CN108779244B - 聚芳醚酮组合物 - Google Patents
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Abstract
提供了含有聚芳醚酮和多个增强纤维的聚合物组合物。增强纤维具有约1.5至约10的宽厚比，所述宽厚比被定义为纤维的横截面宽度除以纤维的横截面厚度。
Description
相关申请
本申请要求2016年3月18日提交的美国临时申请序列号62/310,277 和2016年10月14日提交的美国临时申请序列号62/408,229的优先权，其以全文引用的方式并入本文中。
背景技术
聚醚醚酮(“PEEK”)通常用于制造用于多个工程应用的成型的部件。 PEEK聚合物的特征在于高玻璃化转变温度，通常高于100℃，这使得它们适合用于要求暴露于高温的应用。然而，由这样的材料形成的成型的部件的一个缺点在于它们倾向于具有相对差的冲击强度性质并且还倾向于显示出相当高的翘曲度。因此，仍需要存在具有改进的性质的聚芳醚酮组合物。
发明内容
根据本发明的一个实施方案，公开了聚合物组合物，其含有约20重量％至约95重量％的至少一种聚芳醚酮和按每100重量份的聚芳醚酮计约10至约80份的量的多个增强纤维。该增强纤维具有约1.5至约10的宽厚比，该宽厚比被定义为纤维的横截面宽度除以纤维的横截面厚度。
根据本发明的另一个实施方案，公开了成形的部件，其包含聚合物组合物。该聚合物组合物包含至少一种聚芳醚酮和多个增强纤维。该增强纤维具有约1.5至约10的宽厚比，该宽厚比被定义为纤维的横截面宽度除以纤维的横截面厚度。该聚合物组合物具有约20至约2,000Pa-s的熔体粘度，如根据ISO测试号11443:2005在400℃的温度和1000s-1的剪切速率测定。
本发明的其它特征和方面在下文进行更详细地描述。
具体实施方式
要理解的是，本文中所使用的术语仅出于描述特定实施方案的目的，并且不旨在限制本发明的方面。
“烷基”是指具有1至10个碳原子和在一些实施方案中具有1至6个碳原子的一价饱和脂族烃基。“Cx-y烷基”是指具有x至y个碳原子的烷基。作为实例，此术语包括直链和支链烃基，诸如甲基(CH3)、乙基(CH3CH2)、正丙基(CH3CH2CH2)、异丙基((CH3)2CH)、正丁基(CH3CH2CH2CH2)、异丁基((CH3)2CHCH2)、仲丁基((CH3)(CH3CH2)CH)、叔丁基((CH3)3C)、正戊基(CH3CH2CH2CH2CH2)和新戊基((CH3)3CCH2)。
“烯基”是指具有2至10个碳原子和在一些实施方案中具有2至6个碳原子或2至4个碳原子和具有至少1个乙烯基不饱和度位点(＞C＝C＜) 的直链或支链烃基。例如，(Cx-Cy)烯基是指具有x至y个碳原子的烯基，且意欲包括例如乙烯基、丙烯基、1,3-丁二烯基等。
“炔基”是指含有至少一个三键的直链或支链一价烃基。术语“炔基”还可以包括具有其它类型的键如双键的那些烃基。
“芳基”是指具有3至14个碳原子且无环杂原子并且具有单个环(例如苯基)或多个缩合(稠合)环(例如萘基或蒽基)的芳族基团。对于多环体系，包括具有不含环杂原子的芳族和非芳族环的稠合、桥接及螺环体系，当连接点在芳族碳原子处时，适用术语“芳基”(例如5,6,7,8四氢萘-2-基为芳基，因为其连接点在芳族苯环的2位处)。
“环烷基”是指具有3至14个碳原子且无环杂原子且具有单个环或多个环(包括稠合、桥接及螺环体系)的饱和或部分饱和的环状基团。对于具有不含环杂原子的芳族和非芳族环的多环体系，当连接点在非芳族碳原子处时，适用术语“环烷基”(例如5,6,7,8-四氢萘-5-基)。术语“环烷基”包括环烯基，诸如金刚烷基、环丙基、环丁基、环戊基、环辛基及环己烯基。
“卤代”或“卤素”是指氟(代)、氯(代)、溴(代)和碘(代)。
“卤代烷基”是指用1至5个或在一些实施方案中1至3个卤代基团取代烷基。
“杂芳基”是指1至14个碳原子和1至6个选自氧、氮和硫的杂原子的芳基，并且包括单环体系(例如咪唑基)和多环体系(例如苯并咪唑-2-基和苯并咪唑-6-基)。对于多环体系，包括具有芳族和非芳族环的稠合、桥接和螺环体系，如果存在至少一个环杂原子并且附着点在芳族环的原子处(例如1,2,3,4-四氢喹啉-6-基和5,6,7,8-四氢喹啉-3-基)，则适用术语“杂芳基”。在一些实施方案中，杂芳基的氮环原子和/或硫环原子任选地经氧化以提供N氧化物(N→O)、亚磺酰基或磺酰基结构部分。杂芳基的实例包括，但不限于：吡啶基、呋喃基、噻吩基、噻唑基、异噻唑基、三唑基、咪唑基、咪唑啉基、异噁唑基、吡咯基、吡唑基、哒嗪基、嘧啶基、嘌呤基、酞嗪基、萘基吡啶基、苯并呋喃基、四氢苯并呋喃基、异苯并呋喃基、苯并噻唑基、苯并异噻唑基、苯并三唑基、吲哚基、异吲哚基、吲哚嗪基、二氢吲哚基、吲唑基、吲哚啉基、苯并噁唑基、喹啉基、异喹啉基、喹嗪基、喹唑啉基(quianazolyl)、喹喔啉基、四氢喹啉基、异喹啉基、喹唑啉基(quinazolinonyl)、苯并咪唑基、苯并异噁唑基、苯并噻吩基、苯并哒嗪基、喋啶基、咔唑基、咔啉基、啡啶基、吖啶基、菲咯啉基、吩嗪基、phenoxazinyl、吩噻嗪基及邻苯二甲酰亚氨基。
“杂环的(Heterocyclic)”或“杂环(heterocycle)”或“杂环烷基”或“杂环基”是指具有1至14个碳原子和1至6个选自氮、硫或氧的杂原子的饱和或部分饱和的环状基团，且包括单环和多环体系(包括稠合、桥接及螺环体系)。对于具有芳族和/或非芳族环的多环体系，当存在至少一个环杂原子并且连接点在非芳族环的原子处时，适用术语“杂环的”、“杂环”、“杂环烷基”或“杂环基”(例如十氢喹啉-6-基)。在一些实施方案中，杂环基团的氮原子和/或硫原子任选地经氧化以提供N氧化物、亚磺酰基或磺酰基结构部分。杂环基的实例包括，但不限于：吖丁啶基、四氢吡喃基、哌啶基、N-甲基哌啶-3-基、哌嗪基、N-甲基吡咯烷-3-基、3-吡咯烷基、2- 吡咯烷酮-1-基、吗啉基、硫代吗啉基、咪唑烷基及吡咯烷基。
应当理解的是，前述定义涵盖未经取代的基团以及被本领域中已知的一个或多个其它官能基团取代的基团。例如，芳基、杂芳基、环烷基或杂环基可以被1至8个，在一些实施方案中1至5个，在一些实施方案中1至3个，和在一些实施方案中1至2个选自以下的取代基取代：烷基、烯基、炔基、烷氧基、酰基、酰氨基、酰氧基、氨基、季氨基、酰胺、亚氨基、脒基、氨基羰基氨基、脒基羰基氨基、氨基硫代羰基、氨基羰基氨基、氨基硫代羰基氨基、氨基羰基氧基、氨基磺酰基、氨基磺酰氧基、氨基磺酰氨基、芳基、芳氧基、芳硫基、叠氮基、羧基、羧基酯、(羧基酯)氨基、(羧基酯)氧基、氰基、环烷基、环烷基氧基、环烷基硫基、胍基、卤代、卤代烷基、卤代烷氧基、羟基、羟基氨基、烷氧基氨基、肼基、杂芳基、杂芳氧基、杂芳硫基、杂环基、杂环基氧基、杂环硫基、硝基、氧代、氧基、硫酮、磷酸酯/盐、膦酸酯/盐、次膦酸酯 /盐、膦酰氨基、二氨基磷酸酯/盐、氨基磷酸单酯、环状氨基磷酸酯/盐、环状二氨基磷酸酯/盐、氨基磷酸二酯、硫酸酯/盐、磺酸酯/盐、磺酰基、取代的磺酰基、磺酰基氧基、硫代酰基、硫代氰酸酯/盐、硫醇、烷硫基等，以及这样的取代基的组合。当引入本发明的聚合物中时，这样的取代基可以为侧基基团或接枝的基团，或它们本身可以形成聚合物主链的一部分。
