任何已知類型的熱塑性聚合物制成的纖維，這些聚合物是例如聚酰胺、聚烯烴類、聚芳酰胺、聚酯、聚(對亞苯基-2，6-苯并雙噁唑)(PBO)、以及類似物。適當(dāng)?shù)慕饘倮w維包括使用任何類型的金屬或金屬合金制備的纖維，這些金屬或金屬合金是例如鐵、鋼、鋁、鋁合金、銅、鈦、鎳、金、銀以及類似物?？梢栽诒景l(fā)明中使用的礦物纖維是由天然或合成礦物、耐高溫氧化物或金屬氧化物制成的纖維并且包括但不限于礦棉、巖石棉、石絨、玄武巖纖維、氧化鋁纖維、氧化鈹纖維、 氧化鎂纖維、氧化釷纖維、氧化鋯纖維、碳化硅纖維、石英纖維、硼纖維、石棉纖維和高硅石纖維以及類似物。
根據(jù)本發(fā)明，具有任何直徑或長度的纖維都可以用一個無定形聚醚酮酮涂層來上膠。例如，該纖維的直徑可以是從1微米至1mm。典型地，該纖維比其直徑長許多倍。例如， 該纖維長度可以是纖維直徑的至少10、100、1000或10，000倍。在本發(fā)明的一個實(shí)施方案中，將該無定形聚醚酮酮作為一種上膠組合物施加到該纖維上，該上膠組合物由該聚醚酮酮和一種適當(dāng)?shù)娜軇┗蛉軇┗旌衔飿?gòu)成，并且接著通過干燥去除該溶劑或溶劑混合物從而在該纖維表面上沉積一個相對薄的聚醚酮酮涂層。任何能夠溶解該聚醚酮酮的物質(zhì)都可以用作該溶劑，包括例如鹵化的(優(yōu)選氯化的)有機(jī)化合物，如鄰-二氯苯、1，2_二氯乙烷、二氯甲烷(亞甲基氯化物)、α-氯萘和四氯乙烯。其他合適的溶劑可以包括二苯甲酮、二苯砜、2-苯基苯酚、對甲氧基苯酚、2-甲氧基萘、乙基-4-羥基苯甲酸酯、N-環(huán)己基-2-吡咯烷酮、五氟苯酚、鄰苯二甲酸二甲酯、硝基苯以及苯甲酸苯酯?？梢杂糜诖四康牡钠渌軇┑睦邮撬缘V物酸(例如，硫酸和/或硝酸)。在本發(fā)明的一個實(shí)施方案中，該無定形聚醚酮酮是在一種適當(dāng)?shù)娜軇┲泻铣傻牟⑶宜玫木酆戏磻?yīng)產(chǎn)物被用作該上膠組合物(由此避免了需要將該聚醚酮酮從該聚合反應(yīng)混合物中分離出來并接著再次溶解它)。該溶劑應(yīng)該基于其與有待根據(jù)本發(fā)明上膠的纖維的相容性進(jìn)行選擇。例如，該溶劑應(yīng)該不溶解或降解這些纖維。該無定形聚醚酮酮優(yōu)選地在纖維表面上形成了一個相對薄的涂層。例如，該聚醚酮酮涂層可以是從約1至約50微米厚。在本發(fā)明的一個實(shí)施方案中，該纖維表面被聚醚酮酮涂層完全覆蓋，盡管在其他實(shí)施方案中纖維表面的某些部分保持是未涂覆的。典型地，該無定形聚醚酮酮涂層可以包含按重量計(jì)約0.01%至約10%的該上膠的纖維。該纖維在其用無定形聚醚酮酮上膠的時(shí)刻可以處于單獨(dú)細(xì)絲、加捻紗、線、繩股、 粗紗、氈、網(wǎng)眼織物、粗布或織物(織造的或非織造的)的形式。上膠之后，可以對這些纖維進(jìn)一步加工(例如，可以對單獨(dú)的細(xì)絲上膠并且接著將上膠的細(xì)絲轉(zhuǎn)化成紗、線、繩股、粗紗、氈、網(wǎng)眼織物、粗布、織造的織物、非織造的織物、以及類似物)。在一個實(shí)施方案中，該纖維在被上膠的時(shí)刻是處于連續(xù)形式(如，未斷的細(xì)絲、線、繩股或紗)，但接著通過切割、 斬?cái)嗷蚱渌祟惒僮鞅晦D(zhuǎn)化成不連續(xù)的形式。不連續(xù)的上膠的纖維的長度可以是例如從約 0. 5至約20mm。在纖維增強(qiáng)的組合物的制造中可以使用連續(xù)或不連續(xù)形式的上膠的纖維。用于施加該上膠組合物的手段包括但不限于浸軋機(jī)、噴霧器、輥或浸漬浴，它們允許纖維的單獨(dú)細(xì)絲的實(shí)質(zhì)性量的表面被該上膠組合物潤濕。