CN105189646A - 具有超高分子量聚乙烯的工程热塑性塑料改进的磨损和摩擦性能 - Google Patents

具有超高分子量聚乙烯的工程热塑性塑料改进的磨损和摩擦性能 Download PDF

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普拉米拉·萨尔马
苏桑塔·米特拉
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Abstract

本文公开了组合物，包括聚醚酰亚胺、聚醚醚酮、聚酰胺、聚氧化烯、或聚对苯二甲酸亚烷基酯、或它们的混合物的聚合物和超高分子量聚乙烯，其中超高分子量聚乙烯包含表面改性剂。还公开了包含一种或多种所描述的组合物的制品。本摘要旨在作为用于具体技术领域中搜索目的扫描工具，而不是旨在限制本发明。

Description

具有超高分子量聚乙烯的工程热塑性塑料改进的磨损和摩擦性能
相关申请的引用
本申请要求2013年2月28日提交的美国临时专利申请号61/770,758的权益，其全部内容结合于本文中作为参考。
背景技术
超高分子量聚乙烯(“UHMWPE”)具有极高的熔体粘度而使像螺杆挤出和注塑模制的常规加工技术难以完成。正因为如此，UHMWPE的使用受到限制。聚醚酰亚胺(“PEI”)和聚醚醚酮(“PEEK”)应用于各种润滑应用中，例如，齿轮、轴承和滚轴(roller)。
聚四氟乙烯(“PTFE”)是聚合物中使用的常用润滑剂。PTFE具有在特定磨损条件下在对偶面上形成转移膜的能力，由此降低磨损。然而，在聚合物中尤其是在所述应用苛求改进磨损而不能在对偶面上形成转移膜的情况下对于其它和改进的润滑剂仍存需要。此外，对于具有所需性质如抗冲击性和化学稳定性的组合物仍存需要。现有技术的这些和其它缺点通过本发明公开内容就能够解决。
发明内容
根据正如在本文中实施和广泛描述的本发明的目的，在一个实施方式中，本公开涉及包含聚合物和超高分子量聚乙烯(UHMWPE)的组合物，其中UHMWPE包含表面改性剂。
本文中公开了一种组合物，包含：约30wt％(30％byweight)至约97wt％的聚合物，其中，聚合物包括聚醚酰亚胺(PEI)、聚醚醚酮(PEEK)、聚酰胺、聚氧化烯、或聚对苯二甲酸亚烷基酯，或它们的混合物；和约3wt％至约30wt％的超高分子量聚乙烯，其中UHMWPE包含超过0wt％至约10wt％的表面改性剂。
本文中还公开了一种包含本文中公开的组合物的制品。
尽管按照具体的法定分类，如系统法定分类能够描述和主张保护本发明的实施方式，但这仅仅是为了方便起见而本领域技术人员应该理解的是，本发明的每个实施方式能够按照任何法定分类进行描述和要求保护。除非另有明确说明，它绝不刻意认为本文中陈述的任何方法或实施方式解释为需要以特定的顺序执行其步骤。因此，在权利要求或描述中并未专门陈述方法权利要求步骤将会限制于具体的顺序的情况下，在任何方面绝不刻意推断次序。这适用于解释的任何可能的非明示基础，包括相对于步骤或操作流程的排布设计的逻辑，衍生于语法组织或标点的简单含义，或说明书中描述的实施方式的数目或类型。
附图说明
附图，包含在说明书中并构成本说明书的一部分，示出了一些实施方式并与描述一起用于解释本发明的原理。
图1显示了磨损测试方法的示意图。
图2A、2B和2C显示了通过MIPELONXM220(图2A)；INHANCE1250(图2B)；和INHANCE1750(图2C)的红外光谱(“IR")获得的谱图。
图3A和3B显示了MIPELONXM220(LotNo.H10B2154)(图3A)和MIPELONXM220(LotNo.HI0A2130)(图3B)的扫描电镜(“SEM”)显微图。
图4A和4B显示了纯净MIPELONXM(图4A)221U和纯净MIPELONPM200(图4B)的SEM显微图。
图5A和5B显示了纯净GUR2126(图5A)和纯净GURX162(图5B)的SEM显微图。
图6A和6B显示了INHANCE1750(图6A)和INHANCE1250(图6B)的SEM显微图。
图7显示了PEI随着INHANCE1250在40磅/平方英寸(psi)，50英尺/分钟(fpm)下负荷水平变化的磨损数据。
图8显示了PEI随着INHANCE1250在120psi，100fpm下负荷水平变化的磨损数据。
图9显示了PEI-INHANCE1250-碳纤维(“CF”)和PEI-PTFE-CF在40psi，50fpm下的磨损数据。
图10显示了PEEK随着具有PTFE的INHANCE1250和PEEK在40psi，50fpm下负荷水平变化的磨损数据。
图11显示了PEEK随着INHANCE1250在120psi，100fpm下负荷水平变化的磨损数据。
图12A显示了具有PTFE作为润滑剂的聚邻苯二甲酰胺(“PPA”)的GMPT限制PV序列B试验结果。
图12B显示了具有INHANCE1250UHMWPE作为润滑剂的PPA的GMPT限制PV序列B试验结果。
图13A显示了具有PTFE作为润滑剂的PEEK的GMPT限制PV序列B试验结果。
图13B显示了具有INHANCE1250UHMWPE作为润滑剂的PEEK的GMPT限制PV序列B试验结果。
本发明的其它实施方式将在以下描述中分部分进行阐述，而部分将根据描述是显而易见的，或能够通过本发明的实践而了解。本发明的优点通过附加权利要求中专门指出的要素和组合将可实现和达成。应该理解的是，前述一般性描述和以下详细描述二者都只是示例性和说明性的，并非限制权利要求所要求保护的本发明。
具体实施方式
一些应用(例如，变速器密封圈)需要高压速度(“PV”)磨损性能的材料。高PV磨损(PV≥100,000磅/平方英寸-英尺/分钟(psi-ft/min))会产生摩擦热且由于材料的熔化常常发生性能故障。具有低熔融温度的材料在高PV磨损条件下过早失效，因此，这些类型的材料通常不适合于高PV应用。PTFE具有高熔融温度(～330摄氏度(℃))、具有优良的润滑性能，因此，它通常在目标位高PV应用的热塑性组合物中用作磨损材料/添加剂。UHMWPE具有低的熔融温度(～142℃)，因此预期如果摩擦热超过UHMWPE熔融温度，UHMWPE填充的工程热塑性塑料在高PV磨损条件下将会失效。出人意料的是，本文描述的包含UHMWPE的组合物在高PV条件下可以超越同类具有PTFE的热塑性组合物。
本发明通过参考本文以下本发明的详细描述和其中包括的实施例能够更容易理解。
在公开和描述本发明的化合物、组合物、制品、系统、装置和/或方法之前，应该理解的是，除非另有说明，否则它们并不局限于具体的合成方法，或，除非另有说明，否则并不局限于具体的试剂，当然，这些同样能够进行变化。还应该理解的是，本文所使用的术语是用于描述具体实施方式之目的，并不意在限制。虽然任何类似或等同于本文描述的方法和材料的方法和材料能够在本发明实践或测试中使用，但现在将会描述示例性方法和材料。
本文提及的所有出版物均结合于本文中作为参考，并结合出版物所引述的内容描述方法和/或材料。
除非另有定义，本文使用的所有技术和科学术语具有由本发明所属的技术领域中普通技术人员共同理解的相同含义。虽然任何类似或等同于本文描述的方法和材料的方法和材料能够在本发明的实践或测试中使用，但示例性的方法和材料现在将进行描述。
正如说明书和所附权利要求书中所使用的单数形式“一种”，“一个”和“这种”包括复数对象，除非上下文另有明确说明。因此，例如，所指“纳米复合材料”包括两种或更多种纳米复合材料的混合物，等。
范围在本文中能够表示为从“约”一个具体值，和/或到“约”另一个具体值。当表达这样的范围时，另一个实施方式包括从一个具体值和/或到另一个具体值。类似地，当数值表示为近似值时，通过使用先行词“约”，应该理解的是，具体值构成了另一实施方式。应当进一步理解的是，每个范围的端点显然都是相对于另一端点的而独立于另一个端点。还应该理解的是，有许多本文公开的值，并且每个值在本文中也公开为除了该值本身的“约”具体值。例如，如果公开值“10”，那么“约10”也会公开。还应该理解的是，也公开了两个具体整数之间的每个整数。例如，如果公开10和15，那么11、12、13和14也被公开。
正如本文所用的术语“可选的”或“可选地”是指随后描述的事件或情形能够或不能发生，并且描述包括事件或情况发生的情况和其没有发生的情况。
正如本文所用的术语“ULTEM”是指由SaudiBasicIndustriesCorporation(“SABIC”)InnovativePlastics销售的PEI家族的聚合物特定商标。ULTEM是SABICInnovativePlasticsIPB.V的注册商标。ULTEM能够具有升高的热阻、高强度和刚度，以及广泛的耐化学品性。如本文中所用的ULTEM是指除非另有说明家族中包括的任何或所有的ULTEM聚合物。
公开了用于制备本发明组合物的各种组分以及用于本文中公开的方法中的组合物本身。在本文中公开了这些和其它材料，并且应当理解的是，当这些材料的组合，子集，相互作用，组等进行公开时，虽然这些化合物的每个不同个体和总体组合和排列的具体参考不能明确公开，但每个在本文中都被具体考虑和描述。例如，如果具体化合物进行公开和讨论并且许多能够对包括化合物的许多分子作出的修改进行讨论时，除非另外明确相反指出，要专门设想化合物和可能的修改的每个组合和排列。因此，如果公开一类分子A，B和C以及一类分子D，E和F和组合分子的实例，公开A-D，则即使每一个并未单独叙述，每一个各自和共同地设想的含义的组合，A-E，A-F，B-D，B-E，B-F，C-D，C-E和C-F都被认为是公开的。同样地，这些的任何子集或组合也被公开。因此，例如，任何子组A-E，B-F和C-E都将被视为公开。这个概念适用于本申请中的所有实施方式，包括，但不限于，在制造和使用本发明组合物的方法中的步骤。因此，如果有各种附加步骤能够实施，则应该理解的是每一个这些附加步骤能够与本发明方法的任何具体实施方式或实施方式的组合一起进行实施。
正如本文所用的术语“表面处理的”是指一种材料，如，例如，一种聚合物已经暴露于将一种或多种表面改性剂引入到材料之上或之内的条件而为具体目的提供具体的化学表面功能性，例如，改进的加工性，分散性和与诸如聚合物的其它材料的相容性/相互作用。表面改性剂通过表面处理能够物理和/或共价结合至材料。材料能够通过，例如，将材料暴露于包含表面改性剂前体的气氛而进行表面处理。气氛能够是在，例如，反应性离子蚀刻或电感耦合等离子体仪器中产生的等离子体。材料也能够通过湿化学反应进行表面处理。因此，例如，表面处理过的UHMWPE是指包含一种或多种表面改性剂的UHMWPE。
结合聚合物一起使用的术语“未处理的”是指还没有进行表面处理的聚合物，因此，不包含表面改性剂。因此，表面化学功能度和本体化学功能度之间的差别是微不足道的。例如，“未处理的INHANCE1250”是指不包含表面改性剂的INHANCE1250。
应该理解的是，本文中公开的组合物具有某些功能。本文公开了用于实施公开的功能的某些结构要求，并且应当理解的是，存在各种各样的结构能够实施与所公开的结构相关的相同功能，并且这些结构将通常实现相同的结果。
本文中公开了一种组合物，包含约30wt％至约97wt％的聚合物，其中聚合物包括PEI、PEEK、聚酰胺、聚氧化烯、或聚对苯二甲酸亚烷基酯，或它们的混合物；和约3wt％至约30wt％的UHMWPE，其中UHMWPE包含超过0wt％至约10wt％的表面改性剂。
在一个实施方式中，该组合物包含PEI。在另一实施方式中，组合物包含PEEK。在还有的另一实施方式中，组合物包含PEI和PEEK。在还有的另一实施方式中，组合物包含聚酰胺。在还有的另一实施方式中，组合物包含聚氧化烯。在还有的另一实施方式中，组合物包含聚对苯二甲酸亚烷基酯。
在一个实施方式中，该组合物能够包含约5wt％至约25wt％的UHMWPE。在一个实施方式中，组合物能够包含约5wt％至约20wt％的UHMWPE。在还有的另一实施方式中，一个实施方式，组合物能够包含约10wt％至约20wt％的UHMWPE。在还有的另一实施方式中，组合物能够包含约10wt％至约25wt％的UHMWPE。在还有的另一实施方式中，组合物能够包含约5wt％的UHMWPE。在还有的另一实施方式中，组合物能够包含约10wt％的UHMWPE。在还有的另一实施方式中，组合物能够包含约15wt％的UHMWPE。在还有的另一实施方式中，组合物能够包含约20wt％的UHMWPE。在还有的另一实施方式中，组合物能够包含约25wt％的UHMWPE。在还有的另一实施方式中，组合物能够包含约30wt％的UHMWPE。
在一个实施方式中，组合物能够包含约30wt％至约97wt％的PEI或PEEK，或它们的混合物。在另一实施方式中，组合物能够包含约60wt％至约95wt％的PEI或PEEK，或它们的混合物。在还有的另一实施方式中，组合物能够包含约60wt％至约90wt％的PEI或PEEK，或它们的混合物。在还有的另一实施方式中，组合物能够包含约60wt％至约80wt％的PEI或PEEK，或它们的混合物。在还有的另一实施方式中，组合物能够包含约70wt％至约95wt％的PEI或PEEK，或它们的混合物。在还有的另一实施方式中，组合物能够包含约70wt％至约90wt％的PEI或PEEK，或它们的混合物。在还有的另一实施方式中，组合物能够包含约70wt％至约80wt％的PEI或PEEK，或它们的混合物。在还有的另一实施方式中，组合物能够包含约50wt％的PEI或PEEK，或它们的混合物。在还有的另一实施方式中，组合物能够包含约55wt％的PEI或PEEK，或它们的混合物。在还有的另一实施方式中，组合物能够包含约60wt％的PEI或PEEK，或它们的混合物。在还有的另一实施方式中，组合物能够包含约65wt％的PEI或PEEK，或它们的混合物。在还有的另一实施方式中，组合物能够包含约70wt％的PEI或PEEK，或它们的混合物。在还有的另一实施方式中，组合物能够包含约75wt％的PEI或PEEK，或它们的混合物。在还有的另一实施方式中，组合物能够包含约80wt％的PEI或PEEK，或它们的混合物。在还有的另一实施方式中，组合物能够包含约85wt％的PEI或PEEK，或它们的混合物。在还有的另一实施方式中，组合物能够包含约90wt％的PEI或PEEK，或它们的混合物。在还有的另一实施方式中，组合物能够包含约95wt％的PEI或PEEK，或它们的混合物。