本领域技术人员将要理解的是，本讨论仅是对示例性实施方案的描述，和不意欲限制本发明的更宽的方面。
一般而言，本发明涉及含有多个增强纤维和至少一种聚芳醚酮的聚合物组合物。增强纤维具有相对平坦的横截面尺寸，这在于它们具有约 1.5至约10，在一些实施方案中约2至约8，和在一些实施方案中约3至约5的宽厚比。所述宽厚比通过纤维的横截面宽度(即在长轴方向上)除以纤维的横截面厚度(即，在短轴方向上)来确定。
通过选择性控制这样的纤维的特定特性和相对浓度，本发明人已发现所得的组合物可以显示出改进的冲击强度性质。例如，该组合物可以显示出约8kJ/m2以上，在一些实施方案中约10至约100kJ/m2，和在一些实施方案中约12至约50kJ/m2的简支梁缺口冲击强度，其在23℃根据ISO测试号179-1:2010)(技术上相当于ASTM D256，方法B)测量。该组合物可以例如具有在23℃根据ISO测试号179)测量的约10kJ/m2以上，在一些实施方案中约25kJ/m2以上，在一些实施方案中约10至约 100kJ/m2，在一些实施方案中约20至约80kJ/m2，和在一些实施方案中约30至约60kJ/m2的简支梁缺口冲击强度。
本发明人还发现，聚合物组合物可以在被成形成部件时保持尺寸稳定，并且因此显示出相对低的翘曲度。翘曲度的特征可以在于低的“平面度值”，其通过在下文更详细地描述的测试来测定。更特别地，聚合物组合物可以显示出约2.0毫米以下，在一些实施方案中约1.5毫米以下，在一些实施方案中约1.0毫米以下，和在一些实施方案中约0.1至约0.9毫米的平面度值。
另外成型的部件的线性热膨胀系数在流动方向上可以为约2ppm/℃以上，在一些实施方案中约5ppm/℃以上，在一些实施方案中约7 ppm/℃以上，在一些实施方案中约2ppm/℃至50ppm/℃，在一些实施方案中约5ppm/℃至约40ppm/℃，在一些实施方案中约7ppm/℃至约25ppm/℃，和在一些实施方案中约10ppm/℃至约20ppm/℃，其根据ISO 11359测量。成型的部件的线性热膨胀系数在横向方向上可以为约10ppm/℃以上，在一些实施方案中约20ppm/℃以上，在一些实施方案中约30ppm/℃以上，在一些实施方案中约10ppm/℃至200 ppm/℃，在一些实施方案中约20ppm/℃至约150ppm/℃，在一些实施方案中约30ppm/℃至约125ppm/℃，和在一些实施方案中约40ppm/℃至约110ppm/℃，其根据ISO 11359测量。
还可以通过根据ISO 294测定成型的样本的成型收缩率来测量尺寸稳定性。成型的部件在流动方向上和/或在横向方向上可以显示出约10％以下，在一些实施方案中约5％以下，在一些实施方案中约2％以下，在一些实施方案中约1％以下，在一些实施方案中约0.001％至5％，在一些实施方案中约0.01％至2.5％，和在一些实施方案中约0.05％至约1.5％的成型收缩率。
拉伸和挠曲机械性质也是良好的。例如，由所述聚合物组合物形成的成形的部件可以显示出约110MPa以上，在一些实施方案中约150 MPa以上，和在一些实施方案中约180至约500MPa的拉伸强度；约0.5％以上，在一些实施方案中约0.6％至约10％，和在一些实施方案中约0.8％至约3.5％的拉伸断裂应变；和/或约8,000MPa以上，在一些实施方案中约10,000MPa以上，和在一些实施方案中约11,000MPa至约 20,000MPa的拉伸模量。断裂拉伸伸长率可以为约0.5％以上，在一些实施方案中约1.0％以上，在一些实施方案中约2.0％以上，在一些实施方案中约1.0％至约10％，在一些实施方案中约1.5％至约7％，和在一些实施方案中约2％至约5％。可以根据ISO测试号527:2012(技术上相当于ASTM D638-14)在23℃测定拉伸性质。
所述部件还可以显示出约200MPa以上，在一些实施方案中约220 MPa以上，和在一些实施方案中约250MPa至约500MPa的挠曲强度和/或约8,000MPa以上，在一些实施方案中约10,000MPa以上，和在一些实施方案中约11,000MPa至约25,000MPa的挠曲模量。可以根据ISO测试号178:2010(技术上相当于ASTM D790-10)在23℃测定挠曲性质。成形的部件还可以显示出约300℃以上，和在一些实施方案中约 310℃至约350℃的载荷变形温度(DTUL)，其根据ASTM D648-07(技术上相当于ISO测试号75-2:2013)在1.8MPa的规定载荷测量。
常规地认为具有这样的机械性质的聚合物组合物将不会也具有足够好的流动性质以使得它们能够用于某些类型的应用中。然而，与常规的想法相反，本发明人已出人意料地发现，添加平坦的增强纤维实际上可以降低组合物的高剪切熔体粘度，这使得其能够显示出更好的流动性质而用于各种各样的应用中。例如可以降低高剪切熔体粘度，从而使得聚合物组合物的熔体粘度比聚芳醚酮的初始熔体粘度的比例可以为约2.0 以下，在一些实施方案中约1.9以下，在一些实施方案中约1.5以下，在一些实施方案中约0.2至约1.0，和在一些实施方案中约0.3至约0.90。例如在一个特别的实施方案中，聚合物组合物可以具有20至约2,000 Pa-s，在一些实施方案中约30至约1,500Pa-s，和在一些实施方案中约 50至约1,000Pa-s的熔体粘度，其在1,000秒-1的剪切速率和400℃的温度根据ISO测试号11443:2005测定。实际熔体粘度可以取决于其中使用所述聚合物组合物的成形的部件的类型。例如在成型的部件中可需要相对小的熔体粘度值，如约0.1至约280Pa-s，在一些实施方案中约0.5至约250Pa-s，和在一些实施方案中约2至约150Pa-s。然而在熔融挤出的部件中，可需要相对大的熔体粘度值，如约100至约2,000Pa-s，在一些实施方案中约200至约1,500Pa-s，和在一些实施方案中约350至约1,000 Pa-s。
该组合物还可以允许改进的电连接性。该行为的特征可以在于，如相对低的根据IEC 60093测定的体积电阻率。要注意，由所述聚合物组合物形成的成型的部件可以显示出约1x 1013ohm-cm以下，在一些实施方案中约1x 1011ohm-cm以下，在一些实施方案中约1x108ohm-cm至约9x 1012ohm-cm，和在一些实施方案中约1x 109至约9x 1011ohm-cm 的体积电阻率。
当根据IEC 60250测量时，该组合物还可以显示出当在23℃和1 MHz的频率测量时为约6以下，在一些实施方案中约5以下，在一些实施方案中约4.5以下，和在一些实施方案中约4以下的介电常数。当根据 IEC 60243测量时，该组合物还可以显示出约5kV/mm以上，在一些实施方案中约15kV/mm以上，和在一些实施方案中约25kV/mm以上至约100kV/mm以下，在一些实施方案中约60kV/mm以下，和在一些实施方案中约50kV/mm以下的介电强度。
现将更详细描述本发明的各种实施方案。
I.聚合物组合物
A.聚芳醚酮
