CN101511939B - 包含聚醚酰亚胺的纤维及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种合成聚合物纤维，包含基本不含尺寸大于约100微米的外来颗粒物的聚醚酰亚胺聚合物。一种制备聚合物纤维的方法，包括：熔融包含聚醚酰亚胺的聚合物至范围约180～500℃的熔融温度，形成熔融聚合物；使基本不含尺寸大于约100μm的外来颗粒物的聚醚酰亚胺通过含有多个孔道的喷丝头形成纤维束；及用温度范围为约0～80℃的冷却介质冷却该纤维束。
Description
发明领域
本发明涉及高耐热纤维和制备该纤维的方法。更具体地，本发明涉及由包含聚醚酰亚胺且具有约180～500℃的熔融温度的聚合物纺成的纤维。
背景技术
直至19世纪，鲜有人造纤维的商业制造，这是因为除人造丝的粗制形式外合成聚合物尚未大量发现。当时织物仅限于天然纤维如棉、羊毛和亚麻。随着在二十世纪初聚合物的发现和发展，人造纤维才首次开始以商业可观的方式上市。过去50年已发展了用于聚合物的各种纤维制造方法(如溶液纺丝和挤出纺丝)，并且在该时期内实现了显著发展。现在甚至还以商业水平制备那些难以制造和制成纤维的材料(例如聚芳酰胺)来满足全球需求。尽管有着这些发展，但是还不可能准确预测：新的聚合物是否可制成可行的商业纤维，或者具体的聚合物必须经历哪种加工以商业上制成纤维。
尽管存在大量的人造纤维制造方法例如静电纺丝、熔融纺丝、干法纺丝和湿法纺丝，但是这些制造方法的每一种均需要相当不同的设备、不同的加工条件和不同的制造考虑因素。制造纤维的三种主要方法是熔融纺丝、干法纺丝和湿法纺丝。所有这三种方法都涉及通过强制使合成材料通过圆形模头来形成连续长丝纱(filament strand)。但是熔融纺丝涉及冷却随后的纱来形成固体长丝，而干法纺丝和湿法纺丝涉及除去溶剂来形成固体长丝。在干法纺丝中溶剂挥发成气体，而在湿法纺丝中溶剂沥滤成液浴。难以(若可能的话)预测各种纤维制造方法的哪种可制成商业纤维，并且相当大地取决于用于制成纤维的各合成聚合物材料的性质，即其Tg、熔体粘度、熔体指数等。每种材料都必须对其自身性质进行评价，而没有商业制造性质的可预测的保证。
已发现高熔融温度的聚合物(例如具有可在范围约180～450℃的玻璃化转变温度的聚酰亚胺聚合物)在多种应用中的效用，这是因为其在耐热性之外还具有通常极端的物理性质。例如，聚醚酰亚胺(可以商标ULTEM得自General Electric Company)具有高玻璃化转变温度，是延性的、阻燃的且产生低量的烟，同时又具有优良的耐化学品性。已发现这些聚合物在用于挑战性的物理环境如航空应用中的成形制品、片材和涂层的广泛用途。
尽管高耐热聚合物可潜在用作纤维以及有许多制造聚醚酰亚胺纤维的尝试，但是尚未获知商业纤维已成功上市。Schilo等人的美国专利4943481(1990)栏1行7-33中陈述：
迄今，通过熔融纺丝合成聚醚酰亚胺纤维(甚至聚酰亚胺纤维)被认为是不可行的，尽管对于制造其它聚合物纤维是正常可行的(例如参阅Weinrotter，Giesser公开于″人造纤维年刊″(1986)，16，第2408页″P84-Anew synthetic fiber″)。仅与其它聚合物混合，聚醚酰亚胺才用于膜的挤出(欧洲专利A 160354)。
西德申请公开2829811披露了这样合成聚醚酰亚胺纤维：在纺丝浴中对聚酰胺酸于非质子有机溶剂的溶液进行纺丝，其后必须拉伸和热处理新鲜纺丝纤维以获得有用的纺织数据。
如西德申请公开3429074所述，注塑制成的聚醚酰亚胺型材如眼镜架也是已知的。该文中所用的聚醚酰亚胺为General Electric公司的Ultem.RTM.1000。Ultem 1000的可注塑性同样描述于德语产品手册″Technische Thermoplaste″(工业热塑性塑料)中，该手册还指出Ultem.RTM.纤维适于制造纺织品，但未进一步提供关于如何合成Ultem.RTM.纤维的细节。
自从1990年公开前述的′481专利以来，仍继续对由聚醚酰亚胺制造纤维进行研究，这是因为尽管其加工温度高，但聚醚酰亚胺还在低剪切速率时具有高粘度，使得该类聚合物是对用于商业纤维的测试的潜在候选。St.Clair等人的美国专利5670256披露了由单体3，4′-ODA和ODPA的反应产物制备聚醚酰亚胺纤维，其在温度范围340℃～360℃熔融挤出成长(高)100.5英寸、209英寸和364.5英寸。St.Clair等人的美国专利5840828披露了制备聚酰亚胺具体是聚醚酰亚胺纤维的方法。但是目前还没有已知上市的聚醚酰亚胺纤维可从任何公司获得。
在制备聚合物纤维的常规体系中，将聚合物树脂在挤出机中挤出，并通过含有多个孔道的喷丝头形成纤维束，使该纤维束冷却并牵引至绕丝轴或盘管上。聚醚酰亚胺要求较高的加工温度，所述较高的加工温度通常不用于加工其它聚合物纤维。这些加工条件常常在源自聚醚酰亚胺的制品的商业制造中产生预料不到和困难的加工问题。
例如，流经喷丝头孔的物流常常由于系统中存在的污染物发生堵塞。过滤器清洗操作后仍存在的来自Mott过滤器(即根据美国专利3570059和3802821的所谓Mott过滤器)的烧结金属颗粒和其它碎片可被逐出并随聚合物物流带至下游，于此它们堵塞一个或多个喷丝头孔。因流过该处的聚合物物流受到阻碍，故这些堵塞的喷丝头孔在本领域中俗称之为″慢孔″。当出现慢孔时，整必须关闭个纺丝生产线以防止产出不合规格的产品。
因此期望最小化或消除对纤维性质和制造纤维的生产力有负面影响的复杂因素。在本领域中持续需要开发使用新材料来制成纤维的方法。
发明内容
本发明提供了一种包含聚醚酰亚胺聚合物的聚合物纤维以及制成纤维的方法。在一实施方案中，本发明涉及包含基本不含尺寸约100μm以上的外来颗粒物的聚醚酰亚胺的合成纤维。