在一个实施方式中，组合物能够包含约30wt％至约97wt％的PEI。在另一实施方式中，组合物能够包含约60wt％至约95wt％的PEI。在还有的另一实施方式中，组合物能够包含约60wt％至约90wt％的PEI。在还有的另一实施方式中，组合物能够包含约60wt％至约80wt％的PEI。在还有的另一实施方式中，组合物能够包含约70wt％至约95wt％的PEI。在还有的另一实施方式中，组合物能够包含约70wt％至约90wt％的PEI。在还有的另一实施方式中，组合物能够包含约70wt％至约80wt％的PEI。在还有的另一实施方式中，组合物能够包含约50wt％的PEI。在还有的另一实施方式中，组合物能够包含约55wt％的PEI。在还有的另一实施方式中，组合物能够包含约60wt％的PEI。在还有的另一实施方式中，组合物能够包含约65wt％的PEI。在还有的另一实施方式中，组合物能够包含约70wt％的PEI。在还有的另一实施方式中，组合物能够包含约75wt％的PEI。在还有的另一实施方式中，组合物能够包含约80wt％的PEI。在还有的另一实施方式中，组合物能够包含约85wt％的PEI。在还有的另一实施方式中，组合物能够包含约90wt％的PEI。在还有的另一实施方式中，组合物能够包含约95wt％的PEI。
在一个实施方式中，组合物能够包含约30wt％至约97wt％的PEEK。在另一实施方式中，组合物能够包含约60wt％至约95wt％的PEEK。在还有的另一实施方式中，组合物能够包含约60wt％至约90wt％的PEEK。在还有的另一实施方式中，组合物能够包含约60wt％至约80wt％的PEEK。在还有的另一实施方式中，组合物能够包含约70wt％至约95wt％的PEEK。在还有的另一实施方式中，组合物能够包含约70wt％至约90wt％的PEEK。在还有的另一实施方式中，组合物能够包含约70wt％至约80wt％的PEEK。在还有的另一实施方式中，组合物能够包含约50wt％的PEEK。在还有的另一实施方式中，组合物能够包含约55wt％的PEEK。在还有的另一实施方式中，组合物能够包含约60wt％的PEEK。在还有的另一实施方式中，组合物能够包含约65wt％的PEEK。在还有的另一实施方式中，组合物能够包含约70wt％的PEEK。在还有的另一实施方式中，组合物能够包含约75wt％的PEEK。在还有的另一实施方式中，组合物能够包含约80wt％的PEEK。在还有的另一实施方式中，组合物能够包含约85wt％的PEEK。在还有的另一实施方式中，组合物能够包含约90wt％的PEEK。在还有的另一实施方式中，组合物能够包含约95wt％的PEEK。
在一个实施方式中，组合物能够包含约30wt％至约97wt％的聚酰胺。在另一实施方式中，组合物能够包含约60wt％至约95wt％的聚酰胺。在还有的另一实施方式中，组合物能够包含约60wt％至约90wt％的聚酰胺。在还有的另一实施方式中，组合物能够包含约60wt％至约80wt％的聚酰胺。在还有的另一实施方式中，组合物能够包含约70wt％至约95wt％的聚酰胺。在还有的另一实施方式中，组合物能够包含约70wt％至约90wt％的聚酰胺。在还有的另一实施方式中，组合物能够包含约70wt％至约80wt％的聚酰胺。在还有的另一实施方式中，组合物能够包含约50wt％的聚酰胺。在还有的另一实施方式中，组合物能够包含约55wt％的聚酰胺。在还有的另一实施方式中，组合物能够包含约60wt％的聚酰胺。在还有的另一实施方式中，组合物能够包含约65wt％的聚酰胺。在还有的另一实施方式中，组合物能够包含约70wt％的聚酰胺。在还有的另一实施方式中，组合物能够包含约75wt％的聚酰胺。在还有的另一实施方式中，组合物能够包含约80wt％的聚酰胺。在还有的另一实施方式中，组合物能够包含约85wt％的聚酰胺。在还有的另一实施方式中，组合物能够包含约90wt％的聚酰胺。在还有的另一实施方式中，组合物能够包含约95wt％的聚酰胺。
在一个实施方式中，组合物能够包含约30wt％至约97wt％的聚对苯二甲酸亚烷基酯。在另一实施方式中，组合物能够包含约60wt％至约95wt％的聚对苯二甲酸亚烷基酯。在还有的另一实施方式中，组合物能够包含约60wt％至约90wt％的聚对苯二甲酸亚烷基酯。在还有的另一实施方式中，组合物能够包含约60wt％至约80wt％的聚对苯二甲酸亚烷基酯。在还有的另一实施方式中，组合物能够包含约70wt％至约95wt％的聚对苯二甲酸亚烷基酯。在还有的另一实施方式中，组合物能够包含约70wt％至约90wt％的聚对苯二甲酸亚烷基酯。在还有的另一实施方式中，组合物能够包含约70wt％至约80wt％的聚对苯二甲酸亚烷基酯。在还有的另一实施方式中，组合物能够包含约50wt％的聚对苯二甲酸亚烷基酯。在还有的另一实施方式中，组合物能够包含约55wt％的聚对苯二甲酸亚烷基酯。在还有的另一实施方式中，组合物能够包含约60wt％的聚对苯二甲酸亚烷基酯。在还有的另一实施方式中，组合物能够包含约65wt％的聚对苯二甲酸亚烷基酯。在还有的另一实施方式中，组合物能够包含约70wt％的聚对苯二甲酸亚烷基酯。在还有的另一实施方式中，组合物能够包含约75wt％的聚对苯二甲酸亚烷基酯。在还有的另一实施方式中，组合物能够包含约80wt％的聚对苯二甲酸亚烷基酯。在还有的另一实施方式中，组合物能够包含约85wt％的聚对苯二甲酸亚烷基酯。在还有的另一实施方式中，组合物能够包含约90wt％的聚对苯二甲酸亚烷基酯。在还有的另一实施方式中，组合物能够包含约95wt％的聚对苯二甲酸亚烷基酯。
在一个实施方式中，组合物能够包含约30wt％至约97wt％的聚氧化烯。在另一实施方式中，组合物能够包含约60wt％至约95wt％的聚氧化烯。在另一实施方式中，组合物能够包含约60wt％至约90wt％的聚氧化烯。在还有的另一实施方式中，组合物能够包含约60wt％至约80wt％的聚氧化烯。在还有的另一实施方式中，组合物能够包含约70wt％至约95wt％的聚氧化烯。在还有的另一实施方式中，组合物能够包含约70wt％至约90wt％的聚氧化烯。在还有的另一实施方式中，组合物能够包含约70wt％至约80wt％的聚氧化烯。在还有的另一实施方式中，组合物能够包含约50wt％的聚氧化烯。在还有的另一实施方式中，组合物能够包含约55wt％的聚氧化烯。在还有的另一实施方式中，组合物能够包含约60wt％的聚氧化烯。在还有的另一实施方式中，组合物能够包含约65wt％的聚氧化烯。在还有的另一实施方式中，组合物能够包含约70wt％的聚氧化烯。在还有的另一实施方式中，组合物能够包含约75wt％的聚氧化烯。在还有的另一实施方式中，组合物能够包含约80wt％的聚氧化烯。在还有的另一实施方式中，组合物能够包含约85wt％的聚氧化烯。在还有的另一实施方式中，组合物能够包含约90wt％的聚氧化烯。在还有的另一实施方式中，组合物能够包含约95wt％的聚氧化烯。
在一个实施方式中，组合物能够包含约5wt％至约60wt％的增强剂。在另一实施方式中，组合物能够包含约10wt％至约60wt％的增强剂。在还有的另一实施方式中，组合物能够包含约15wt％至约60wt％的增强剂。在还有的另一实施方式中，组合物能够包含约20wt％至约60wt％的增强剂。在还有的另一实施方式中，组合物能够包含约20wt％至约60wt％的增强剂。在还有的另一实施方式中，组合物能够包含约30wt％至约60wt％的增强剂。在还有的另一实施方式中，组合物能够包含约40wt％至约60wt％的增强剂。在还有的另一实施方式中，组合物能够包含约50wt％至约60wt％的增强剂。在还有的另一实施方式中，组合物能够包含约5wt％至约30wt％的增强剂。在还有的另一实施方式中，组合物能够包含约10wt％至约30wt％的增强剂。在还有的另一实施方式中，组合物能够包含约15wt％至约30wt％的增强剂。在还有的另一实施方式中，组合物能够包含约20wt％至约60wt％的增强剂。在还有的另一实施方式中，组合物能够包含超过0wt％至约25wt％的增强剂。在还有的另一实施方式中，组合物能够包含超过0wt％至约20wt％的增强剂。在还有的另一实施方式中，组合物能够包含超过0wt％至约15wt％的增强剂。在还有的另一实施方式中，组合物能够包含超过0wt％至约10wt％的增强剂。在还有的另一实施方式中，组合物能够包含5wt％的增强剂。在还有的另一实施方式中，组合物能够包含约10wt％的增强剂。在还有的另一实施方式中，组合物能够包含约15wt％的增强剂。在还有的另一实施方式中，组合物能够包含约20wt％的增强剂。在还有的另一实施方式中，组合物能够包含约25wt％的增强剂。
在一个实施方式中，组合物能够包含约10wt％至约20wt％的增强剂，约10wt％至约20wt％的UHMWPE，和约60wt％至约80wt％的PEI或PEEK，或它们的混合物。在另一实施方式中，组合物能够包含约10wt％至约30wt％的增强剂，约10wt％至约30wt％的UHMWPE，和约50wt％至约80wt％的PEI或PEEK，或它们的混合物。在还有的另一实施方式中，组合物能够包含约10wt％至约60wt％的增强剂，约10wt％至约30wt％的UHMWPE，和约30wt％至约80wt％的PEI或PEEK，或它们的混合物。在还有的另一实施方式中，组合物能够包含约15wt％的增强剂，约15wt％的UHMWPE，和约70wt％的PEI或PEEK，或它们的混合物。
在一个实施方式中，组合物能够包含约10wt％至约20wt％的增强剂，约10wt％至约20wt％的UHMWPE，和约60wt％至约80wt％的聚酰胺。在另一实施方式中，组合物能够包含约10wt％至约30wt％的增强剂，约10wt％至约30wt％的UHMWPE，和约50wt％至约80wt％的聚酰胺。在还有的另一实施方式中，组合物能够包含约10wt％至约60wt％的增强剂，约10wt％至约30wt％的UHMWPE，和约30wt％至约80wt％的聚酰胺。在还有的另一实施方式中，组合物能够包含约15wt％的增强剂，约15wt％的UHMWPE，和约70wt％的聚酰胺。
在一个实施方式中，组合物能够包含约10wt％至约20wt％的增强剂，约10wt％至约20wt％的UHMWPE，和约60wt％至约80wt％的聚氧化烯。在另一实施方式中，组合物能够包含约10wt％至约30wt％的增强剂，约10wt％至约30wt％的UHMWPE，和约50wt％至约80wt％的聚氧化烯。在还有的另一实施方式中，组合物能够包含约10wt％至约60wt％的增强剂，约10wt％至约30wt％的UHMWPE，和约30wt％至约80wt％的聚氧化烯。在还有的另一实施方式中，组合物能够包含约15wt％的增强剂，约15wt％的UHMWPE，和约70wt％的聚氧化烯。
在一个实施方式中，组合物能够包含约10wt％至约20wt％的增强剂，约10wt％至约20wt％的UHMWPE，和约60wt％至约80wt％的聚对苯二甲酸亚烷基酯。在另一实施方式中，组合物能够包含约10wt％至约30wt％的增强剂，约10wt％至约30wt％的UHMWPE，和约50wt％至约80wt％的聚对苯二甲酸亚烷基酯。在还有的另一实施方式中，组合物能够包含约10wt％至约60wt％的增强剂，约10wt％至约30wt％的UHMWPE，和约30wt％至约80wt％的聚对苯二甲酸亚烷基酯。在还有的另一实施方式中，组合物能够包含约15wt％的增强剂，约15wt％的UHMWPE，和约70wt％的聚对苯二甲酸亚烷基酯。
在一个实施方式中，UHMWPE包含超过0wt％至8wt％的表面改性剂。在另一实施方式中，UHMWPE包含超过0wt％至6wt％的表面改性剂。在还有的另一实施方式中，UHMWPE包含超过0wt％至4wt％的表面改性剂。在还有的另一实施方式中，UHMWPE包含超过0wt％至2wt％的表面改性剂。在还有的另一实施方式中，UHMWPE包含超过0wt％至1wt％的表面改性剂。在还有的另一实施方式中，UHMWPE包含超过0wt％至0.5wt％的表面改性剂。在还有的另一实施方式中，UHMWPE包含约0.01wt％至2wt％的表面改性剂。在还有的另一实施方式中，UHMWPE包含约0.01wt％至1wt％的表面改性剂。在还有的另一实施方式中，UHMWPE包含约0.01wt％至0.5wt％的表面改性剂。在还有的另一实施方式中，UHMWPE包含约0.01wt％至0.2wt％的表面改性剂。在还有的另一实施方式中，UHMWPE包含约0.01wt％至0.15wt％的表面改性剂。在还有的另一实施方式中，UHMWPE包含约0.0001wt％至0.10wt％的表面改性剂。在还有的另一实施方式中，UHMWPE包含约0.0001wt％至1wt％的表面改性剂。在还有的另一实施方式中，UHMWPE包含约0.0001wt％至0.5wt％的表面改性剂。在还有的另一实施方式中，UHMWPE包含约0.0001wt％至0.2wt％的表面改性剂。在还有的另一实施方式中，UHMWPE包含约0.0001wt％至0.15wt％的表面改性剂。在还有的另一实施方式中，UHMWPE包含约0.0001wt％至0.10wt％的表面改性剂。
在一个实施方式中，本文中描述的组合物能够具有磨损因数(“KF”)和/或摩擦系数(“CoF”)。KF和/或CoF能够按照本文中通过美国材料试验学会(“ASTM”)D3702测试在各种psi和fpm下，例如，在40磅/平方英寸(psi)和50英尺/分钟(fpm)；100psi和100fpm；或在120psi和100fpm下进行测定。