聚芳醚酮为具有相对高的熔融温度的半结晶聚合物，例如约300℃至约400℃，在一些实施方案中为约310℃至约390℃，和在一些实施方案中为约330℃至约380℃。玻璃化转变温度同样可为约100℃以上，在一些实施方案中约110℃至约200℃，和在一些实施方案中约130℃至约160℃。熔融和玻璃化转变温度可以如在本领域中公知使用差示扫描量热法("DSC")进行测定，如通过ISO测试号11357:2013进行测定。在与增强纤维组合之前，初始“纯”聚芳醚酮可具有相对高的熔体粘度。在一个特定的实施方案中，例如，聚芳醚酮可以具有约80Pa-s以上，在一些实施方案中约110Pa-s以上，在一些实施方案中约120至约250 Pa-s，和在一些实施方案中约130至约220Pa-s的熔体粘度，其在1000 秒-1的剪切速率测定。熔体粘度可以根据ISO测试号11443:2005在400℃的温度测定。
聚芳醚酮典型地含有具有式(I)和/或式(II)的结构的结构部分：
其中，
m和r独立地为零或正整数，在一些实施方案中为0至3，在一些实施方案中为0至2，和在一些实施方案中为0或1；
s和w独立地为零或正整数，在一些实施方案中为0至2，和在一些实施方案为0或1；
E和E'独立地为氧原子或直接连接；
G为氧原子、直接连接或-O-Ph-O-，其中Ph为苯基；和
Ar为以下结构部分(i)至(vi)之一，其经由一个或更多个苯基结构部分键合至相邻结构部分：
聚芳醚酮可以包括多于一种不同类型的式(I)的重复单元和/或多于一种不同类型的式(II)的重复单元。然而典型地仅提供一种类型的式(I) 或式(II)的重复单元。在一个特定的实施方案中，例如，聚芳醚酮为含有以下通式(III)的重复单元的均聚物或共聚物：
其中，
A和B独立地为0或1；和
E、E'、G、Ar、m、r、s和w如上文所描述。
在又一实施方案中，聚芳醚酮为含有以下通式(IV)的重复单元的均聚物或共聚物：
其中，
A和B独立地为0或1；和
E、E'、G、Ar、m、r、s和w如上文所描述。
期望的是，上述实施方案中的Ar选自以下结构部分(vii)至(xiii)：
特别适合的聚芳醚酮聚合物(或共聚物)为式(III)的那些，其主要包括与酮和/或醚结构部分结合的苯基结构部分。这样的聚合物的实例包括聚醚醚酮(“PEEK”)(其中在式(III)中，Ar为结构部分(iv)，E和E'为氧原子， m为0，w为1，G为直接连接，s为0，并且A和B为1)；聚醚酮(“PEK”)(其中在式(III)中，E为氧原子，E'为直接连接，Ar为结构部分(i)，m为0，A为1，B为0)；聚醚酮酮(“PEKK”)(其中在式(III)中，E为氧原子，Ar 为结构部分(i)，m为0，E'为直接连接，A为1，且B为0)；聚醚酮醚酮酮(“PEKEKK”)(其中在式(III)中，Ar为结构部分(i)，E和E'为氧原子， G为直接连接，m为0，w为1，r为0，s为1，并且A和B为1)；聚醚醚酮酮(“PEEKK”)(其中在式(III)中，Ar为结构部分(iv)，E和E'为氧原子，G为直接连接，m为0，w为0，且s、r、A和B为1)；聚醚-二苯基-醚-醚-二苯基-醚-苯基-酮-苯基(其中在式(III)中，Ar为结构部分(iv)， E和E'为氧原子，m为1，w为1，A为1，B为1，r和s为0，和G为直接连接)；以及其共混物和共聚物。
B.增强纤维
通常可以将各种不同类型的增强纤维的任一者用于本发明的聚合物组合物中，如聚合物纤维、金属纤维、含碳纤维(例如石墨、碳化物等)、无机纤维等，以及其组合。无机纤维可以是特别合适的，如来源于以下的那些：玻璃；钛酸盐(例如钛酸钾)；硅酸盐，如单岛硅酸盐、俦硅酸盐、链硅酸盐(例如钙链硅酸盐，如硅灰石；钙镁链硅酸盐，如透闪石；钙镁铁链硅酸盐，如阳起石；镁铁链硅酸盐，如直闪石；等)，层状硅酸盐(例如铝层状硅酸盐，如坡缕石)、网状硅酸盐等；硫酸盐如钙硫酸盐(例如脱水或无水石膏)；矿物棉(例如岩棉或渣棉)等。玻璃纤维可以特别适合用于本发明中，如由E-玻璃、A-玻璃、C-玻璃、D-玻璃、AR-玻璃、R-玻璃、S1-玻璃、S2-玻璃等形成的那些，以及其混合物。如果期望，增强纤维可设有上浆剂或本领域已知的其它涂料。无论所选择的具体类型，通常期望纤维具有相对低的弹性模量以增强所得聚合物组合物的可加工性。纤维可例如具有低于约76GPa，在一些实施方案中低于约75GPa，和在一些实施方案中为约10至约74GPa的杨氏弹性模量(Young's modulus ofelasticity)，如根据ASTM C1557-14测定。
如上文所述，增强纤维的至少一部分具有相对平坦的横截面尺寸，这在于它们具有约1.5至约10，在一些实施方案中约2至约8，和在一些实施方案中约3至约5的宽厚比。所述宽厚比通过纤维的横截面宽度(即在长轴方向上)除以纤维的横截面厚度(即在短轴方向上)来确定。这样的纤维的形状可呈椭圆、矩形、具有一个或多个圆形拐角的矩形等的形式。纤维的横截面宽度可以为约1至约50微米，在一些实施方案中为约5至约45微米，和在一些实施方案中为约10至约35微米。纤维还可具有约 0.5至约30微米，在一些实施方案中为约1至约20微米，和在一些实施方案中为约3至约15微米的厚度。应理解的是，横截面厚度和/或宽度在整个横截面上不必为均匀的。在这样的情形中，横截面宽度被视为沿纤维的长轴的最大尺寸和横截面厚度被视为沿短轴的最大尺寸。例如，椭圆纤维的横截面厚度为椭圆的短直径。
增强纤维还可具有窄的尺寸分布。即，至少约60体积％的纤维，在一些实施方案中至少约70体积％的纤维和在一些实施方案中至少约80 体积％的纤维可以具有在上文提及的范围内的宽度和/或厚度。纤维可以为无端纤维或短切纤维，诸如具有约1至约15毫米的长度和在一些实施方案中具有2至约6毫米的长度的那些。纤维的维度(例如长度、宽度和厚度)可以使用已知的光学显微法技术测定。
可以选择性控制增强纤维的量以实现高流动和良好机械性质的期望组合。可以例如以按聚合物组合物中所使用的每100重量份的一种或多种聚芳醚酮计约10至约80重量份，在一些实施方案中约20至约70重量份，和在一些实施方案中为约30至约60重量份的量使用增强纤维。增强纤维可以例如占聚合物组合物的约5重量％至约60重量％，在一些实施方案中约10重量％至约50重量％，和在一些实施方案中约20重量％至约40重量％。一种或多种聚芳醚酮同样可占聚合物组合物的约20重量％至约95重量％，在一些实施方案中约40重量％至约90重量％，和在一些实施方案中约50重量％至约80重量％。
C.流动改性剂
如果需要，可以将一种或更多种流动改性剂用于本发明的聚合物组合物中，以帮助进一步降低熔体粘度。在一个实施方案中，例如可以将液晶聚合物用作流动改性剂，就其可以具有棒状结构和在其熔融状态(例如热致向列态)表现出结晶行为的意义而言，通常将其分类为“热致”聚合物。当使用时，这样的热致液晶聚合物相对于聚合物组合物中的100重量份的一种或多种聚芳醚酮可以以约1至约80重量份，在一些实施方案中约1至约50重量份，在一些实施方案中约2至约40重量份，和在一些实施方案中约5至约30重量份的量存在。一种或多种液晶聚合物可以例如占聚合物组合物的约1重量％至约50重量％，在一些实施方案中约 2重量％至约40重量％，和在一些实施方案中约5重量％至约20重量％。
在一个特定的实施方案中，液晶聚合物为含有通常由下式(IV)表示的芳族酯重复单元的芳族聚酯：
其中，
