MX2008007784A - Pulpa de poliarenazol/termoplastica y metodos para hacer la misma - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a pulpa termoplástica y poliarenazol para uso como material de refuerzo en productos incluyendo por ejemplo materiales de sellado de fluido, como un auxiliar de proceso incluyendo su uso como tixotropo, y como un material de filtro. La pulpa comprende (a) estructuras fibrosas de fibra termoplástica formada irregularmente, (b) estructuras fibrosas de poliarenazol formada irregularmente y (c) agua, por ello las fibrillas de fibra termoplástica y/o tallos se enredan substancialmente con fibrillas de poliarenazol y/o tallos. La invención se refiere además a procesos para hacer tal pulpa termoplástica y poliarenazol.

Description

PULPA DE POLIARENAZOL/TERMOPLASTICA Y MÉTODOS PARA HACER LA MISMA CAMPO DE LA INVENCIÓN Esta invención se refiere a la pulpa termoplástica y de poliarenazol para uso como un material de refuerzo en productos que incluyen por ejemplos materiales de sellados de fluidos, como un auxiliar de procesamiento incluyendo su uso como un tixotropo, y como un material filtro. La invención además se refiera a procesos para hacer tal pulpa.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Los materiales de refuerzo fibrosos y no fibrosos se han usado por muchos años en productos de sellado de fluidos y otros productos de plástico o hule. Los materiales de refuerzo típicamente deberán exhibir desgaste y resistencia al calor. Las fibras de asbesto se han usado históricamente como materiales de refuerzo, pero debido a los riesgos para la salud, los reemplazos se han hecho o se proponen. Sin embargo, muchos de estos reemplazos no se desempeñan tan bien como el asbesto en una u otra manera. La descripción de investigación 74-75, publicada en Febrero de 1980, describe la manufactura de la pulpa hecha de fibras de para-aramida de la marca KEVLAR® fibrilada de Ref. : 192887 longitudes variables y el uso de tal pulpa como un material de refuerzo en diversas aplicaciones. Esta publicación describe que la pulpa hecha de fibras de para-aramida de la marca KEVLAR® puede usarse en solo productos de hojas o en combinación con fibras de otros materiales, tales como meta-aramida de la marca NOMEX®, pulpa de madera, algodón y otros celulósicos naturales, rayón, poliéster, pol olefma, nylon, politetrafluoroetileno, asbestos y otros minerales, fibra de vidrio y otros, cerámicas, acero y otros materiales y carbono. La publicación también describe el uso de la pulpa de fibra de para-aramida de la marca KEVLAR® sola o con fibra corta de para-aramida de la marca KEVLAR®, en materiales de fricción para reemplazar una fracción del volumen del asbesto con el resto del volumen de asbesto reemplazado por rellenos u otras fibras. La publicación de solicitud de patente de E.U.A. 2003/0022961 (para Kusaka et al.) describe los materiales de fricción hechos de un modificador de fricción, un aglutinante y un refuerzo fibroso hecho de una mezcla de (a) una pulpa seca de aramida y (b) pulpa de aramida húmeda, pulpa de madera o pulpa de fibra acrílica. La pulpa de aramida seca se define como una pulpa de aramida obtenida por "el método de fibrilacion seco". El método de fibrilación seco es moler en seco las fibras de aramida entre un cortador rotatorio y un tamiz para preparar la pulpa. La pulpa de aramida húmeda se define como una pulpa de aramida obtenida por "el método de fibplación húmedo". El método de fibplación húmedo es moler las fibras de aramida cortas en agua entre dos discos rotatorios para formar fibras fibriladas y luego deshidratar las fibras fibriladas, esto es, la pulpa. Kusaka et al., describen además un método de mezclas fibras fibriladas por primero mezclar los tipos plurales de fibras orgánicas que fibplan a una relación definida y luego fibplan la mezcla para producir una pulpa. El polímero de polipindobisimidazol es un polímero de columna rígido. La fibra se hace a partir de este polímero (tal como la composición del polímero de la cual se refiere como PIPD y es conocida como el polímero usado para hacer la fibra M5®) es conocida para ser útil en cortar y resistente al fuego como trajes de protección. Las fibras de polímero de columna rígida tienen enlaces de hidrógeno fuertes entre las cadenas del polímero, por ejemplo, polipipdobis midazoles, se describe en la Patente de E.U.A. No. 5,674,969 para Sikkema et al. Un ejemplo de un polipindobisimidazol es poli (1, 4- (2, 5-d?h?drox?) fen?leno-2, 6-p?ndo[2,3-d:5,6-d' ] bisimidazol ) , el cual puede prepararse por la condensación de polimerización de tetraaminopipdina y 2,5-dihidroxitereftalico en ácido polifosfórico . Sikkema describe que la pulpa puede hacerse de estas fibras. Sikkema también describe que en hacer uno o dos objetos dimensionales, tales como fibras, películas, cintas y similares, se desea que los polipiridobisimidazoles tengan un peso molecular alto correspondiente a una viscosidad relativa ("Vrel" o "hrel") de al menos alrededor de 3.5, preferiblemente al menos alrededor de 5 y más particularmente igual a o más alto que alrededor de 10, cuando se mide una concentración del polímero de 0.25 g/dl en acido metan sulfon co a 25°C. Sikkema también describe que los buenos resultados de hilado de fibra se obtienen con poli [p?r?dob?s?m?dazol-2 , 6-d??l (2 , 5-dihidroxi-p-fenilenmo) ] que tienen viscosidad relativa mayor que alrededor de 12 y que la viscosidad relativa de sobre 50 (correspondiente a la viscosidad mayor de alrededor de 15.6 dl/g) pueden llevarse a cabo. Existe una necesidad actual para proporcionar pulpas alternativas que tengan buen desempeño en los productos y que tengan bajo costo. A pesar de que numerosas propuestas describen un costo inferior alternativo para los materiales de refuerzo, muchos de estos productos propuestos no desempeñan adecuadamente el uso, cuestan significativamente más que los productos actualmente comerciales, o tienen otros atributos negativos. Tales como, sigue habiendo una necesidad para los materiales de refuerzo que exhiben alto desgaste y resistencia al calor y que son comparables o menos costosos que los otros materiales de refuerzo comercialmente disponibles.