在一个实施方式中，包含PEI的组合物能够具有通过根据ASTMD3702在40psi和50fpm下的测试测定的小于3500的KF。在另一实施方式中，包含PEI的组合物能够具有通过根据ASTMD3702在40psi和50fpm下的测试测定的小于2500的KF。在还有的另一实施方式中，包含PEI的组合物能够具有通过根据ASTMD3702在40psi和50fpm下的测试测定的小于1500的KF。在还有的另一实施方式中，包含PEI的组合物能够具有通过根据ASTMD3702在40psi和50fpm下的测试测定的小于1000的KF。在还有的另一实施方式中，包含PEI的组合物能够具有通过根据ASTMD3702在40psi和50fpm下的测试测定的小于750的KF。在还有的另一实施方式中，包含PEI的组合物能够具有通过根据ASTMD3702在40psi和50fpm下的测试测定的小于500的KF。在还有的另一实施方式中，包含PEI的组合物能够具有通过根据ASTMD3702在40psi和50fpm下的测试测定的小于300的KF。在还有的另一实施方式中，包含PEI的组合物能够具有通过根据ASTMD3702在40psi和50fpm下的测试测定的小于200的KF。在还有的另一实施方式中，包含PEI的组合物能够具有通过根据ASTMD3702在40psi和50fpm下的测试测定的小于100的KF。在还有的另一实施方式中，包含PEI的组合物能够具有通过根据ASTMD3702在40psi和50fpm下的测试测定的小于75的KF。在还有的另一实施方式中，包含PEI的组合物能够具有通过根据ASTMD3702在40psi和50fpm下的测试测定的小于50的KF。
在一个实施方式中，包含PEEK的组合物能够具有通过根据ASTMD3702在40psi和50fpm下的测试测定的小于3500的KF。在另一实施方式中，包含PEEK的组合物能够具有通过根据ASTMD3702在40psi和50fpm下的测试测定的小于2500的KF。在还有的另一实施方式中，包含PEEK的组合物能够具有通过根据ASTMD3702在40psi和50fpm下的测试测定的小于1500的KF。在还有的另一实施方式中，包含PEEK的组合物能够具有通过根据ASTMD3702在40psi和50fpm下的测试测定的小于1000的KF。在还有的另一实施方式中，包含PEEK的组合物能够具有通过根据ASTMD3702在40psi和50fpm下的测试测定的小于750的KF。在还有的另一实施方式中，包含PEEK的组合物通过根据ASTMD3702的测试在40psi和50fpm下进行测定能够具有小于500的KF。在还有的另一实施方式中，包含PEEK的组合物能够具有通过根据ASTMD3702在40psi和50fpm下的测试测定的小于300的KF。在还有的另一实施方式中，包含PEEK的组合物能够具有通过根据ASTMD3702在40psi和50fpm下的测试测定的小于200的KF。在还有的另一实施方式中，包含PEEK的组合物能够具有通过根据ASTMD3702在40psi和50fpm下的测试测定的小于100的KF。在还有的另一实施方式中，包含PEEK的组合物能够具有通过根据ASTMD3702在40psi和50fpm下的测试测定的小于75的KF。在还有的另一实施方式中，包含PEEK的组合物能够具有通过根据ASTMD3702在40psi和50fpm下的测试测定的小于50的KF。
在一个实施方式中，包含PEI和PEEK的组合物能够具有通过根据ASTMD3702在40psi和50fpm下的测试测定的小于3500的KF。在另一实施方式中，包含PEI和PEEK的组合物能够具有通过根据ASTMD3702在40psi和50fpm下的测试测定的小于2500的KF。在还有的另一实施方式中，包含PEI和PEEK的组合物能够具有通过根据ASTMD3702在40psi和50fpm下的测试测定的小于1500的KF。在还有的另一实施方式中，包含PEI和PEEK的组合物能够具有通过根据ASTMD3702在40psi和50fpm下的测试测定的小于1000的KF。在还有的另一实施方式中，包含PEI和PEEK的组合物能够具有通过根据ASTMD3702在40psi和50fpm下的测试测定的小于750的KF。在还有的另一实施方式中，包含PEI和PEEK的组合物能够具有通过根据ASTMD3702在40psi和50fpm下的测试测定的小于500的KF。在还有的另一实施方式中，包含PEI和PEEK的组合物能够具有通过根据ASTMD3702在40psi和50fpm下的测试测定的小于300的KF。在还有的另一实施方式中，包含PEI和PEEK的组合物能够具有通过根据ASTMD3702在40psi和50fpm下的测试测定的小于200的KF。在还有的另一实施方式中，包含PEI和PEEK的组合物能够具有通过根据ASTMD3702在40psi和50fpm下的测试测定的小于100的KF。在还有的另一实施方式中，包含PEI和PEEK的组合物能够具有通过根据ASTMD3702在40psi和50fpm下的测试测定的小于75的KF。在还有的另一实施方式中，包含PEI和PEEK的组合物能够具有通过根据ASTMD3702在40psi和50fpm下的测试测定的小于50的KF。
在一个实施方式中，包含PEI的组合物能够具有通过根据ASTMD3702在40psi和50fpm下的测试测定的小于0.6的CoF。在另一实施方式中，包含PEI的组合物能够具有通过根据ASTMD3702在40psi和50fpm下的测试测定的小于0.5的CoF。在还有的另一实施方式中，包含PEI的组合物能够具有通过根据ASTMD3702在40psi和50fpm下的测试测定的小于0.4的CoF。在还有的另一实施方式中，包含PEI的组合物能够具有通过根据ASTMD3702在40psi和50fpm下的测试测定的小于0.3的CoF。在还有的另一实施方式中，包含PEI的组合物能够具有通过根据ASTMD3702在40psi和50fpm下的测试测定的小于0.2的CoF。在还有的另一实施方式中，包含PEI的组合物能够具有通过根据ASTMD3702在40psi和50fpm下的测试测定的小于0.1的CoF。
在一个实施方式中，包含PEEK的组合物能够具有通过根据ASTMD3702在40psi和50fpm下的测试测定的小于0.6的CoF。在另一实施方式中，包含PEEK的组合物能够具有通过根据ASTMD3702在40psi和50fpm下的测试测定的小于0.5的CoF。在还有的另一实施方式中，包含PEEK的组合物能够具有通过根据ASTMD3702在40psi和50fpm下的测试测定的小于0.4的CoF。在还有的另一实施方式中，包含PEEK的组合物能够具有通过根据ASTMD3702在40psi和50fpm下的测试测定的小于0.4的CoF。在还有的另一实施方式中，包含PEEK的组合物能够具有通过根据ASTMD3702在40psi和50fpm下的测试测定的小于0.3的CoF。在还有的另一实施方式中，包含PEEK的组合物能够具有通过根据ASTMD3702在40psi和50fpm下的测试测定的小于0.2的CoF。在还有的另一实施方式中，包含PEEK的组合物能够具有通过根据ASTMD3702在40psi和50fpm下的测试测定的小于0.1的CoF。
在一个实施方式中，包含PEI和PEEK的组合物能够具有通过根据ASTMD3702在40psi和50fpm下的测试测定的小于0.6的CoF。在另一实施方式中，包含PEI和PEEK的组合物能够具有通过根据ASTMD3702在40psi和50fpm下的测试测定的小于0.5的CoF。在还有的另一实施方式中，包含PEI和PEEK的组合物能够具有通过根据ASTMD3702在40psi和50fpm下的测试测定的小于0.4的CoF。在还有的另一实施方式中，包含PEI和PEEK的组合物能够具有通过根据ASTMD3702在40psi和50fpm下的测试测定的小于0.4的CoF。在还有的另一实施方式中，包含PEI和PEEK的组合物能够具有通过根据ASTMD3702在40psi和50fpm下的测试测定的小于0.3的CoF。在还有的另一实施方式中，包含PEI和PEEK的组合物能够具有通过根据ASTMD3702在40psi和50fpm下的测试测定的小于0.2的CoF。在还有的另一实施方式中，包含PEI和PEEK的组合物能够具有通过根据ASTMD3702在40psi和50fpm下的测试测定的小于0.1的CoF。
在一个实施方式中，包含PEI的组合物能够具有通过根据ASTMD3702在120psi和100fpm下的测试测定的小于0.6的CoF。在另一实施方式中，包含PEI的组合物能够具有通过根据ASTMD3702在120psi和100fpm下的测试测定的小于0.5的CoF。在还有的另一实施方式中，包含PEI的组合物能够具有通过根据ASTMD3702在120psi和100fpm下的测试测定的小于0.4的CoF。在还有的另一实施方式中，包含PEI的组合物能够具有通过根据ASTMD3702在120psi和100fpm下的测试测定的小于0.3的CoF。在还有的另一实施方式中，包含PEI的组合物能够具有通过根据ASTMD3702在120psi和100fpm下的测试测定的小于0.2的CoF。在还有的另一实施方式中，包含PEI的组合物能够具有通过根据ASTMD3702在120psi和100fpm下的测试测定的小于0.1的CoF。
在一个实施方式中，包含PEI的组合物能够具有通过根据ASTMD3702在120psi和100fpm下的测试测定的小于200的KF。在另一实施方式中，包含PEI的组合物能够具有通过根据ASTMD3702在120psi和100fpm下的测试测定的小于150的KF。在还有的另一实施方式中，包含PEI的组合物能够具有通过根据ASTMD3702在120psi和100fpm下的测试测定的小于100的KF。在还有的另一实施方式中，包含PEI的组合物能够具有通过根据ASTMD3702在120psi和100fpm下的测试测定的小于50的KF。在还有的另一实施方式中，包含PEI的组合物能够具有通过根据ASTMD3702在120psi和100fpm下的测试测定的小于40的KF。在还有的另一实施方式中，包含PEI的组合物能够具有通过根据ASTMD3702在120psi和100fpm下的测试测定的小于30的KF。在还有的另一实施方式中，包含PEI的组合物能够具有通过根据ASTMD3702在120psi和100fpm下的测试测定的小于20的KF。在还有的另一实施方式中，包含PEI的组合物能够具有通过根据ASTMD3702在120psi和100fpm下的测试测定的小于10的KF。
在一个实施方式中，包含聚酰胺的组合物能够具有通过根据ASTMD3702在100psi和100fpm下的测试测定的小于300的KF。在另一实施方式中，包含聚酰胺的组合物能够具有通过根据ASTMD3702在100psi和100fpm下的测试测定的小于200的KF。在还有的另一实施方式中，包含聚酰胺的组合物能够具有通过根据ASTMD3702在100psi和100fpm下的测试测定的小于100的KF。在还有的另一实施方式中，包含聚酰胺的组合物能够具有通过根据ASTMD3702在100psi和100fpm下的测试测定的小于75的KF。在还有的另一实施方式中，包含聚酰胺的组合物能够具有通过根据ASTMD3702在100psi和100fpm下的测试测定的小于50的KF。在还有的另一实施方式中，包含聚酰胺的组合物能够具有通过根据ASTMD3702在100psi和100fpm下的测试测定的小于25的KF。在还有的另一实施方式中，包含聚酰胺的组合物能够具有通过根据ASTMD3702在100psi和100fpm下的测试测定的小于10的KF。
在一个实施方式中，包含聚对苯二甲酸亚烷基酯的组合物能够具有通过根据ASTMD3702在100psi和100fpm下的测试测定的小于300的KF。在另一实施方式中，包含聚对苯二甲酸亚烷基酯的组合物能够具有通过根据ASTMD3702在100psi和100fpm下的测试测定的小于200的KF。在还有的另一实施方式中，包含聚对苯二甲酸亚烷基酯的组合物能够具有通过根据ASTMD3702在100psi和100fpm下的测试测定的小于100的KF。在还有的另一实施方式中，包含聚对苯二甲酸亚烷基酯的组合物能够具有通过根据ASTMD3702在100psi和100fpm下的测试测定的小于75的KF。在还有的另一实施方式中，包含聚对苯二甲酸亚烷基酯的组合物能够具有通过根据ASTMD3702在100psi和100fpm下的测试测定的小于50的KF。在还有的另一实施方式中，包含聚对苯二甲酸亚烷基酯的组合物能够具有通过根据ASTMD3702在100psi和100fpm下的测试测定的小于25的KF。在还有的另一实施方式中，包含聚对苯二甲酸亚烷基酯的组合物能够具有通过根据ASTMD3702在100psi和100fpm下的测试测定的小于10的KF。
在一个实施方式中，包含聚氧化烯的组合物能够具有通过根据ASTMD3702在100psi和100fpm下的测试测定的小于1000的KF。在另一实施方式中，包含聚氧化烯的组合物能够具有通过根据ASTMD3702在100psi和100fpm下的测试测定的小于300的KF。在还有的另一实施方式中，包含聚氧化烯的组合物能够具有通过根据ASTMD3702在100psi和100fpm下的测试测定的小于100的KF。在还有的另一实施方式中，包含聚氧化烯的组合物能够具有通过根据ASTMD3702在100psi和100fpm下的测试测定的小于75的KF。在还有的另一实施方式中，包含聚氧化烯的组合物能够具有通过根据ASTMD3702在100psi和100fpm下的测试测定的小于50的KF。在还有的另一实施方式中，包含聚氧化烯的组合物能够具有通过根据ASTMD3702在100psi和100fpm下的测试测定的小于25的KF。在还有的另一实施方式中，包含聚氧化烯的组合物能够具有通过根据ASTMD3702在100psi和100fpm下的测试测定的小于10的KF。