环B为取代或未取代的6元芳基(例如，1,4-亚苯基或1,3-亚苯基)，稠合至取代或未取代的5或6元芳基的取代或未取代的6元芳基(例如， 2,6-萘)，或连接至取代或未取代的5或6元芳基的取代或未取代的6元芳基(例如，4,4-亚联苯基)；和
Y1和Y2独立地为O、C(O)、NH、C(O)HN或NHC(O)，其中Y1和Y2的至少一个为C(O)。
适合用于本发明中的芳族酯重复单元的实例可以包括例如芳族二羧基重复单元(式V中的Y1和Y2为C(O))，芳族羟基羧基重复单元(在式V 中Y1为O和Y2为C(O))，以及其各种组合。
例如可以使用芳族二羧基重复单元，其源自芳族二羧酸，例如对苯二甲酸，间苯二甲酸，2,6-萘二羧酸，二苯基醚-4,4'-二羧酸，1,6-萘二羧酸，2,7-萘二羧酸，4,4'-二羧基联苯，双(4-羧基苯基)醚，双(4-羧基苯基) 丁烷，双(4-羧基苯基)乙烷，双(3-羧基苯基)醚，双(3-羧基苯基)乙烷等，以及其烷基、烷氧基、芳基和卤素取代基，及其组合。特别适合的芳族二羧酸可以包括例如对苯二甲酸(“TA”)和间苯二甲酸(“IA”)。当使用时， TA和/或IA可各自占聚合物的约1摩尔％至约30摩尔％，在一些实施方案中约2摩尔％至约20摩尔％，和在一些实施方案中为约5摩尔％至约15摩尔％。
也可以使用芳族羟基羧基重复单元，其源自芳族羟基羧酸，如4-羟基苯甲酸；4-羟基-4'-联苯羧酸；2-羟基-6-萘甲酸；2-羟基-5-萘甲酸；3- 羟基-2-萘甲酸；2-羟基-3-萘甲酸；4'-羟苯基-4-苯甲酸；3'-羟苯基-4-苯甲酸；4'-羟苯基-3-苯甲酸等，以及其烷基、烷氧基、芳基和卤素取代基及其组合。一种特别适合的芳族羟基羧酸为4-羟基苯甲酸(“HBA”)。当使用时，HBA可以占聚合物的约40摩尔％至约90摩尔％，在一些实施方案中约45摩尔％至约85摩尔％，和在一些实施方案中约50摩尔％至约 70摩尔％。
其它重复单元也可以用于该聚合物中。在某些实施方案中，例如，可以使用这样的重复单元，其源自芳族二醇，如氢醌，间苯二酚，2,6- 二羟基萘，2,7-二羟基萘，1,6-二羟基萘，4,4'-二羟基联苯(或4,4’-联苯酚)， 3,3'-二羟基联苯，3,4'-二羟基联苯，4,4'-二羟基联苯醚，双(4-羟苯基)乙烷等，以及其烷基、烷氧基、芳基和卤素取代基，及其组合。特别合适的芳族二醇可以包括例如氢醌(“HQ”)和4,4'-联苯酚(“BP”)。当使用时，源自芳族二醇(例如，HQ和/或BP)的重复单元典型地占约1摩尔％至约 30摩尔％，在一些实施方案中约2摩尔％至约20摩尔％，和在一些实施方案中约5摩尔％至约15摩尔％。也可以使用这样的重复单元，如源自芳族酰胺(例如，对乙酰氨基酚(“APAP”))和/或芳族胺(例如，4-氨基苯酚(“AP”)、3-氨基苯酚、1,4-苯二胺、1,3-苯二胺等)的那些。当使用时，源自芳族酰胺(例如，APAP)和/或芳族胺(例如，AP)的重复单元典型地占约 1摩尔％至约30摩尔％，在一些实施方案中约2摩尔％至约25摩尔％，和在一些实施方案中约5摩尔％至约20摩尔％。还应该理解的是，可以将各种其它单体重复单元引入该聚合物中。例如，在某些实施方案中，该聚合物可以含有一个或多个这样的重复单元，其源自非芳族单体，如脂族或脂环族羟基羧酸，二羧酸(例如，环己烷二羧酸)，二醇，酰胺，胺等。当然，在其它实施方案中，该聚合物可以为“全芳族的”，因为它缺少源自非芳族(例如，脂族或脂环族)单体的重复单元。
不管所选择的特定单体，就其含有最低含量的源自环烷羟基羧酸和环烷二羧酸如萘-2,6-二羧酸(“NDA”)、6-羟基-2-萘甲酸(“HNA”)或其组合的重复单元而言，液晶聚合物通常为“低环烷”聚合物。即源自环烷羟基羧酸和/或二羧酸(例如，NDA、HNA或HNA和NDA的组合)的重复单元的总量为该聚合物的约15摩尔％以下，在一些实施方案中约13摩尔％以下，在一些实施方案中约10摩尔％以下，在一些实施方案中约8摩尔％以下，在一些实施方案中0摩尔％至约7摩尔％，和在一些实施方案中0 摩尔％至约5摩尔％(例如，0摩尔％)。本发明人已发现，这样的低环烷聚合物特别好地适合于实现上述良好的热和机械性质的独特组合。
在一个特定实施方案中，例如可形成这样的“低环烷”芳族聚酯，其含有源自4-羟基苯甲酸(“HBA”)、对苯二甲酸(“TA”)和/或间苯二甲酸 (“IA”)、4,4'-联苯酚(“BP”)和/或氢醌(“HQ”)的单体重复单元以及各种其它任选成分。在某些实施方案中，芳族聚酯可以含有HBA、TA、IA、 BP及HQ。源自HBA的单体单元可例如占聚合物的约40摩尔％至约85 摩尔％，在一些实施方案中约45摩尔％至约80摩尔％，和在一些实施方案中约50摩尔％至约70摩尔％。源自TA及IA的单体单元可以各自可以占聚合物的约1摩尔％至约30摩尔％，在一些实施方案中约2摩尔％至约20摩尔％，和在一些实施方案中约5摩尔％至约15摩尔％。同样，源自BP及HQ的单体单元可以各自可以占聚合物的约1摩尔％至约30 摩尔％，在一些实施方案中约2摩尔％至约20摩尔％，在一些实施方案中约3摩尔％至约17摩尔％，和在一些实施方案中约5摩尔％至约15 摩尔％。无论使用的准确摩尔量，可控制BP与HQ重复单元的摩尔比以使得其为约0.6至约2.5，在一些实施方案中为约0.7至约2.0，和在一些实施方案中为约0.8至约1.2。此外，可类似地控制TA与IA重复单元的摩尔比以使得其为约0.6至约2.5，在一些实施方案中为约0.7至约2.0，和在一些实施方案中为约0.8至约1.2。
在另一特定实施方案中，例如可以形成芳族聚酯，其含有源自4-羟基苯甲酸(“HBA”)、对苯二甲酸(“TA”)、4,4'-联苯酚(“BP”)、6-羟基-2- 萘甲酸(“HNA”)和对乙酰氨基酚(“APAP”)的单体重复单元以及各种其它任选的成分。源自HBA的单体单元可以例如占聚合物的约40摩尔％至约85摩尔％，在一些实施方案中约45摩尔％至约80摩尔％，和在一些实施方案中约50摩尔％至约70摩尔％。源自TA的单体单元可占聚合物的约1摩尔％至约30摩尔％，和在一些实施方案中约2摩尔％至约20 摩尔％。同样，源自BP的单体单元可以占聚合物的约1摩尔％至约30 摩尔％，在一些实施方案中约2摩尔％至约20摩尔％，和在一些实施方案中约5摩尔％至约15摩尔％。源自HNA的单体单元可以占聚合物的约15摩尔％以下，在一些实施方案中约10摩尔％以下，在一些实施方案中约8摩尔％以下，和在一些实施方案中0摩尔％至约7摩尔％。源自APAP的单体单元可以占聚合物的约1摩尔％至约30摩尔％，在一些实施方案中约2摩尔％至约25摩尔％，和在一些实施方案中约5摩尔％至约20摩尔％。