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN Una modalidad de esta invención se refiere a una pulpa para uso como material de refuerzo o procesamiento, que comprende : (a) una estructura de fibra termoplástica fibrilada irregularmente formada, la estructura siendo 60 hasta 97% en peso de los sólidos totales; (b) una estructura fibrosa de poliarenazol fibrilada irregularmente formada siendo 3 hasta 40% en peso de los sólidos totales; y ( c ) agua , las estructuras de la fibra termoplástica de poliarenazol tienen una dimensión máxima promedio de no más de 5 mm, un promedio ponderado de longitud de no más de 1.3 mm, y tallos y fibrillas donde las fibrillas termoplásticas y/o tallos substancialmente enredados con fibrillas y/o tallos de poliarenazol. Otra modalidad de esta invención es un proceso para hacer una pulpa de poliarenazol y termoplástica de fibrillas para uso como material de refuerzo, que comprende: (a) combinar los ingredientes de la pulpa incluyendo: (1) la fibra termoplástica que puede fibrilarse y tiene una longitud promedio de no más de 10 cm y es 60 hasta 97% en peso de los sólidos totales en los ingredientes; (2) la fibra de poliarenazol de columna rígida tiene un promedio de longitud de no más de 10 cm y es 3 hasta 40% en peso de los sólidos totales en los ingredientes; y (3) el agua es 95 hasta 99% en peso de los ingredientes totales; (b) mezclar los ingredientes a una mezcla espesa substancialmente uniforme; (c) co-refinar la mezcla espesa simultáneamente: (1) fibrilar, cortar y triturar la fibra termoplástica fibrilada y la fibra de poliarenazol para estructuras de fibras fibriladas irregularmente formadas con tallos y fibrillas; y (2) dispersar todos los sólidos tal que la mezcla espesa refinada sea substancialmente uniforme; y (d) remover el agua de la mezcla espesa refinada, así produciendo una pulpa termoplástica fibrilada y de poliarenazol con las estructuras fibrosas de poliarenazol y termoplásticas fibriladas que tienen una dimensión máxima promedio de no más de 5 mm, una longitud promedio de peso-longitud de no más de 1.3 mm, y las fibrillas y/o tallos termoplásticos fibrilados están substancialmente enredados con las fibrillas y/o tallos de poliarenazol. Todavía otra modalidad de esta invención es un proceso para hacer una pulpa de poliarenazol y termoplástica fibrilada para uso como material de refuerzo y de procesamiento, que comprende: (a) combinar los ingredientes incluyendo agua y una primera fibra del grupo que consiste de: (1) fibra termoplástica que puede fibrilarse siendo 60 hasta 97% en peso de los sólidos totales en la pulpa; y (2) la fibra de poliarenazol de columna rígida es 3 hasta 40% en peso de los sólidos totales en la pulpa; (b) mezclar los ingredientes combinados a una suspensión substancialmente uniforme; (c) refinar la suspensión en un refinador de disco por ello se corta la fibra para tener una longitud promedio de no más de alrededor de 10 cm y fibrilar y triturar al menos alguna de las fibras para las estructuras fibrosas fibriladas irregularmente formadas; (d) combinar ingredientes incluyendo la suspensión refinada, la segunda fibra del grupo de (a) (1 y 2) tiene una longitud de promedio de no más 10 cm, y agua, si es necesario, para incrementar la concentración de agua a 95-99% en peso de los ingredientes totales; (e) mezclar los ingredientes, si es necesario, para formar una suspensión substancialmente uniforme; (d) co-refinar la suspensión mezclada al simultáneamente : (1) fibrilar, cortar y triturar los sólidos en la suspensión tal que todo o substancialmente todo de la fibra termoplástica y poliarenazol se convierte a las estructuras fibrosas de poliarenazol y termoplásticas fibriladas irregularmente formadas con tallos y fibrillas; y (2) dispersar todos los sólidos tal que la mezcla espesa refinada es substancialmente uniforme; y (f) remover el agua de la mezcla espesa refinada, por ello producir una pulpa de poliarenazol y termoplástica con las estructuras fibrosas de poliarenazol y termoplástica fibrilada que tienen una dimensión máxima promedio de no más de 5 mm, una longitud promedio ponderado de longitud de no más de 1.3 mm, y las fibrillas termoplásticas y/o tallos se enredan substancialmente con las fibrillas y/o tallos de poliarenazol. En algunas modalidades esta invención se dirige además a un material de sellado de fluido, que comprende un aglutinante y un material de refuerzo fibroso que comprende la pulpa de la presente invención. En otras modalidades esta invención se dirige a un tixotropo o un filtro que comprende la pulpa de la presente invención.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS La invención puede ser más completamente comprensible de la siguiente descripción detallada de la misma en conexión con las figuras acompañadas descritas como sigue. La figura 1 es un diagrama de bloques del aparato para llevar a cabo un proceso húmedo para hacer la pulpa "húmeda" de conformidad con la presente invención. La figura 2 es un diagrama de bloques del aparato para llevar a cabo un proceso seco para hacer la pulpa "seca" de conformidad con la presente invención. La figura 3 es una micrográfica óptica digital del material del arte previo que se hace cuando la fibra termoplástica se refina sin ninguna fibra de poliarenazol (PBO) presente. La figura 4 es una micrográfica óptica digital de la fibrilación de la fibra PBO después del refinado. La figura 5 es una micrográfica óptica digital de la fibrilación de una modalidad de PBO y fibra acrílica después del co-refinado. La figura 6 es una micrográfica óptica digital de la fibrilación de otra modalidad de PBO y fibra de polipropileno después del co-refinado. La figura 7 es una micrográfica óptica digital de la fibrilación de aún otra modalidad de PBO y fibra de polipropileno después del co-refinado.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Glosario Antes de que la invención se describa, es útil definir ciertos términos en el siguiente glosario que deberá tener el mismo significado a través de la descripción al menos de que se indique de otra manera.