在一个实施方式中，包含聚酰胺的组合物能够具有通过根据ASTMD3702在100psi和100fpm下的测试测定的小于0.7的CoF。在另一实施方式中，包含聚酰胺的组合物能够具有通过根据ASTMD3702在100psi和100fpm下的测试测定的小于0.5的CoF。在还有的另一实施方式中，包含聚酰胺的组合物能够具有通过根据ASTMD3702在100psi和100fpm下的测试测定的小于0.4的CoF。在还有的另一实施方式中，包含聚酰胺的组合物能够具有通过根据ASTMD3702在100psi和100fpm下的测试测定的小于0.4的CoF。在还有的另一实施方式中，包含聚酰胺的组合物能够具有通过根据ASTMD3702在100psi和100fpm下的测试测定的小于0.3的CoF。在还有的另一实施方式中，包含聚酰胺的组合物能够具有通过根据ASTMD3702在100psi和100fpm下的测试测定的小于0.2的CoF。
在一个实施方式中，包含聚对苯二甲酸亚烷基酯的组合物能够具有通过根据ASTMD3702在100psi和100fpm下的测试测定的小于0.8的CoF。在另一实施方式中，包含聚对苯二甲酸亚烷基酯的组合物能够具有通过根据ASTMD3702在100psi和100fpm下的测试测定的小于0.7的CoF。在还有的另一实施方式中，包含聚对苯二甲酸亚烷基酯的组合物能够具有通过根据ASTMD3702在100psi和100fpm下的测试测定的小于0.6的CoF。在还有的另一实施方式中，包含聚对苯二甲酸亚烷基酯的组合物能够具有通过根据ASTMD3702在100psi和100fpm下的测试测定的小于0.5的CoF。在还有的另一实施方式中，包含聚对苯二甲酸亚烷基酯的组合物能够具有通过根据ASTMD3702在100psi和100fpm下的测试测定的小于0.4的CoF。在还有的另一实施方式中，包含聚对苯二甲酸亚烷基酯的组合物能够具有通过根据ASTMD3702在100psi和100fpm下的测试测定的小于0.3的CoF。
在一个实施方式中，包含PEEK的组合物能够具有通过根据ASTMD3702的测试测定的至少200,000的PV。在另一实施方式中，包含PEEK的组合物能够具有通过根据ASTMD3702的测试测定的至少225,000的PV。在还有的另一实施方式中，包含PEEK的组合物能够具有通过根据ASTMD3702的测试测定的至少250,000的PV。在还有的另一实施方式中，包含PEEK的组合物能够具有通过根据ASTMD3702的测试测定的至少275,000的PV。在还有的另一实施方式中，包含PEEK的组合物能够具有通过根据ASTMD3702的测试测定的至少300,000的PV。在还有的另一实施方式中，包含PEEK的组合物能够具有通过根据ASTMD3702的测试测定的至少325,000的PV。在还有的另一实施方式中，包含PEEK的组合物能够具有通过根据ASTMD3702的测试测定的至少350,000的PV。在还有的另一实施方式中，包含PEEK的组合物能够具有通过根据ASTMD3702的测试测定的至少200,000至350,000的PV。在还有的另一实施方式中，包含PEEK的组合物能够具有通过根据ASTMD3702的测试测定的250,000至300,000的PV。
在一个实施方式中，包含PPA的组合物能够具有通过根据ASTMD3702的测试测定的至少100,000的PV。在另一实施方式中，包含PPA的组合物能够具有通过根据ASTMD3702的测试测定的至少125,000的PV。在还有的另一实施方式中，包含PPA的组合物能够具有通过根据ASTMD3702的测试测定的至少150,000的PV。在还有的另一实施方式中，包含PPA的组合物能够具有通过根据ASTMD3702的测试测定的至少175,000的PV。在还有的另一实施方式中，包含PPA的组合物能够具有通过根据ASTMD3702的测试测定的至少200,000的PV。在还有的另一实施方式中，包含PPA的组合物能够具有通过根据ASTMD3702的测试测定的至少225,000的PV。在还有的另一实施方式中，包含PPA的组合物能够具有通过根据ASTMD3702的测试测定的至少250,000的PV。在还有的另一实施方式中，包含PPA的组合物能够具有通过根据ASTMD3702的测试测定的100,000至250,000的PV。在还有的另一实施方式中，包含PPA的组合物能够具有通过根据ASTMD3702的测试测定的150,000至200,000的PV。
在一个实施方式中，包含PEI的组合物能够具有通过根据ASTMD3702的测试测定的至少100,000的PV。在另一实施方式中，包含PEI的组合物能够具有通过根据ASTMD3702的测试测定的至少125,000的PV。在还有的另一实施方式中，包含PEI的组合物能够具有通过根据ASTMD3702的测试测定的至少150,000的PV。在还有的另一实施方式中，包含PEI的组合物能够具有通过根据ASTMD3702的测试测定的至少175,000的PV。在还有的另一实施方式中，包含PEI的组合物能够具有通过根据ASTMD3702的测试测定的至少200,000的PV。在还有的另一实施方式中，包含PEI的组合物能够具有通过根据ASTMD3702的测试测定的至少225,000的PV。在还有的另一实施方式中，包含PEI的组合物能够具有通过根据ASTMD3702的测试测定的至少250,000的PV。在还有的另一实施方式中，包含PEI的组合物能够具有通过根据ASTMD3702的测试测定的至少275,000的PV。在还有的另一实施方式中，包含PEI的组合物能够具有通过根据ASTMD3702的测试测定的至少300,000的PV。在还有的另一实施方式中，包含PEI的组合物能够具有通过根据ASTMD3702的测试测定的至少325,000的PV。在还有的另一实施方式中，包含PEI的组合物能够具有通过根据ASTMD3702的测试测定的至少350,000的PV。在还有的另一实施方式中，包含PEI的组合物通过根据ASTMD3702的测试进行测定能够具有100,000至350,000的PV。在还有的另一实施方式中，包含PEI的组合物能够具有通过根据ASTMD3702的测试测定的150,000至2750,000的PV。
在一个实施方式中，包含聚氧化烯的组合物能够具有通过根据ASTMD3702的测试测定的至少100,000的PV。在另一实施方式中，包含聚氧化烯的组合物能够具有通过根据ASTMD3702的测试测定的至少125,000的PV。在还有的另一实施方式中，包含聚氧化烯的组合物能够具有通过根据ASTMD3702的测试测定的至少150,000的PV。在还有的另一实施方式中，包含聚氧化烯的组合物能够具有通过根据ASTMD3702的测试测定的至少175,000的PV。在还有的另一实施方式中，包含聚氧化烯的组合物能够具有通过根据ASTMD3702的测试测定的至少200,000的PV。在还有的另一实施方式中，包含聚氧化烯的组合物能够具有通过根据ASTMD3702的测试测定的至少225,000的PV。在还有的另一实施方式中，包含聚氧化烯的组合物能够具有通过根据ASTMD3702的测试测定的至少250,000的PV。在还有的另一实施方式中，包含聚氧化烯的组合物能够具有通过根据ASTMD3702的测试测定的至少275,000的PV。在还有的另一实施方式中，包含聚氧化烯的组合物能够具有通过根据ASTMD3702的测试测定的至少300,000的PV。在还有的另一实施方式中，包含聚氧化烯的组合物能够具有通过根据ASTMD3702的测试测定的至少325,000的PV。在还有的另一实施方式中，包含聚氧化烯的组合物能够具有通过根据ASTMD3702的测试测定的至少350,000的PV。在还有的另一实施方式中，包含聚氧化烯的组合物能够具有通过根据ASTMD3702的测试测定的100,000至350,000的PV。在还有的另一实施方式中，包含聚氧化烯的组合物能够具有通过根据ASTMD3702的测试测定的150,000至2750,000的PV。
在一个实施方式中，包含聚对苯二甲酸亚烷基酯的组合物能够具有通过根据ASTMD3702的测试测定的至少100,000的PV。在另一实施方式中，包含聚对苯二甲酸亚烷基酯的组合物能够具有通过根据ASTMD3702的测试测定的至少125,000的PV。在还有的另一实施方式中，包含聚对苯二甲酸亚烷基酯的组合物能够具有通过根据ASTMD3702的测试测定的至少150,000的PV。在还有的另一实施方式中，包含聚对苯二甲酸亚烷基酯的组合物能够具有通过根据ASTMD3702的测试测定的至少175,000的PV。在还有的另一实施方式中，包含聚对苯二甲酸亚烷基酯的组合物能够具有通过根据ASTMD3702的测试测定的至少200,000的PV。在还有的另一实施方式中，包含聚对苯二甲酸亚烷基酯的组合物能够具有通过根据ASTMD3702的测试测定的至少225,000的PV。在还有的另一实施方式中，包含聚对苯二甲酸亚烷基酯的组合物能够具有通过根据ASTMD3702的测试测定的至少250,000的PV。在还有的另一实施方式中，包含聚对苯二甲酸亚烷基酯的组合物能够具有通过根据ASTMD3702的测试测定的至少275,000的PV。在还有的另一实施方式中，包含聚对苯二甲酸亚烷基酯的组合物能够具有通过根据ASTMD3702的测试测定的至少300,000的PV。在还有的另一实施方式中，包含聚对苯二甲酸亚烷基酯的组合物能够具有通过根据ASTMD3702的测试测定的至少325,000的PV。在还有的另一实施方式中，包含聚对苯二甲酸亚烷基酯的组合物能够具有通过根据ASTMD3702的测试测定的至少350,000的PV。在还有的另一实施方式中，包含聚对苯二甲酸亚烷基酯的组合物能够具有通过根据ASTMD3702的测试测定的100,000至350,000的PV。在还有的另一实施方式中，包含聚对苯二甲酸亚烷基酯的组合物能够具有通过根据ASTMD3702的测试测定的150,000至2750,000的PV。
在一个实施方式中，包含聚氧化烯的组合物能够具有通过根据ASTMD3702在100psi和100fpm下的测试测定的小于0.7的CoF。在另一实施方式中，包含聚氧化烯的组合物能够具有通过根据ASTMD3702在100psi和100fpm下的测试测定的小于0.5的CoF。在还有的另一实施方式中，包含聚氧化烯的组合物能够具有通过根据ASTMD3702在100psi和100fpm下的测试测定的小于0.4的CoF。在还有的另一实施方式中，包含聚氧化烯的组合物能够具有通过根据ASTMD3702在100psi和100fpm下的测试测定的小于0.4的CoF。在还有的另一实施方式中，包含聚氧化烯的组合物能够具有通过根据ASTMD3702在100psi和100fpm下的测试测定的小于0.3的CoF。在还有的另一实施方式中，包含聚氧化烯的组合物能够具有通过根据ASTMD3702在100psi和100fpm下的测试测定的小于0.2的CoF。
UHMWPE具有优异的耐磨损性，耐冲击性，耐疲劳性和耐化学性能(B.Derbyshire，etal.，Wear181–183(1995)258–262；M.Kernick，etal.，Wear203(1997)537–543；J.Song，etal.，Wear225–229(1999)716-723)。由于其分子量非常高，UHMWPE具有非常高的粘度，由于较高的分子缠结作用，这在传统的流聚合物加工技术中阻碍其流动。因此，在实践中，这种材料不会流动，从而限制了其应用。UHMWPE和低温聚合物如烯烃和脂族聚酰胺的共混物在文献中是已知的，其中UHMWPE的优异耐磨损特性已经被开发出来用于克服其加工性的局限性(Z.Yao，etal.，J.Appl.Polym.Sci.75(2000)232-238；C.Z.Liu.J.Q.Wu，J.Q.etal.，Wear260(2006)109–115；A.Lucas，etal.，Wear270(2011)576–583；C.Z.Liu，etal.，Wear253(2002)878–884；C.Z.Liu，etal.，Wear249(2001)31–36)。
在一个实施方式中，UHMWPE能够具有下式：
-(CH2-CH2)n-
其中UHMWPE具有约2,000,000克/摩尔(g/mol)至约10,000,000g/mol的分子量。
在一个实施方式中，UHMWPE具有约2,000,000g/mol的分子量。在另一实施方式中，UHMWPE具有约3,000,000g/mol的分子量。在还有的另一实施方式中，UHMWPE具有约4,000,000g/mol的分子量。在还有的另一实施方式中，UHMWPE具有约5,000,000g/mol的分子量。在还有的另一实施方式中，UHMWPE具有约6,000,000g/mol的分子量。在还有的另一实施方式中，UHMWPE具有约7,000,000g/mol的分子量。在还有的另一实施方式中，UHMWPE具有约8,000,000g/mol的分子量。在还有的另一实施方式中，UHMWPE具有约9,000,000g/mol的分子量。在还有的另一实施方式中，UHMWPE具有约10,000,000g/mol的分子量。
在一个实施方式中，UHMWPE具有约2,000,000g/mol至约8,000,000g/mol的分子量。在另一实施方式中，UHMWPE具有约2,000,000g/mol至约6,000,000g/mol的分子量。在还有的另一实施方式中，UHMWPE具有约2,000,000g/mol至约4,000,000g/mol的分子量。在还有的另一实施方式中，UHMWPE具有约3,000,000g/mol至约5,000,000g/mol的分子量。在还有的另一实施方式中，UHMWPE具有约2,000,000g/mol至约6,000,000g/mol的分子量。