液晶聚合物可以通过一开始将用于形成酯重复单元(例如，芳族羟基羧酸、芳族二羧酸等)和/或其它重复单元(例如芳族二醇、芳族酰胺、芳族胺等)的一种或多种芳族单体引入反应器容器以引发缩聚反应来制备。用于这样的反应的特定条件和步骤是公知的，并且可以更详细描述于 Calundann的美国专利号4,161,470；Linstid,III等人的美国专利号5,616,680；Linstid,III等人的美国专利号6,114,492；Shepherd等人的美国专利号6,514,611；和Waggoner的WO2004/058851中。不论所使用的特定方法，所得液晶聚合物可以具有相对高的熔融温度。例如，聚合物的熔融温度可以为约250℃至约450℃，在一些实施方案中为约280℃至约420℃，在一些实施方案中为约290℃至约400℃，和在一些实施方案中为约300℃至约400℃。当然，在一些情况下，当根据常规技术(例如DSC)测定时，聚合物可以不显示出明显的熔融温度。液晶聚合物的熔体粘度通常可以基于其特定分子量而变化。例如，高流动性低分子量液晶聚合物可以具有相对低的熔体粘度，如约1至约60Pa-s，在一些实施方案中约5至约50Pa-s，和在一些实施方案中约10至约40Pa-s，如在 1000s-1的剪切速率和高于熔融温度至少20℃的温度(例如，350℃， 360℃，或375℃)测定。另一方面，较高分子量的聚合物可以具有约60 至约1000Pa-s，在一些实施方案中约100至约800Pa-s，和在一些实施方案中约150至约400Pa-s的熔体粘度，如在1000s-1的剪切速率和高于熔融温度至少20℃的温度(例如，350℃，360℃，或375℃)测定。在一些实施方案中，还可使用低分子量及高分子量液晶聚合物的共混物。
可以单独或与液晶聚合物组合用于聚合物组合物中的另外合适的流动改性剂为官能化合物。一种或多种这样的官能化合物相对于100重量份的一种或多种聚芳醚酮典型地以约0.05至约5重量份，在一些实施方案中约0.06至约2重量份，在一些实施方案中约0.08至约1重量份，和在一些实施方案中约0.1至约0.5重量份的量存在。一种或多种官能化合物可以例如占聚合物组合物的约0.01重量％至约2重量％，在一些实施方案中约0.05重量％至约1.5重量％，和在一些实施方案中约0.1重量％至约1重量％。
术语“官能”通常是指化合物含有至少一个官能基团(例如羧基、羟基等)或能够在溶剂的存在下具有这样的官能基团。本文所使用的官能化合物可以为单官能、二官能、三官能的等。化合物的总分子量相对低，使得其可有效地充当用于聚合物组合物的流动改性剂。化合物典型地具有约2,000克/摩尔以下，在一些实施方案中为约25至约1,000克/摩尔，在一些实施方案中为约50至约500克/摩尔，和在一些实施方案中为约100 至约400克/摩尔的分子量。
通常可使用多种官能化合物中的任一者。在某些实施方案中，可使用具有通式M(OH)s的金属氢氧化物化合物，其中s为氧化态(通常为1 至3)和M为金属，如过渡金属、碱金属、碱土金属或主族金属。不意欲受理论限制，据信这样的化合物可以在工艺条件(例如高温)下有效地“失去”水，这可以有助于熔体粘度降低。合适的金属氢氧化物的实例可以包括氢氧化铜(II)(Cu(OH)2)、氢氧化钾(KOH)、氢氧化钠(NaOH)、氢氧化镁(Mg(OH)2)、氢氧化钙(Ca(OH)2)、氢氧化铝(Al(OH)3)等。还合适的是能够在溶剂如水的存在下形成羟基官能基团的金属醇盐化合物。这样的化合物可以具有通式M(OR)s，其中s为氧化态(通常为1至3)，M为金属，和R为烷基。这样的金属醇盐的实例可以包括乙醇铜 (II)(Cu2+(CH3CH2O-)2)、乙醇钾(K+(CH3CH2O-))、乙醇钠 (Na+(CH3CH2O-))、乙醇镁(Mg2+(CH3CH2O-)2)、乙醇钙(Ca2+(CH3CH2O-)2) 等；乙醇铝(Al3+(CH3CH2O-)3)等。除金属氢氧化物之外，还可以使用金属盐水合物，其典型地由式MA*xH2O表示，其中M为金属阳离子，A 为阴离子，且x为1至20，和在一些实施方案中为2至10。这样的水合物的具体实例可以包括例如CaCl2·H2O、ZnCl2·4H2O、CoCl2·6H2O、 CaSO4·2H2O、MgSO4·7H2O、CuSO4·5H2O、Na2SO4·10H2O、 Na2CO3·10H2O、Na2B4O7·10H2O和Ba(OH)2·8H2O。
还可以使用羟基官能有机化合物。例如，羟基官能化合物可以含有由本质上类似于液晶聚合物的芳族成分的一个或更多个芳族环(包括杂芳族)形成的核。这样的芳族化合物可以具有以下在式(VI)中提供的一般结构或其金属盐：
其中，
环C为6元芳族环，其中1至3个环碳原子任选地被氮或氧替换，其中每个氮任选地被氧化，和其中环C可以任选地稠合或连接至5元或 6元芳基、杂芳基、环烷基或杂环基；
R12为酰基、酰氧基(例如乙酰氧基)、酰氨基(例如乙酰氨基)、烷氧基、烯基、烷基、氨基、芳基、芳氧基、羧基、羧基酯、环烷基、环烷基氧基、羟基、卤代、卤代烷基、杂芳基、杂芳氧基、杂环基或杂环氧基；
a为0至4，在一些实施方案中为0至2，和在一些实施方案为0至 1；和
e为1至3，和在一些实施方案中为1至2。当所述化合物呈金属盐的形式时，合适的金属反离子可以包括过渡金属反离子(例如铜、铁等)、碱金属反离子(例如钾、钠等)、碱土金属反离子(例如钙、镁等)和/或主族金属反离子(例如铝)。
在一个实施方案中，例如，在式(VI)中，e为1和C为苯基，使得羟基官能化合物为具有下式(VII)的酚或其金属盐：
其中，
R12为酰基、酰氧基、酰氨基、烷氧基、烯基、烷基、氨基、羧基、羧基酯、羟基、卤代或卤代烷基；和
a为0至4，在一些实施方案中为0至2，和在一些实施方案为0至 1。这样的羟基官能酚化合物的具体实例包括例如苯酚(a为0)；苯酚钠(a 为0)；氢醌(R12为OH且a为1)；间苯二酚(R12为OH且a为1)；4-羟基苯甲酸(R12为C(O)OH且a为1)等。
在另一实施方案中，在上式(VI)中，C为苯基，a为1，和R12为苯基，使得羟基官能化合物为具有下式(VIII)的联苯或其金属盐：
其中，
R15为酰基、酰氧基、酰氨基、烷氧基、烯基、烷基、氨基、芳基、芳氧基、羧基、羧基酯、环烷基、环烷基氧基、羟基、卤代、卤代烷基、杂芳基、杂芳氧基、杂环基或杂环氧基；和
f为0至4，在一些实施方案中为0至2，和在一些实施方案中为0 至1。这样的联苯化合物的具体实例包括例如4,4'-联苯酚(R15为OH且f 为1)、3,3'-联苯酚(R15为OH且f为1)、3,4'-联苯酚(R15为OH且f为1)、 4-苯基苯酚(f为0)、4-苯基苯酚钠(f为0)、双(4-羟基苯基)乙烷(R15为 C2(OH)2苯酚且f为1)、三(4-羟基苯基)乙烷(R15为C(CH3)联苯酚且f为 1)、4-羟基-4'-联苯甲酸(R15为C(O)OH且f为1)、4'-羟苯基-4-苯甲酸(R15为C(O)OH且f为1)、3'-羟苯基-4-苯甲酸(R15为C(O)OH且f为1)、4'- 羟苯基-3-苯甲酸(R15为C(O)OH且f为1)等。
在又一实施方案中，在上式(VI)中，C为萘基，使得羟基官能化合物为具有下式(IX)的萘酚或其金属盐：
其中，
R12为酰基、酰氧基、酰氨基、烷氧基、烯基、烷基、氨基、芳基、芳氧基、羧基、羧基酯、环烷基、环烷基氧基、羟基、卤代、卤代烷基、杂芳基、杂芳氧基、杂环基或杂环氧基；和
a为0至4，在一些实施方案中为0至2，且在一些实施方案为0至 1。这样的萘酚化合物的具体实例包括例如2-羟基-萘(a为0)；2-萘酚钠(a 为0)、2-羟基-6-萘甲酸(R12为C(O)OH且a为1)、2-羟基-5-萘甲酸(R12为C(O)OH且a为1)、3-羟基-2-萘甲酸(R12为C(O)OH且a为1)、2-羟基-3-萘甲酸(R12为C(O)OH且a为1)、2,6-二羟基萘(R12为OH且a为 1)、2,7-二羟基萘(R12为OH且a为1)、1,6-二羟基萘(R12为OH且a为 1)等。