一种制备聚合物纤维的方法包括：熔融包含聚醚酰亚胺的聚合物来形成具有熔融温度约180～500℃的熔融聚合物；使基本不含尺寸约100μm以上的外来颗粒物的聚醚酰亚胺，通过含有多个孔道的喷丝头形成纤维束；以及借助温度在约0～80℃范围内的冷却介质冷却该纤维束，从而形成纤维。
在另一实施方案中，制备聚合物纤维的方法包括使聚合物流经喷丝头之前从聚合物中除去外来颗粒物。因此，制备聚合物纤维的可供选择的方法包括：熔融包含聚醚酰亚胺的聚合物来形成具有熔融温度约180～500℃的熔融聚合物；在使熔融聚合物流经喷丝头形成纤维束之前，从聚醚酰亚胺中除去外来颗粒物以生成基本不含尺寸约100μm以上的外来颗粒物的聚醚酰亚胺聚合物；以及借助温度范围为约0～80℃的冷却介质冷却该纤维束。可在熔融包含聚醚酰亚胺的聚合物之前或之后，从聚合物中除去外来颗粒物。
在又一实施方案中，除去外来颗粒物的方法包括：在使熔融聚合物通过喷丝头之前过滤聚醚酰亚胺，从而产生基本不含尺寸约100μm以上的外来颗粒物的聚醚酰亚胺聚合物。
附图说明
本发明的各种实施方案可参考下面附图进行理解。附图中的各组件不是必须按比例显示的。
图1为根据本发明的实施方案的纺纱装置的示意图。
具体实施方式
根据本发明，术语″旦尼尔″是指丝和一些人造纤维如尼龙的细度单位，其等于1克每9000米纱线。
对于本发明，术语″聚合物″意指包括低聚物、均聚物和共聚物。
对于本发明，术语″聚醚酰亚胺″是指含有包括醚和酰亚胺基团的单体单元的聚合物。
醚基是本领域众所周知的，其由单键连于两个不同碳原子的氧原子组成。二酰亚胺基团为具有两个双键的含氮酸。
术语″去除″、″除去″和″已去除″均指从由纤维制成的聚合物除去外来颗粒物。
″滤筛″是指用作过滤器的每单位面积具有具体孔数的金属编织网或纱网。也可使用烧结的金属粉末或纤维。筛网可包含方形组织或者具有平行对角(diagnol)线的组织(有时称为″荷兰斜纹(Dutch Twill)″)。这些筛通常按其目数和开孔面积进行分类。
″过滤器组″或″筛组″是用于过滤聚合物的两层或更多层筛或纱网的组合。例如，筛组可由20目、60目、100目、60目和20目的各纱网的组装制成(称为20/60/100/60/20)。
″外来颗粒物″是指可负面影响本发明的纤维和/或制造纤维工艺的最佳性能的外来物质(金属、纸、木材、灰尘等)、非聚合材料在挤出熔体流中的污染。例如，在多种高Tg聚合物中，制备和/或使用这些聚合物所需的有机材料暴露于高的反应或加工温度，这些有机材料可变成碳化聚合物的各种尺寸的黑斑。这些黑斑可导致喷丝头中的一个或多个孔的堵塞，并导致喷丝头的内表面上的压力变化。上述压力变化负面影响纤维的速度、体积和品质。而且，如果这些黑斑穿过喷丝头，它们可内含在纤维中，并引起纤维具有较差性能的区域，如弱点。其它外来物质可来源于反应容器、导管、运输包装、未反应的反应物、凝胶、预聚物、加工副产品等。
术语″整流器″是指用于将冷却介质扩散至从喷丝头出来的纤维束的周围的装置。
对于本发明，术语″基本不含″意指：在商业制造设备中制备的聚醚酰亚胺纤维不含足够的外来颗粒物，从而在商业上相当长的时期内不显著干涉纤维制造线的工作。术语″基本不含″在另一实施方案中更具体地意指纤维产品含有例如小于约2wt％的纤维外来颗粒物，在另一实施方案中小于约1wt％的外来颗粒物，以及在另一实施方案中小于约0.1wt％的外来颗粒物。
术语″基本上由……组成(consisting essentially of)″给予其普通法律定义，需要说明的是该术语未排除可加至本文所述的已过滤的聚合物中的添加剂、其它聚合物、染料等，正如使用转换的短语″包含(comprising)″所意指的那样。
根据一种实施方案，本发明涉及包含聚醚酰亚胺聚合物的合成纤维，所述聚醚酰亚胺聚合物基本不含尺寸约100μm以上的外来颗粒物。
根据本发明的纤维可仅仅由一种聚醚酰亚胺制成，或者可包含两种或更多种聚合物的共混物，所述聚合物包括第二聚醚酰亚胺。作为选择，聚醚酰亚胺共聚合物可用于制备本发明的纤维。本发明的纤维还可由聚酰亚胺和聚醚酰亚胺与其它聚合物的共混物制成。本领域技术人员会理解：目前市场上有大量聚合物，以及满足纤维的终端用途要求的任何聚合物可与本发明联合使用。
类似地，不同的聚酰亚胺和聚醚酰亚胺会具有不同的性质，并且本领域技术人员会理解期望将一种或多种聚酰亚胺和/或聚醚酰亚胺聚合物与其它聚合物(例如晶形或无定形聚合物，或者两者)共混来改善制造纤维工艺或者根据本发明的聚合物纤维的纤维性质。本文中的聚合物纤维可包括聚合物组合物，其包含约1％～99％的不同于聚醚酰亚胺的聚合物和约99％～1％的聚醚酰亚胺聚合物，以及它们之间的所有范围。例如，在一实施方案中，所述聚合物纤维包括至少约50％聚醚酰亚胺；在另一实施方案中，至少约75％的聚醚酰亚胺；在又一实施方案中，至少约95％的聚醚酰亚胺；在再一实施方案中至少约99％的聚醚酰亚胺。
本发明还涉及制备聚合物纤维的方法，所述制备聚合物纤维的方法包括：熔融包含聚醚酰亚胺的聚合物来形成具有熔融温度约180～500℃的熔融聚合物；使包含基本不含尺寸约100μm以上的外来颗粒物的聚醚酰亚胺聚合物的熔融聚合物，通过含有多个孔道的喷丝头形成纤维束；以及借助温度在约0～80℃范围内的冷却介质冷却该纤维束，从而形成纤维。
在另一实施方案中，制造纤维的方法包括使聚合物流经喷丝头之前从聚醚酰亚胺中除去外来颗粒物。因此，制备聚合物纤维的可供选择的方法包括：熔融包含聚醚酰亚胺的聚合物来形成具有熔融温度约180～500℃的熔融聚合物；在使熔融聚合物流经喷丝头形成纤维束之前，从聚醚酰亚胺中除去外来颗粒物以生成基本不含尺寸约100μm以上的外来颗粒物的聚醚酰亚胺聚合物；以及借助温度在约0～80℃范围内的冷却介质冷却该纤维束。可在聚合物熔融之前或之后，从聚醚酰亚胺中除去外来颗粒物。
