JP2023523853A

JP2023523853A - 高温における改良された機械的性質を有するポリマー組成物及び対応する物品

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Publication number: JP2023523853A
Application number: JP2022567062A
Authority: JP
Inventors: デーヴィッドマキロイ，; マシューアール．ビンセント，; リーカーベル，; リンダエム．ノーフォーク，
Original assignee: ソルベイスペシャルティポリマーズユーエスエー，エルエルシー
Priority date: 2020-05-07
Filing date: 2021-05-05
Publication date: 2023-06-07
Also published as: CN115551920A; US20230174716A1; WO2021224350A1; EP4146720A1

Abstract

ポリアミドと炭素繊維とを含むポリマー組成物（ＰＣ）が本明細書に記載される。以下に詳細に説明されるように、ポリアミド（ＰＡ）は、脂肪族ジアミン、テレフタル酸、及びビス（アミノアルキル）シクロヘキサン又はシクロヘキサンジカルボン酸の重縮合により誘導される半芳香族ポリアミドである。ビス（アミノアルキル）シクロヘキサン及びシクロヘキサンジカルボン酸を含まない類似したポリアミドに対して、脂環式ジアミンビス（アミノアルキル）シクロヘキサン又は脂環式ジアミンビス（アミノアルキル）シクロヘキサンと脂環式ジカルボン酸シクロヘキサンジカルボン酸との特定の組合せをポリアミドに導入することによって高温における著しく改良された機械的性質（例えば引張弾性率及び強度）、並びに熱エージング後の著しく改良された機械的性質の保持率を有する炭素繊維充填ポリマー組成物（ＰＣ）がもたらされることが驚くべきことに発見された。少なくとも一つには改良された高温における機械的性質、並びにそれらの熱エージング保持率のために、使用中に高温に暴露される構造物品にポリアミド（ＰＡ）を望ましくは導入することができる。【選択図】なし

Description

関連出願の相互参照
本出願は、２０２０年５月７日に出願された米国仮特許出願第Ｎｒ６３／０２１，１０９号及び２０２０年７月１４日に出願された欧州特許出願第２０１８５５８９．７号に基づく優先権を主張するものであり、これら各々の全内容は、あらゆる目的のために参照により本明細書に組み込まれる。

本発明は、ポリアミドと炭素繊維とを含有し、高温におけるすぐれた機械的性質及び熱エージング後のすぐれた機械的性質の保持率を有するポリマー組成物に関する。また、本発明は、炭素繊維とガラス繊維とのブレンドを含有するこのようなポリマー組成物に関する。本発明は更にまた、ポリマー組成物を導入する物品に関する。

従来より、半芳香族ポリアミドは、それらの比較的高い機械的性質（例えば引張弾性率及び引張強さ）及び耐薬品性のため、自動車部品の製造に使用される。しかしながら、自動車部品が高温（例えば１２５℃以上）に暴露される用途状況において、半芳香族ポリアミドは比較的高い可撓性（比較的低い引張弾性率）及び比較的低い強度を有し、このため、このような材料はこのような用途状況において自動車構造部品に最適ではない。更に、このようなポリアミドの機械的性質は、高温に長期暴露後に望ましくないレベルまで損なわれる。一般的には、その場合、従来の半芳香族ポリアミドは、それらの所期の使用環境において高温に暴露される構造部品において限られた用途を有する。

第１の態様では、本発明は、ポリアミド（ＰＡ）と炭素繊維とを含むポリマー組成物（ＰＣ）に関する。ポリアミド（ＰＡ）は、２０モル％～９５モル％のＣ_４～Ｃ_１２脂肪族ジアミンと５モル％～８０モル％のビス（アミノアルキル）シクロヘキサンとを含み、これらのモル％がジアミン成分中の各ジアミンの総モル数に対するものであるジアミン成分（Ａ）；並びに３０モル％～１００モル％のテレフタル酸と０モル％～７０モル％のシクロヘキサンジカルボン酸とを含み、これらのモル％がジカルボン酸成分中の各ジカルボン酸の総モル数に対するものであるジカルボン酸成分（Ｂ）；を含む反応混合物中のモノマーの重縮合により誘導される。いくつかの実施形態において、ビス（アミノアルキル）シクロヘキサンは、１，３－ビス（アミノメチル）シクロヘキサン又は１，４－ビス（アミノメチル）シクロヘキサンである。いくつかの実施形態において、ジカルボン酸成分（Ｂ）は、ジカルボン酸成分中の各ジカルボン酸の総モル数に対して１モル％～７０モル％のシクロヘキサンジカルボン酸、好ましくは１，４－シクロヘキサンジカルボン酸を含む。いくつかの実施形態において、ビス（アミノアルキル）シクロヘキサンは１，３－ビス（アミノメチル）シクロヘキサンであり、シクロヘキサンジカルボン酸は１，４－シクロヘキサンジカルボン酸である。いくつかの実施形態において、ポリマー組成物（ＰＣ）はガラス繊維を含む。いくつかのこのような実施形態において、炭素繊維対ガラス繊維の重量比は０．０５～４、好ましくは０．１５～４である。

いくつかの実施形態において、ポリマー組成物（ＰＣ）は、少なくとも２０ＧＰａの１２５℃における引張弾性率及び少なくとも１２ＧＰａの１５０℃における引張弾性率を有する。いくつかの実施形態において、ポリマー組成物（ＰＣ）は、少なくとも１４０ＭＰａの１２５℃における引張強さ及び少なくとも１００ＭＰａの１５０℃における引張弾性率を有する。いくつかの実施形態において、ポリマー組成物（ＰＣ）は、少なくとも８０％の引張強さ保持率を有する。いくつかの実施形態において、ポリマー組成物（ＰＣ）は、少なくとも８０％の熱エージング後の引張強さを含み、熱エージングは、ポリマー組成物（ＰＣ）を２００℃で５００時間の間加熱することを含む。

別の態様において、本発明は、自動車部品又は航空宇宙用部品である、ポリマー組成物を含む物品を目的としている。

ポリアミドと炭素繊維とを含有するポリマー組成物（ＰＣ）が本明細書に記載される。以下に詳細に説明されるように、ポリアミド（ＰＡ）は、脂肪族ジアミン、テレフタル酸、及びビス（アミノアルキル）シクロヘキサン又はシクロヘキサンジカルボン酸の重縮合により誘導される半芳香族ポリアミドである。ビス（アミノアルキル）シクロヘキサン及びシクロヘキサンジカルボン酸を含まない類似したポリアミドに対して、脂環式ジアミンビス（アミノアルキル）シクロヘキサン又は脂環式ジアミンビス（アミノアルキル）シクロヘキサンと脂環式ジカルボン酸シクロヘキサンジカルボン酸との特定の組合せをポリアミドに導入することによって高温における著しく改良された機械的性質（例えば引張弾性率及び強度）、並びに熱エージング後の著しく改良された機械的性質の保持率を有する炭素繊維充填ポリマー組成物（ＰＣ）がもたらされることが驚くべきことに発見された。少なくとも一つには改良された高温における機械的性質、並びにそれらの熱エージング保持率のために、使用中に高温に暴露される構造物品にポリアミド（ＰＡ）を望ましくは導入することができる。

本出願において、任意の説明は、特定の実施形態に関連して記載されているとしても、本開示の他の実施形態に適用可能であり、またそれらと交換可能である。要素又は成分が、列挙された要素又は成分のリストに含まれ、且つ／又はそのリストから選択されるとされる場合、本出願で明確に企図される関連実施形態では、要素又は成分は、個別の列挙された要素若しくは成分のいずれか１つでもあり得るか、又は明確に列挙された要素若しくは成分の任意の２つ以上からなる群からも選択され得；要素又は成分のリストに列挙されたいかなる要素又は成分も、そのようなリストから省略され得；終点による数値範囲の本明細書におけるあらゆる列挙は、列挙された範囲内に含まれる全ての数値、並びに範囲の終点及び同等のものが含まれることが理解されるべきである。

特に具体的に限定しない限り、用語「アルキル」並びに「アルコキシ」、「アシル」及び「アルキルチオ」などの派生用語は、本明細書で用いる場合、それらの範囲内に直鎖、分岐鎖、及び環状部分を含む。アルキル基の例は、メチル、エチル、１－メチルエチル、プロピル、１，１－ジメチルエチル、及びシクロプロピルである。特に具体的に記述しない限り、各アルキル及びアリール基は、無置換であるか、又はハロゲン、ヒドロキシ、スルホ、Ｃ_１～Ｃ_６アルコキシ、Ｃ_１～Ｃ_６アルキルチオ、Ｃ_１～Ｃ_６アシル、ホルミル、シアノ、Ｃ_６～Ｃ_１５アリールオキシ若しくはＣ_６～Ｃ_１５アリールから選択されるが、それらに限定されない１つ以上の置換基で置換され得、ただし、置換基が立体的に適合性であり、化学結合及び歪みエネルギーの規則が満たされていることを条件とする。用語「ハロゲン」又は「ハロ」には、フッ素、塩素、臭素及びヨウ素が含まれ、フッ素が好ましい。

用語「アリール」は、フェニル、インダニル、又はナフチル基を意味する。アリール基は、１つ以上のアルキル基を含み得、この場合、「アルキルアリール」と呼ばれることもあり、例えばシクロ芳香族基及び２つのＣ_１～Ｃ_６基（例えば、メチル又はエチル）から構成され得る。アリール基は、１つ以上のヘテロ原子、例えばＮ、Ｏ又はＳも含み得、この場合、「ヘテロアリール」と呼ばれることもあり；これらのヘテロ芳香環は、他の芳香族系に縮合され得る。そのようなヘテロ芳香環には、フラニル、チエニル、ピロリル、ピラゾリル、イミダゾリル、トリアゾリル、イソオキサゾリル、オキサゾリル、チアゾリル、イソチアゾリル、ピリジル、ピリダジル、ピリミジル、ピラジニル及びトリアジニル環構造が含まれるが、それらに限定されない。アリール又はヘテロアリール置換基は、無置換であるか、又はハロゲン、ヒドロキシ、Ｃ_１～Ｃ_６アルコキシ、スルホ、Ｃ_１～Ｃ_６アルキルチオ、Ｃ_１～Ｃ_６アシル、ホルミル、シアノ、Ｃ_６～Ｃ_１５アリールオキシ若しくはＣ_６～Ｃ_１５アリールから選択されるが、それらに限定されない１つ以上の置換基で置換され得、ただし、置換基が立体的に適合性を有し、化学結合及び歪みエネルギーの規則が満たされていることを条件とする。