"Fibra" significa una unidad relativamente flexible de la materia que tiene una alta relación de longitud al ancho a través de su sección transversal perpendicular a su longitud. En la presente, el término "fibra" se usa intercambiablemente con el término "filamento" o "extremidad". La sección transversal de los filamentos descrita en la presente puede ser cualquier forma, pero son típicamente en forma circular o de fríjol. La fibra hilada en un carrete en un paquete se refiere como la fibra continua o filamento continuo o hilados de filamento continuo. La fibra puede cortarse en longitudes cortas llamadas fibras básicas. La fibra puede cortarse en aun longitudes más pequeñas llamadas copo. Los hilos, hilos multifilamentos o cuerdas comprenden una pluralidad de fibras. El hilo puede ser entrelazado y/o retorcido. "Fibrilla" significa una fibra pequeña que tiene un diámetro pequeño como una fracción de un micrómetro a pocos micrómetros y tiene una longitud de alrededor de 10 hasta 100 micrones. La fibrillas generalmente se extienden del tronco principal de un fibra larga que tienen un diámetro a partir de 4 hasta 50 micrómetros. La fibrillas actúan como ganchos o sujetadoras para atrapar y capturar material adyacente, algunas fibrillas de la fibra pero otros no o no efectivamente fibrilados y para propósitos de sus definición tales fibras no se fibrilan.