在一个实施方式中，UHMWPE在组合物中是离散的颗粒。在一个实施方式中，至少80％的离散颗粒具有约5微米(μm)至约130μm的直径。在另一实施方式中，至少80％的离散颗粒具有约5μm至约100μm的直径。在还有的另一实施方式中，至少80％的离散颗粒具有约5μm至约80μm的直径。在还有的另一实施方式中，至少80％的离散颗粒具有约5μm至约60μm的直径。在还有的另一实施方式中，至少80％的离散颗粒具有约5μm至约40μm的直径。在还有的另一实施方式中，至少80％的离散颗粒具有约5μm至约20μm的直径。在还有的另一实施方式中，至少80％的离散颗粒具有约10μm至约130μm的直径。在还有的另一实施方式中，至少80％的离散颗粒具有约20μm至约130μm的直径。在还有的另一实施方式中，至少80％的离散颗粒具有约30μm至约130μm的直径。在还有的另一实施方式中，至少80％的离散颗粒具有约10μm至约80μm的直径。在还有的另一实施方式中，至少80％的离散颗粒具有约10μm至约60μm的直径。在还有的另一实施方式中，至少80％的离散颗粒具有约20μm至约130μm的直径。在还有的另一实施方式中，离散颗粒具有约20μm至约130μm的直径。
本文中所描述的组合物中UHMWPE在高温工程热塑性聚合物作为润滑添加剂，聚合物为选自由PEI、PEEK、聚酰胺、聚氧化烯和聚对苯二甲酸亚烷基酯，或它们的混合物组成的组中的聚合物。
本文中描述的UHMWPE已采用一种或多种表面改性剂进行改性。表面改性剂将UHMWPE的表面从非极性改变成极性。这种改性在本领域中是已知的并且描述于美国专利号4,771,110；4,833,205；5,382,635；5,506,283；5,693,714；和5,969,053，其全部内容引入本文中作为参考。例如，UHMWPE能够暴露于促进表面改性剂于UHMWPE表面上形成的气氛。
在一个实施方式中，表面改性剂是使UHMWPE表面变成极性的改性剂。因此，在一个实施方式中，表面改性剂能够是增加UHMWPE表面的极性的部分。这种部分在本领域内是已知的并在所描述的组合物中。
在一个实施方式中，表面改性剂包含卤素。在一个实施方式中，卤素是氟或氯。在另一实施方式中，卤素是氟。在还有的另一实施方式中，卤素是氯。
在一个实施方式中，表面改性剂包括一个或多个氧原子。在另一实施方式中，表面改性剂包含羧基、羟基、和/或羰基部分。例如，表面改性剂能够包含羧酸部分。在另一实施例中，表面改性剂能够包含醇部分。在还有的另一实施例中，表面改性剂能够包含酮部分。
在一个实施方式中，组合物包含一种或多种包含卤素、羧基、羟基、或羰基部分、或它们的组合的表面改性剂。例如，组合物能够包含第一表面改性剂和第二表面改性剂，其中第一表面改性剂包含卤素且其中第二表面改性剂包含羧基、羟基、或羰基部分、或它们的组合。
正如所公开，组合物包含PEI。PEI包括PEI共聚物。PEI能够选自(i)PEI均聚物，(ii)PEI共聚物，例如，聚醚酰亚胺砜，和(iii)它们的组合。PEI是已知的聚合物并由SABICInnovativePlastics以ULTEM、EXTEMTM*和Siltem*商标(*SABICInnovativePlasticsIPB.V.的商标名)销售。
在一个实施方式中，PEI能够是式(1)的：
其中a大于1，例如10至1,000或更大，或更尤其是10至500。在一个实施例中，n能够是10-100、10-75、10-50或10-25。
式(1)中的基团V是包含醚基团(如本文中使用的“PEI”)或醚基团和亚芳基砜基团的组合(“聚醚酰亚胺砜”)的四价连接基团。这样的连接基团包括但不限于：(a)具有5至50个碳原子并可选地用醚基团、亚芳基砜基团、或醚基团和亚芳基砜基团的组合取代的取代或未取代的饱和、不饱和或芳族单环和多环基团；和(b)具有1至30个碳原子并可选地被醚基团或醚基团、亚芳基砜基团和亚芳基砜基团的组合取代的的取代的或未取代的直链或支链的、饱和或不饱和烷基基团；或包含前述至少一种的组合。合适的其它取代基包括但不限于醚、酰胺、酯、以及包含前述项中至少一种的组合。
式(1)中的R基团包括但不限于取代或未取代的二价有机基团如：(a)具有6至20个碳原子的芳族烃基团及其卤化衍生物；(b)具有2至20个碳原子的直链或支链亚烷基基团；(c)具有3至20个碳原子的亚环烷基，或(d)式(2)的二价基团：
其中Q1包括但不限于二价基团如-O-，-S-，-C(O)-，-SO2-，-SO-，-CyH2y-(y是1至5的整数)及其卤化衍生物，包括全氟亚烷基基团。
在一个实施方式中，连接基团V包括但不限于式(3)的四价芳族基团：
其中W是二价基团，包括-O-，-SO2-，或式-O-Z-O-的基团，其中-O-或-O-Z-O-基团的二价键处于3,3'，3,4'，4,3'，或4,4'位置，并且其中Z包括但不限于式(4)的二价基团：
其中Q包括，但不限于二价部分，包括-O-，-S-，-C(O)，-SO2-，-SO-，-CyH2y-(y是1至5的整数)及其卤化衍生物，包括全氟烯基团。
在一个实施方式中，PEI包含大于1、尤其是10至1,000，或更尤其是10至500个式(5)的结构单元：
其中T是-O-或式-O-Z-O-的基团，其中-O-或-O-Z-O-基团的二价键处于3,3'，3,4'，4,3'，或4,4'位置；Z是如上限定的式(3)的二价基团；并且R是如上限定的式(2)的二价基团。
在另一实施方式中，聚醚酰亚胺砜是包含醚基团和砜基团的PEI，其中式(1)中至少50mol％的连接基团V和基团R包含二价亚芳基砜基团。例如，所有连接基团V，而非基团R，能够包含亚芳基砜基团；或所有基团R而非连接基团V能够包含亚芳基砜基团；或亚芳基砜能够存在于一定份数的连接基团V和R基团中，条件是包含芳基砜基团的V和R基团的总摩尔份数大于或等于50mol％。
更加具体而言，聚醚酰亚胺砜能够包含大于1，尤其是10至1,000，或更尤其是10至500个式(6)的结构单元：
其中Y是-O-，-SO2-，或式-O-Z-O-的基团，其中-O-，SO2-，或-O-Z-O-基团的二价键处于3,3'，3,4'，4,3'，或4,4'位置，其中Z是如上限定的式(3)的二价基团而R是如上限定的式(2)的二价基团，条件是式(2)中大于摩尔数Y+摩尔数R总数的50mol％包含-SO2-基团。
应该理解的是，PEI和聚醚酰亚胺砜能够可选地包含不含醚或醚和砜基团的连接基团V，例如，式(7)的连接基团：
包含这种连接基团的亚酰胺单元一般以范围为0至10mol％单元总数的量存在，尤其是0至5mol％。在一个实施方式中，没有其它的连接基团V存在于PEI和聚醚酰亚胺砜中。在另一实施方式中，PEI包含10至500个式(5)的结构单元且聚醚酰亚胺砜包含10至500个式(6)的结构单元。
PEI和聚醚酰亚胺砜能够通过任何合适的方法制备。在一个实施方式中，PEI和PEI共聚物包括缩聚过程和卤素取代聚合过程。
缩聚方法能够包括用于制备具有式(1)的结构的PEI的方法，称为硝基取代方法(其中X是以下式(8)中的硝基)。在硝基取代方法的一个实例中，N-甲基邻苯二甲酰亚胺用99％的硝酸硝化得到N-甲基-4-硝基邻苯二甲酰亚胺(“4-NPI”)和N-甲基-3-硝基邻苯二甲酰亚胺(“3-NPI”)的混合物。经过纯化，混合物(包含约95份的4-NPI和5份的3-NPI)在相转移催化剂的存在下与双酚A(“BPA”)二钠盐在甲苯中反应。该反应产生BPA-双酰亚胺和亚硝酸钠，这就是所谓的硝基取代步骤。在纯化后，BPA-双酰亚胺与邻苯二甲酸酐在酰亚胺交换反应中反应得到BPA二酐，其进而在亚酰化-聚合步骤中与二胺如间苯二胺(“MPD”)在邻二氯苯中反应得到产物PEI。
其它二胺也是可以的。合适的二胺的实例包括：间苯二胺；对苯二胺；2,4-二氨基甲苯；2,6-二氨基甲苯；间亚二甲苯二胺；对亚二甲苯二胺；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(4-氨基苯基)丙烷；二(4-氨基苯基)硫醚；二(4-氨基苯基)砜；二(4-氨基苯基)醚；4,4'-二氨基联苯基丙烷；4,4'-二氨基联苯基甲烷(4,4'-亚甲基二苯胺)；4,4'-二氨基联苯基硫醚；4,4'-二氨基联苯基砜；4,4'-二氨基联苯基醚(4,4'-氧二苯胺)；1,5-二氨基萘；3,3'-二甲基联苯胺；3-甲基七亚甲基二胺；4,4-二甲基七亚甲基二胺；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，及其异构体以及包含前述至少一项的混合物和共混物。在一个实施方式中，二胺具体而言是芳族二胺，尤其是间苯二胺和对苯二胺和包含前述至少一项的混合物。
能够与二胺一起使用的合适二酸酐包括且不限于2,2-二[4-(3,4-二羧基苯氧基)苯基]丙烷二酐；4,4'-二(3,4-二羧基苯氧基)联苯基醚二酐；4,4'-二(3,4-二羧基苯氧基)联苯基硫醚二酐；4,4'-二(3,4-二羧基苯氧基)二苯甲酮二酐；4,4'-二(3,4-二羧基苯氧基)联苯基砜二酐；2,2-二[4-(2,3-二羧基苯氧基)苯基]丙烷二酐；4,4'-二(2,3-二羧基苯氧基)联苯基醚二酐；4,4'-二(2,3-二羧基苯氧基)联苯基硫醚二酐；4,4'-二(2,3-二羧基苯氧基)二苯甲酮二酐；4,4'-二(2,3-二羧基苯氧基)联苯基砜二酐；4-(2,3-二羧基苯氧基)-4'-(3,4-二羧基苯氧基)联苯基-2,2-丙烷二酐；4-(2,3-二羧基苯氧基)-4'-(3,4-二羧基苯氧基)联苯基醚二酐；4-(2,3-二羧基苯氧基)-4'-(3,4-二羧基苯氧基)联苯基硫醚二酐；4-(2,3-二羧基苯氧基)-4'-(3,4-二羧基苯氧基)二苯甲酮二酐；4-(2,3-二羧基苯氧基)-4'-(3,4-二羧基苯氧基)联苯基砜二酐；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；3,3',4,4'-二苯基四羧酸二酐；3,3',4,4'-二苯甲酮四羧酸二酐；萘二酸酐，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'-联苯基醚四羧酸二酐；3,3',4,4'-二甲基联苯基硅烷四羧酸二酐；4,4'-二(3,4-二羧基苯氧基)联苯基硫醚二酐；4,4'-二(3,4-二羧基苯氧基)联苯基砜二酐；4,4'-二(3,4-二羧基苯氧基)联苯基丙烷二酐；3,3',4,4'-联苯基四羧酸二酐；二(酞酸)苯基氧化亚磺酰(sulphineoxide)二酐；对亚苯基-二(三苯基酞酸)二酐；间亚苯基-二(三苯基酞酸)二酐；二(三苯基酞酸)-4,4'-二苯基醚二酐；二(三苯基酞酸)-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'-氧二酞酸二酐；均苯四甲酸二酐；3,3',4,4'-二苯基砜四羧酸二酐；4',4'-双酚A二酐；氢醌二酞酸二酐；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'-二苯基砜四羧酸二酐；3,3',4,4'-二苯基硫醚四羧酸二酐；3,3',4,4'-二苯基亚砜四羧酸二酐；4,4'-氧二酞酸二酐；3,4'-氧二酞酸二酐；3,3'-氧二酞酸二酐；3,3'-二苯甲酮四羧酸二酐；4,4'-羰基二酞酸二酐；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'-联苯基四羧酸二酐；2,2'-二甲基-3,3',4,4'-联苯基四羧酸二酐；2,2'-二氰基-3,3',4,4'-联苯基四羧酸二酐；2,2'-二溴-3,3',4,4'-联苯基四羧酸二酐；2,2'-二碘-3,3',4,4'-联苯基四羧酸二酐；2,2'-二三氟甲基-3,3',4,4'-联苯基四羧酸二酐；2,2'-二(1-甲基-4-苯基)-3,3',4,4'-联苯基四羧酸二酐；2,2'-二(1-三氟甲基-2-苯基)-3,3',4,4'-联苯基四羧酸二酐；2,2'-二(1-三氟甲基-3-苯基)-3,3',4,4'-联苯基四羧酸二酐；2,2'-二(1-三氟甲基-4-苯基)-3,3',4,4'-联苯基四羧酸二酐；2,2'-二(1-苯基-4-苯基)-3,3',4,4'-联苯基四羧酸二酐；4,4'-双酚A二酐；3,4'-双酚A二酐；3,3'-双酚A二酐；3,3',4,4'-二苯基亚砜四羧酸二酐；4,4'-羰基二酞酸二酐；3,3',4,4'-二苯基甲烷四羧酸二酐；2,2'-二(1,3-三氟甲基-4-苯基)-3,3',4,4'-联苯基四羧酸二酐，及其所有异构体，以及前述项的组合。
用于制备PEI和聚醚酰亚胺砜的卤素取代聚合方法包括且不限于式(8)的二(酞酰亚胺)的反应：
其中R如以上的限定且X是硝基基团或卤素。二酞酰亚胺(8)能够例如通过式(9)的相应酸酐与式(10)的有机二胺的缩合形成：
其中X是硝基基团或卤素，
H2N-R-NH2(10)，
其中R如以上限定。
式(10)的胺化合物的示例性实例包括：乙二胺，丙二胺，三亚甲基二胺，二亚乙基三胺，三亚乙基四胺，六亚甲基二胺，七亚甲基二胺，八亚甲基二胺，九亚甲基二胺，十亚甲基二胺，1,12-十二烷二胺，1,18-十八烷二胺，3-甲基七亚甲基二胺，4,4-二甲基七亚甲基二胺，4-甲基九亚甲基二胺，5-甲基九亚甲基二胺，2,5-二甲基六亚甲基二胺，2,5-二甲基七亚甲基二胺，2,2-二甲基丙二胺，N-甲基-二(3-氨基丙基)胺，3-甲氧基六亚甲基二胺，1,2-二(3-氨基丙氧基)乙烷，二(3-氨基丙基)硫醚，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，间亚二甲苯二胺，对亚二甲苯二胺，2-甲基-4,6-二乙基-1,3-亚苯基-二胺，5-甲基-4,6-二乙基-1,3-亚苯基-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(对-b-氨基-叔丁基苯基)醚，二(对-b-甲基-邻氨基苯基)苯，二(对-b-甲基-邻氨基戊基)苯，1,3-二氨基-4-异丙基苯，二(4-氨基苯基)醚和1,3-二(3-氨基丙基)四甲基二硅氧烷。这些胺的混合物都能够使用。包含砜基团的式(10)的胺化合物的示例性实例包括但不限于二氨基联苯基砜和二(氨基苯氧基苯基)砜。能够使用包含任何前述胺的组合。