脂環式ジアミンビス（アミノアルキル）シクロヘキサン又は脂環式ジカルボン酸シクロヘキサンジカルボン酸をポリアミドに導入することによって、脂肪族ジアミン及びテレフタル酸から誘導されるがビス（アミノアルキル）シクロヘキサン及びシクロヘキサンジカルボン酸を含まない類似したポリアミドに対して、高温における著しく改良された機械的性質（例えば引張弾性率及び強度）、並びに熱エージング後の著しく改良された機械的性質の保持率を有するポリマー組成物（ＰＣ）が提供されることが驚くべきことに発見された。いくつかの実施形態において、ポリマー組成物（ＰＣ）は、少なくとも１５ＧＰａ、少なくとも１７ＧＰａ、少なくとも２０ＧＰａ又は少なくとも２５ＧＰａの１２５℃における引張弾性率を有する。いくつかの実施形態において、ポリマー組成物（ＰＣ）は、３５ＧＰａ以下、３０ＧＰａ以下、２５ＧＰａ以下又は２３ＧＰａ以下の１２５℃における引張弾性率を有する。いくつかの実施形態において、ポリマー組成物（ＰＣ）は、２０ＧＰａ～３５ＧＰａ、２５ＧＰａ～３５ＧＰａ、２５ＧＰａ～３０ＧＰａ、１５ＧＰａ～３０ＧＰａ、１７ＧＰａ～２７ＧＰＡ、２０ＧＰａ～２５ＧＰａ又は２０ＧＰａ～２３ＧＰａの１２５℃における引張弾性率を有する。いくつかの実施形態において、ポリマー組成物（ＰＣ）は、少なくとも１０ＧＰａ、少なくとも１３ＧＰａ少なくとも１５ＧＰａ又は少なくとも２０ＧＰａの１４０℃における引張弾性率を有する。いくつかの実施形態において、ポリマー組成物（ＰＣ）は、３０ＧＰａ以下、２５ＧＰａ以下、２０ＧＰａ以下又は１８ＧＰａ以下の１４０℃における引張弾性率を有する。いくつかの実施形態において、ポリマー組成物（ＰＣ）は、１５ＧＰａ～３０ＧＰａ、２０ＧＰａ～３０ＧＰａ、１５ＧＰａ～２５ＧＰａ、２０ＧＰａ～２５ＧＰａ、１０ＧＰａ～２５ＧＰａ、１３ＧＰａ～２０ＧＰａ、１５ＧＰａ～２０ＧＰａ又は１５ＧＰａ～１８ＧＰａの１４０℃における引張弾性率を有する。いくつかの実施形態において、ポリマー組成物（ＰＣ）は、少なくとも８ＧＰａ、少なくとも１０ＧＰａ、少なくとも１２ＧＰａ又は少なくとも１６ＧＰａの１５０℃における引張弾性率を有する。いくつかの実施形態において、ポリマー組成物（ＰＣ）は、２５ＧＰａ以下、２０ＧＰａ以下、１８ＧＰａ以下又は１５ＧＰａ以下の１５０℃における引張弾性率を有する。いくつかの実施形態において、ポリマー組成物（ＰＣ）は、１２ＧＰａ～２５ＧＰａ、１６ＧＰａ～２５ＧＰａ、１２ＧＰａ～２０ＧＰａ、１６ＧＰａ～２０ＧＰａ、８ＧＰａ～２０ＧＰａ、１０ＧＰａ～１８ＧＰａ、１２ＧＰａ～１８ＧＰａ又は１２ＧＰａ～１５ＧＰａの１５０℃における引張弾性率を有する。引張弾性率は、実施例の欄で説明するように測定することができる。

いくつかの実施形態において、ポリマー組成物（ＰＣ）は、少なくとも１２０ＭＰａ、少なくとも１３０ＭＰａ、少なくとも１４０ＭＰａ、少なくとも１６０ＭＰａ、少なくとも１７０ＭＰａ又は少なくとも１８０ＭＰａの１２５℃における引張強さを有する。いくつかの実施形態において、ポリマー組成物（ＰＣ）は、１９５ＭＰａ以下、１９０ＭＰａ以下、１８５ＭＰａ以下、１７０ＭＰａ以下、１６０ＭＰａ以下又は１５０ＭＰａ以下の１２５℃における引張強さを有する。いくつかの実施形態において、ポリマー組成物（ＰＣ）は、１６０ＭＰａ～１９５ＭＰａ、１７０ＭＰａ～１９５ＭＰａ、１８０ＭＰａ～１９５ＭＰａ、１８０ＭＰａ～１９０ＭＰａ、１８０ＭＰａ～１８５ＭＰａ、１２０ＭＰａ～１７０ＭＰａ、１３０ＭＰａ～１６０ＭＰａ又は１４０ＭＰａ～１５０ＭＰａの１２５℃における引張強さを有する。いくつかの実施形態において、ポリマー組成物（ＰＣ）は、少なくとも１１０ＭＰａ、少なくとも１１５ＭＰａ、少なくとも１２０ＭＰａ、少なくとも１４０ＭＰａ、少なくとも１５０ＭＰａ又は少なくとも１６０ＭＰａの１４０℃における引張強さを有する。いくつかの実施形態において、ポリマー組成物（ＰＣ）は、１８０ＭＰａ以下、１７０ＭＰａ以下、１６５ＭＰａ以下、１４０ＭＰａ以下、１３５ＭＰａ以下又は１３０ＭＰａ以下の１４０℃における引張強さを有する。いくつかの実施形態において、ポリマー組成物（ＰＣ）は、１４０ＭＰａ～１８０ＭＰａ、１５０ＭＰａ～１８０ＭＰａ、１６０ＭＰａ～１８０ＭＰａ、１６０ＭＰａ～１７０ＭＰａ、１６０ＭＰａ～１６５ＭＰａ、１１０Ｍｐａ～１４０ＭＰａ、１１５ＭＰａ～１３５ＭＰａ又は１２０ＭＰａ～１３０ＭＰａの１４０℃における引張強さを有する。いくつかの実施形態において、ポリマー組成物（ＰＣ）は、少なくとも９０ＭＰａ、少なくとも９５ＭＰａ、少なくとも１００ＭＰａ、少なくとも１２０ＭＰａ、少なくとも１２５ＭＰａ又は少なくとも１３０ＭＰａの１５０℃における引張強さを有する。いくつかの実施形態において、ポリマー組成物（ＰＣ）は、１５０ＭＰａ以下、１４０ＭＰａ以下、１３５ＭＰａ以下、１１５ＭＰａ以下、１１０ＭＰａ以下又は１０５ＭＰａ以下の１５０℃における引張強さを有する。いくつかの実施形態において、ポリマー組成物（ＰＣ）は、１２０ＭＰａ～１５０ＭＰａ、１２５ＭＰａ～１５０ＭＰａ、１３０ＭＰａ～１５０ＭＰａ、１３０ＭＰａ～１４０ＭＰａ、１３０ＭＰａ～１３５ＭＰａの１５０℃における引張強さを有する。引張強さは、実施例の欄で説明するように測定することができる。

上記の通り、ポリマー組成物はまた、改良された引張強さ保持率を有する。引張強さ保持率は以下の式：１００＊ＴＳ_１／ＴＳ_０によって与えられ、ここでＴＳ_１は熱エージング後の引張強さであり、ＴＳ_０は熱エージング前の引張強さであり、熱エージングは、ポリマー組成物（ＰＣ）を２００℃の温度で５００時間の間加熱することからなる。いくつかの実施形態において、ポリマー組成物（ＰＣ）は、少なくとも２１５ＭＰａ、少なくとも２２０ＭＰａ又は少なくとも２２５ＭＰａの熱エージング後の引張強さを有する。いくつかの実施形態において、ポリマー組成物（ＰＣ）は、２４０ＭＰａ以下、２３５ＭＰａ以下又は２３０ＭＰａ以下の熱エージング後の引張強さを有する。いくつかの実施形態において、ポリマー組成物（ＰＣ）は、２１５ＭＰａ～２４０ＭＰａ、２２０ＭＰａ～２４０ＭＰａ、２２５ＭＰａ～２４０ＭＰａ、２２５ＭＰａ～２３５ＭＰａ、２２５ＭＰａ～２３０ＭＰａの熱エージング後の引張強さを有する。いくつかの実施形態において、ポリマー組成物（ＰＣ）は、少なくとも７０％、少なくとも７５％又は少なくとも８０％の熱エージング後の引張強さ保持率を有する。いくつかの実施形態において、ポリマー組成物（ＰＣ）は、９５％以下、９０％以下又は８５％以下の引張強さ保持率を有する。いくつかの実施形態において、ポリマー組成物（ＰＣ）は、７０％～９５％７５％～９５％、８０％～９５％、８０％～９０％、８０％～８５％の熱エージング後の引張強さ保持率を有する。

ポリアミド（ＰＡ）
ポリマー組成物（ＰＣ）はポリアミド（ＰＡ）を含有する。ポリアミド（ＰＡ）は、（１）２０モル％～９５モル％のＣ_４ｔｏＣ_１２脂肪族ジアミンと、５モル％～８０モル％のビス（アミノアルキル）シクロヘキサンと、を含有し、これらのモル％がジアミン成分中の各ジアミンモノマーの総モル数に対するものであるジアミン成分（Ａ）；並びに（２）３０モル％～１００モル％のテレフタル酸と、０モル％～７０モル％、好ましくは１モル％～７０モル％のシクロヘキサンジカルボン酸とを含有し、これらのモル％がジカルボン酸成分中の各ジカルボン酸モノマーの総モル数に対するものであるジカルボン酸成分（Ｂ）を含有する反応混合物中のモノマーの重縮合により得られる。ビス（アミノアルキル）シクロヘキサン、又はビス（アミノアルキル）シクロヘキサンとシクロヘキサンジカルボン酸との特定の組合せを半芳香族ポリアミドに導入することによって、高温における機械的性質を有する炭素繊維充填ポリマー組成物（ＰＣ）がもたらされることが驚くべきことに発見された。本明細書で説明されるポリアミドは、少なくとも１４５℃のガラス転移温度（「Ｔｇ」）、少なくとも２９５℃の融解温度（「Ｔｍ」）、及び少なくとも３０Ｊ／ｇの融解熱（「ΔＨ_ｆ」）を有する。

ジアミン成分（Ａ）
ジアミン成分（Ａ）は、２０モル％～９５モル％のＣ_４～Ｃ_１２脂肪族ジアミン及び５モル％～８０モル％のビス（アミノアルキル）シクロヘキサンを含む、反応混合物中の全てのジアミンを含む。ジアミン成分（Ａ）中のモノマーの濃度に言及する場合、濃度は、別段の明記がない限り、ジアミン成分（Ａ）中の全てのジアミンの総モル数に対するものであることが理解される。