所述聚合物或聚醚酰亚胺或两者可经过几种不同工艺中的至少一种来除去多种尺寸的外来颗粒物。本领域技术人员会理解广泛范围的方法和设备是本领域内已知的，以及根据颗粒物的尺寸和纤维的最终用途会有多种不同方法来制备基本不含外来颗粒物的含聚酰亚胺产物。去除工艺用来除去一种或更多种外来颗粒物的至少一部分来制备″已纯化的″聚合物，其中在本文中已纯化的聚合物定义为具有降低浓度的外来颗粒物。
从材料中除去外来颗粒物的已知工艺包括但不限于，例如过滤工艺、辐射工艺、加热工艺、冷却工艺、加压工艺、减压工艺、添加化学品工艺、吸附工艺、沉淀工艺、相转移工艺、及其组合，这些工艺至少进行外来颗粒物的分离、破坏和转化中的一项从而将其除去。作为组合工艺的一具体实例，聚醚酰亚胺聚合物可溶解于溶剂来形成溶液，然后过滤再重新固化成基本不含外来颗粒物的聚合物。
因此，本发明涉及包含聚醚酰亚胺的聚合物纤维，其基本不含尺寸大于约100μm的外来颗粒物；在另一实施方案中所述纤维不含尺寸大于约75μm的外来颗粒物；在另一实施方案中所述纤维不含尺寸大于约50μm的外来颗粒物；在又一实施方案中所述纤维不含尺寸大于约25μm的外来颗粒物；在还另一实施方案中所述纤维不含尺寸大于约10μm的外来颗粒物。
根据本发明的纤维的厚度优选为0.1～100000dpf(单丝旦数)，或者，在另一实施方案中，约0.1～100dpf，在另一实施方案中约0.1～50.0dpf，在又一实施方案中，约0.25～10.0dpf，或者更进一步为约0.25～1.0dpf。在根据本发明的实施方案中，聚合物纤维可以为约1～20dpf，在另一实施方案中，小于约10dpf，例如2dpf、4dpf和6dpf。根据纤维的最终用途，其它尺寸特性也可用于描述根据本发明的纤维。例如，染色纤维还包括0.01～50000dpf，或者例如0.1～100dpf的那些纤维。
所述纤维也可用其直径来表征，所述直径为约0.00001～2毫米(mm)，例如约0.0001～0.5mm，在另一实例中约0.005～0.5mm，在又一实例中约0.005～0.095mm。本领域技术人员会理解这些范围包括不同的宽度，这取决于喷丝头孔测量和纤维的用途，并且本发明意指包括聚醚酰亚胺纤维尺寸的整个范围。
所述纤维可以是连续长丝型或者短纤维型(例如，短纤维纱尺寸可以是2.25/2和10/1英制棉支数；其分别等于旦尼尔4703和532)，包括在长度方向的厚度上均匀或无规则的那些，其截面形状可以是圆形、三角形、多边形、多叶型(multi-lobal)或无定形型，包括L-型、T-型、Y-型、W-型，八角形，平坦形(flat shape)和狗骨型。根据本发明的纤维可以是实心或空心的。
根据ASTM-02256-97测试，本文所述的包含聚醚酰亚胺的聚合物纤维的强度为至少约0.5克/旦尼尔，在另一实施方案中为约0.5～50克/旦尼尔，在又一实施方案中为约1～7克/旦尼尔，在再一实施方案中为约1～3.5克/旦尼尔。根据ASTM-02256-97测试，本文所述的包含聚醚酰亚胺的聚合物纤维的断裂伸长率为至少约10％，在另一实施方案中为约10％～50％，在又一实施方案中为约10％～30％，在再一实施方案中为至少约30％。所测的伸长率以辊的拉伸比的函数而变化，相对较高的拉伸比得到相对较低的拉伸率。
根据本发明的一种实施方案，包含聚醚酰亚胺的聚合物纤维基本不含尺寸大于或等于约85％的纤维直径的外来颗粒物；在另一实施方案中，所述纤维基本不含尺寸大于或等于约50％的纤维直径的外来颗粒物；在另一实施方案中，所述纤维基本不含尺寸大于或等于约25％的纤维直径的外来颗粒物；在又一实施方案中，所述纤维基本不含尺寸大于或等于约10％的纤维直径的外来颗粒物。
在一实施方案中，本发明涉及包含聚醚酰亚胺的聚合物纤维，其中已过滤所述聚合物以除去外来颗粒物从而包含聚醚酰亚胺的聚合物基本不含外来颗粒物。在加工成纤维之前，可对聚合物进行过滤以除去可影响商业规模上纤维制造工艺的任何参数(包括产生的纤维的速度、体积和品质)的任意颗粒物。例如，用于本发明的纤维的聚合物可在熔融聚合物通过喷丝头之前进行过滤，在另一实施方案中，在制备纤维过程中包含聚醚酰亚胺的聚合物可在熔融聚合物之前或之后进行过滤。
按绝对尺寸，根据本发明可从用于制造纤维的包含聚酰亚胺或聚醚酰亚胺的聚合物中基本上除去颗粒物。例如可从Pall Corporation，East Hills，NY商购的聚合物过滤器以其″FS系列″名称提供机织金属丝网和/或纤维金属毡的多层复合物，其可从聚合物中除去小至15、10、5、3、2和/或1μm水平的外来颗粒物。可从Greensboro，North Carolina的Purolater AdvancedFiltration，CLARCOR公司以商标名POROPLATE、POROFELT和POROMESH获得的过滤器可过滤尺寸范围3-200μm内的外来颗粒物。根据本发明，除了单一的过滤器之外″过滤器组″也可用于过滤聚合物。可用的过滤器的另一实例为砂滤器，其可商购。
本领域技术人员会理解过滤本发明的聚合物的很多不同方法可用于本发明的新型纤维的商业生产。可在产生纤维之前或者之中的任意时机利用本领域已知的各种设备和方法来过滤聚合物。
图1为根据本发明的实施方案可用于纤维制造方法的纺纱装置10的一个实例的示意图。熔融聚合物从挤出机12流出，进入计量泵14再流经纺丝头盖(pack top)16，纺丝头盖16具有至少一个通向过滤器18的通道(未示出)，从而在材料流经含有孔22的喷丝头20之前除去外来颗粒物，进而形成由多个单独聚合物纤维或单丝构成的纤维束30。纤维束30中的单独纤维的数量可取决于与喷丝头20的设计有关的几个因素，例如孔的模式，孔22的数目和孔22的尺寸，以及用于容纳孔22的喷丝头20的尺寸和几何形状。例如，在喷丝头20中可有二十到几千个孔，例如在一实施方案中约20～1000，在另一实施方案中约100～800，在另一实施方案中约150～700，以及在另一实施方案中约150～250，这取决于制造的是织物长丝(filament)、工业长丝(filament)、还是织物短纤维(staple)。