可以通過浸漬、噴霧、滾涂、 擠出、拉擠成型或類似方式來將該上膠組合物施加到纖維上。在一個實(shí)施方案中，該上膠組合物被連續(xù)地施加到這些纖維上。如果在該上膠組合物中存在溶劑，則在將該上膠組合物施加到纖維上之后去除該溶劑。該溶劑可以如下進(jìn)行去除通過加熱該纖維以蒸發(fā)掉溶劑、通過允許溶劑在環(huán)境溫度和壓力下蒸發(fā)和/或通過使該纖維經(jīng)受真空。當(dāng)通過加熱來去除溶劑時(shí)，溫度將根據(jù)所使用的溶劑和纖維的類型而改變。該溶劑可以連續(xù)進(jìn)行去除，例如，通過使該纖維穿過一個加熱器，如一個管式爐。去除溶劑所要求的時(shí)間將根據(jù)溫度和溶劑而改變，但所要求的時(shí)間典型地是幾秒到幾小時(shí)，優(yōu)選是10至20秒。如果已經(jīng)使用了一種酸性溶液，則可以使這些纖維穿過水以去除殘余的酸(提取稀釋)或使之穿過一種堿性溶液以去除和/或中和殘余的酸。雖然根據(jù)本發(fā)明的上膠的纖維可以與任何類型的聚合物基質(zhì)(包括熱塑性或熱固性聚合物基質(zhì))相結(jié)合或配混入其中，但在希望對一種包括、主要組成為、或組成為結(jié)晶的和/或高溫?zé)崴苄运芰辖M成的聚合物基質(zhì)提供纖維增強(qiáng)物的情況下它們是特別有用的， 因?yàn)檫@些材料通常展現(xiàn)出了到不同類型的纖維表面上的不完全令人滿意的界面粘附性。在根據(jù)本發(fā)明的纖維上進(jìn)行無定形聚醚酮酮的上膠有助于改善此種粘附性，由此增強(qiáng)所得復(fù)合材料的機(jī)械特性和其他特性。適當(dāng)?shù)慕Y(jié)晶的和/或高溫?zé)崴苄运芰习ǖ幌抻诰鄯济淹缇嗟木勖淹?PEK)、晶相的聚醚醚酮(PEEK)、晶相的聚醚酮酮(PEKK)、聚醚醚醚酮 (PEEEK)、聚醚醚酮酮(PEEKK)、聚醚酮醚醚酮(PEKEKK)、以及聚醚酮酮酮(PEKKK)、聚酰亞胺、聚醚酰亞胺、聚酰胺酰亞胺、聚砜、聚醚砜、聚芳基醚、聚碳酸酯、液晶聚合物、聚苯硫醚、 聚亞芳基物(聚亞苯基物)、聚酰胺、聚鄰苯二甲酰胺、聚芳族酯、以及類似物。在本發(fā)明的一個實(shí)施方案中，可以將用無定形聚醚酮酮上膠的斬?cái)嗟睦w維與一種聚合物樹脂進(jìn)行混合并供應(yīng)至一個壓縮或注塑模制機(jī)器以被成型為纖維增強(qiáng)的復(fù)合材料。 典型地，將這些斬?cái)嗟睦w維與一種熱塑性聚合物樹脂的球粒在一臺擠出機(jī)中進(jìn)行混合。例如，可以將聚合物球粒進(jìn)料到一個雙螺桿擠出機(jī)的第一端口中并接著將這些斬?cái)嗟纳夏z的纖維進(jìn)料到該擠出機(jī)的第二端口中，與該熔融的聚合物形成一種纖維/樹脂混合物。替代地，可以將這些聚合物球粒和斬?cái)嗟睦w維進(jìn)行干式混合并且一起進(jìn)料到一個單螺桿擠出機(jī)中，在這里該樹脂被熔化并且這些纖維被分散在整個熔融樹脂中而形成一種纖維/樹脂混合物。接著，將該纖維/樹脂混合物脫氣并成型為球粒。然后可以將這些纖維/樹脂球粒進(jìn)料到一臺模制機(jī)器中并且成型為模制復(fù)合材料物品，這些物品具有纖維在該復(fù)合材料物品內(nèi)基本上均勻的分布。本發(fā)明的上膠的纖維還可以用于長纖維熱塑性塑料應(yīng)用中。纖維增強(qiáng)的熱塑性聚合物結(jié)構(gòu)性部件可以由長纖維熱塑性塑料(LFT)粒料(球粒)、玻璃氈熱塑性塑料(GMT)片材、或拉擠成型的區(qū)段制造，其中這些纖維已經(jīng)用無定形聚醚酮酮上膠。