いくつかの実施形態では、Ｃ_４～Ｃ_１２脂肪族ジアミンは、下記式で表される：
Ｈ_２Ｎ－Ｒ_１－ＮＨ_２，（１）
（式中、Ｒ’_１は、Ｃ_４～Ｃ_１２アルキル基、好ましくはＣ_６～Ｃ_１０アルキル基である）。いくつかの実施形態では、Ｃ_４～Ｃ_１２脂肪族ジアミンは、１，４－ジアミノブタン（プトレシン）、１，５－ジアミノペンタン（カダベリン）、２－メチル－１，５－ジアミノペンタン、ヘキサメチレンジアミン（又は１，６－ジアミノヘキサン）、３－メチルヘキサメチレンジアミン、２，５－ジメチルヘキサメチレンジアミン、２，２，４－トリメチル－ヘキサメチレンジアミン、２，４，４－トリメチル－ヘキサメチレンジアミン、１，７－ジアミノヘプタン、１，８－ジアミノオクタン、２，２，７，７－テトラメチルオクタメチレンジアミン、１，９－ジアミノノナン、２－メチル－１，８－ジアミノオクタン、５－メチル－１，９－ジアミノノナン、１，１０－ジアミノデカン、１，１１－ジアミノウンデカン、及び１，１２－ジアミノドデカンからなる群から選択される。好ましくは、Ｃ_４～Ｃ_１２脂肪族ジアミンは、１，６－ジアミノヘキサン、３－メチルヘキサメチレンジアミン、２，２，４－トリメチル－ヘキサメチレンジアミン、２，４，４－トリメチル－ヘキサメチレンジアミン、１，９－ジアミノノナン、２－メチル－１，８－ジアミノオクタン、５－メチル－１，９－ジアミノノナン、及び１，１０－ジアミノデカンからなる群から選択される。好ましくは、Ｃ_４～Ｃ_１２脂肪族ジアミンは、Ｃ_５～Ｃ_１０脂肪族ジアミン又はＣ_５～Ｃ_９脂肪族ジアミンである。最も好ましくは、Ｃ_４～Ｃ_１２脂肪族ジアミンは１，６－ジアミノヘキサンである。

いくつかの実施形態では、Ｃ_６～Ｃ_１２脂肪族ジアミンの濃度は、２５モル％～９５モル％、３０モル％～９５モル％、３５モル％～９５モル％、４０モル％～９５モル％、４５モル％～９５モル％、又は５０モル％～９５モル％である。いくつかの実施形態では、Ｃ_６～Ｃ_１２脂肪族ジアミンの濃度は、２０モル％～９０モル％、２５モル％～９０モル％、３０モル％～９０モル％、３５モル％～９０モル％、４０モル％～９０モル％、４５モル％～９０モル％、又は５０モル％～９０モル％である。

ビス（アミノアルキル）シクロヘキサンは、下記式で表される：

（式中、Ｒ_２及びＲ_３はＣ_１～Ｃ_１０アルキルから独立して選択され；Ｒ_ｉは、各位置において、アルキル、アリール、アルカリ又はアルカリ土類金属スルホン酸塩、アルキルスルホン酸塩、及び四級アンモニウムからなる群から選択され；ｉは０～１０の整数である）。－Ｒ_３－ＮＨ_２基は、メタ位（１，３－）又はパラ位（１，４－）に相対的に配置される。好ましくは、ｉは０であり、Ｒ_２及びＲ_３は共に－ＣＨ_２－である。最も好ましくは、ビス（アミノアルキル）シクロヘキサンは、１，３－ビス（アミノメチル）シクロヘキサン（「１，３－ＢＡＣ」）及び１，４－ビス（アミノメチル）シクロヘキサン（「１，４－ＢＡＣ」）から選択される。当然、ビス（アミノアルキル）シクロヘキサンはシス配座であってもトランス配座であってもよい。したがって、ジアミン成分（Ａ）は、シス－ビス（アミノアルキル）シクロヘキサンのみ、トランス－ビス（アミノアルキル）シクロヘキサンのみ、又はシス－とトランス－のビス（アミノアルキル）シクロヘキサンの混合物を含むことができる。

いくつかの実施形態では、ビス（アミノアルキル）シクロヘキサンの濃度は、５モル％～７５モル％、５モル％～７０モル％、５モル％～６５モル％、５モル％～６０モル％、５モル％～５５モル％、又は５モル％～５０モル％である。いくつかの実施形態では、ビス（アミノアルキル）シクロヘキサンの濃度は、１０モル％～７５モル％、１０モル％～７０モル％、１０モル％～６５モル％、１０モル％～６０モル％、１０モル％～５５モル％、又は１０モル％～５０モル％、又は２０モル％～４０モル％である。

上で述べたように、いくつかの実施形態において、ジアミン成分（Ａ）は、１種以上の追加のジアミンを含む。追加のジアミンは、Ｃ_４～Ｃ_１２脂肪族ジアミンとは異なり、且つビス（アミノアルキル）シクロヘキサンとは異なる。いくつかの実施形態では、１種、複数種、又は全ての追加のジアミンは、式（１）によって表され、それぞれ互いに異なり、且つＣ_４～Ｃ_１２脂肪族ジアミンとは異なる。いくつかの実施形態では、それぞれの追加のジアミンは、１，２ジアミノエタン、１，２－ジアミノプロパン、プロピレン－１，３－ジアミン、１，３ジアミノブタン、１，４－ジアミノブタン、１，５－ジアミノペンタン、２－メチル－１，５－ジアミノペンタン、１，６－ジアミノヘキサン、３－メチルヘキサメチレンジアミン、２，５ジメチルヘキサメチレンジアミン、２，２，４－トリメチル－ヘキサメチレンジアミン、２，４，４－トリメチル－ヘキサメチレンジアミン、１，７－ジアミノヘプタン、１，８－ジアミノオクタン、２，２，７，７テトラメチルオクタメチレンジアミン、１，９－ジアミノノナン、２－メチル－１，８－ジアミノオクタン、５－メチル－１，９－ジアミノノナン、１，１０－ジアミノデカン、１，１１－ジアミノウンデカン、１，１２－ジアミノドデカン、１，１３－ジアミノトリデカン、２，５－ビス（アミノメチル）テトラヒドロフラン、及びＮ，Ｎ－ビス（３－アミノプロピル）メチルアミンからなる群から選択される。このカテゴリーには、イソホロンジアミン、１，３－ジアミノシクロヘキサン、１，４－ジアミノシクロヘキサン、ビス－ｐ－アミノシクロヘキシルメタンなどの脂環式ジアミンも含まれる。いくつかの実施形態では、ジアミン成分は、ビス（アミノアルキル）シクロヘキサン以外の脂環式ジアミンを含まない。本明細書において、モノマー（例えばビス（アミノアルキル）シクロヘキサン）を含まないということは、対応する成分（例えばジアミン成分（Ａ））中のモノマーの濃度が１モル％未満、好ましくは０．５モル％未満、より好ましくは０．１モル％未満、更に好ましくは０．０５モル％未満、最も好ましくは０．０１モル％未満であることを意味する。

ジカルボン酸成分（Ｂ）
ジカルボン酸成分（Ｂ）には、３０モル％～１００モル％のテレフタル酸と０モル％～７０モル％、好ましくは１モル％～７０モル％のシクロヘキサンジカルボン酸とを含む、反応混合物中の全てのジカルボン酸が含まれる。ジカルボン酸成分（Ｂ）中のモノマーの濃度に言及される場合、濃度は、別段の明記がない限り、ジカルボン酸成分（Ａ）中の全てのジカルボン酸のモル数に対するものであることが理解されるであろう。

いくつかの実施形態において、テレフタル酸の濃度は３５モル％～１００モル％、３５モル％～１００モル％、４０モル％～１００モル％、４５モル％～１００モル％、又は５０モル％～１００モル％である。いくつかの実施形態において、テレフタル酸の濃度は３０モル％～９９モル％、３５モル％～９９モル％、４０モル％～９９モル％、４５モル％～９９モル％又は５０モル％～９９モル％である。いくつかの実施形態において、テレフタル酸の濃度は３０モル％～９５モル％、３５モル％～９７モル％、４０モル％～９７モル％、４５モル％～９７モル％又は５０モル％～９７モル％である。

シクロヘキサンジカルボン酸は、下記式で表される：

（式中、Ｒ_ｊは、アルキル、アリール、アルカリ又はアルカリ土類金属スルホン酸塩、アルキルスルホン酸塩、及び四級アンモニウムからなる群から選択され；ｊは０～１０の整数である）。明示的な－ＣＯＯＨ基は、メタ位（１，３－）又はパラ位（１，４－）、好ましくはパラ位に相対的に配置される。好ましくは、シクロヘキサンジカルボン酸は、１，４－シクロヘキサンジカルボン酸（「ＣＨＤＡ」）（ｊは０である）である。当然、シクロヘキサンジカルボン酸は、シス配座であってもトランス配座であってもよい。したがって、ジカルボン酸成分（Ｂ）は、シス－シクロヘキサンジカルボン酸のみ、トランス－シクロヘキサンジカルボン酸のみ、又はシス－とトランス－のシクロヘキサンジカルボン酸の混合物を含むことができる。

いくつかの実施形態では、シクロヘキサンジカルボン酸の濃度は、１モル％～７０モル％、１モル％～６５モル％、１モル％～６０モル％、１モル％～５５モル％、又は１モル％～５０モル％である。

上で述べたように、いくつかの実施形態において、ジカルボン酸成分（Ｂ）は、１種以上の追加のジカルボン酸を含む。それぞれの追加のジカルボン酸は互いに異なり、テレフタル酸及びシクロヘキサンジカルボン酸とは異なる。いくつかの実施形態では、１種、複数種、又は全ての追加のジカルボン酸が式（３）で表され、それぞれ互いに異なり、シクロヘキサンジカルボン酸とは異なる。

いくつかの実施形態では、１以上の追加のジカルボン酸は、Ｃ_４～Ｃ_１２の脂肪族ジカルボン酸、芳香族ジカルボン酸、及び脂環式ジカルボン酸からなる群から独立して選択される。望ましいＣ_４～Ｃ_１０脂肪族ジカルボン酸の例としては、限定するものではないが、コハク酸［ＨＯＯＣ－（ＣＨ_２）_２－ＣＯＯＨ］、グルタル酸［ＨＯＯＣ－（ＣＨ_２）_３－ＣＯＯＨ］、２，２－ジメチル－グルタル酸［ＨＯＯＣ－Ｃ（ＣＨ_３）_２－（ＣＨ_２）_２－ＣＯＯＨ］、アジピン酸［ＨＯＯＣ－（ＣＨ_２）_４－ＣＯＯＨ］、２，４，４－トリメチル－アジピン酸［ＨＯＯＣ－ＣＨ（ＣＨ_３）－ＣＨ_２－Ｃ（ＣＨ_３）_２－ＣＨ_２－ＣＯＯＨ］、ピメリン酸［ＨＯＯＣ－（ＣＨ_２）_５－ＣＯＯＨ］、スベリン酸［ＨＯＯＣ－（ＣＨ_２）_６－ＣＯＯＨ］、アゼライン酸［ＨＯＯＣ－（ＣＨ_２）_７－ＣＯＯＨ］、セバシン酸［ＨＯＯＣ－（ＣＨ_２）_８－ＣＯＯＨ］、１，１２－ドデカン二酸［ＨＯＯＣ－（ＣＨ_２）_１０－ＣＯＯＨ］が挙げられる。