通过骤冷系统32来使纤维束30骤冷。骤冷系统32包括冷却介质33(例如气体冷却介质)、产生该冷却介质的源头34(例如电动风扇)，以及整流器36。所述冷却介质经整流器36的通道流向纤维束30。整流器36通常由穿孔的网眼(例如金属或高温，或者渗透性的泡沫材料)制成，从而提供在指向从喷丝头20挤出的纤维束30的路径方向提供均匀的速度分布。整流器36具有预定长度L，其定义为冷却介质定向通过的冷却区域的长度。气体冷却介质以箭头37所代表的方向，以及例如所示的与纤维束30行进的路径(箭头38所示)横向的方向流动。
一旦通过骤冷系统32，再进一步加工纤维束30：通过汇聚导纱钩40，再用至少一个辊或导辊(例如辊42、44、46和48)牵引，并缠绕在筒管或绕丝轴50上。任选地，制造纤维的方法可包括整理步骤，其中在纤维束到达汇聚导纱钩40之前可经给油装置(未示出)施加整理。
在聚合物从喷丝头或模头出来之前过滤聚合物，具有改变喷丝头或模头的聚合物(相对于纤维)侧的压力的其它益处。可控制喷丝头的内表面上的压力使之均匀且恒定，使得长期保持输出和品质，从而允许长时间生产运行。喷丝头的内部压力可维持在0至约3000磅/平方英尺之间的任何压力，在另一实施方案中约50～1000磅/平方英尺，在又一实施方案中约400～800磅/平方英尺，在又一实施方案中约500～600磅/平方英尺。该压力会根据喷丝头中的孔数而分布于各孔。在本发明另一实施方案中，该压力均匀分布，并且喷丝头的每个孔的压力将是大约1磅/平方英尺/孔。
在一实施方案中，制备聚合物纤维的方法包括挤出具有熔融温度约180～500℃的熔融聚合物。在另一实施方案中，所述熔融温度为约180～470℃；在另一实施方案中，所述熔融温度为约200～450℃；以及在又一实施方案中，所述熔融温度为约300～425℃。
包含聚醚酰亚胺的聚合物的熔体指数可以为约1～3，或在另一实施方案中为约1.5～2.5，在又一实施方案中为约1.8～2.2。熔体指数范围将取决于包含聚醚酰亚胺的聚合物的组成，它不该太低以致太粘而不能均匀通过喷丝头的孔，但又不该太高以致损失熔体强度或者损害制备的纤维的物理性质，这是本领域普通技术人员可确定的。
用于干燥具有熔融温度180～500℃的聚合物的常规干燥条件是本领域技术人员所熟知的。例如，通过将聚合物加热至约300℃约4～12小时来干燥聚醚酰亚胺聚合物。可在其进入挤出机机筒进行熔融之前，在挤出机中完成干燥。
喷丝头中孔的尺寸直接与从喷丝头出来的纤维的尺寸相关。喷丝头可具有不同的孔数，这取决于待制备的纤维的体积、旦尼尔、商业要求或最终性质。例如，喷丝头可具有1(用以产生很厚的即2.00mm的纤维)至3000孔，或者在另一实施方案中32～1000孔。在又一实施方案中，孔数可以为64～850，作为选择100～700孔，例如120～150孔。
喷丝头孔可具有可产生所期望的旦尼尔纤维的任何直径。直径可以为0.001mm直至3cm，或者0.1mm直至1cm，或者更具体可以为从0.3mm直至5mm。在许多情况下，喷丝头孔的直径将直接与待制备纤维的旦尼尔相关。例如，利用ULTEM 9011(PEI，可商购自GE Plastics，Pittsfield，Massachusetts，美国)，0.45mm～0.6mm的喷丝头孔直径将产生约2～4旦尼尔的纤维。
从喷丝头出来的纤维束可根据含聚醚酰亚胺的聚合物的具体组成用温度约0～80℃的冷却介质来冷却以制备纤维。在另一实施方案中，所述冷却介质的温度为约0～40℃，在又一实施方案中，所述冷却介质的温度为约10～24℃。所述冷却介质可以是液体如水，或者气体如空气。当纤维束从喷丝头出来时，冷却介质可指向纤维束，并具有基本上均匀的速度分布。例如气体冷却介质指向纤维束的速度为约0.01～10米/秒。过高的速度会导致纤维断裂。
可实现至少约100米/分钟、直至并包括7500米/分钟的纤维生产输出速率。在另一实施方案中，输出速率可为约100～5000米/分钟，在另一实施方案中约500～5000米/分钟。在又一实施方案中，纤维的输出速率可为约750米/分钟、直至并包括约4000米/分钟。
根据ASTM-02256-97测试，本文所述的包含聚醚酰亚胺的聚合物纤维的强度为至少约0.5克/旦尼尔，在另一实施方案中为约0.5～50克/旦尼尔，在又一实施方案中为约1～7克/旦尼尔，在再一实施方案中为约1～3.5克/旦尼尔。根据ASTM-02256-97测试，本文所述的包含聚醚酰亚胺的聚合物纤维的断裂伸长率为至少约10％，在另一实施方案中为约10％～50％，在又一实施方案中为约10％～30％，在再一实施方案中为至少约30％。所测的伸长率以辊的拉伸比的函数而变化，相对较高的拉伸比得到相对较低的拉伸率。
复丝纱中可包括根据要求保护的本发明制备的任何最终纤维，所述复丝纱除了包括一种或更多种包含聚醚酰亚胺的纤维之外，还包括其它合成的、有机的、无机的或天然的纤维。可与一种或更多种聚醚酰亚胺纤维共混的其它纤维选自：合成纤维，选自尼龙、丙烯酸类纤维、变性聚丙烯腈类纤维、PBI、聚酯、聚丙烯、聚乙烯、胶乳、PET、PI、聚酯、斯潘德克斯、sulfar、vivyon、诺梅克斯、碳纤维、芳族聚酰胺，陶瓷、金属、玻璃等，及其混合物；天然纤维，包括但不限于纤维素纤维，例如棉花、人造丝、亚麻纤维、涤棉混纺(poly/cotton blend)、天丝(Tencel)、及其混合物；蛋白质纤维，例如丝、羊毛、相关哺乳动物纤维、及其混合物；长植物纤维，例如黄麻、亚麻、苎麻、椰子纤维、木棉、剑麻、赫纳昆纤维、蕉麻、大麻、印度麻、及其混合物；以及纤维形式的天然材料，例如包括石棉。