長纖維增強(qiáng)的粒料可以包括通過一個線纜涂層或拉擠成型工藝用一種熱塑性塑料包封的上膠的纖維捆束。這些LFT粒料包含長度等于該球粒(例如1至25mm)的纖維、可以進(jìn)行注塑模制、但也可以進(jìn)行擠出壓縮模制，以便保護(hù)最終產(chǎn)品中的纖維長度。用根據(jù)本發(fā)明的上膠的纖維增強(qiáng)的聚合物部件也可以使用本領(lǐng)域中已知的連續(xù)線上擠出方法來制造。此類方法涉及在一個第一單螺桿擠出機(jī)中對一種聚合物增塑，由此將輸出物進(jìn)料到第二個單螺桿擠出機(jī)。在預(yù)定的張力下將纖維引入該第二擠出機(jī)中的聚合物熔體中，以斬?cái)嗟姆侄涡问揭嗷蜻B續(xù)的繩股。將該纖維增強(qiáng)的聚合物進(jìn)料到一個累積器中并然后自動地或者在一個單獨(dú)步驟中施加到一個壓縮模制工具上，在這里該纖維增強(qiáng)的聚合物如一個具體應(yīng)用所要求的被成型。替代地，該纖維增強(qiáng)的聚合物可以被連續(xù)擠出到一個傳送器上并在其上被切段。該傳送器將這些分段的纖維增強(qiáng)的聚合物傳送到一個鋪設(shè)組件上，該組件從該傳送器上取下這些分段的材料并將該材料鋪設(shè)在該壓縮模制工具上。這個將該上膠的增強(qiáng)纖維與該基質(zhì)樹脂配混并模制而形成一種復(fù)合材料的工藝可以通過本領(lǐng)域常規(guī)已知的任何手段來完成。此類配混和模制手段包括但不限于擠出、絲線涂覆、吹氣模制、壓縮模制、注塑模制、擠出-壓縮模制、擠出-注塑-壓縮模制、長纖維注入、以及拉擠成型。這些上膠的纖維在根據(jù)本發(fā)明生產(chǎn)的復(fù)合材料的聚合物基質(zhì)內(nèi)的取向可以使用本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的技術(shù)如所希望的進(jìn)行改變和控制。例如，這些纖維可以是連續(xù)的并且對齊的、或是不連續(xù)的并且對齊的、或是不連續(xù)的并且無規(guī)則取向的。該復(fù)合材料中所包括的纖維的量值基于該復(fù)合材料配制品的總重量一般是按重量計(jì)約至約90%。該無定形聚醚酮酮提供了在這些增強(qiáng)纖維上的一個涂層，該涂層改善了與樹脂基質(zhì)的相容性和粘附性并且產(chǎn)生了具有更令人希望的特性(如更高的短期和長期的機(jī)械特性)的復(fù)合材料。根據(jù)本發(fā)明制備的增強(qiáng)的聚合物可以用于在其中常規(guī)地采用此類材料或者已提出要采用此類材料的任何最終用途應(yīng)用中。代表性的應(yīng)用包括用于航空/航空器、汽車和其他車輛、船、機(jī)械裝置、重型設(shè)備、儲存罐、管道、運(yùn)動設(shè)備、工具、生物醫(yī)學(xué)器件(包括待植入人體中的器件，如承載性或矯形的植入體)、建筑物部件、以及類似物的復(fù)合材料。在此描述的本發(fā)明的益處包括與使用未以無定形聚醚酮酮上膠的纖維制備的增強(qiáng)的聚合物相比更高的拉伸強(qiáng)度、更高的抗壓強(qiáng)度、改進(jìn)的對龜裂發(fā)生和蔓延的耐受性、更高的抗蠕變性、以及更高的對于不同化學(xué)物和溶劑造成的侵蝕的耐受性。根據(jù)本發(fā)明的纖維增強(qiáng)的復(fù)合材料可以例如用于制備彼此堆疊并且結(jié)合的分層面板或者可以在具有蜂窩式或起泡的內(nèi)芯的夾層面板的生產(chǎn)中用作面層。