望ましい芳香族ジカルボン酸の例としては、限定するものではないが、イソフタル酸（ＩＡ）などのフタル酸、ナフタレンジカルボン酸（例えばナフタレン－２，６－ジカルボン酸）、４，４’ビ安息香酸、２，５－ピリジンジカルボン酸、２，４－ピリジンジカルボン酸、３，５－ピリジンジカルボン酸、２，２－ビス（４－カルボキシフェニル）プロパン、２，２－ビス（４－カルボキシフェニル）ヘキサフルオロプロパン、２，２－ビス（４－カルボキシフェニル）ケトン、４，４’－ビス（４－カルボキシフェニル）スルホン、２，２－ビス（３－カルボキシフェニル）プロパン、２，２－ビス（３－カルボキシフェニル）ヘキサフルオロプロパン、２，２－ビス（３－カルボキシフェニル）ケトン、ビス（３－カルボキシフェノキシ）ベンゼンが挙げられる。

望ましい脂環式ジカルボン酸の例としては、限定するものではないが、シクロプロパン－１，２－ジカルボン酸、１－メチルシクロプロパン－１，２－ジカルボン酸、シクロブタン－１，２－ジカルボン酸、テトラヒドロフラン－２，５－ジカルボン酸、１，３－アダマンタンジカルボン酸が挙げられる。

ポリアミド（ＰＡ）が１種以上の追加のジカルボン酸を含むいくつかの実施形態では、１種以上の追加のジカルボン酸の総濃度は２０モル％以下である。

ポリアミド（ＰＡ）の繰り返し単位
上述したジアミン成分及びジカルボン酸成分の中のモノマーの重縮合から形成されるポリアミド（ＰＡ）は、それぞれ以下の式で表される繰り返し単位Ｒ_ＰＡ１及びＲ_ＰＡ２：

を含み、更に、シクロヘキサンジカルボン酸がジカルボン酸成分（Ｂ）中に存在しているとき、繰り返し単位Ｒ_ＰＡ３及びＲ_ＰＡ４はそれぞれ、以下の式：

（式中、Ｒ_１～Ｒ_３、Ｒ_ｉ、Ｒ_ｊ、ｉ及びｊは上で定義される）によって表される。当業者であれば、繰り返し単位Ｒ_ＰＡ１がＣ_４～Ｃ_１２脂肪族ジアミンとテレフタル酸との重縮合から形成され、繰り返し単位Ｒ_ＰＡ３がＣ_４～Ｃ_１２脂肪族ジアミンとシクロヘキサンジカルボン酸との重縮合から形成され、繰り返し単位Ｒ_ＰＡ２がビス（アミノアルキル）シクロヘキサンとテレフタル酸との重縮合から形成され、繰り返し単位Ｒ_ＰＡ４がビス（アミノアルキル）シクロヘキサンとシクロヘキサンジカルボン酸との重縮合から形成されることを認識するであろう。いくつかの実施形態では、Ｒ_１は－（ＣＨ_２）－_ｍであり、式中のｍは５～１０、好ましくは５～９、最も好ましくは６である。加えて、又は代わりに、いくつかの実施形態では、Ｒ_２及びＲ_３は共に－ＣＨ_２－であり、ｉ及びｊは共にゼロである。いくつかの実施形態において、ビス（アミンアルキル）シクロヘキサンは１，３－ビス（アミノメチル）シクロヘキサンであり、シクロヘキサンジカルボン酸は１，４－シクロヘキサンジカルボン酸である。

いくつかの実施形態において、繰り返し単位Ｒ_ＰＡ１及びＲ_ＰＡ２の全濃度は、少なくとも５０モル％、少なくとも６０モル％、少なくとも７０モル％、少なくとも８０モル％、少なくとも９０モル％、少なくとも９５モル％、少なくとも９７モル％、少なくとも９８モル％、少なくとも９９モル％又は少なくとも９９．５モル％である。任意選択のシクロヘキサンジカルボン酸がジカルボン酸成分（Ｂ）中に存在しているいくつかの実施形態において、繰り返し単位Ｒ_ＰＡ１～Ｒ_ＰＡ４の全濃度は少なくとも５０モル％、少なくとも６０モル％、少なくとも７０モル％、少なくとも８０モル％、少なくとも９０モル％、少なくとも９５モル％、少なくとも９７モル％、少なくとも９８モル％、少なくとも９９モル％又は少なくとも９９．５モル％である。繰り返し単位のモル％に言及される場合、濃度は、別段の明記がない限り、示されたポリマー中の繰り返し単位の総数に対するものであることが理解されるであろう。

ポリアミド（ＰＡ）は半結晶性のポリアミドである。本明細書において、半結晶性ポリアミドは、少なくとも５ジュール毎グラム（「Ｊ／ｇ」）の融解熱（「ΔＨ_ｆ」）を有するポリアミドである。いくつかの実施形態では、本明細書に記載のポリアミド（ＰＡ）は、少なくとも３０Ｊ／ｇ、又は少なくとも３５Ｊ／ｇのΔＨ_ｆを有する。追加的又は代わりに、いくつかの実施形態では、ポリアミド（ＰＡ）は、６０Ｊ／ｇ以下又は５５Ｊ／ｇ以下のΔＨ_ｆを有する。いくつかの実施形態では、ポリアミド（ＰＡ）は、３０Ｊ／ｇ～６０Ｊ／ｇ又は３５Ｊ／ｇ～６０Ｊ／ｇ、３０Ｊ／ｇ～５５Ｊ／ｇ、又は３５Ｊ／ｇ～５５Ｊ／ｇのΔＨ_ｆを有する。ΔＨ_ｆは、２０℃／分の加熱速度を使用してＡＳＴＭＤ３４１８に従って測定することができる。

ポリアミド（ＰＡ）は、少なくとも１４５℃、好ましくは少なくとも１５０℃のＴｇを有する。いくつかの実施形態では、ポリアミド（ＰＡ）は、１９０℃以下、１８０℃以下、又は１７０℃以下のＴｇを有する。いくつかの実施形態では、ポリアミド（ＰＡ）は、１４５℃～１９０℃、１４５℃～１８０℃、１４５℃～１７０℃、１５０℃～１９０℃、１５０℃～１８０℃、又は１５０℃～１７０℃のＴｇを有する。Ｔｇは、ＡＳＴＭＤ３４１８に従って測定することができる。

ポリアミド（ＰＡ）は、少なくとも２９５℃、好ましくは少なくとも３００℃のＴｍを有する。いくつかの実施形態では、ポリアミド（ＰＡ）は、３６０℃以下、３５０℃以下、又は３４０℃以下のＴｍを有する。いくつかの実施形態では、ポリアミド（ＰＡ）は、２９５℃～３６０℃、２９５℃～３５０℃、２９５℃～３４０℃、３００℃～３６０℃、３００℃～３５０℃、又は３００℃～３４０℃のＴｍを有する。Ｔｍは、ＡＳＴＭＤ３４１８に従って測定することができる。

いくつかの実施形態において、ポリアミド（ＰＡ）は、１，０００ｇ／モル～４０，０００ｇ／モル、例えば２，０００ｇ／モル～３５，０００ｇ／モル、４，０００～３０，０００ｇ／モル、又は５，０００ｇ／モル～２０，０００ｇ／モルの範囲の数平均分子量（「Ｍｎ」）を有し得る。数平均分子量Ｍｎは、ポリスチレン標準物質を用いて、ＡＳＴＭＤ５２９６を使用してゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ）によって測定することができる。

本明細書で説明されるポリアミド（ＰＡ）は、ポリアミド及びポリフタルアミドの合成に合わせられた任意の従来の方法によって調製することができる。好ましくは、ポリアミド（ＰＡ）は、６０重量％未満、好ましくは５０重量％未満の水の存在下で、少なくともＴｍ＋１０℃の温度（Ｔｍはポリアミド（ＰＡ）の融解温度である）までモノマーを反応させることによって（加熱することによって）調製され、ここでの重量％は反応混合物の総重量に対するものである。

本明細書で説明されるポリアミド（ＰＡ）は、例えばモノマー及びコモノマーの水溶液の熱重縮合（重縮合又は縮合とも呼ばれる）によって調製することができる。一実施形態では、ポリアミド（ＰＡ）は、反応混合物中で、少なくともＣ_４～Ｃ_１２脂肪族ジアミンと、ビス（アミノアルキル）シクロヘキサンと、テレフタル酸と、ジカルボン酸成分（Ｂ）中に存在すれば、シクロヘキサンジカルボン酸とを反応させることによって形成される。いくつかの実施形態では、反応混合物中のジアミンの総モル数は、反応混合物中のジカルボン酸の総モル数と実質的に等モルである。本明細書において、実質的に等モルとは、示されたモル数の±１５％である値を意味する。例えば、反応混合物中のジアミン及びジカルボン酸の濃度との関係において、反応混合物中のジアミンの総モル数は、反応混合物中のジカルボン酸の総モル数の±１５％である。ポリアミド（ＰＡ）は、鎖制限剤を含んでいてもよく、これはアミン部位又はカルボン酸部位と反応することができる一官能性分子であり、ポリアミド（ＰＡ）の分子量を制御するために使用される。例えば、鎖制限剤は、酢酸、プロピオン酸、安息香酸、及び／又はベンジルアミンであってもよい。触媒も使用することができる。触媒の例は、亜リン酸、オルト－リン酸、メタ－リン酸、次亜リン酸ナトリウムなどのアルカリ金属次亜リン酸塩、及びフェニルホスフィン酸である。ホスファイトなどの、安定剤も使用され得る。

ポリマー組成物（ＰＣ）
ポリマー組成物（ＰＣ）は、ポリアミド（ＰＡ）、炭素繊維の他、補強剤及び添加剤からなる群から選択される１つ以上の任意選択の成分を含有する。添加剤には、限定するものではないが、強化剤、可塑剤、着色剤、顔料（例えばカーボンブラック及びニグロシンなどの黒色顔料）、帯電防止剤、染料、潤滑剤（例えば直鎖低密度ポリエチレン、ステアリン酸カルシウム若しくはマグネシウム又はモンタン酸ナトリウム）、熱安定剤、光安定剤、難燃剤（ハロゲンを含有しない難燃剤及びハロゲン含有難燃剤の両方）、核形成剤、酸掃去剤、酸化防止剤、表面接着増強剤、シランカップリング剤、及びその他の加工助剤が挙げられる。