可根据本领域中已知的任何方法将所述纤维转变成纱的形式，例如由环锭细纱机或者自由端纺纱机制造的短纤纱，具有单纤维厚度0.001～0.35英寸(包括超细纱)的复丝纱，软或硬加捻纱，混合纤维纱，假捻变形纱线(包括预取向丝(POY)的拉伸-假捻变形纱线)或者空气喷射变形纱线。在这点上，可通过如混合纤维的方法此类共知的工艺来制备根据本发明的混合纤维纱，例如混纺工艺(包括ciro-spun或ciro-fil)，缠结混合工艺(其中将具有不同收缩率的纱线混合在一起)，混合加捻工艺，复合假捻工艺(包括伸长-差异-假捻工艺)或者双系统空气喷射变形工艺。
如上所述，根据本发明的纤维包含一种或多种聚醚酰亚胺。热塑性聚
酰亚胺具有通式(1)：
其中a大于1，通常为约10～约1000或者以上，或者更具体地为约10～约500；以及其中V为四价连接基团，对其没有限制，只要该连接基团不妨碍聚酰亚胺的合成或使用即可。合适的连接基团包括但不限于：(a)具有约5～约50个碳原子的取代的或未取代的、饱和的、不饱和的或芳族单环的和多环的基团；(b)具有1～约30个碳原子的取代的或未取代的、直链的或支链的、饱和的或不饱和的烷基；或者包括前述中至少一种的组合。合适的取代基和/或连接基团包括但不限于醚、环氧化物、酰胺、酯以及包括至少一种前述的组合。至少一部分所述连接基团V含有衍生自双酚的部分。理想的是，连接基团包括但不限于结构式(2)的四价芳族
基团，
其中W是二价部分，其包括-O-、-S-、-C(O)-、-SO2-、-SO-、-CyH2y-(y为1～5的整数)，及其卤化的衍生物，包括全氟亚烷基，或者式-O-Z-O-的基团，其中所述-O-或-O-Z-O-基团的二价键在3，3′、3，4′、4，3′或4，4′位上，并且其中Z包括但不限于式(3)的二价基团。
其中Q包括但不限于二价部分，所述二价部分包括-O-、-S-、-C(O)-、-SO2-、-SO-、-CyH2y-(y为1～5的整数)，及其卤化的衍生物，所述卤化的衍生物包括全氟亚烷基。
式(1)中的R包括但不限于取代的或未取代的二价有机基团例如：(a)具有约6～约20个碳原子的芳族烃基，及其卤化的衍生物；(b)具有约2～约20个碳原子的直链的或支链的亚烷基；(c)具有约3～约20个碳原子的环亚烷基，或者(d)通式(4)的二价基团
其中Q包括但不限于二价部分，所述二价部分包括-O-、-S-、-C(O)-、-SO2-、-SO-、-CyH2y-(y为1～5的整数)，及其卤化的衍生物，所述卤化的衍生物包括全氟亚烷基。
示例性类型的聚酰亚胺包括聚酰胺酰亚胺和聚醚酰亚胺，尤其是可熔融加工的那些聚醚酰亚胺，例如美国专利3803085和3905942中描述了其制备和性质的那些。
示例性聚醚酰亚胺树脂包括不止1个，通常约10～约1000，或者更
具体地，约10～约500个式(5)的结构单元，
其中T为-O-或式-O-Z-O-的基团，其中所述-O-或-O-Z-O-基团的二价键在3，3′、3，4′、4，3′或4，4′位上，其中Z包括但不限于如上所定义的式(10)的二价基团。
在一种实施方案中，聚醚酰亚胺可为共聚物，所述共聚物除了含有
上述的醚酰亚胺单元之外，还含有式(6)的聚酰亚胺结构单元，
其中R如前面式(1)中所定义，并且M包括但不限于式(7)的基团。
聚醚酰亚胺可通过多种方法制备，所述方法包括但不限于，式(8)的芳族双(醚酐)与式(9)的有机二胺的反应，
H2N-R-NH2 (9)
其中R和T的定义与式(1)和(5)中相同。
具体的芳族双(醚酐)和有机二胺的实例公开于例如美国专利3972902和4455410中。包括式(8)芳族双(醚酐)的二酐的说明性实例包括：
2，2-双[4-(3，4-二羧基苯氧基)苯基]丙烷二酸酐；4，4′-双(3，4-二羧基苯氧基)二苯醚二酸酐；4，4′-双(3，4-二羧基苯氧基)二苯硫醚二酸酐；4，4′-双(3，4-二羧基苯氧基)二苯甲酮二酸酐；4，4′-双(3，4-二羧基苯氧基)二苯基砜二酸酐；2，2-二[4-(2，3-二羧基苯氧基)苯基]丙烷二酸酐；4，4′-双(2，3-二羧基苯氧基)二苯醚二酸酐；4，4′-双(2，3-二羧基苯氧基)二苯硫醚二酸酐；4，4′-双(2，3-二羧基苯氧基)二苯甲酮二酸酐；4，4′-双(2，3-二羧基苯氧基)二苯基砜二酸酐；4-(2，3-二羧基苯氧基)-4′-(3，4-二羧基苯氧基)二苯基-2，2-丙烷二酸酐；4-(2，3-二羧基苯氧基)-4′-(3，4-二羧基苯氧基)二苯醚二酸酐；4-(2，3-二羧基苯氧基)-4′-(3，4-二羧基苯氧基)二苯硫醚二酸酐；4-(2，3-二羧基苯氧基)-4′-(3，4-二羧基苯氧基)二苯甲酮二酸酐；4-(2，3-二羧基苯氧基)-4′-(3，4-二羧基苯氧基)二苯基砜二酸酐；1，3-二(2，3-二羧基苯氧基)苯二酐；1，4-二(2，3-二羧基苯氧基)苯二酐；1，3-二(3，4-二羧基苯氧基)苯二酐；1，4-二(3，4-二羧基苯氧基)苯二酐；环丁烷四羧酸二酐；环戊烷四羧酸二酐；环己烷-1，2，5，6-四羧酸二酐；2，3，5-三羧基环戊基乙酸二酐；5-(2，5-二氧代四氢呋喃亚甲基)-3-甲基-3-环己烯-1，2-二羧酸二酐；1，3，3a，5-二氧代-3-呋喃基)-萘并[1，2，-c]-呋喃-1，3-二酮；3，5，6-三羧基降莰烷-2-乙酸二酐；2，3，4，5-四氢呋喃四羧酸二酐；3，3′，4，4′-联苯四羧酸二酐；3，3′，4，4′-二苯甲酮四羧酸二酐；萘的二酐如(2，3，6，7-萘二酐等)；3，3′，4，4′-联苯磺酸四羧酸二酐；3，3′，4，4′-二苯醚四羧酸二酐；3，3′，4，4′-二甲基