除上文提及的那些之外，还可以在聚合物组合物中使用另外其它官能化合物作为流动改性剂。例如，可以使用羧基官能有机化合物，如芳族二羧酸。用于此目的的合适的芳族二羧酸可以包括例如对苯二甲酸、 2,6-萘二甲酸、间苯二甲酸、4,4'-联苯甲酸、2-甲基对苯二甲酸等，以及其组合。
D.其它组分
在本发明的某些实施方案中，发明人已发现可以在不存在大量的经常用于类似的聚合物组合物中的常规矿物填料的情况下实现改进的机械性质。例如，聚合物组合物可以仅含有相对少的百分比的矿物填料(如果有的话)，如聚合物组合物的不多于约5重量％，在一些实施方案中不多于约3重量％，和在一些实施方案中0重量％至约2重量％(例如0重量％)。无论如何，在某些实施方案中可以使用矿物填料。例如，粘土矿物可为特别合适的。这样的粘土矿物的实例包括例如滑石 (Mg3Si4O10(OH)2)，多水高岭石(Al2Si2O5(OH)4)，高岭石(Al2Si2O5(OH)4)，伊利石((K,H3O)(Al,Mg,Fe)2(Si,Al)4O10[(OH)2,(H2O)])，蒙脱石 (Na,Ca)0.33(Al,Mg)2Si4O10(OH)2·nH2O)，蛭石 ((MgFe,Al)3(Al,Si)4O10(OH)2·4H2O)，坡缕石((Mg,Al)2Si4O10(OH)·4(H2O))，叶蜡石(Al2Si4O10(OH)2)等，以及其组合。替代粘土矿物，或除了粘土矿物以外，还可以使用其它矿物填料。例如，也可以使用其它合适的硅酸盐填料，如硅酸钙，硅酸铝，云母，硅藻土，硅灰石等。例如，云母可是特别合适的。地质产状中存在若干具有相当大变化的化学上不同的云母物质，但是都具有基本上相同的晶体结构。如本文所用的，术语“云母”指的是一般包括任何这些物质，如白云母 (KAl2(AlSi3)O10(OH)2)，黑云母(K(Mg,Fe)3(AlSi3)O10(OH)2)，金云母 (KMg3(AlSi3)O10(OH)2)，锂云母(K(Li,Al)2-3(AlSi3)O10(OH)2)，海绿石 (K,Na)(Al,Mg,Fe)2(Si,Al)4O10(OH)2)等，以及其组合。
在聚合物组合物中可以包含的其它添加剂可以包括例如，抗菌剂，颜料(例如，炭黑)，抗氧化剂，稳定剂，表面活性剂，蜡，固体溶剂，和用于增强性质和可加工性所添加的其它材料。例如，可以将润滑剂用于聚合物组合物。这样的润滑剂的实例包括脂肪酸酯，其盐，酯，脂肪酸酰胺，有机磷酸酯，和在加工工程塑料材料中通常用作润滑剂的类型的烃蜡，包括其混合物。合适的脂肪酸典型地具有约12至约60个碳原子的主链碳链，例如肉豆蔻酸，棕榈酸，硬脂酸，花生酸，褐煤酸，十八烷酸，十八碳四烯酸(parinric acid)等。适合的酯包括脂肪酸酯，脂肪醇酯，蜡酯，甘油酯，乙二醇酯和混合酯。脂肪酸酰胺包括脂肪伯酰胺，脂肪仲酰胺，亚甲基和亚乙基双酰胺和烷醇酰胺例如，棕榈酸酰胺，硬脂酸酰胺，油酸酰胺，N,N'-亚乙基双硬脂酰胺等。还合适的是脂肪酸的金属盐，如硬脂酸钙，硬脂酸锌，硬脂酸镁等；烃蜡，包括链烷烃蜡，聚烯烃和氧化的聚烯烃蜡，和微晶蜡。特别合适的润滑剂为硬脂酸的酸、盐或酰胺，例如季戊四醇四硬脂酸酯，硬脂酸钙，或N,N'-亚乙基双硬脂酰胺。当使用时，一种或多种润滑剂典型地占聚合物组合物(重量)的约 0.05重量％至约1.5重量％，和在一些实施方案中约0.1重量％至约0.5 重量％。
II.熔融加工
组合聚芳醚酮与增强纤维的方式可以变化，如本领域已知的那样。例如，可以将原材料同时或按次序供应至熔融加工设备中，该设备分散地共混该材料。可使用间歇和/或连续熔融加工技术。例如，可以使用混合器/捏合机、班伯里混炼机、Farrel连续混合器、单螺杆挤出机、双螺杆挤出机、辊磨机等来共混和熔融加工该材料。一个特别适合的熔融加工设备是共旋转双螺杆挤出机(例如，Leistritz共旋转完全互相啮合双螺杆挤出机)。这样的挤出机可以包括进料和排气口和提供高强速分布性和分散性混合。例如，可以将聚芳醚酮和增强纤维进料至双螺杆挤出机的相同或不同进料口和熔融共混以形成基本上均匀的熔融混合物。熔融共混可以发生在高剪切/压力下和加热以确保充分的分散。例如，熔融加工可以发生在约200℃至约500℃，和在一些实施方案中约250℃至约 400℃的温度。同样地，熔融加工过程中的表观剪切速率可以为约100 秒-1至约10,000秒-1，和在一些实施方案中为约500秒-1至约1,500秒-1。当然，其它变量如熔融加工过程中的停留时间与产出率成反比，其也可以受控以实现期望程度的均匀性。
所得聚合物组合物可以表现出相对高的玻璃化转变温度。例如，聚合物组合物的玻璃化转变温度可以为约50℃以上，在一些实施方案中为约70℃以上，在一些实施方案中为约80℃至约260℃，和在一些实施方案中为约90℃至约200℃。熔融温度也可以为约300℃至约400℃，在一些实施方案中约310℃至约390℃，和在一些实施方案中约330℃至约380℃。可以如本领域公知那样，使用差示扫描量热法("DSC")测定玻璃化转变和熔融温度，如通过ISO测试号11357:2013测定。
III.成形的部件
可以将聚合物组合物用于各种各样的成形的部件，其可以又使用各种技术来形成。例如，可以使用成型技术(例如注塑成型，压缩成型，浇铸成型，纳米成型，包覆成型等)将聚合物组合物成形为部件。例如，如本领域已知的，注塑成型可以发生在两个主要阶段-即注塑阶段和保持阶段。在注塑阶段期间，模具空腔完全填充有熔融的聚合物组合物。保持阶段在完成注塑阶段之后开始，在该阶段中控制保持压力以将另外的材料压紧到空腔中并且补偿在冷却期间发生的体积收缩。注射形成后，然后可以将其冷却。一旦冷却完成，当模具打开并且将部件排出，例如在模具内的顶出销的辅助下时，成型周期完成。不论所使用的成型技术，已发现可以具有高流动性、良好机械性质和低翘曲的独特组合的本发明的聚合物组合物尤其适用于薄的成型的部件。例如，部件可以具有约100 毫米以下，在一些实施方案中约50毫米以下，在一些实施方案中约100 微米至约10毫米，和在一些实施方案中约200微米至约1毫米的厚度。如果期望，还可将聚合物与另一组分整合或层合至另一组件以形成复合结构。这可以使用多种技术实现，如通过将聚合物组合物纳米成型至其它组件的部分或整个表面上，以使得该聚合物组合物形成附着至其上的树脂组分。
当然，还可使用用于形成成形的部件的其它技术。在一个实施方案中，例如可以将聚合物组合物熔融挤出成片材，该片材可用以形成膜、纤维、热成形制品、涂层等。合适的熔融挤出技术可包括例如管状捕集气泡膜方法，平坦或管流延膜方法，狭缝平模流延膜方法等。例如，可以首先将聚合物组合物的组分进料至挤出机，该挤出机将组合物加热至足够使其流动的温度并产生前驱体片材。在有机会固化之前，可以任选地将前驱体片材进料至压延设备(例如压延辊)的夹紧装置中以形成具有更均匀的厚度的聚合片材。