いくつかの実施形態において、ポリマー組成物（ＰＣ）中のポリアミド（ＰＡ）の濃度は少なくとも２０重量％、少なくとも３０重量％、又は少なくとも４０重量％である。いくつかの実施形態において、ポリマー組成物（ＰＣ）中のポリアミド（ＰＡ）の濃度は８５％以下、８０重量％以下又は７０重量％以下である。いくつかの実施形態において、ポリマー組成物（ＰＣ）中のポリアミド（ＰＡ）の濃度は２０重量％～８５重量％、３０重量％～８０重量％又は４０重量％～７０重量％である。本明細書中で用いられるとき、特に明記されない限り、重量％はポリマー組成物の総重量に対するものである。

ポリマー組成物は炭素繊維も含有する。いくつかの実施形態において、炭素繊維は、ポリアクリロニトリル（「ＰＡＮ」）系炭素繊維又はピッチ（芳香族炭化水素から構成される粘弾性材料）系炭素繊維である。実施例において実証されるように、ＰＡＮ系炭素繊維ですぐれた結果が得られた。いくつかの実施形態において、炭素繊維は標準弾性率炭素繊維又は中間弾性率炭素繊維である。標準弾性率炭素繊維は、２２７ＧＰａ～２３５ＧＰａの引張弾性率を有する。中間弾性率炭素繊維は、２８２ＧＰＡ～２８９ＧＰａの引張弾性率を有する。炭素繊維は未使用炭素繊維又は再生（使用済み又はポスト工業）炭素繊維（熱分解されるか又は過大の）であり得る。いくつかの実施形態において、炭素繊維は、少なくとも１ｍｍ、少なくとも３ｍｍ、少なくとも４ｍｍ、少なくとも５ｍｍ又は少なくとも６ｍｍの平均長さを有する。いくつかの実施形態において、ガラス繊維は、１０ｍｍ以下の平均長さを有する。いくつかの実施形態において、炭素繊維は、１ｍｍ～１０ｍｍ、３ｍｍ～１０ｍｍ、４ｍｍ～１０ｍｍ、５ｍｍ～１０ｍｍ又は更に６ｍｍ～１０ｍｍの平均長さを有する。

いくつかの実施形態において、ポリマー組成物（ＰＣ）中の炭素繊維濃度は少なくとも少なくとも１０重量％、少なくとも１５重量％又は少なくとも２０重量％である。いくつかの実施形態において、ポリマー組成物（ＰＣ）中の炭素繊維濃度は７０重量％以下、６０重量％以下又は５０重量％以下である。いくつかの実施形態において、ポリマー組成物（ＰＣ）中の炭素繊維濃度は１０重量％～７０重量％である、１５重量％～７０重量％２０重量％～７０重量％、１０重量％～６０重量％、１５重量％～６０重量％、２０重量％～６０重量％、１０重量％～５０重量％、１５重量％～５０重量％又は２０重量％～５０重量％である。

いくつかの実施形態において、ポリマー組成物（ＰＣ）は、炭素繊維の他に補強剤を含有する。強化用繊維又は充填剤とも呼ばれる、幅広く選択した補強剤をポリマー組成物（ＰＣ）に添加することができる。いくつかの実施形態において、補強剤は、無機充填剤（限定するものではないが、タルク、マイカ、カオリン、炭酸カルシウム、ケイ酸カルシウム、炭酸マグネシウムが挙げられる）、ガラス繊維、追加の炭素繊維、合成ポリマー繊維、アラミド繊維、アルミニウム繊維、チタン繊維、マグネシウム繊維、炭化ホウ素繊維、ロックウール繊維、鋼繊維及びウォラストナイトから選択される。

一般的には、補強剤は繊維補強剤又は粒状補強剤である。繊維補強剤は、平均長さが幅及び厚さの両方よりも著しく大きい長さ、幅及び厚さを有する材料を指す。一般に、そのような材料は、少なくとも５、少なくとも１０、少なくとも２０、又は少なくとも５０の、長さと、最大の幅及び厚さとの間の平均比として定義されるアスペクト比を有する。いくつかの実施形態では、繊維補強剤（例えばガラス繊維又は炭素繊維）は３ｍｍ～５０ｍｍの平均長さを有する。いくつかのそのような実施形態では、繊維補強剤は、３ｍｍ～１０ｍｍ、３ｍｍ～８ｍｍ、３ｍｍ～６ｍｍ、又は３ｍｍ～５ｍｍの平均長さを有する。代替の実施形態では、繊維補強剤は、１０ｍｍ～５０ｍｍ、１０ｍｍ～４５ｍｍ、１０ｍｍ～３５ｍｍ、１０ｍｍ～３０ｍｍ、１０ｍｍ～２５ｍｍ、又は１５ｍｍ～２５ｍｍの平均長さを有する。繊維補強剤の平均長さは、ポリマー組成物（ＰＣ）に組み込まれる前の繊維補強剤の平均長さとして理解することができ、或いはポリマー組成物（ＰＣ）中の繊維補強剤の平均長さとして理解することができる。

ガラス繊維に対して、それらは、異なったタイプのガラスを生成するように調整され得るいくつかの金属酸化物を含有するシリカ系ガラス化合物である。主な酸化物は珪砂の形態のシリカであり、カルシウム、ナトリウム及びアルミニウムなどの他の酸化物を導入して融解温度を低下させ、結晶化を妨げる。ガラス繊維をエンドレスファイバーとして又はチョップトグラスファイバーとして添加することができる。ガラス繊維は一般的に、５～２０好ましくは５～１５μｍ及びより好ましくは５～１０μｍの相当直径を有する。Ａ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｍ、Ｓ、Ｒ、Ｔガラス繊維などの全てのガラス繊維のタイプ（ＡｄｄｉｔｉｖｅｓｆｏｒＰｌａｓｔｉｃｓＨａｎｄｂｏｏｋ，２ｎｄｅｄ，ＪｏｈｎＭｕｒｐｈｙの５．２．３章、４３～４８ページに説明されている）、又はそれらの任意の混合物又はそれらの混合物を用いることができる。

Ｅ、Ｒ、Ｓ及びＴガラス繊維は本技術分野に公知である。それらはとりわけ、ＦｉｂｅｒｇｌａｓｓａｎｄＧｌａｓｓＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｗａｌｌｅｎｂｅｒｇｅｒ，ＦｒｅｄｅｒｉｃｋＴ．；Ｂｉｎｇｈａｍ，ＰａｕｌＡ．（Ｅｄｓ．），２０１０，ＸＩＶ、５章、１９７～２２５ページに説明されている。Ｒ、Ｓ及びＴガラス繊維は、ケイ素、アルミニウム及びマグネシウムの酸化物から本質的に構成されている。特に、それらのガラス繊維は典型的に６２～７５重量％のＳｉＯ２、１６～２８重量％のＡｌ２Ｏ３及び５～１４重量％のＭｇＯを含む。他方、Ｒ、Ｓ及びＴガラス繊維は１０重量％未満のＣａＯを含む。

いくつかの実施形態において、ガラス繊維は高弾性率ガラス繊維である。高弾性率ガラス繊維は、ＡＳＴＭＤ２３４３に従って測定される、少なくとも７６、好ましくは少なくとも７８、より好ましくは少なくとも８０、最も好ましくは少なくとも８２ＧＰａの弾性率を有する。高弾性率ガラス繊維の例には、限定するものではないが、Ｓ、Ｒ、及びＴガラス繊維が挙げられる。高弾性率ガラス繊維の商業的に入手可能な供給源はそれぞれＴａｉｓｈａｎ及びＡＧＹ製のＳ－１及びＳ－２ガラス繊維である。

ガラス繊維のモルフォロジーは特に限定されない。上記の通り、ガラス繊維は、円形断面（「円形ガラス繊維」）又は非円形断面（「へん平ガラス繊維」）を有することができる。適したへん平ガラス繊維の例には、限定するものではないが、卵形、楕円及び矩形断面を有するガラス繊維が挙げられる。ポリマー組成物がへん平ガラス繊維を含有するいくつかの実施形態において、へん平ガラス繊維は、少なくとも１５μｍ、好ましくは少なくとも２０μｍ、より好ましくは少なくとも２２μｍ、より一層好ましくは少なくとも２５μｍの断面最長径を有する。更に又は代わりに、いくつかの実施形態において、へん平ガラス繊維は、最大で４０μｍ、好ましくは最大で３５μｍ、より好ましくは最大で３２μｍ、より一層好ましくは最大で３０μｍの断面最長径を有する。いくつかの実施形態において、へん平ガラス繊維は、１５～３５μｍ、好ましくは２０～３０μｍ及びより好ましくは２５～２９μｍの範囲の断面の直径を有する。いくつかの実施形態において、へん平ガラス繊維は、少なくとも４μｍ、好ましくは少なくとも５μｍ、より好ましくは少なくとも６μｍ、より一層好ましくは少なくとも７μｍの断面最短径を有する。更に又は代わりに、いくつかの実施形態において、へん平ガラス繊維は、最大で２５μｍ、好ましくは最大で２０μｍ、より好ましくは最大で１７μｍ、より一層好ましくは最大で１５μｍの断面最短径を有する。いくつかの実施形態において、へん平ガラス繊維は、５～２０好ましくは５～１５μｍ及びより好ましくは７～１１μｍの範囲の断面最短径を有する。

いくつかの実施形態において、へん平ガラス繊維は、少なくとも２、好ましくは少なくとも２．２、より好ましくは少なくとも２．４、より一層好ましくは少なくとも３のアスペクト比を有する。アスペクト比は、ガラス繊維の断面最長径対同じ断面最短径の比として定義される。更に又は代わりに、いくつかの実施形態において、へん平ガラス繊維は、最大で８、好ましくは最大で６、より好ましくは最大で４のアスペクト比を有する。いくつかの実施形態において、へん平ガラス繊維は、２～６、好ましくは、２．２～４のアスペクト比を有する。ガラス繊維が円形ガラス繊維であるいくつかの実施形態において、ガラス繊維は、２未満、好ましくは１．５未満、より好ましくは１．２未満、更により好ましくは１．１未満、最も好ましくは、１．０５未満のアスペクト比を有する。もちろん、本技術分野の当業者は、ガラス繊維のモルフォロジー（例えば円形又はへん平）に関係なく、アスペクト比は、定義によって１未満であり得ないことを理解するであろう。

いくつかの実施形態において、ポリマー組成物（ＰＣ）中の補強剤（例えばガラス又は炭素繊維）の濃度は少なくとも少なくとも１０重量％、少なくとも１５重量％又は少なくとも２０重量％である。いくつかの実施形態において、ポリマー組成物（ＰＣ）中の補強剤の濃度は７０重量％以下、６０重量％以下又は５０重量％以下である。いくつかの実施形態において、ポリマー組成物（ＰＣ）中の補強剤の濃度は１０重量％～７０重量％である、１５重量％～７０重量％２０重量％～７０重量％、１０重量％～６０重量％、１５重量％～６０重量％、２０重量％～６０重量％、１０重量％～５０重量％、１５重量％～５０重量％又は２０重量％～５０重量％である。ポリマー組成物（ＰＣ）が炭素繊維及びガラス繊維を含有するいくつかの実施形態において、炭素繊維及びガラス繊維の全濃度は、前述の範囲内である。代替のこのような実施形態において、炭素繊維濃度及びガラス繊維濃度は各々、独立に上記の範囲内である。