二苯基硅烷四羧酸二酐；4，4′-二(3，4-二羧基苯氧基)二苯硫醚二酐；4，4′-二(3，4-二羧基苯氧基)二苯砜二酐；4，4′-二(3，4-二羧基苯氧基)二苯基丙烷二酐；3，3′，4，4′-全氟非那吡啶(pyridene)二邻苯二甲酸二酐；3，3′，4，4′-联苯四羧酸二酐；二(邻苯二甲酸基)苯基氢氧化硫二酐；对亚苯基-二(三苯基邻苯二甲酸)二酐；间亚苯基-二(三苯基邻苯二甲酸)二酐；二(三苯基邻苯二甲酸)-4，4′-二苯醚二酐；二(三苯基邻苯二甲酸)-4，4′-二苯基甲烷二酐；2，2′-二(3，4-二羧基苯基)六氟丙烷二酐；4，4′-氧二(邻苯二甲酸酐)；苯均四酸二酐；3，3′，4，4′-二苯砜四羧酸二酐；4′，4′-双酚A二酐；氢醌二邻苯二甲酸酐；乙二醇二(偏苯三酸酐)；6，6′-二(3，4-二羧基苯氧基)-2，2′，3，3′-四氢-3，3，3′，3′-四甲基-1，1′-螺二[1h-茚]二酐；7，7′-二(3，4-二羧基苯氧基)-3，3′，4，4′-四氢-4，4，4′，4′-四甲基-2，2′-螺二[2h-1-苯并吡喃]二酐；1，1′-二[1-(3，4-二羧基苯氧基)-2-甲基-4-苯基]环己烷二酐；3，3′，4，4′-二苯砜四羧酸二酐；3，3′，4，4′-二苯硫醚四羧酸二酐；3，3′，4，4′-二苯亚砜四羧酸二酐；4，4′-氧二(邻苯二甲酸酐)；3，3′-二苯甲酮四羧酸二酐；4，4′-羰基二邻苯二甲酸酐；3.3′，4，4′-二苯基甲烷四羧酸二酐；2，2-二(4-(3，3-二羧基苯基)丙烷二酐；2，2-二(4-(3，3-二羧基苯基)六氟丙烷二酐；(3，3′，4，4′-二苯基)苯基膦四羧酸二酐；(3，3′，4，4′-二苯基)苯基氧化膦四羧酸二酐；2，2′-二氯-3，3′，4，4′-联苯四羧酸二酐；2，2′-二甲基-3，3′，4，4′-联苯四羧酸二酐；2，2′-二氰基-3，3′，4，4′-联苯四羧酸二酐；2，2′-二溴-3，3′，4，4′-联苯四羧酸二酐；2，2′-二碘-3，3′，4，4′-联苯四羧酸二酐；2，2′-二(三氟甲基)-3，3′，4，4′-联苯四羧酸二酐；2，2′-二(1-甲基-4-苯基)-3，3′，4，4′-联苯四羧酸二酐；2，2′-二(1-三氟甲基-2-苯基)-3，3′，4，4′-联苯四羧酸二酐；2，2′-二(1-三氟甲基-3-苯基)-3，3′，4，4′-联苯四羧酸二酐；2，2′-二(1-三氟甲基-4-苯基)-3，3′，4，4′-联苯四羧酸二酐；2，2′-二(1-苯基-4-苯基)-3，3′，4，4′-联苯四羧酸二酐；2，2′-二(1，3-三氟甲基-4-苯基)-3，3′，4，4′-联苯四羧酸二酐；5，5′-[[1，1′-联苯]-4，4′-二基二(氧基)]二[1，3-异苯并呋喃二酮](也称为4，4′-二(3，4-二羧基苯氧基)联苯二酐)，以及异构体和包括至少一种前述化合物的混合物。
可通过使硝基取代的苯二腈在偶极非质子溶剂的存在下与双酚化合物(例如，BPA)的金属盐的反应产物水解然后脱水来制备双(醚酐)。以上式(15)所包括的示例性的一类芳族双(醚酐)包括但不限于：其中T为式(10)和该醚连接基团在例如3，3′、3，4′、4，3′或4，4′位上的那些化合物，以及包括至少一种前述化合物的混合物，并且其中Q如上所定义。
可使用任何二氨基化合物。合适的化合物的实例是：乙撑二胺；亚丙二胺；丙撑二胺；二亚乙基三胺；三亚乙基四胺；己撑二胺；庚撑二胺；辛撑二胺；壬撑二胺；癸撑二胺；1，12-十二烷二胺；1，18-十八烷二胺；3-甲基庚撑二胺；4，4-二甲基庚撑二胺；4-甲基壬撑二胺；5-甲基壬撑二胺；2，5-二甲基己撑二胺；2，5-二甲基庚撑二胺；2，2-二甲基丙二胺；N-甲基-二(3-氨基丙基)胺；3-甲氧基己撑二胺；1，2-二(3-氨基丙氧基)乙烷；二(3-氨基丙基)亚砜；1，4-环己烷二胺；二(4-氨基环己基)甲烷；间苯二胺；对苯二胺；2，4-二氨基甲苯；2，6-二氨基甲苯；间二甲苯二胺；对二甲苯二胺；2-甲基-4，6-二乙基-1，3-苯二胺；5-甲基-4，6-二乙基-1，3-苯二胺；联苯胺；3，3′-二甲基联苯胺；3，3′-二甲氧基联苯胺；1，5-二氨基萘；二(4-氨基苯基)甲烷；二(2-氯-4-氨基-3，5-二乙基苯基)甲烷；二(4-氨基苯基)丙烷；2，4-二(b-氨基-叔丁基)甲苯；二(p-b-氨基-叔丁基苯基)醚；二(p-b-甲基-o-氨基苯基)苯，二(p-b-甲基-o-氨基戊基)苯，1，3-二氨基-4-异丙基苯，二(4-氨基苯基)亚砜，二(4-氨基苯基)砜，二(4-氨基苯基)醚；1，3-二(3-氨基丙基)四甲基二硅氧烷；4，4′-二氨基二苯基丙烷；4，4′-二氨基二苯基甲烷(4，4′-亚甲基二苯胺)；4，4′-二氨基二苯硫醚；4，4′-二氨基二苯砜；4，4′-二氨基二苯醚(4，4′-氧二苯胺)；1，5-二氨基萘；3，3′二甲基联苯胺；3-甲基庚撑二胺；4，4-二甲基庚撑二胺；2，11-十二烷二胺；辛撑二胺；二(3-氨基丙基)四甲基二硅氧烷；二(4-氨基丁基)四甲基二硅氧烷；二(p-氨基-叔丁基苯基)醚；二(p-甲基-o-氨基苯基)苯；二(p-甲基-o-氨基戊基)苯；2，2′，3，3′-四氢-3，3，3′，3′-四甲基-1，1′-螺二[1H-茚]-6，6′-二胺；3，3′，4，4′-四氢-4，4，4′，4′-四甲基-2，2′-螺二[2H-1-苯并吡喃]-7，7′-二胺；1，1′-二[1-氨基-2-甲基-4-苯基]环己烷；甲苯-二胺；1，3-二(4-氨基苯氧基)苯；1，3-二(3-氨基苯氧基)苯，以及其所有的异构体和包括至少一种前述化合物的混合物和共混物。
在一种实施方案中，聚醚酰亚胺树脂包括按照式6的结构单元，其中R各自独立地为对亚苯基或间亚苯基，或包括至少一种前述的混合物，以及T是式(11)的二价基团，