无论使用的具体技术，可以在各种各样的设备中使用所得的成形的部件。一种这样的设备为携带型电子设备，其可以含有包括根据本发明形成的成形的部件的框架或壳体。可在壳体中使用这样的成型的部件或将这样的成型的部件作为其壳体的携带型电子设备的实例包括例如蜂窝电话、携带型计算机(例如膝上型计算机、上网电脑、平板计算机等)、腕表设备、头戴式耳机及耳机设备、具有无线通信能力的媒体播放器、手持型计算机(有时亦被称作个人数字助理)、遥控器、全球定位系统(GPS) 设备、手持型游戏设备、相机模组、集成电路(例如SIM卡)等。无线携带型电子设备为尤其适合的。这样的设备的实例可以包括膝上型计算机或小型携带型计算机，该类型有时被称作“超携带型”。在一个合适的配置中，携带型电子设备可为手持型电子设备。设备还可为组合多个常用设备的功能的混合设备。混合设备的实例包括包含媒体播放器功能的蜂窝电话、包括无线通信能力的游戏设备、包括游戏及电子邮件功能的蜂窝电话，及接收电子邮件、支持移动电话呼叫、具有音乐播放器功能且支持网页浏览的手持型设备。
还应理解本发明的聚合物组合物和/或成形的部件可以用于多种多样的其它类型的设备中。例如，聚合物组合物可用于组件，如轴承，电传感器，线圈(例如光束(pencil)，点火器等)，夹具(例如软管夹)，阀，开关，打印机部件，泵(例如齿轮泵，泵叶轮，泵壳体等)，仪表板，管道，软管(例如，用于车辆排气系统)，管，油气流送管(例如，井下扶正器)、压缩机(例如阀板)。例如，在一个实施方案中，可以形成具有中空内部以允许流体(例如，油，燃料，水，废气等)通过的细长构件。细长构件可具有各种形状，如管状或其它复杂的形状。细长构件可在单个方向或多个方向上延伸，使得其包括多个角位移。在一个实施方案中，可形成不具有中空内部的细长构件且可包括束线带。
还应理解本发明的聚合物组合物和/或成形的部件可以具有许多其它应用。例如，其可以用于汽车中，如用于连接件和尤其为发动机罩内的电连接件。其还可在用于制造薄壁、错综组件的电子件中使用，如电容器、连接件、电阻器及微开关。它们还可以在油气工业中用于机器加工部件如环、密封件及高度填充型材，和经设计用于耐高温腐蚀性。它们甚至可以用于制造用于诊断及分析仪器的具有复杂几何结构的部件。
在一个实施方案中，聚合物组合物用于制造连接件，如电连接件。特别地，可以将聚合物组合物用于制造连接件壳体。连接件可以具有任何数目的不同构造。聚合物组合物使得能够成型薄壁、错综部件，如连接件壳体的那些部件。
参考以下实施例可以更好地理解本发明。
测试方法
熔体粘度：熔体粘度(Pa·s)可以根据ISO测试号11443:2005在1000s-1的剪切速率下且使用Dynisco LCR7001毛细管流变仪来测定。流变仪孔口(口模)具有1mm的直径、20mm的长度、20:1的L/D比例和180°的入射角。筒的直径可为9.55mm+0.005mm，且杆的长度为233.4mm。典型地在高于熔融温度至少15℃的温度测定熔体粘度。例如，对于纯聚芳醚酮聚合物(例如PEEK)和含有这样的聚合物的聚合物组合物，典型地在400℃的温度测定熔体粘度。另一方面，对于纯液晶聚合物，典型地在350℃的温度测定熔体粘度。
玻璃化转变温度和熔融温度：玻璃化转变温度(“Tg”)和熔融温度(“Tm”)可通过差示扫描量热法(“DSC”)来测定，如本领域中已知。对于半结晶材料和结晶材料，熔融温度为如通过ISO测试号11357-2:2013所测定的差示扫描量热法(DSC)峰值熔融温度。在DSC程序下，如ISO标准10350中所陈述，使用在TA Q2000仪器上进行的DSC测量来以每分钟20℃加热和冷却样品。
载荷变形温度(“DTUL”)：载荷变形温度可以根据ISO测试号 75-2:2013(技术上等同于ASTM D648-07)来测定。更具体地，可以使具有 80mm的长度、10mm的厚度和4mm的宽度的测试条样品经受沿边缘三点弯曲测试，其中规定载荷(最大外部纤维应力)为1.8兆帕。试样可被降低到硅油浴，其中温度可以以每分钟2℃升高，直到其变形0.25毫米 (就ISO测试号75-2:2013而言为0.32毫米)。
拉伸模量、拉伸应力及断裂拉伸伸长率：拉伸性质可根据ISO测试号527:2012(技术上等同于ASTM D638-14)来测试。可以在具有80mm 的长度、10mm的厚度和4mm的宽度的相同测试条样品上进行模量及强度测量。测试温度可以为23℃且测试速度可以为1或5mm/min。
挠曲模量、挠曲应力及挠曲断裂应变：挠曲性质可根据ISO测试号 178:2010(技术上等同于ASTM D790-10)来测试。可以在64mm支撑跨距上进行此测试。可在未切割的ISO3167多用途杆的中心部分上进行测试。测试温度可为23℃且测试速度可为2mm/min。
缺口简支梁冲击强度：可以根据ISO测试号ISO179-1:2010(技术上等同于ASTMD256-10，方法B)测定缺口简支梁性质。该测试可以使用 A型缺口(0.25mm基部半径)和1型试样尺寸(长度80mm，宽度10mm，厚度4mm)进行。使用单齿铣床从多用途棒的中心可切割试样。测试温度可以为23℃。
非缺口简支梁冲击强度：非缺口简支梁性质可根据ISO测试号ISO 179测试。测试使用1型样本(80mm的长度、10mm的宽度和4mm的厚度)进行。测试温度可为23℃。
平面度值：样本(80mm×80mm×1mm)的平面度值可使用OGP Smartscope Quest300光学测量系统测量。可以对应于5、22.5、50、57.5 和75mm的X值和Y值开始跨过样本进行XYZ测量。可以将Z值归一化以使得最小Z值对应于零的高度。平面度值经计算为25个归一化Z 值的平均值。
线性热膨胀系数(“CLTE”)：对于CLTE测量从50℃-200℃或 25℃-200℃在流动方向和横向方向根据ISO 11359测量尺寸稳定性。
成型收缩率：还通过根据ISO 294测量成型收缩率来测定尺寸稳定性。特别地，通过获得干式测试样本与其中成型该样本的模具空腔之间在尺寸方面的差值来测定收缩率。收缩率可以在流动方向和横向方向测定。测试温度可以在室温。
介电强度：根据IEC 60243测定介电强度。介电强度的厚度为1.5 mm。
体积电阻率：可根据IEC 60093(类似于ASTM D257-07)测定体积电阻率值。可以使用60×60mm板材进行测试。测试可以使用静电计 (Keithley K8009或ETS 823)使用电压表-电流表方法。当采用Keithley K-8009测试时，可以使用四分钟放电时间和一分钟充电。当使用ETS-823 探针测试时，可在稳定后立即取得读数。
介电常数和耗散因子：根据IEC 60250在1MHz的频率和23℃的温度测定介电常数和耗散因子。
吸水率：根据ISO 62进行吸水率测试。在23℃将测试样本浸没于蒸馏水中直至吸水基本上停止(即，饱和的)。
实施例
样品1-5由各种百分比的聚醚醚酮(“PEEK 1”和/或“PEEK 2”)、液晶聚合物(“LCP”)、玻璃纤维(“玻璃纤维1”或“玻璃纤维2”)和三水合铝 (“ATH”)形成，如下表1中所示。PEEK 1聚合物具有约165Pa-s的熔体粘度，如在400℃的温度和1000s-1的剪切速率下根据ISO 11443:2005 测定。PEEK 2聚合物具有约137Pa-s的熔体粘度，如在400℃的温度和1000s-1的剪切速率下根据ISO 11443:2005测定。LCP 1聚合物源自大约60％HBA、12.5％BP、12.5％TA、12.5％HQ和12.5％IA，且具有约310℃的熔融温度和约14Pa·s的熔体粘度，如在350℃的温度和 1000s-1的剪切速率下测定。LCP 2聚合物源自大约54.5％HBA、15％ BP、19.5％TA、6％HNA和5％APAP，且具有约332℃的熔融温度和约16.8Pa-s的熔体粘度，如在350℃的温度和1000s-1的剪切速率下测定。名称“玻璃纤维1”是指以名称910A-10P可得自Owens Corning的环形玻璃纤维(宽厚比为1)，名称“玻璃纤维2”是指以名称RENEXTM FF-5061可得自Taishan的平坦的短切玻璃纤维股(宽厚比为4)。在25-mm 双螺杆挤出机中于380℃的熔融温度和30lb/hr的产出率进行配混。