實(shí)例實(shí)例1 由一種溶液對纖維上膠通過將XX gm的PEEK溶解在IOOgm的濃硫酸中生產(chǎn)了無定形等級的聚醚酮酮(A-PEKK，如來自O(shè)xford Performance materials的 0ΧΡΕΚΚ)的一種溶液，該溶液具有高比率的間苯二甲酸酯(T/I = 55-45至65-35、但最優(yōu)選是60/40)。將該溶液放在適當(dāng)濃度的一個浴中以便與該強(qiáng)的礦物酸進(jìn)行反應(yīng)，并且使一種由一組纖維制成的玻璃纖維紗穿過該浴從而生產(chǎn)出該溶液的一個非常均勻的涂層。然后通過使該酸性溶液穿過含有堿性溶液或僅僅水的第二個浴來將其中和或簡單地稀釋。因此中和或稀釋該溶液的動作使得該聚合物不可溶并且在該纖維上留下了該聚合物的一個涂層。實(shí)例2 通過粉末涂覆和加熱對該膠料上膠由如實(shí)例1中描述的一種無定形等級的A-PEKK生產(chǎn)了一種精細(xì)粉末并且用來對一種金屬纖維進(jìn)行粉末涂覆。對于這種粉末涂覆可以采用兩種通用方法。在第一種中，恰在該纖維進(jìn)入一個烘箱之前對該纖維應(yīng)用該精細(xì)粉末的經(jīng)典噴霧，該烘箱被加熱到一個溫度使得A-PEKK熔化(約320°C )并在在該纖維上形成一個基本上連續(xù)的涂層。替代地，在該纖維進(jìn)入一個含有該精細(xì)的A-PEKK粉末的流化床中之前將其加熱。關(guān)于具體的粉末涂覆方法的更多細(xì)節(jié)可以在如下的參考文獻(xiàn)中找至丨J Powder Coating. The Complete Finisher's Handbook,1997,Powder Coating Inst., ISBN :0964309106 或 Organic Coatings :Science and Technology(Society of Plastics Engineers Monographs)(Vol 2), Z. W. Wicks Jr, Frank N. Joneshttp://www. amazon. com/ Organic-Coat ings-Technology-Engineers-Mo nographs/dp/and S. P. Pappas (作者)。對于在此描述的應(yīng)用，不需要一個不可滲透的A-PEKK涂層，而僅僅需要施加一個A-PEKK的適度完全的層。實(shí)例3 對織造的氈片上膠在生產(chǎn)之后可以對由金屬或玻璃繩股全織造的、或以其他方式制成的氈片上膠，是通過使預(yù)成型的氈片或布料穿過如實(shí)例1中描述的溶液或者通過如實(shí)例2中描述的進(jìn)行粉末涂覆。實(shí)例4 將A-PEKK上膠的纖維摻入一種基質(zhì)中可以通過任何方式的聚合物加工來將該A-PEKK上膠的纖維摻入一種物品中。常規(guī)地通過使用一個雙螺桿擠出機(jī)將纖維配混到一種聚合物而摻入斬?cái)嗟睦w維，并且連續(xù)的纖維摻入可以通過拉擠成型等來完成。因?yàn)锳-PEKK膠料與多種其他高溫聚合物基質(zhì)是相容的并且PEKK具有非常好的粘附特性，所以A-PEKK膠料可以擴(kuò)散到基質(zhì)中，從而促進(jìn)纖維在該基質(zhì)聚合物中的結(jié)合或分散并且改善這些纖維到基質(zhì)上的粘附性。圖1的照片展示了由PEKK提供的到一種玻璃纖維上的粘附性，對比由另一種高溫聚合物(在此情況下是聚醚醚酮PEEK)所提供的。如該照片展示的，該P(yáng)EKK復(fù)合材料中的失效是內(nèi)聚性的，因?yàn)檫@種失效是在PEKK基質(zhì)中。