ポリマー組成物（ＰＣ）が炭素繊維及びガラス繊維を含有するいくつかの実施形態において、炭素繊維対ガラス繊維の重量比（ポリマー組成物（ＰＣ）中の炭素繊維の重量／ポリマー組成物（ＰＣ）中のガラス繊維の重量）は少なくとも０．０５、少なくとも０．１５、少なくとも０．２、少なくとも０．５、少なくとも０．７５、又は少なくとも１である。ポリマー組成物（ＰＣ）が炭素繊維及びガラス繊維を含有するいくつかの実施形態において、炭素繊維対ガラス繊維の重量比は、４以下、３以下、２以下又は１以下である。ポリマー組成物（ＰＣ）が炭素繊維及びガラス繊維を含有するいくつかの実施形態において、炭素繊維対ガラス繊維の重量比は０．０５～４、０．０５～３、０．０５～２、０．０５～１、０．１５～４、０．１５～３、０．１５～２、０．１５～１、０．２～５、０．２～４、０．２～３、０．２～１、０．５～４、０．５～３、０．５～２、０．５～１、１～４、１～３又は１～２である。

いくつかの実施形態において、ポリマー組成物（ＰＣ）は強化剤を含有する。強化剤は、一般に低Ｔｇのポリマーであり、例えば室温未満、０℃未満又は更に－２５℃未満のＴｇを有する。その低いＴｇの結果として、強化剤は、典型的には、室温でエラストマー性である。強化剤は、官能化されたポリマー主鎖であり得る。

強化剤のポリマー主鎖は、ポリエチレン及びそれらのコポリマー、例えばエチレン－ブテン；エチレン－オクテン；ポリプロピレン及びそれらのコポリマー；ポリブテン；ポリイソプレン；エチレン－プロピレン－ゴム（ＥＰＲ）；エチレン－プロピレン－ジエンモノマーゴム（ＥＰＤＭ）；エチレン－アクリレートゴム；ブタジエン－アクリロニトリルゴム、エチレン－アクリル酸（ＥＡＡ）、エチレン－酢酸ビニル（ＥＶＡ）；アクリロニトリル－ブタジエン－スチレンゴム（ＡＢＳ）、ブロックコポリマースチレンエチレンブタジエンスチレン（ＳＥＢＳ）；ブロックコポリマースチレンブタジエンスチレン（ＳＢＳ）；メタクリレート－ブタジエン－スチレン（ＭＢＳ）タイプのコア－シェルエラストマー、又は上記の１つ以上の混合物を含むエラストマー主鎖から選択することができる。

強化剤が官能化されている場合、主鎖の官能化は、官能基を含むモノマーの共重合又は更なる成分を用いたポリマー主鎖のグラフト化に由来することができる。

官能化された強化剤の具体的な例は、とりわけ、エチレンと、アクリル酸エステルとグリシジルメタクリレートとのターポリマー、エチレンとブチルエステルアクリレートとのコポリマー；エチレンと、ブチルエステルアクリレートとグリシジルメタクリレートとのコポリマー；エチレン－無水マレイン酸コポリマー；無水マレイン酸でグラフトされたＥＰＲ；無水マレイン酸でグラフトされたスチレンコポリマー；無水マレイン酸でグラフトされたＳＥＢＳコポリマー；無水マレイン酸でグラフトされたスチレン－アクリロニトリルコポリマー；無水マレイン酸でグラフトされたＡＢＳコポリマーである。

いくつかの実施形態において、ポリマー組成物（ＰＣ）中の強化剤の濃度は少なくとも１重量％、少なくとも２重量％又は少なくとも３重量％である。いくつかの実施形態において、ポリマー組成物（ＰＣ）中の強化剤の濃度は２０重量％以下、１５重量％以下又は１０重量％以下である。いくつかの実施形態において、ポリマー組成物（ＰＣ）中の強化剤の濃度は１重量％～２０重量％、２重量％～１５重量％又は３重量％～１０重量％である。

上記の通り、ポリマー組成物（ＰＣ）は、それらの所期の使用環境において（例えば、エンジンベイ内、又はこれに十分に近接して）高温に暴露される電気物品及び電子物品に望ましくは導入される。したがって、いくつかの実施形態において、過電圧又は他の燃焼源（例えば自動車又は航空宇宙エンジンベイ用途状況における）の場合、難燃剤がポリマー組成物（ＰＣ）に望ましくは導入される。更にまた、同様な理由のために、難燃剤は好ましくは、ハロゲンを含有しない難燃剤である。

いくつかの実施形態において、ハロゲンを含有しない難燃剤は、ホスフィン酸塩（ホスフィナート）、ジホスフィン酸塩（ジホスフィナート）及びその縮合物からなる群から選択される有機リン化合物である。好ましくは、有機リン化合物は、式（Ｉ）のホスフィン酸塩（ホスフィナート）、式（ＩＩ）のジホスフィン酸塩（ジホスフィナート）及びその縮合物：

（式中、Ｒ_１、Ｒ_２は同じか又は異なっており、Ｒ_１及びＲ_２の各々は水素又は直鎖若しくは分岐Ｃ_１～Ｃ_６アルキル基であるか又はアリール基であり；Ｒ_３は直鎖若しくは分岐Ｃ_１～Ｃ_１０アルキレン基、Ｃ_６～Ｃ_１０アリーレン基、アルキル－アリーレン基、又はアリール－アルキレン基であり；Ｍはカルシウムイオン、マグネシウムイオン、アルミニウムイオン、亜鉛イオン、チタンイオン、及びそれらの組合せから選択され；ｍは２又は３の整数であり；ｎは１又は３の整数であり；及びｘは１又は２の整数である）からなる群から選択される。

好ましくは、Ｒ_１及びＲ_２は独立に、メチル、エチル、ｎ－プロピル、イソプロピル、ｎ－ブチル、ｔｅｒｔ－ブチル、ｎ－ペンチル、及びフェニルから選択され；Ｒ３はメチレン、エチレン、ｎ－プロピレン、イソプロピレン、ｎ－ブチレン、ｔｅｒｔ－ブチレン、ｎペンチレン、ｎ－オクチレン、ｎ－ドデシレン、フェニレン、ナフチレン、メチルフェニレン、エチルフェニレン、ｔｅｒｔ－ブチルフェニレン、メチルナフチレン、エチルナフチレン、ｔｅｒｔ－ブチルナフチレン、フェニルメチレン、フェニルエチレン、フェニルプロピレン、及びフェニルブチレンから選択され；及びＭはアルミニウム及び亜鉛イオンから選択される。

ホスフィナートは、有機リン化合物として好ましい。適したホスフィナートは、参照により本明細書に組み込まれる米国特許第６，３６５，０７１号明細書に説明されている。特に好ましいホスフィナートは、ホスフィン酸アルミニウム、ホスフィン酸カルシウム、及びホスフィン酸亜鉛である。ホスフィン酸アルミニウムによってすぐれた結果が得られた。ホスフィン酸アルミニウムのなかで、エチルメチルホスフィン酸アルミニウム及びジエチルホスフィン酸アルミニウム及びそれらの組合せが好ましい。ジエチルホスフィン酸アルミニウムが使用される場合、すぐれた結果が特に得られた。

いくつかの実施形態において、ポリマー組成物（ＰＣ）中のハロゲンを含有しない難燃剤の濃度は少なくとも５重量％又は少なくとも７重量％である。いくつかの実施形態において、ポリマー組成物（ＰＣ）中のハロゲンを含有しない難燃剤の濃度は２０重量％以下又は１５重量％以下である。いくつかの実施形態において、ポリマー組成物（ＰＣ）中のハロゲンを含有しない難燃剤の濃度は５重量％～２０重量％、７重量％～２０重量％、５重量％～１５重量％又は７重量％～１５重量％である。

いくつかの実施形態において、最も望ましくは、ハロゲンを含有しない難燃剤を導入する実施形態において、ポリマー組成物（ＰＣ）は、酸掃去剤を更に含有する。酸掃去剤には、限定するものではないが、シリコーン；シリカ；ベーマイト；酸化アルミニウム、酸化カルシウム酸化鉄、酸化チタン、酸化マンガン、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、酸化亜鉛、酸化モリブデン、酸化コバルト、酸化ビスマス、酸化クロム、酸化スズ、酸化アンチモン、酸化ニッケル、酸化銅及び酸化タングステンなどの金属酸化物；アルミニウム、鉄、チタン、マンガン、亜鉛、モリブデン、コバルト、ビスマス、クロム、スズ、アンチモン、ニッケル、銅及びタングステンなどの金属粉末；及びメタ硼酸バリウム、炭酸亜鉛、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム、及び炭酸バリウムなどの金属塩が挙げられる。ポリマー組成物（ＰＣ）が酸掃去剤を含有するいくつかの実施形態において、酸掃去剤の濃度は０．０１重量％～５重量％、０．０５重量％～４重量％、０．０８重量％～３重量％、０．１重量％～２重量％、０．１重量％～１重量％、０．１重量％～０．５重量％又は０．１重量％～０．３重量％である。

いくつかの実施形態において、ポリマー組成物（ＰＣ）中の全添加剤の濃度は少なくとも０．１重量％、少なくとも０．２重量％又は少なくとも０．３重量％である。いくつかの実施形態において、ポリマー組成物（ＰＣ）中の全添加剤の濃度は２０重量％以下、１５重量％以下、１０重量％以下、７重量％以下又は５重量％以下である。いくつかの実施形態において、ポリマー組成物（ＰＣ）中の全添加剤の濃度は０．１重量％～２０重量％、０．１重量％～１５重量％、０．１重量％～１０重量％、０．２重量％～７重量％又は０．３重量％～５重量％である。

いくつかの実施形態において、ポリマー組成物（ＰＣ）は、１つ以上の追加のポリマーを更に含有する。いくつかのこのような実施形態において、追加のポリマーの少なくとも１つは、脂肪族ポリアミド、半芳香族ポリアミド、より一般的には芳香族若しくは脂肪族飽和二酸と、脂肪族飽和若しくは芳香族第一級ジアミン、ラクタム、アミノ酸又はこれらの異なるモノマーの混合物との間の重縮合により得られるポリアミドなど、半結晶性又はアモルファスポリアミドである。

ポリマー組成物（ＰＣ）の調製
本発明は更に、ポリマー組成物（ＰＣ）を製造する方法に関する。方法は、ポリアミド（ＰＡ）と１つ以上の任意選択の成分（補強剤及び添加剤）とを溶融ブレンドすることを必要とする。