在制备所述聚酰亚胺，特别是聚醚酰亚胺的许多方法中，包括美国专利3847867、3850885、3852242、3855178、3983093和4443591中所披露的那些。
该反应可使用溶剂如邻二氯苯、间甲苯酚/甲苯等，以使式(8)的酸酐和式(9)的二胺在约100℃～约250℃的温度反应。或者，可如下制备聚醚酰亚胺：在将原料的混合物加热至高温的同时搅拌，而使芳族双(醚酐)(8)和二胺(9)熔融聚合。通常，熔融聚合使用约200℃～约400℃的温度。在反应中也可使用链终止剂和支化剂。
当制备聚醚酰亚胺/聚酰亚胺共聚物时，将二酐例如均苯四酸酐与双(醚酐)结合使用。聚醚酰亚胺树脂可任选地由芳族双(醚酐)与有机二胺的反应制备，其中所述二胺在反应混合物中存在的量为小于或等于约0.2摩尔过量。在该条件下，聚醚酰亚胺树脂可具有小于或等于约15微当量每克(μeq/g)的酸可滴定基团，或者更具体地，小于或等于约10μeq/g的酸可滴定基团，这通过用33wt％氢溴酸的冰醋酸溶液滴定氯仿溶液而证明。酸可滴定的基团基本上归因于聚醚酰亚胺树脂中的胺端基。
合成聚醚酰亚胺的一种途径通过具有以下结构(12)的双(4-卤代邻苯二甲酰亚胺)进行：
其中R如上所述，及X为卤素。其中R为1，3-苯基的双(4-卤代邻苯二甲酰亚胺)(13)是特别有用的。
双(卤代邻苯二甲酰亚胺)(12)和(13)通常通过使胺如1，3-二氨基苯与酸酐如4-卤代邻苯二甲酸酐(14)缩合而形成：
聚醚酰亚胺可通过双(卤代邻苯二甲酰亚胺)与双酚(例如双酚A)的碱金属盐或双酚的碱金属盐和另一种二羟基取代的芳烃的碱金属盐的组合，在存在或不存在相转移催化剂的情况下反应而合成。合适的相转移催化剂披露于美国专利5229482中。合适的二羟基取代的芳烃包括具有式(15)的那些：
OH-A2-OH (15)
其中A2是二价芳烃基团。合适的A2基团包括间亚苯基、对亚苯基、4，4′-亚联苯基和类似的基团。
典型的聚醚酰亚胺是以ULTEM(R)
为商标的那些聚醚酰亚胺，包括但不限于美国麻省Pittsfield的GE plastics出售的ULTEM
1000(数均分子量(Mn)21000克/摩尔；Mw为54000克/摩尔；分散度2.5)，ULTEM
1010(Mn为19000克/摩尔；Mw为47000克/摩尔；分散度2.5)和ULTEM 9011(Mn为19000克/摩尔；Mw为47000克/摩尔；分散度2.5)树脂。ULTEM型聚醚酰亚胺详细描述于美国专利3847867；4650850；4794157；4855391；4820781；以及4816527，通过参考将它们完整地并入本文，犹如完全阐述那样。
利用聚苯乙烯标样通过凝胶渗透色谱测量，所述聚醚酰亚胺树脂的重均分子量(Mw)可以为约1000～1000000克/摩尔，在另一实施方案中为约5000～500000克/摩尔，以及在又一实施方案中为约10000～75000克/摩尔。
根据下式计算用作根据本发明的纤维的聚醚酰亚胺的粘度数据：熔体流动指数(MFI)×10＝熔体流动速率(MFR)，所述熔体流动速率根据ASTMD1238(体积08/2001)在337℃和6.6kgf的条件下进行试验。一些熔体流动速率提供如下：
Ultem 9011：MFR 16-20g/10min
Ultem 1040：MFR 50-111g/10min
Ultem 1010：MFR 16-20g/10min
Ultem 1000：MFR 7-11g/10min。
如上所述，本发明的范围旨在包括由聚酰亚胺和聚醚酰亚胺与其它聚合物的共混物制造的纤维。本领域技术人员会理解：目前市场上有大量聚合物，以及满足纤维的终端用途要求的任何聚合物可与本发明联合使用。类似地，不同的聚酰亚胺和聚醚酰亚胺会具有不同的性质，并且本领域技术人员会理解期望将一种或多种本发明的聚酰亚胺和/或聚醚酰亚胺聚合物与其它聚合物共混来改善纤维的制造或者待共混的任意聚合物的纤维性质。
可添加附属成分，其量能有效赋予或改善期望的纤维性质，如颜色亮度、强度、可清洁性、阻燃性、不褪色性或可染色性。例如，可将下列类型的成分的一种或多种添加至纤维中：香料，气味抑制剂，抗菌活性剂和/或防腐剂，表面活性剂，光学增白剂，抗氧化剂，包括氨基羧酸盐螯合剂在内的螯合剂，抗静电剂，染料迁移抑制剂，织物柔顺剂(softening active)和/或静电抑制剂。
根据本发明制备的最终纤维可具有不同性质，这取决于单独的聚醚酰亚胺、加工条件以及期望的终端用途。例如，作为提出本发明申请时的一般观察(并不意在以任何方式限制本发明)，随着熔体指数增大，强度趋于下降。
实施例
为了向实施本文所要求保护的发明的本领域技术人员提供附加的指导，将下列实施例纳入本文。这些实施例是作为本文工作的代表而提供的，并促成本发明的教导。因此，这些实施例不意在以任何方式限制本发明的保护范围。
以不同加工条件，进行了一系列挤出操作来将聚醚酰亚胺挤出成约1～8单丝旦数(dpf)的纤维。可从GE Plastics，Pittsfield，Massachusetts获得的粒料形式的ULTEM 9011聚醚酰亚胺树脂具有：约21000g/mol的数均分子量Mw和大约1.8～2.2的熔体指数。并且在挤出之前将ULTEM 9011聚醚酰亚胺树脂于300℃干燥约4～6小时。该粒料通过1英寸(1″)的单螺杆挤出机(L/D＝24/1)以1～10Kg/hr的供料速度来供料。聚合物的实际熔融温度在约340～400℃范围内。用于制造缠绕至盘管上的聚醚酰亚胺纤维的工艺参数范围总结于下表1中。