在此情況下的斷裂面顯示了由于纖維與PEKK基質(zhì)之間的有效負(fù)荷轉(zhuǎn)移而產(chǎn)生的顯著的延展性。相比之下，PEEK系統(tǒng)中的失效是粘性的，因?yàn)檫@些纖維徹底從基質(zhì)中被拉出。這個斷裂的表面顯示了一個完全脆性斷裂的過程，表明在此情況下纖維與基質(zhì)之間的相互作用是欠有效的。在此系統(tǒng)中不預(yù)期負(fù)荷轉(zhuǎn)移是有效的。通過內(nèi)聚性失效產(chǎn)生的破壞一個件的能量依賴于該基質(zhì)本身的強(qiáng)度并且一般被認(rèn)為是高于粘性失效。
權(quán)利要求
1.一種上膠的纖維，包括具有一個無定形聚醚酮酮涂層的一種纖維。
2.如權(quán)利要求1所述的上膠的纖維，其中所述纖維是一種單絲。
3.如權(quán)利要求1所述的上膠的纖維，其中所述纖維是一種多絲。
4.如權(quán)利要求1所述的上膠的纖維，其中所述纖維具有約50微米至約Imm的直徑。
5.如權(quán)利要求1所述的上膠的纖維，其中所述纖維選自下組，該組由以下各項(xiàng)組成玻璃纖維、碳纖維、礦物纖維、金屬纖維和聚合物纖維。
6.如權(quán)利要求1所述的上膠的纖維，其中所述涂層具有從約1微米至約50微米的厚度。
7.如權(quán)利要求1所述的上膠的纖維，其中該無定形聚醚酮酮具有從約55 45至約 65 35的T I比率。
8.如權(quán)利要求1所述的上膠的纖維，其中該無定形聚醚酮酮包括由以下化學(xué)式I和II 所代表的重復(fù)單元-A-C ( = 0) -B-C ( = 0) - I -A-C ( = 0) -D-C ( = 0) - II其中，A是一個p，p’ -Ph-O-Ph-基團(tuán)，Wi是一個亞苯基，B是對-亞苯基，并且D是間-亞苯基。
9.一種增強(qiáng)的聚合物，包括一種聚合物基質(zhì)以及上膠的纖維，這些纖維包含具有一個無定形聚醚酮酮涂層的纖維。
10.如權(quán)利要求9所述的增強(qiáng)的聚合物，其中，所述聚合物基質(zhì)包括一種靜態(tài)的和/或高溫?zé)崴苄运芰稀?br> 11.如權(quán)利要求9所述的增強(qiáng)的聚合物，其中，所述聚合物基質(zhì)包括一種晶態(tài)的聚(芳基醚酮)。
12.一種制造上膠的纖維的方法，所述方法包括用無定形聚醚酮酮涂敷一種纖維。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其中將由無定形聚醚酮酮和一種溶劑組成的一種上膠組合物施加到該纖維表面上并且通過干燥去除該溶劑。
14.如權(quán)利要求12所述的方法，其中將由無定形聚醚酮酮和酸組成的一種上膠組合物施加到該纖維表面上并且通過提取稀釋法去除該酸和/或進(jìn)行中和。
15.一種用于制造增強(qiáng)的聚合物的方法，所述方法包括將一種聚合物與上膠的纖維進(jìn)行合并，該上膠的纖維包括涂覆有無定形聚醚酮酮的纖維。
全文摘要
用一個無定形聚醚酮酮涂層上膠的纖維在制備具有改善的特性的增強(qiáng)的聚合物中是有用的，其中該無定形聚醚酮酮可以改善這些纖維與該聚合物基質(zhì)的相容性。
文檔編號C08G10/00GK102307920SQ201080007031
公開日2012年1月4日 申請日期2010年2月4日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月5日
發(fā)明者C·A·伯蒂羅, G·S·歐布萊恩 申請人:阿科瑪股份有限公司