PEI能够通过式(8)的二(酞酰亚胺)与式HO-V-OH(其中V如上所描述)的二羟基取代的芳烃的碱金属盐在相转移催化剂存在或不存在下反应而合成。合适的相转移催化剂公开于美国专利号5,229,482中，其以其全文结合于本文中作为参考。具体而言，二羟基取代的芳烃双酚如双酚A，或双酚碱金属盐和另一二羟基取代的芳烃的碱金属盐的组合都能够使用。
在一个实施方式中，PEI包括式(5)的结构单元，其中每个R独立地是对亚苯基或间亚苯基或包含前述项中至少一种的混合物；和T是式-O-Z-O-的基团，其中-O-Z-O-基团的二价键处于3,3'位置，以及Z是2,2-二亚苯基丙烷基团(BPA基团)。另外，聚醚酰亚胺砜包括式(6)的结构单元，其中至少50mol％的R基团是式(4)的，其中Q是-SO2-，以及其余R基团独立地是对亚苯基或间亚苯基或包含前述项中至少一种的组合；和T是式-O-Z-O-的基团，其中-O-Z-O-基团的二价键处于3,3'位置，以及Z是2,2-二亚苯基丙烷基团。
PEI和聚醚酰亚胺砜能够单独或相互和/或与在制备本发明聚合物组分中公开的其它聚合物材料组合使用。在一个实施方式中，仅使用了PEI。在另一实施方式中，PEI与聚醚酰亚胺砜的重量比能够为99:1至50:50。
PEI能够具有5,000至100,000克/摩尔(g/mol)的重均分子量(Mw)，这通过渗透色谱法进行测定。在一些实施方式中，Mw能够为10,000至80,000。本文中所用的Mw是指绝对Mw。
PEI能够具有在25℃在间甲酚中测定的大于或等于0.2分升/克(dL/g)的特性粘度。在此范围内，特性粘度能够为0.35至1.0分升/克，其在25℃于间甲酚中测定。
PEI能够具有大于180℃，尤其是200℃至500℃的玻璃化转变温度，这根据ASTM测试D3418使用差示扫描量热法测定。在一些实施方式中，PEI并且尤其是一种PEI具有240℃至350℃的玻璃化转变温度。
PEI能够具有0.1至10克/分钟(g/min)的熔融指数，这通过ASTMD1238在340℃至370℃使用6.7千克(kg)的重量测定。
另一种制备PEI，例如，具有式(1)结构的PEI的卤代取代聚合方法是称为氯取代方法(其中X在式(8)中为Cl)的方法。氯取代方法描述如下：4-氯酞酸酐和MPD在催化量的苯基次膦酸钠催化剂存在下反应产生MPD的双氯酞酰亚胺(CAS号148935-94-8)。然后双氯酞酰亚胺通过与BPA的二钠盐在催化剂的存在下于邻二氯苯或苯甲醚溶剂中的氯取代反应进行聚合。可替换地，可以使用3-氯酞酸酐和4-氯酞酸酐的混合物提供异构体双氯酞酰亚胺的混合物，其可以通过如上所述与BPA二钠盐的氯取代反应聚合。
硅氧烷PEI能够包括具有基于嵌段共聚物的总重量大于0且小于约40重量百分比(wt％)的硅氧烷含量的聚硅氧烷/PEI嵌段共聚物。嵌段共聚物包含式(11)的硅氧烷嵌段：
其中，R1至R6在每次出现时独立地选自由具有5至30个碳原子的取代或未取代的、饱和的、不饱和的、或芳族单环基团；具有5至30个碳原子的取代或未取代的、饱和的、不饱和的、或芳族的多环基团；具有1至30个碳原子的取代或未取代的烷基基团；和具有2至30个碳原子的取代或未取代的烯基基团组成的组中。V是选自由具有5至50个碳原子的取代或未取代的、饱和的、不饱和的、或芳族单环和多环基团；具有1至30个碳原子的取代或未取代的烷基基团；具有2至30个碳原子的取代或未取代的烯基基团；和包含前述连接基团中至少一种的组合组成的组中的四价连接基团。g是包括和介于1至30之间的任何数而d是包括和介于2至20之间的任何数。商购可获得的硅氧烷PEI能够以商标名SILTEM*获自SABICInnovativePlastics(*SABICInnovativePlasticsIPB.V.的商标)。
PEI树脂能够具有介于具有下限和/或上限的范围内的Mw。该范围能够包括或排出下限和/或上限。下限和/或上限能够选自5000，6000，7000，8000，9000，10000，11000，12000，13000，14000，15000，16000，17000，18000，19000，20000，21000，22000，23000，24000，25000，26000，27000，28000，29000，30000，31000，32000，33000，34000，35000，36000，37000，38000，39000，40000，41000，42000，43000，44000，45000，46000，47000，48000，49000，50000，51000，52000，53000，54000，55000，56000，57000，58000，59000，60000，61000，62000，63000，64000，65000，66000，67000，68000，69000，70000，71000，72000，73000，74000，75000，76000，77000，78000，79000，80000，81000，82000，83000，84000，85000，86000，87000，88000，89000，90000，91000，92000，93000，94000，95000，96000，97000，98000，99000，100000，101000，102000，103000，104000，105000，106000，107000，108000，109000，and110000道尔顿。例如，PEI树脂能够具有5,000至100,000道尔顿，5,000至80,000道尔顿，或5,000至70,000道尔顿的Mw。伯烷胺改性的PEI将会具有比初始未改性的PEI更低的Mw和更高的熔体流动。
在进一步的实施方式中，PEI具有由下式表示的结构：
其中PEI聚合物具有至少20,000道尔顿，30,000道尔顿，40,000道尔顿，50,000道尔顿，60,000道尔顿，80,000道尔顿，或100,000道尔顿的Mw。
在一个实施方式中，PEI包括
其中n大于1，例如大于10。在一个实施方式中，n为2至100，2至75，2至50，或2至25，例如10至100，10至75，10至50，或10至25之间。在另一实施例中，n能够为38，56，或65。
PEI树脂能够选自由PEI，例如，如美国专利号3,875,116；6,919,422；和6,355,723中描述的；硅酮PEI，例如，如美国专利号4,690,997和4,808,686中描述的；和聚醚酰亚胺砜树脂，如美国专利号7,041,773中描述的，及它们的组合组成的组，这些专利以其全部内容结合于本文中作为参考。
PEI树脂具有处于具有下限和/或上限的范围内的玻璃化转变温度。范围能够包括或排除下限和/或上限。下限和/或上限能够选自100，110，120，130，140，150，160，170，180，190，200，210，220，230，240，250，260，270，280，290，300，和310℃。例如，PEI树脂能够具有大于约200℃的玻璃化转变温度。
PEI树脂能够基本上不含(小于100份/百万份(ppm))苄型质子。PEI树脂能够无苄型质子。PEI树脂能够具有低于100ppm的苄型质子量。在一个实施方式中，苄型质子的量范围为大于0至低于100ppm。在另一实施方式中，苄型质子的量检测不到。
PEI树脂能够基本上无(小于100ppm)卤素原子。PEI树脂能够不含卤素原子。PEI树脂能够具有小于100ppm的卤素原子量。在一个实施方式中，卤素原子量的范围为大于0至低于100ppm。在另一实施方式中，卤素原子的含量检测不到。
在所公开的复合材料中能够使用的合适PEI包括，但不限于，ULTEMPEI。在进一步的实施方式中，ULTEMPEI是ULTEM1000。在一个实施方式中，PEI能够包含任何聚碳酸酯材料或材料的混合物，例如，美国专利号4,548,997；4,629,759；4,816,527；6,310,145；和7,230,066中描述的，所有这些专利以其全部内容结合于本文中专门用于公开各种PEI组合物和方法的目的。
在一个实施方式中，组合物包含PEEK。PEEK包括PEEK共聚物。在一个实施方式中，组合物包含PEEK均聚物。
在一个实施方式中，PEEK包括以下的重复单元
其中，t1是0或1，w1是0或1，和v1是0，1，或2。在一个实施方式中，t1是1，v1是0，和w1是0。在另一实施方式中，t1是0，v1是0，和w1是0。在还有的另一实施方式中，t1是0，w1是1，和v1是2。在还有的另一实施方式中，t1是0，v1是1，和w1是0。在还有的另一实施方式中，t1是1，v1是0，和w1是0。
在一个实施方式中，PEEK能够包含下式的部分
和/或下式的部分
和/或以下式的部分
其中，m，r，s，t，v，w和z独立地表示零或正整数，E和E'独立地表示氧或硫原子或直键，G表示氧或硫原子，直键或-O-Ph-O-部分，其中Ph表示苯基基团，以及Ar选自以下部分(ⅰ)**，和(i)至(iv)中的一个，其通过一个或多个其苯基部分连接至相邻部分。
在一个实施方式中，苯基部分具有至其连接的部分的1,4-键。
在一个实施方式中，(i)，中间苯基可以是1,4-或1,3-取代的，例如1,4-取代的。
在一个实施方式中，PEEK能够具有至少300℃的吸热主峰。
在一个实施方式中，PEEK能够具有介于具有下限和/或上限的范围内的Mw。范围能够包括或排除上限和/或下限。下限和/或上限能够选自5000，6000，7000，8000，9000，10000，11000，12000，13000，14000，15000，16000，17000，18000，19000，20000，21000，22000，23000，24000，25000，26000，27000，28000，29000，30000，31000，32000，33000，34000，35000，36000，37000，38000，39000，40000，41000，42000，43000，44000，45000，46000，47000，48000，49000，50000，51000，52000，53000，54000，55000，56000，57000，58000，59000，60000，61000，62000，63000，64000，65000，66000，67000，68000，69000，70000，71000，72000，73000，74000，75000，76000，77000，78000，79000，80000，81000，82000，83000，84000，85000，86000，87000，88000，89000，90000，91000，92000，93000，94000，95000，96000，97000，98000，99000，100000，101000，102000，103000，104000，105000，106000，107000，108000，109000，和110000道尔顿。例如，PEI树脂能够具有5,000至100,000道尔顿，5,000至80,000道尔顿，或5,000至70,000道尔顿的Mw。伯烷胺改性的PEI将会具有比初始未改性的PEI更低的Mw和更高的熔体流动。
在一个实施方式中，聚合物能够是一种或多种聚酰胺。聚酰胺一般源自具有4至12个碳原子的有机内酰胺的聚合。在一个实施方式中，内酰胺能够具有式
其中，n为约3至约11。在一个实施方式中，内酰胺是n＝5的ε-己内酰胺。
聚酰胺也能够由具有4至12个碳原子的氨基酸合成。在一个实施方式中，氨基酸具有式
其中，n为约3至约11。在一个实施方式中，氨基酸是n＝5的ε-己氨酸。
聚酰胺也能够由具有4至12个碳原子的脂族二羧酸和具有2至12个碳原子的脂族二胺聚合。在一个实施方式中，脂族二胺能够具有式
H2N-(CH2)n——NH2
其中n为约2至约12。在一个实施方式中，脂族二胺是六亚甲基二胺(H2N(CH2)6NH2)。二羧酸与二胺的摩尔比能够为约0.66至约1.5。在此范围内，摩尔比能够大于或等于约0.81，或等于约0.96。在一个实施方式中，这个范围是小于或等于约1.22，例如，小于或等于约1.04的量。在一个实施方式中，聚酰胺是尼龙6，尼龙6,6，尼龙4,6，尼龙6,12，尼龙10，等，或包含前述尼龙中至少一项的组合。在另一实施方式中，聚酰胺能够是尼龙6。在另一实施方式中，聚酰胺能够是尼龙6,6。尼龙6和尼龙6,6也常常分别称为聚酰胺6(“PA6”)和聚酰胺6,6(“PA66”)。
在一个实施方式中，聚合物能够是聚对苯二甲酸亚烷基酯。在一个实施方式中，聚对苯二甲酸亚烷基酯能够选自聚对苯二甲酸乙二酯，聚对苯二甲酸丁二酯(“PBT”)，聚萘二甲酸乙二酯，聚萘二甲酸丁二酯，和聚(对苯二甲酸1,3-丙二酯)。在一个实施方式中，聚对苯二甲酸亚烷基酯能够是聚对苯二甲酸丁二酯。其它合适的聚对苯二甲酸亚烷基酯包括聚(1,4-亚环己基二亚甲基对苯二甲酸酯)，聚(1,4-亚环己基二亚甲基环己烷-1,4-二甲酸酯)，也称之为聚(环己烷-1,4-二甲醇环己烷-1,4-二甲酸酯)，和聚(1,4-亚环己基二亚甲基对苯二甲酸酯-共-间苯二甲酸酯)。
在一个实施方式中，聚对苯二甲酸亚烷基酯能够具有小于约10,000道尔顿的Mw。在另一实施方式中，聚对苯二甲酸亚烷基酯能够具有小于约20,000道尔顿的Mw。在还有的另一实施方式中，聚对苯二甲酸亚烷基酯能够具有小于约30,000道尔顿的Mw。