任意の溶融ブレンディング方法が、本発明との関連でポリマー成分と非ポリマー成分とを混合するために用いられ得る。例えば、ポリマー成分及び非ポリマー成分は、一軸スクリュー押出機若しくは二軸スクリュー押出機、撹拌機、一軸スクリュー若しくは二軸スクリューニーダー、又はバンバリーミキサー等の溶融ミキサーに供給することができ、添加するステップは、全ての成分の同時添加又はバッチ式の段階的添加であり得る。ポリマー成分及び非ポリマー成分がバッチ式で徐々に添加される場合、ポリマー成分及び／又は非ポリマー成分の一部がまず添加され、次いで十分に混合された組成物が得られるまで、その後に添加される残りのポリマー成分及び非ポリマー成分と溶融混合される。補強剤が長い物理的形状（例えば、長いガラス繊維及び連続繊維）を示す場合、補強された組成物を調製するために延伸押出成形又は引抜成形が用いられ得る。

物品及び用途
また、本発明は、ポリマー組成物を含む物品（ＰＣ）に関する。少なくとも一つには高温における改良された機械的性能及び熱エージング後の改良された機械的保持のために、それらの所期の使用中に高温及びポリオール水溶液に暴露される（例えば少なくとも３０分、１時間又は１０時間の間１２５℃、１４０℃又は１５０℃の温度に暴露される）任意の物品にポリマー組成物（ＰＣ）を望ましくは導入する。

いくつかの実施形態において、物品は、自動車部品（モーターサイクル構成部品、全地形型車両構成部品及び船舶部品など）及び航空宇宙用部品（飛行機構成部品、ヘリコプター構成部品、無人航空機構成部品、ミサイル構成部品、ロケット構成部品及び衛星部品など）からなる群から選択される。自動車部品の例としては、限定するものではないが、熱管理システムの構成要素（限定するものではないが、サーモスタットハウジング、水入口／出口バルブ、水ポンプ、水ポンプインペラ、並びにヒーターコア及びエンドキャップなど）、空気管理システム構成要素（限定するものではないが、ターボチャージャーアクチュエータ、ターボチャージャーバイパスバルブ、ターボチャージャーホース、ＥＧＲバルブ、ＣＡＣハウジング、排気ガス再循環システム、電子制御スロットルバルブ、及び熱風ダクトなど）、トランスミッション構成要素及びローンチ装置構成要素（限定するものではないが、デュアルクラッチトランスミッション、自動マニュアルトランスミッション、連続可変トランスミッション、自動トランスミッション、トルクコンバーター、デュアルマスフライホイール、パワーテイクオフ、クラッチシリンダー、シールリング、スラストワッシャー、スラストベアリング、ニードルベアリング、及びチェックボールなど）、自動車用電子部品、自動車用照明部品（限定するものではないが、モーターエンドキャップ、センサー、ＥＣＵハウジング、ボビン及びソレノイド、コネクタ、回路保護／リレー、アクチュエータハウジング、Ｌｉイオンバッテリーシステム、並びにヒューズボックスなど）、トラクションモーターとパワーエレクトロニクス構成要素（限定するものではないが、バッテリーパックなど）、燃料及び選択的触媒還元（「ＳＣＲ」）システム（限定するものではないが、ＳＣＲモジュールのハウジング及びコネクタ、ＳＣＲモジュールのハウジング及びコネクタ、燃料フランジ、ロールオーバーバルブ、クイックコネクト、フィルターハウジング、燃料レール、燃料供給モジュール、燃料ホース、燃料ポンプ、燃料インジェクターＯリング、及び燃料ホースなど）、流体システム構成要素（例えば燃料システム構成要素）（限定するものではないが、入口及び出口バルブ、並びに流体ポンプ構成要素など）、内部構成要素（例えばダッシュボード構成要素、ディスプレイ構成要素、及びシート構成要素など）、並びに構造及び軽量化構成要素（例えばギア及びベアリング、サンルーフ、ブラケット及びマウント、電気式バッテリーハウジング、熱管理構成要素、ブレーキシステム要素、並びにポンプ及びＥＧＲシステム）が挙げられる。ポリマー組成物は更に、それらが高温に暴露される（例えばエンジンベイ内の）前述の物品に望ましくは導入される。

いくつかの実施形態において、物品は、熱可塑性樹脂に適合した任意のプロセス、例えば押出、射出成形、ブロー成形、回転成形又は圧縮成形によってポリマー組成物（ＰＣ）から成形される。また、ポリマー組成物（Ｃ）は、予備成形された形状をオーバーモールドして複合構造物を作るのに使用することができる。

いくつかの実施形態において、物品は、例えばフィラメントの形態であるポリマー組成物（ＰＣ）の押出の工程を含むプロセスによって、又はポリマー組成物（ＰＣ）（この場合は粉末形態である）のレーザー焼結の工程を含むプロセスによって、ポリマー組成物（ＰＣ）から印刷することができる。

本発明は、付加製造システムにより３次元（３Ｄ）物体を製造する方法であって、ポリマー組成物（Ｃ）を含む部品材料を提供する工程と、この部品材料から３次元物体の層を印刷する工程とを含む方法にも関する。

ポリマー組成物（ＰＣ）は、それ故、３Ｄ印刷のプロセス、例えば、熱溶解積層法（「ＦＤＭ」）としても知られる、溶融フィラメント製造法に使用されるスレッド又はフィラメントの形態にあることもできる。

ポリマー組成物（ＰＣ）は、また、３Ｄ印刷のプロセス、例えば選択的レーザー焼結法（「ＳＬＳ」）に使用される、粉末、例えば実質的に球形の粉末の形態にあることができる。

ポリマー組成物（ＰＣ）の使用及び物品
本発明は、ポリマー組成物（ＰＣ）の使用又は上記のような、自動車部品又は航空宇宙用部品を製造するための物品に関する。また、本発明は、物体を３Ｄ印刷するためのポリマー組成物（ＰＣ）の使用に関する。

本実施例は、ポリアミドの合成、熱性能、及び機械的性能を実証する。

サンプルを形成するために使用した原材料は以下に示す通りである：
－ポリアミド１（「ＰＡ１」）：ＰＡ６，Ｔ／１，３－ＢＡＣ，Ｔ／６，ＣＨＤＡ／１，３－ＢＡＣ，ＣＨＤＡ（Ｔｇ＝１６５℃及びＴｍ＝３３０℃））、合成された形態
－ヘキサメチレンジアミン（７０重量％、ＡｓｃｅｎｄＰｅｒｆｏｒｍａｎｃｅＭａｔｅｒｉａｌｓより）
－１，３－ビス（アミノメチル）シクロヘキサン（ＭｉｔｓｕｂｉｓｈｉＧａｓＣｈｅｍｉｃａｌＣｏｍｐａｎｙより）
－テレフタル酸（ＦｌｉｎｔＨｉｌｌｓＲｅｓｏｕｒｃｅｓより）
－１，４－シクロヘキサンジカルボン酸（ＥａｓｔｍａｎＣｈｅｍｉｃａｌＣｏｍｐａｎｙより）
－ポリアミド２（「ＰＡ２」）：ＰＡ６Ｔ／６Ｉ（７０／３０）（ＳｏｌｖａｙＳｐｅｃｉａｌｔｙＰｏｌｙｍｅｒｓより）
－ポリアミド３（「ＰＡ３」）：ＰＡ６Ｔ／６Ｉ（７０／３０）（ＳｏｌｖａｙＳｐｅｃｉａｌｔｙＰｏｌｙｍｅｒｓより）
－ポリアミド４（「ＰＡ４」）：ＰＡ６Ｔ／６６（６５／３５）（ＳｏｌｖａｙＳｐｅｃｉａｌｔｙＰｏｌｙｍｅｒｓより
－ポリアミド５（「ＰＡ５」）：ＰＡ６Ｔ／６６（６５／３５）（ＳｏｌｖａｙＳｐｅｃｉａｌｔｙＰｏｌｙｍｅｒｓより）
－ポリアミド６（「ＰＡ６」）：ＰＡ６Ｔ／６６（５５／４５）（ＳｏｌｖａｙＳｐｅｃｉａｌｔｙＰｏｌｙｍｅｒｓより）
－ポリアミド７（「ＰＡ７」）：ＰＡ６Ｔ／６Ｉ／６６（６５／２５／１０）（ＳｏｌｖａｙＳｐｅｃｉａｌｔｙＰｏｌｙｍｅｒｓより
－強化剤：無水マレイン酸グラフト化ＳＥＢＳコポリマー（ＫＲＡＴＯＮ^ＴＭＦＧ１９０１ＧＴ、ＫｒａｔｏｎＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎより）
－熱安定剤１（「ＨＳ１」）：ＣｕＩ／ＫＩ／ステアリン酸マグネシウム（ＨＳＴｒｉｂｌｅｎｄ、ＡｊａｙＮｏｒｔｈＡｍｅｒｉｃａより）
－熱安定剤２（「ＨＳ２」）：４－（１－メチ－１－フェニルエチル）Ｎ－［４－（１－メチル－１－フェニルエチル）フェニル］アニリン（ＮＡＵＧＡＲＤ（登録商標）４４５、Ａｄｄｉｖａｎｔより）
－添加剤パッケージ１：熱安定剤、滑剤及び顔料を含有する添加剤パッケージ
－添加剤パッケージ２：酸化防止剤、熱安定剤、滑剤及び顔料を含有する添加剤パッケージ
－核形成剤：タルク（ＭｉｓｔｒｏｎＶａｐｏｒ、Ｉｍｅｒｙｓより）
－補強剤１（「ＣＦ」）：炭素繊維（ＣＦ．ＯＳ．Ｕ１－６ｍｍ、ＡｐｐｌｙＣａｒｂｏｎＳ．Ａ．／ＰｒｏｃｏｔｅｘＳ．Ａ．Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎより）
－補強剤２（「ＧＦ」）：Ｅガラス繊維（ＣｈｏｐＶａｎｔａｇｅ（登録商標）ＨＰ３６１０、日本電気硝子より）

実施例１－ＰＡ１の合成
この実施例はポリアミド１の合成を実証する。

ＰＡ１は、圧力調整弁を装着した留出物ラインを備えたオートクレーブ反応器において調製した。反応器に、４９８ｇの７０％ヘキサメチレンジアミン、１６５ｇの１，３－ビス（アミノメチル）シクロヘキサン、６３５ｇのテレフタル酸、２０ｇの１，４－シクロヘキサンジカルボン酸、３５５ｇの脱イオン水、７．２ｇの氷酢酸、及び０．３２ｇのリン酸を入れた。反応器を密閉し、窒素でパージし、２６０℃に加熱した。内圧を１２０ｐｓｉｇに維持するために、発生した蒸気をゆっくりと放出した。温度を３３５０℃に上げた。反応混合物を６０分間３３５℃に保持しながら、反応圧力を大気圧まで低下させた。ポリマーを反応器から排出し、化合物調合物の調製において使用する。