将熔融聚醚酰亚胺通过挤出机模头挤出，以及经过计量泵、纺丝头盖和过滤器组，然后使熔融聚合物流经具有128～144个孔的喷丝头来产生128～144束纤维。通过一系列的筛来过滤熔融聚合物，从而除去外来颗粒物。筛号为20、60、100、325、165×800和200×1400目，网眼尺寸分别为850、250、45、25和15微米，并且将这些筛以各种排列置于筛组中。发现当含有细筛且网眼尺寸约15微米或更小(筛号200英寸×400英寸)的过滤器筛单独使用或与具有较大网眼尺寸的筛组合使用时，在喷丝头的面部上产生集结(build up)，这说明聚醚酰亚胺聚合物剪切降解。当该筛被具有较大网眼的筛所取代时，消除了集结的出现。
熔融纤维离开喷丝头，用调整至0.1～10米/秒的恒定速度的空气来冷却。冷却空气温度或者骤冷温度范围为约10～16℃。产生的纤维的直径范围为约5～95微米，根据ASTM-02256-97试验方法测试其韧度和断裂伸长率。测得的韧度为约1～3.5克/旦尼尔。测得的断裂伸长率为约10％～30％。拉伸比为0％～100％，以及测得的断裂伸长率以拉伸比的函数变化，这使得相对较高的纤维拉伸比导致相对较低的断裂伸长率。
表I
| 材料 | ULTEM 9011-100 |
| 单丝旦数(dpf) | 4-10 |
| 喷丝头孔直径 | 0.45-1.0mm |
| 孔/喷丝头 | 128-144 |
| 输出速率 | 100-1200米/分钟 |
| 挤出机 压力 | 1600psi |
| 区1 | 340-360℃ |
| 区2 | 350-370℃ |
| 区3 | 370-390℃ |
| 头温度 | 380-400℃ |
| 熔融温度 | 380-400℃ |
| R&L熔体泵 | 6rpm |
| 头压 | 200-1000psi |
| 骤冷温度 | 10-16℃ |
| 骤冷速度 | 0.1-10米/秒 |
| 室温 | 16-26℃ |
| 辊温1 | 100-120℃ |
| 辊速1 | 400-500rpm |
| 辊温2 | 80-120℃ |
| 辊速2 | 400-1000rpm |
| 辊温3 | 80-120℃ |
| 辊速3 | 400-1000rpm |
| 辊温4 | 60-80℃ |
| 辊速4 | 400-1000rpm |
| 拉伸比 | 0-100％ |
虽然已经参考示例的实施方式描述了本发明，本领域技术人员应该理解，可以做出各种变化，并且等价物可代替其要素，而不偏离本发明的范围。此外，可以做出许多变化形式，以使具体的情况或材料适应于本发明的教导，而不偏离其基本范围。因此，期望本发明不限于作为进行本发明的预期最佳方式公开的具体实施方式，而本发明将包括落入所附权利要求的范围内的所有实施方式。
所有前述的专利和专利申请通过参考以其完整的形式并入本文，犹如完全阐述那样。
Claims (26)
1.一种制备聚合物纤维的方法，该方法包括：
熔融包含聚醚酰亚胺的聚合物至范围为180～500℃的熔融温度，产生包含聚醚酰亚胺的熔融聚合物；
用至少一个滤网过滤该熔融聚合物，所述至少一个滤网具有至少15微米的孔；
使经过滤的熔融聚合物经过含有多个孔道的喷丝头，以形成纤维束；及
用温度范围为0～80℃的冷却介质冷却该纤维束，以形成纤维，其中该包含聚醚酰亚胺的聚合物纤维含有少于2wt％的尺寸大于或等于85％的纤维直径的外来颗粒物。
2.权利要求1的方法，还包括：在使聚合物熔融之前，过滤包含聚醚酰亚胺的聚合物。
3.权利要求1的方法，其中所述聚合物在挤出机中熔融，并且通过挤出机经过喷丝头的孔道。
4.权利要求1的方法，其中所述聚合物为无定形的。
5.权利要求1的方法，其中所述冷却介质在其指向从喷丝头出来的纤维束时具有均匀的速度。
6.权利要求1的方法，其中所述冷却介质为气体。
7.权利要求6的方法，其中指向纤维束的气体冷却介质的速度为0.01～10米/秒。
8.权利要求6的方法，其中所述气体为空气。
9.权利要求1的方法，其中所述包含聚醚酰亚胺的聚合物的熔体指数为1.5～2.5g/10min，根据ASTM D1238在337℃和6.6kgf的条件下测得。
10.权利要求1的方法，其中纤维输出速率为100～5000米/分钟。
11.权利要求1的方法，其中流经纤维束的气体冷却介质的温度为0～40℃。
12.权利要求1的方法，其中流经纤维束的气体冷却介质的温度为10～24℃。
13.权利要求1的方法，其中所述聚合物包含聚醚酰亚胺，该聚醚酰亚胺由选自BPADA和ODPA的二酐单体和选自mPD、pPD、DDS和ODA的二胺形成。
14.权利要求1的方法，其中所述纤维的直径为0.00001～2毫米。
15.权利要求1的方法，其中根据ASTM 2256-97，所述纤维的韧度为至少0.5克/旦尼尔或更大。
16.权利要求1的方法，其中根据ASTM-02256-97，所述纤维的断裂伸长率为至少10％。
17.权利要求1的方法，其中根据ASTM-02256-97，所述纤维的断裂伸长率为至少20％。
18.权利要求1的方法，其中根据ASTM-02256-97，所述纤维的断裂伸长率为至少30％。
19.权利要求1的方法，其中聚合物施加在喷丝头上的压力在喷丝头内表面的横向上是均匀的。
20.权利要求1的方法，其中所述喷丝头中孔的数目为20～1000。
21.一种合成纤维，其由前述权利要求任一项的方法制备。
22.权利要求21的合成纤维，其中单丝旦数为0.1～50。
23.权利要求21的合成纤维，其中单丝旦数小于10。
24.权利要求21至23任一项的合成纤维，其中根据ASTM 2256-97，该纤维的韧度为至少0.5克/旦尼尔或更大。
25.权利要求21至23任一项的合成纤维，其中根据ASTM-02256-97，该纤维的断裂伸长率为至少10％。
26.权利要求24的合成纤维，其中根据ASTM-02256-97，该纤维的断裂伸长率为至少10％。
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