在一个实施方式中，聚对苯二甲酸亚烷基酯能够具有约1,000道尔顿至约100,000道尔顿的Mw。
在一个实施方式中，聚合物能够是聚氧化烯。在一个实施方式中，聚氧化烯能够是聚氧化甲烯。在另一实施方式中，聚氧化烯能够是聚氧化乙烯。
在一个实施方式中，聚氧化烯能够具有小于约10,000道尔顿的Mw。在另一实施方式中，聚氧化烯能够具有小于约20,000道尔顿的Mw。在还有的另一实施方式中，聚氧化烯能够具有小于约30,000道尔顿的Mw。
在一个实施方式中，聚氧化烯能够具有约1,000道尔顿至约100,000道尔顿的Mw。
在一个实施方式中，组合物能够包含增强剂。增强剂能够是纤维的或非纤维的。在一个实施方式中，增强剂能够是纤维的。在另一实施方式中，增强剂能够是纤维的或非纤维的。增强剂能够包含无机纤维材料，非熔融和高熔融有机纤维材料。增强剂包括，但不限于，玻璃纤维，碳纤维，石棉纤维，石英纤维，氧化铝纤维，氧化锆纤维，氮化硼纤维，氮化硅纤维，硼纤维，氟碳树脂纤维和钛酸钾纤维。在一个实施方式中，增强剂包括碳纤维。在一个实施方式中，增强剂包括玻璃纤维。
本文中还公开了一种包含本文中的一种或多种组合物的制品。在一个实施方式中，制品选自由电气设备，电子设备，办公设备，汽车设备，工业设备组成的组。在一个实施方式中，制品能够用作滑动部件。这种制品包括，但不限于，轴承，齿轮，凸轮，滚轴，滑板，滑轮，杠杆和导轨。在一个实施方式中，制品能够是轴承。在还有的另一实施方式中，制品能够是齿轮。在还有的另一实施方式中，制品能够是凸轮。在还有的另一实施方式中，制品能够是滚轴。在还有的另一实施方式中，制品能够是滑板。在还有的另一实施方式中，制品能够是滑轮。在还有的另一实施方式中，制品能够是杠杆。在还有的另一实施方式中，制品能够是导轨。
公开的方法包括至少以下实施方式。
实施方式1：一种组合物，包含：(a)约30wt％至约97wt％的聚合物，其中聚合物包括聚醚酰亚胺，聚醚醚酮，聚酰胺，聚氧化烯，或聚对苯二甲酸亚烷基酯，或它们的混合物；和(b)约3wt％至约30wt％的超高分子量聚乙烯，其中超高分子量聚乙烯包含超过0wt％至约10wt％的表面改性剂。
实施方式2：实施方式1的组合物，其中组合物进一步包含超过0wt％至约60wt％的增强剂。
实施方式3：实施方式1-2中任一项的组合物，其中组合物进一步包含约10wt％至约60wt％的增强剂。
实施方式4：实施方式2-3中任一项的组合物，其中增强剂包括碳纤维或玻璃纤维或它们的组合。
实施方式5：实施方式1-4中任一项的组合物，其中增强剂是碳纤维或玻璃纤维或它们的组合。
实施方式6：实施方式1-5中任一项的组合物，其中表面改性剂包含卤素。
实施方式7：实施方式6的组合物，其中卤素是氟或氯。
实施方式8：实施方式1-7中任一项的组合物，其中表面改性剂包含羧基、羟基、或羰基部分，或它们的组合。
实施方式9：实施方式1-8中任一项的组合物，其中超高分子量聚乙烯包含约0.01wt％至0.5wt％的表面改性剂。
实施方式10：实施方式1-9中任一项的组合物，其中聚合物是聚醚酰亚胺。
实施方式11：实施方式1-9中任一项的组合物，其中聚合物是聚醚醚酮。
实施方式12：实施方式1-9中任一项的组合物，其中聚合物是聚酰胺。
实施方式13：实施方式1-9中任一项的组合物，其中聚合物是聚对苯二甲酸亚烷基酯。
实施方式14：实施方式1-9中任一项的组合物，其中聚合物是聚氧化烯。
实施方式15：实施方式1-14中任一项的组合物，其中超高分子量聚乙烯在组合物中是离散的颗粒。
实施方式16：实施方式1-15中任一项的组合物，其中组合物包含约10wt％至约20wt％的超高分子量聚乙烯。
实施方式17：实施方式1-16中任一项的组合物，其中组合物包含约10wt％至约60wt％的增强剂，约10wt％至约20wt％的超高分子量聚乙烯，和约30wt％至约80wt％包括聚醚酰亚胺，聚醚醚酮，聚酰胺，聚氧化烯，或聚对苯二甲酸亚烷基酯，或它们的混合物的聚合物。
实施方式18：实施方式1-17中任一项的组合物，其中组合物具有通过根据ASTMD3702在约120psi和约100ft/min的测试测定的小于约50的磨损因数。
实施方式19：一种包含实施方式1-18中任一项的组合物的制品。
实施方式20：实施方式20的制品，其中在制品中是轴承、齿轮、凸轮、滚轴、滑板、滑轮、杠杆和导轨中的一种或多种。
实施例
对以下实施例进行阐述是为本领域的技术人员提供完整的公开和本文权利要求要求保护的化合物，组合物，制品，装置和/或方法如何实施和评估的描述，并预想是纯粹示例性的本发明，并非意在限制本发明将其当作其发明的范围。经过努力而确保关于数字(例如，含量，温度等)的精确度，但一些误差和偏差应该考虑在内。除非另外指出，否则，份数是重量份数，温度是℃或处于室温，而压力为大气压或近大气压。
1.实施例1
a.物料和方法
比较UHMWPE填充的PEI和PEEK组合物的磨损性能与未填充的和PTFE填充的组合物以判断其价值主张。来自Victrex的ULTEMPEI树脂和PEEK树脂在下面的实施例中使用。PEI和PEEK的重复单元的化学结构分别如方案2a和图2b中所示。PTFE获自Dupont以及CF获自美国GrafilInc.。
方案2a和2b
UHMWPE从日本MitsuiChemicals；美国INHANCEProducts；和美国Ticona订购。这些商购UHMWPE树脂的商标名列于表1中。
表1
冷轧碳钢1018垫圈从路易斯研究所(LewisResearch)机器加工成16+/-2微英寸的抛光表面，特拉华用作配合对偶面。包含润滑剂和增强填料的所需组合物使用25mmWerner和Pfleider同向旋转双螺杆挤出机进行复合。测试部件，即，具有一英寸直径的止推垫圈样品，使用45-吨Engel注塑机模塑。
b.滑动磨损测试
在这项研究中，滑动磨损测试根据ASTMD3702进行，其中测定了热塑性盘(具有耐磨脊)对钢垫圈(配合表面)的磨损行为。磨损测试按照ASTMD3702在摩擦计中完成，其中聚合物表面倚着静止金属对偶面旋转，如图1中所示。
磨损因数K表示聚合物复合材料的磨损行为，其中聚合物倚着钢对偶面滑动。该参数由Archard方程(1)获得，其中磨损w(材料损失量)与KFK，压力P和速度V成正比
w＝KPV---(1)
方程的另一形式：w＝x/t----(2)
因此，磨损率与压力和速度有关：
x/t＝KPV---(3)
其中，x是以英寸计磨损的厚度，t是以小时计的磨损时间，P以psi计，V以英尺/分钟(ft/min)计，而K是以立方英寸分钟/英尺磅小时(in3·min/ft·lb·h)计，K是常量，它随着不同的压力和速度而变化。
PV乘数表示在接触表面上每单位面积每单位时间所作的功。一部分功如下转化为热：
发热＝PVXf----(4)
其中，f是CoF。
Cof也随聚合物类型，配合表面和PV乘数变化。发热产生于摩擦热并作为摩擦温度测定。测试使用路易斯摩擦计(LewisResearchUSA)实施。使施加的压力(P)和旋转速度(V)变化以获得不同的PV条件，如表2中所示。对于所有样品的滑动距离保持于46km。采用不同压力和速度条件研究其对基于UHMWPE的复合材料的摩擦特性的影响。
表2–用于磨损试验的压力和速度条件
PV条件 P(磅/平方英寸) V(英尺/分钟) T(分钟)
2,000 40 50 3000
12,000 120 100 1498
c.UHMWPE颗粒的图像分析
使用MalvernMastersizer2000粒径分析仪分析粒径。干燥的UHMWPE粉末的样品采用低角度激光束测定并计算出颗粒的粒径分布(“PSD”)。UHMWPE颗粒的颗粒形态使用FEIQuantaTM400环境扫描电子显微镜进行研究。SEM分析也用于测定对偶面的状况。
使用能量色散X-射线(EnergyDispersiveX-ray)(“EDX”)分析法分析在滑动期间由聚合物复合物在钢对偶面的表面上产生的磨损痕迹的化学性质。EDX分析在PHIQuantum-2000ScanningESCA显微探针表面分析系统中进行。
d.经过表面处理的UHMWPE颗粒的化学组成
为了检测所收集的磨损颗粒的化学组成，采用了显微傅立叶变换红外光谱技术。UHMWPE颗粒与KBr粉末混合形成样品。随后将该样品通过DRIFTFTIR以透射模式进行分析。
e.结果
(1)经过表面处理的UHMWPE颗粒的DRIFT-FTIR分析
对INHANCE样品进行DRIFT-FTIR分析，因为它们具有表面处理，确定处理的类型并相对于并不具有任何表面处理的MIPELONXM220进行对比。在图4中比较了IR吸收光谱。谱图中的峰代表甲基基团(CH伸缩振动(2800-3100)cm-1，CH2剪切振动1460cm-1附近和CH2摇摆振动在730cm-1)，这是聚乙烯的特征吸收。INHANCE1750在1700cm-1附近出峰，这是由于羰基物质的存在。对于INHANCE1250在1715cm-1处也能够看到小驼峰。
(2)UHMWPE颗粒的粒径分析
UHMWPE粒径和PSD如表3中所示。PSD提及为D(v，0.5)，其是体积平均直径，即，在50％的分布超过该值和50％的分布低于该值，D(v，0.9)是指90％的体积分布低于该值和D(v，0.1)，是指10％的体积分布低于值。表4表明在所测试的样品中INHANCE1250具有最高粒径而MIPELONPM220具有最低粒径。
表3
(3)UHMWPE颗粒的图像分析
图3-6显示了UHMWPE的SEM显微图。
图3至6中的SEM数据总结于表4中。
表4
(4)PEI-UHMWPE组合物的磨损和摩擦行为
PEI-10wt％UHMWPE组合物的磨损和摩擦行为在标准PV条件下对KF和CoF进行评估。结果总结于表5中。
表5-PEI-10wt％UHMWPE组合物在2000PV下的KF和COF
在标准PV条件下纯PEI具有8920的KF和0.36的CoF，而具有20wt％PTFE的PEI具有67.5的KF和0.138的CoF。由磨损数据能够观察到UHMWPE确实显示出润滑作用，并显著降低了PEI中的KF。在所有评估的UHMWPE中INHANCE1250表现出228in3·min/ft.lb.h的最低KF。还研究了INHANCE1250在PEI中的负载水平。INHANCE1250的负载量从5wt％至20wt％变化。数据如图7所示。图7中的数据表明，在2000PV条件下，INHANCE1250的负载水平提高的确改善了润滑行为。PEI-20wt％INHANCE1250具有190的KF和0.38的CoF。PEI-20wt％PTFE具有67.5的KF和0.14的CoF。
图8中的数据也表明，在12000PV条件下，INHANCE1250的负载水平增加的确改善了润滑行为。据观察，PEI-15wt％INHANCE1250具有57的KF和0.22的CoF，非常相似于PEI-20wt％PTFE组合物。
还评估了UHMWPE与CF的组合并相对于CF增强的PTFE批次进行比较。在组合物中的纤维和润滑剂为15wt％。图9中的数据表明，在2000PV条件下，PEI-15wt％INHANCE1250-15wt％CF具有9的KF和0.36的CoF，而PEI-15wt％PTFE-15wt％CF具有5的KF和0.63的CoF。未润滑增强组合物，PEI-30wt％CF具有120的KF和0.52的CoF。在12000PV条件下，PEI-15wt％INHANCE1250-15wt％CF具有17的KF和0.16的CoF，而PEI-15wt％的PTFE-15wt％CF具有24的KF和0.57的CoF。因此，具有INHANCE1250的组合物相比于对照物具有类似的KF和更好的CoF。
(5)PEEK-UHMWPE组合物的磨损和摩擦行为
UHMWPE在PEI中的详细评估证实，在所有评估的UHMWPE中INHANCE1250提供了最佳的磨损行为。因此，选择INHANCE1250在PEEK中进行评估。在标准PV条件下，纯PEEK具有76的KF和0.58的CoF，而具有20wt％PTFE的PEEK具有18的KF和0.25的CoF。还研究了INHANCE1250在PEEK中的负载水平。INHANCE1250的负荷量从10wt％至20wt％变化。
由图10可以看出，在2000PV条件下，PEEK-10wt％INHANCE1250具有20的KF和0.36的CoF，相比于PEEK-20wt％PTFE组合物是非常相当的磨损行为。
图11中的数据表明，在高PV条件(12000PV)下，PEEK-10wt％INHANCE1250记录有9的KF和0.21的CoF，而同时PEEK-20wt％PTFE组合物具有44的KF和0.33的CoF值。因此，研究中的数据表明，对于高温树脂系统UHMWPE表现类似于PTFE。
(6)数据总结
PEI-15wt％UHMWPE组合物在高压(P)和速度(V)的条件表现出与PEI-20wt％PTFE组合物相当的磨损行为。
PEI-15wt％UHMWPE-15wt％CF在标准和高的P和V条件下也都显示出与PEI-15wt％PTFE-15wt％CF组合物类似的KF和更低的CoF。
PEEK-10wt％UHMWPE组合物在标准PV条件下表现出与20wt％PTFE组合物相当的磨损性能而在高PV条件下表现出改善的磨损行为。
2.实施例2
比较UHMWPE填充的PEI，PEEK，尼龙6，尼龙66，聚氧化甲烯和PBT组合物的磨损性能和未填充的和PTFE填充的组合物判断其价值主张。来自Victrex的ULTEMPEI树脂和PEEK树脂用于以下实施例中。PTFE获自Dupont而碳纤维获自美国GrafilInc.。尼龙6获自从DOMOCaproleunaGmbH。尼龙6,6获自AscendPerformanceMaterials。聚氧化甲烯获自Ticona。PBT是获自SABICInnovativePlastics的VALOX品牌。
对于表6至11的KF和CoF值均在如下的测试条件下获得：40psi和50fpm，采用钢对偶面。