実施例２－炭素繊維充填系の機械的性能
この実施例は、炭素繊維を含有するポリマー組成物の機械的性能を実証する。

機械的性能を実証するために、ポリマー樹脂（ＰＰＡ１、ＰＰＡ２又はＰＰＡ３のいずれか）を様々な成分と押出機内で溶融ブレンドすることによってポリマー組成物を形成した。次に、ポリマー組成物を試験試料に成形した。以下の呼称寸法：１７０ｍｍの全長、７５ｍｍのゲージ長、８０ｍｍの平行部の長さ、１０ｍｍの平行部の幅、２０ｍｍのグリップ部の幅、及び４ｍｍの厚さを有するダンベル形のＩＳＯタイプ１Ａ引張試験片でＩＳＯ５２７－２に従って引張弾性率及び引張強さを測定した。引張弾性率及び引張強さを２３℃～１５０℃の試験温度で測定した。表１及び２は、それぞれ試料パラメーター及び引張特性を示す。表において、「Ｅ」は、実施例を意味し、「ＣＥ」は反例を意味する。表１（及び表３）の全ての値は重量％で記録される。

表２を参照して、ＰＡ１から形成される試料は予想外に、ＰＡ２、ＰＡ４、ＰＡ６及びＰＡ７から形成される試料に対して著しく改良された引張弾性率及び高温における強度を有した。例えば、引張弾性率に関して、Ｅ１は、１２５℃、１４０℃及び１５０℃においてＣＥ１～ＣＥ４の引張弾性率に対して著しくより硬質（より高い引張弾性率）であった。同様な結果が引張強さについて得られた。とりわけ、Ｅ１とＣＥ２～ＣＥ４との比較は、直鎖脂肪族ジカルボン酸、アジピン酸の導入に対して、脂環式ジアミンビス（アミノアルキル）シクロヘキサン及び脂環式ジカルボン酸シクロヘキサンジカルボン酸の導入によって改良された引張弾性率及び高温における強度を実証した。ＣＥ１とＣＥ２との比較は、芳香族ジカルボン酸イソフタル酸の導入に対して同様な改良を実証する。室温（２３℃）において、Ｅ１の引張弾性率及び強度がＣＥ１～ＣＥ４の引張弾性率及び強度と同じか又はより低いので、表２に示される結果は特に驚くべきである。結果は、Ｅ１が高温においてすぐれた機械的性能を有し、それらの所期の用途状況において（例えばエンジンベイにおいて）高温に暴露される構造物品によく適していることを実証する。

機械的性能の保持率も実証された。機械的性能の保持率を実証するために、試験試料は、それらを炉（空気雰囲気）内に置き、２００℃で５００時間の間加熱することによって熱エージングされた。引張強さを上記のように測定したが、しかし室温（２３℃）において、熱エージングの前（「成形しただけ」）及び後に測定した。表３は熱エージング試験の結果を示す。

表３を参照して、ＰＡ１から形成される試料は驚くべきことに、ＰＡ２、ＰＡ４、ＰＡ６及びＰＡ７から形成される試料に対して改良された熱エージング後の引張強さ、並びに引張強さ保持率を有した。また、高温における機械的性能に関して上記の通り、Ｅ１とＣＥ２～ＣＥ４との比較は、直鎖脂肪族ジカルボン酸アジピン酸の導入に対して、脂環式ジアミンビス（アミノアルキル）シクロヘキサン又は脂環式ジカルボン酸シクロヘキサンジカルボン酸の導入によって改良された引張弾性率及び強度を実証した。ＣＥ１とＣＥ２との比較は、芳香族ジカルボン酸イソフタル酸の導入に対して同様な改良を実証する。

実施例３－炭素繊維及びガラス繊維充填系の機械的性能
この実施例は、炭素繊維とガラス繊維との組合せを含有するポリマー組成物の機械的性能を実証する。

機械的性能を実証するために、ポリマー樹脂（ＰＡ１、ＰＡ３、ＰＡ５、ＰＡ６、又はＰＡ７のどれか）と様々な成分とを押出機内で溶融ブレンドすることによってポリマー組成物を形成した。次に、ポリマー組成物を試験試料に成形した。引張弾性率及び引張強さを２３℃～１５０℃の試験バー温度で上記のように測定した。表４及び５はそれぞれ、試料パラメーター及び引張特性を示す。表４の値は重量％で記録される。

表５を参照して、ＰＡ１から形成される試料は予想外に、ＰＡ３、ＰＡ５、ＰＡ６及びＰＡ７から形成される試料に対して著しく改良された引張弾性率及び高温における強度を有した。例えば、引張弾性率に関して、Ｅ２は、ＣＥ６～ＣＥ８の引張弾性率に対して、１２５℃、１４０℃及び１５０℃で著しくより硬質（より高い引張弾性率）であった。同様な結果が引張強さについて得られた。とりわけ、Ｅ２とＣＥ６～ＣＥ８との比較は、直鎖脂肪族ジカルボン酸アジピン酸の導入に対して、脂環式ジアミンビス（アミノアルキル）シクロヘキサン又は脂環式ジカルボン酸シクロヘキサンジカルボン酸の導入によって改良された引張弾性率及び強度を実証した。Ｅ２とＣＥ５との比較は、芳香族ジカルボン酸イソフタル酸の導入に対して同様な結果を実証する。室温（２３℃）においてＥ２の引張弾性率及び強度はＣＥ５～ＣＥ８の引張弾性率及び強度よりもわずかに高いか又は低いので、表５に示される結果は特に驚くべきである。結果は、Ｅ２が高温においてすぐれた機械的性能を有し、それらの所期の用途状況において（例えばエンジンベイにおいて）高温に暴露される構造物品によく適していることを実証する。

上記の実施形態は、例示的であり、限定的でないことが意図される。更なる実施形態は、本発明の概念内である。加えて、本発明は特定の実施形態に関連して記載されているが、当業者は、変更が本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく形式上及び詳細になされ得ることを認める。上記の文書の参照によるいかなる援用も、本明細書での明確な開示に反している主題はまったく援用されないように限定される。

Claims

－ポリアミド（ＰＡ）と、
－炭素繊維と
を含むポリマー組成物（ＰＣ）であって、
－前記ポリアミド（ＰＡ）が、
－２０モル％～９５モル％のＣ_４～Ｃ_１２脂肪族ジアミンと、
－５モル％～８０モル％のビス（アミノアルキル）シクロヘキサンと
を含み、これらのモル％がジアミン成分中の各ジアミンの総モル数に対するものであるジアミン成分（Ａ）；並びに
－３０モル％～１００モル％のテレフタル酸と、
－０モル％～７０モル％のシクロヘキサンジカルボン酸と
を含み、これらのモル％がジカルボン酸成分中の各ジカルボン酸の総モル数に対するものであるジカルボン酸成分（Ｂ）
を含む反応混合物中のモノマーの重縮合により誘導される、ポリマー組成物（ＰＣ）。
前記Ｃ_４～Ｃ_１２脂肪族ジアミンが、１，４－ジアミノブタン、１，５－ジアミノペンタン、２－メチル－１，５－ジアミノペンタン、１，６－ジアミノヘキサン、３－メチルヘキサメチレンジアミン、２，５－ジメチルヘキサメチレンジアミン、２，２，４－トリメチル－ヘキサメチレンジアミン、２，４，４－トリメチル－ヘキサメチレンジアミン、１，７－ジアミノヘプタン、１，８－ジアミノオクタン、２，２，７，７－テトラメチルオクタメチレンジアミン、１，９－ジアミノノナン、２－メチル－１，８－ジアミノオクタン、５－メチル－１，９－ジアミノノナン、１，１０－ジアミノデカン、１，１１－ジアミノウンデカン、及び１，１２－ジアミノドデカンからなる群から選択され；好ましくはＣ_４～Ｃ_１２脂肪族ジアミンが１，６－ジアミノヘキサンである、請求項１に記載のポリマー組成物（ＰＣ）。
前記ビス（アミノアルキル）シクロヘキサンが、１，３－ビス（アミノメチル）シクロヘキサン又は１，４－ビス（アミノメチル）シクロヘキサンである、請求項１又は２に記載のポリマー組成物（ＰＣ）。
前記ジカルボン酸成分（Ｂ）が、前記ジカルボン酸成分中の各ジカルボン酸の総モル数に対して１モル％～７０モル％のシクロヘキサンジカルボン酸、好ましくは１，４－シクロヘキサンジカルボン酸を含む、請求項１～３のいずれか一項に記載のポリマー組成物（ＰＣ）。
前記ビス（アミノアルキル）シクロヘキサンが１，３－ビス（アミノメチル）シクロヘキサンであり、及び前記シクロヘキサンジカルボン酸が１，４－シクロヘキサンジカルボン酸である、請求項１～４のいずれか一項に記載のポリマー組成物（ＰＣ）。
ポリアミド（ＰＡ）濃度が、前記ポリマー組成物（ＰＣ）の総重量を基準として２０重量％～８５重量％である、請求項１～５のいずれか一項に記載のポリマー組成物。
炭素繊維濃度が、前記ポリマー組成物の総重量を基準として１０重量％～７０重量％である、請求項１～６のいずれか一項に記載のポリマー組成物（ＰＣ）。
ガラス繊維を含む、請求項１～７のいずれか一項に記載のポリマー組成物（ＰＣ）。
ガラス繊維濃度が１０重量％～７０重量％である、請求項８に記載のポリマー組成物（ＰＣ）。
前記炭素繊維対前記ガラス繊維の重量比が０．０５～４、好ましくは０．１５～４である、請求項８又は９に記載のポリマー組成物（ＰＣ）。
少なくとも２０ＧＰａの１２５℃における引張弾性率及び少なくとも１２ＧＰａの１５０℃における引張弾性率を有する、請求項１～１０のいずれか一項に記載のポリマー組成物（ＰＣ）。
少なくとも１４０ＭＰａの１２５℃における引張強さ及び少なくとも１００ＭＰａの１５０℃における引張弾性率を有する、請求項１～１１のいずれか一項に記載のポリマー組成物（ＰＣ）。
少なくとも８０％の引張強さ保持率を有する、請求項１～１２のいずれか一項に記載のポリマー組成物（ＰＣ）。
少なくとも８０％の熱エージング後の引張強さを有する請求項１～１３のいずれか一項に記載のポリマー組成物（ＰＣ）であって、熱エージングが、前記ポリマー組成物（ＰＣ）を２００℃で５００時間加熱することを含む、ポリマー組成物（ＰＣ）。
自動車部品又は航空宇宙用部品である、請求項１～１４のいずれか一項に記載のポリマー組成物（ＰＣ）を含む物品。