表1
| 样品 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| PEEK 1 | 55.8 | 55.8 | 70.0 | 70.0 | - |
| PEEK 2 | - | - | - | - | 58.8 |
| LCP 1 | 14.0 | 14.0 | - | - | - |
| LCP 2 | - | - | - | - | 11.0 |
| 玻璃纤维1 | - | 30.0 | - | 30.0 | - |
| 玻璃纤维2 | 30.0 | - | 30.0 | - | 30.0 |
| 三水合铝(ATH) | 0.2 | 0.2 | - | - | 0.2 |
由样品注塑成型部件为板材(80mm x 80mm x 1mm)。还测试成型的部件的热性质和机械性质。结果阐述于下表2中。
表2
在不脱离本发明的精神和范围的情况下，本领域的普通技术人员可以实施本发明的这些和其它修改和变型。另外，应当理解各种实施方案的方面可以整体或部分互换。此外，本领域的普通技术人员将了解上述说明仅用于举例，并非旨在限制在随附权利要求书中进一步描述的本发明。
Claims (35)
1.聚合物组合物，其包含20重量％至95重量％的至少一种聚芳醚酮、按每100重量份的所述聚芳醚酮计10至80份的量的多个增强纤维，和液晶聚合物，其中所述增强纤维具有1.5至10的宽厚比，所述宽厚比被定义为所述纤维的横截面宽度除以所述纤维的横截面厚度。
2.根据权利要求1所述的聚合物组合物，其中所述增强纤维包括无机纤维。
3.根据权利要求2所述的聚合物组合物，其中所述无机纤维包括玻璃纤维。
4.根据权利要求1所述的聚合物组合物，其中所述增强纤维具有低于76GPa的杨氏弹性模量，根据ASTM C1557-14测定。
5.根据权利要求1所述的聚合物组合物，其中所述纤维的横截面宽度为1至50微米。
6.根据权利要求1所述的聚合物组合物，其中所述纤维的横截面厚度为0.5至30微米。
7.根据权利要求1所述的聚合物组合物，其中所述增强纤维具有椭圆形形状。
8.根据权利要求1所述的聚合物组合物，其中所述增强纤维占所述聚合物组合物的5重量％至60重量％。
9.根据权利要求1所述的聚合物组合物，其中所述聚合物组合物的熔体粘度比所述聚芳醚酮的熔体粘度的比例为2.0以下，根据ISO测试号11443:2005在400℃的温度和1000s-1的剪切速率测定。
10.根据权利要求1所述的聚合物组合物，其中所述聚合物组合物具有20至2,000Pa-s的熔体粘度，根据ISO测试号11443:2005在400℃的温度和1000s-1的剪切速率测定。
11.根据权利要求1所述的聚合物组合物，其中所述聚芳醚酮含有具有式(I)和/或式(II)结构的结构部分：
其中，
m和r独立地为零或正整数，
s和w独立地为零或正整数，
E和E'独立地为氧原子或直接连接；
G为氧原子、直接连接或-O-Ph-O-，其中Ph为苯基；和
Ar为以下结构部分(i)至(vi)之一，其经由一个或更多个苯基结构部分键合至相邻结构部分：
12.根据权利要求11所述的聚合物组合物，其中所述聚芳醚酮含有以下通式(III)的重复单元：
其中，
A和B独立地为0或1。
13.根据权利要求11所述的聚合物组合物，其中所述聚芳醚酮含有以下通式(IV)的重复单元：
其中，
A和B独立地为0或1。
14.根据权利要求1所述的聚合物组合物，其中所述聚芳醚酮为聚醚醚酮、聚醚酮、聚醚酮酮、聚醚酮醚酮酮、聚醚醚酮酮、聚醚-二苯基-醚-醚-二苯基-醚-苯基-酮-苯基，或其共混物或共聚物。
15.根据权利要求1所述的聚合物组合物，其中所述液晶聚合物以相对于100重量份的所述聚芳醚酮计1至80重量份的量存在。
16.根据权利要求1所述的聚合物组合物，其中所述液晶聚合物含有不多于8摩尔％的量的源自环烷羟基羧酸、环烷二羧酸或其组合的重复单元。
17.根据权利要求1所述的聚合物组合物，其中所述液晶聚合物包括源自4-羟基苯甲酸的重复单元；源自对苯二甲酸和/或间苯二甲酸的重复单元；和源自4,4’-联苯和/或氢醌的重复单元。
18.根据权利要求1所述的聚合物组合物，所述聚合物组合物另外包含官能化合物。
19.根据权利要求1所述的聚合物组合物，其中所述聚合物组合物含有不多于5重量％的矿物填料。
20.根据权利要求1所述的聚合物组合物，其中所述聚合物表现出8kJ/m2以上的简支梁缺口冲击强度，在23℃的温度根据ISO测试号179-1:2010测定。
21.根据权利要求1所述的聚合物组合物，其中所述聚合物组合物表现出2.0毫米以下的平面度值。
22.成形的部件，其包含根据权利要求1所述的聚合物组合物。
23.根据权利要求22所述的成形的部件，其中所述部件具有100毫米以下的厚度。
24.成形的部件，其包含聚合物组合物，其中所述聚合物组合物包含至少一种聚芳醚酮、多个增强纤维和液晶聚合物，其中所述增强纤维具有1.5至10的宽厚比，所述宽厚比被定义为所述纤维的横截面宽度除以所述纤维的横截面厚度，和其中所述聚合物组合物具有20至2,000Pa-s的熔体粘度，根据ISO测试号11443:2005在400℃的温度和1000s-1的剪切速率测定。
25.根据权利要求24所述的成形的部件，其中所述部件表现出8kJ/m2以上的简支梁缺口冲击强度，在23℃的温度根据ISO测试号179-1:2010测定。
26.根据权利要求24所述的成形的部件，其中所述聚合物组合物包含20重量％至95重量％的所述聚芳醚酮。
27.根据权利要求24所述的成形的部件，其中所述增强纤维以按每100份的所述聚芳醚酮计10至80重量份的量存在。
28.根据权利要求24所述的成形的部件，其中所述增强纤维包括玻璃纤维。
29.根据权利要求24所述的成形的部件，其中所述增强纤维具有低于76GPa的杨氏弹性模量，根据ASTM C1557-14测定。
30.根据权利要求24所述的成形的部件，其中所述纤维的横截面宽度为1至50微米和所述纤维的横截面厚度为0.5至30微米。
31.根据权利要求24所述的成形的部件，其中所述增强纤维具有椭圆形形状。
32.根据权利要求24所述的成形的部件，其中所述增强纤维占所述聚合物组合物的5重量％至60重量％。
33.根据权利要求24所述的成形的部件，其中所述液晶聚合物以相对于100重量份的所述聚芳醚酮计1至80重量份的量存在。
34.根据权利要求24所述的成形的部件，其中所述部件表现出2.0毫米以下的平面度值。
35.根据权利要求24所述的成形的部件，其中所述部件具有100毫米以下的厚度。
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