表6-填充的尼龙6的KF和COF
KF CoF
20％PTFE 18 0.28
20％INHANCE 1250 29 0.48
15％PTFE+30％玻璃纤维 12 0.84
15％INHANCE 1250+30％玻璃纤维 23 0.64
15％PTFE+30％CF 8.5 0.44
15％INHANCE 1250+30％CF 9 0.35
表7-填充尼龙6,6的KF和CoF
KF CoF
20％PTFE 127 0.22
20％INHANCE 1250 87 0.27
15％PTFE+30％玻璃纤维 139 0.63
15％INHANCE 1250+30％玻璃纤维 97 0.48
15％PTFE+30％CF 67 0.62
15％INHANCE 1250+30％CF 190 0.18
表8-填充PEI的KF和CoF
KF CoF
20％PTFE 67.5 0.14
20％INHANCE 1250 190 0.38
15％PTFE+15％玻璃纤维 36 0.53
15％INHANCE 1250+15％玻璃纤维 76 0.6
15％PTFE+15％CF 5 0.63
15％INHANCE 1250+15％CF 9 0.36
表9-填充PEEK的KF和CoF
KF CoF
20％PTFE 18 0.25
10％INHANCE 1250 20 0.36
15％PTFE+15％玻璃纤维 5 0.41
10％INHANCE 1250+15％玻璃纤维 17 0.61
15％PTFE+15％CF 11 0.25
10％INHANCE 1250+15％CF 21 0.39
表10-填充PBT的KF和CoF
KF CoF
20％PTFE 24 0.32
20％INHANCE 1250 12 0.26
15％PTFE+30％玻璃纤维 116 0.64
15％INHANCE 1250+30％玻璃纤维 135 0.57
15％PTFE+30％CF 14 0.58
15％INHANCE 1250+30％CF 10 0.44
表11-填充的聚氧化甲烯的KF和CoF
KF CoF
15％PTFE 66 0.21
15％INHANCE 1250 53 0.31
15％PTFE+30％玻璃纤维 1783 0.44
15％INHANCE 1250+30％玻璃纤维 210 0.36
15％PTFE+10％CF 79 0.26
15％INHANCE 1250+10％CF 52 0.38
表12和13的KF和CoF值在如下测试条件下获得：120psi和100fpm，采用钢对偶面。表14至17的KF和CoF值在如下测试条件下获得：100psi和100fpm，采用钢对偶面。
表12-填充的PEI的KF和CoF
KF CoF
20％PTFE 87 0.27
20％INHANCE 1250 39 0.24
15％PTFE+15％玻璃纤维 62 0.46
15％INHANCE 1250+15％玻璃纤维 114 0.36
15％PTFE+15％CF 24 0.57
15％INHANCE 1250+15％CF 17 0.16
表13-填充的PEEK的KF和CoF
KF CoF
20％PTFE 44 0.33
10％INHANCE 1250 9 0.21
20％INHANCE 1250 7.3 0.22
15％PTFE+15％玻璃纤维 86 0.49
10％INHANCE 1250+15％玻璃纤维 60 0.37
15％PTFE+15％CF 32 0.53
10％INHANCE 1250+15％CF 33 0.43
表14-填充的尼龙6的KF和CoF
KF CoF
20％PTFE 312 0.7
20％INHANCE 1250 7 0.46
15％PTFE+30％玻璃纤维 34 0.63
15％INHANCE 1250+30％玻璃纤维 64 0.61
15％PTFE+30％CF 21 0.66
15％INHANCE 1250+30％CF 25 0.48
表15-填充的尼龙6,6的KF和CoF
KF CoF
20％PTFE 8 0.13
20％INHANCE 1250 10 0.24
15％PTFE+30％玻璃纤维 578 0.45
15％INHANCE 1250+30％玻璃纤维 293 0.42
15％PTFE+30％CF 184 0.42
15％INHANCE 1250+30％CF 199 0.23
表16-填充的聚对苯二甲酸丁二酯的KF和CoF
KF CoF
20％PTFE PV失效 脊磨掉
20％INHANCE 1250 27 0.78
15％PTFE+30％玻璃纤维 54 0.53
15％INHANCE 1250+30％玻璃纤维 91 0.55
15％PTFE+30％CF 24 0.57
15％INHANCE 1250+30％CF 19 0.36
表17-填充的聚氧化甲烯的KF和CoF
KF CoF
15％PTFE 39 0.13
15％INHANCE 1250 8 0.21
15％PTFE+30％玻璃纤维 494 0.22
15％INHANCE 1250+30％玻璃纤维 771 0.35
15％PTFE+10％CF 114 0.18
15％INHANCE 1250+10％CF 174 0.29
表18的KF和CoF值在如下测试条件下获得：40psi和50fpm，采用钢对偶面。表19的KF和CoF值在如下测试条件下获得：120psi和100fpm，采用钢对偶面。
表18-填充的PEI的KF和CoF
表19-填充的PEI的KF和CoF
表18和19的数据表明，经过表面处理的INHANCE1250比未处理的INHANCE1250具有更低的KF。HizexMillion是由MitsuiPetrochemicalIndustries生产和销售的UHMWPE。HizexMillion未经处理而因此不包含表面改性剂。表18和19的数据表明，经过表面处理的INHANCE1250具有比HizexMillion(未处理的UHMWPE)更低的KF。在表12和19的数据表明，在120psi和100fpm下，经过处理的INHANCE1250具有比PTFE更低的KF和CoF。数据还表明，经过表面处理INHANCE1250在更高的压力和速度下具有改善的KF和CoF。然而，表8和表18中的数据表明，在40psi和50fmp下，PTFE具有比经过处理的INHANCE1250更低的KF和CoF。因此，经过表面处理的INHANCE1250在更高的压力和速度下具有改善的KF和CoF特性而PTFE在更高的压力和速度下具有降低的KF和CoF特性。
(1)数据的结论
在40psi，50fpm下，PA6，PA66，PEEK，PBT和聚氧化甲烯(“POM”)相比于PTFE组合物表现出相似或更低的KF。PEI对于CF填充复合物具有与PTFE组合物相似的KF。玻璃纤维和CF复合物的CoF对于以上聚合物堪比PTFE组合物而INHANCE的未填充组合物表现出比PTFE组合物稍微更高的CoF。
在高PV条件下，INHANCE未填充的和CF填充的复合物表现出与PTFE组合物相当的KF，但是玻璃填充的组合物表现出更高的KF。INHANCE组合物相比于PTFE对于所有的组合物都表现出相似或更好的CoF。
3.实施例3
实施例3中所测试的组合物描述于表20中。
表20-配制剂
材料在具有FR螺杆的十个桶40毫米(mm)双螺杆挤出机中复合。PEEK或聚邻苯二甲酰胺(PPA)树脂在进料喉加入，PTFE/UHMWPE通过端口4进料而碳纤维通过端口6进料。桶温度范围对于PPA是560℉至590℉而对于PEEK为700℉至730℉。螺杆转速为200至250转/分钟(rpm)而进料速率为100磅/小时(lb/h)。测试部件对于PPA采用桶温575℉至600℉而对于PEEK采用700℉至730℉注塑模制并且模具温度对于PPA设定为260℉至280℉而对于PEEK设定为310℉至330℉。
上述组合物采用的测试是基于通用汽车动力总成(GeneralMotorsPowertrain)(GMPT)限制PV测试方案，序列B(改进的ASTMD3702)利用工程塑料止推垫圈测试样本抵着碳钢对偶面旋转的高PV止推轴承磨损测试。GMPT方案非常不同于标准限制PV过程。测试条件更加严格而材料能够幸存于多个步骤，只是由于每个条件下运行持续时间短且步骤之间允许冷却时间。
三个0.25”×0.25”×0.13”方形销(squarepin)从塑料样品上切下并120°分开放置于0.938”平均样品直径圆上。对偶面是机加工成16+/-2微英寸(AA)的抛光表面的退火AISI1018碳钢。测试样品在负载下抵着静止钢对偶面在空气中环境条件下旋转固定的时间段。磨损速率，摩擦系数和对偶面温度随着材料行进通过压力和速度矩阵时进行测定。所有测试都由LewisResearch，Inc.在LRI-1a止推轴承摩擦试验机上实施。
热塑性测试标品在具体PV条件下测试之前要进行一段时间的磨合以达到至少90％的接触。在磨合之后，序列B测试利用高速和低压进行实施。这以50,000psi-ft/min的最低PV开始。样品以指定的速度和负载对给定的步骤测试进行5分钟，然后停止30分钟之后才进行下一测试步骤。PV测试以25,000PV增量继续。如果样品幸存于200,000PV，则步骤对于后续试验从25,000PV增量变为50,000PV增量，直到样品失效。三个测试都对每种材料实施。
图12A和12B显示了对于分别包含磨损添加剂PTFE和INHANCE1250UHMWPE的碳纤维填充的PPA化合物的GMPT限制PV序列B测试的结果。表21总结了结果。具有PTFE润滑剂的PPA材料在～117,000PV下失效而具有表面改性的UHMWPE添加剂的相同材料在～158,000PV下失效。UHMWPE填充的PPA材料的平均摩擦系数比PTFE填充的PPA材料低。INHANCE1250UHMWPE的熔点为142℃(～288℉)；令人惊讶的是，UHMWPE填充的PPA材料幸存于高得多的摩擦温度。失效温度处于～410℉至480℉的范围内。
表21-具有PTFE或INHANCE1250作为润滑剂的PPA的GMPT限制PV序列B测试数据总结
图13A和13B显示了对于分别包含磨损添加剂PTFE和INHANCE1250UHMWPE的碳纤维填充的PEEK化合物的GMPT限制PV序列B测试的结果。表2总结了一些重要发现。具有PTFE润滑剂的PEEK材料在～250,000PV下失效，而具有表面改性的UHMWPE添加剂的相同材料在～267,000PV下失效。UHMWPE填充的PEEK材料的平均摩擦系数比PTFE填充的PEEK材料低。而且，UHMWPE填充的PEEK材料幸存的摩擦温度比INHANCE1250UHMWPE的熔点高得多。失效温度处于～470℉至600℉的范围内。
表22-具有PTFE或INHANCE1250UHMWPE作为润滑剂的PPA的GMPT限制PV序列B测试数据总结

Claims (19)

1.一种组合物，包含：
(a)约30wt％至约97wt％的聚合物，其中，所述聚合物包括聚醚酰亚胺、聚醚醚酮、聚酰胺、聚氧化烯、或聚对苯二甲酸亚烷基酯、或它们的混合物；和
(b)约3wt％至约30wt％的超高分子量聚乙烯，其中，所述超高分子量聚乙烯包含超过0wt％至约10wt％的表面改性剂。
2.根据权利要求1所述的组合物，其中，所述组合物进一步包含超过0wt％至约60wt％的增强剂。
3.根据权利要求1-2中任一项所述的组合物，其中，所述组合物进一步包含约10wt％至约60wt％的增强剂。
4.根据权利要求2-3中任一项所述的组合物，其中，所述增强剂包括碳纤维或玻璃纤维或它们的组合。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的组合物，其中，所述表面改性剂包含卤素。
6.根据权利要求5所述的组合物，其中，所述卤素是氟或氯。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的组合物，其中，所述表面改性剂包含羧基、羟基、或羰基部分、或它们的组合。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的组合物，其中，所述超高分子量聚乙烯包含约0.01wt％至约0.5wt％的所述表面改性剂。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的组合物，其中，所述聚合物是聚醚酰亚胺。
10.根据权利要求1-8中任一项所述的组合物，其中，所述聚合物是聚醚醚酮。
11.根据权利要求1-8中任一项所述的组合物，其中，所述聚合物是聚酰胺。
12.根据权利要求1-8中任一项所述的组合物，其中，所述聚合物是聚对苯二甲酸亚烷基酯。
13.根据权利要求1-8中任一项所述的组合物，其中，所述聚合物是聚氧化烯。
14.根据权利要求1-13中任一项所述的组合物，其中，所述超高分子量聚乙烯在所述组合物中是离散的颗粒。
15.根据权利要求1-14中任一项所述的组合物，其中，所述组合物包含约10wt％至约20wt％的超高分子量聚乙烯。
16.根据权利要求1-15中任一项所述的组合物，其中，所述组合物包含约10wt％至约60wt％的增强剂、约10wt％至约20wt％的超高分子量聚乙烯、和约30wt％至约80wt％的包括聚醚酰亚胺、聚醚醚酮、聚酰胺、聚氧化烯、或聚对苯二甲酸亚烷基酯、或它们的混合物的所述聚合物。
17.根据权利要求1-16中任一项所述的组合物，其中，所述组合物具有通过根据ASTMD3702在约120psi和约100ft/min的测试测定的小于约50的磨损因数。
18.一种包含权利要求1-17中任一项所述的组合物的制品。
19.根据权利要求18所述的制品，其中，所述制品是轴承、齿轮、凸轮、滚轴、滑板、滑轮、杠杆、和导轨中的一种或多种。
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