"Estructuras de fibras fibpladas" significan partículas de material que tienen un tallo y fibrillas extendidas de los mismos en donde el tallo es generalmente en columna y alrededor de 10 hasta 50 micrones en diámetro y la fibrillas son miembros tipo cabello solamente de una fracción de un micrón o algunos micrones en diámetro enlazados al tallo y alrededor de 10 hasta 100 micrones en longitud . "Copo" significa longitudes cortas de la fibra, más cortos que la fibra corta. La longitud del copo es alrededor de 0.5 hasta alrededor de 15 mm y un diámetro de 4 hasta 50 micrómetros, preferiblemente teniendo una longitud de 1 hasta 12 mm y un diámetro de 8 hasta 40 micrómetros. El copo tiene menos de alrededor de 1 mm no se agrega significativamente a la fuerza del material en al cual este se usa. El copo o fibra que es más de alrededor de 15 mm a meno no tiene su función debido a que la fibras individuales pueden llegar a enredarse y no pueden adecuadamente y uniformemente distribuirse a través del material o mezcla espesa. Un copo de aramida se hace por cortar fibras de aramida en longitudes cortas sin importante o cualquier fibrilación, tal como aquellos preparados por los procesos descritos en la Patente de E.U.A. Nos. 3,063,966, 3,133,138, 3,767, 756 y 3,869,430.

Longitud "aritmética" significa la longitud calculada de la siguiente fórmula: S[(Cada longitud de pulpa individual)] Longitud aritmética = ?tconteo de pulpa individual] Longitud "promedio peso-longitud" en la longitud significa la longitud calculada de la siguiente formula: S[(Cada longitud de pulpa individual)2] Longitud promedio long?tud-peso= S[Cada longitud de pulpa individual] Longitud "Promedio de peso-peso" significa la longitud calculada de la siguiente formula: S[(Cada longitud de pulpa individual)3] Longitud promedio de peso-peso= S[(Cada longitud de pulpa individual)2] La "dimensión máxima" de un objeto significa la distancia recta entre los dos puntos mas distales uno al otro en el objeto. La "fibra corta" puede hacerse por cortar filamentos en longitudes de no mas de 15 cm, preferiblemente 3 hasta 15 cm; y mas preferiblemente 3 hasta 8 cm. La fibra corta puede ser recta (esto es, no rizada) o el rizado tiene una forma de diente rizada a los largo de su longitud, con cualquier rizado (o repite una curva) de frecuencia. Las fibras pueden presentarse en forma no cortada, o cortada o de otra manera pretratada (por ejemplo, pre-estirada o tratada por calor) .

Esta invención se dirige a la pulpa de fibra termoplástica y de poliarenazol que tiene uso como material de refuerzo, materiales de sellado de fluido, auxiliares de procesamiento y filtros, y los materiales que incorporan esta pulpa. La invención también se dirige a los procesos para hacer una pulpa de fibra termoplástica y de poliarenazol.

I . Primera Modalidad del Proceso Inventivo En una primera modalidad, el proceso para hacer una pulpa de fibra termoplástica y de poliarenazol comprende las siguientes etapas. Primero, los ingredientes de la pulpa se combinan, agregar o se ponen en contacto juntos. Segundo, los ingredientes de la pulpa combinados se mezclan a una mezcla espesa substancialmente uniforme. Tercero, la mezcla espesa se refina simultáneamente o co-refina. Cuatro, el agua se remueve de la mezcla espesa refinada.

Etapa de Combinación En la etapa de combinación, los ingredientes de la pulpa se agregan preferiblemente juntos en un recipiente. En una modalidad preferida los ingredientes de la pulpa incluyen (1) fibra termoplástica, (2) fibra de poliarenazol, (3) opcionalmente otros aditivos y (4) agua.

Fibra Termoplástica La fibra termoplástica se agrega a una concentración de 60 hasta 97% en peso de los sólidos totales en los ingredientes y preferiblemente 60 hasta 75% en peso de los sólidos totales en los ingredientes. La fibra termoplástica preferiblemente tiene una longitud promedio de no más de alrededor de 10 cm, más preferiblemente 0.5 hasta 5 cm, y más preferiblemente 0.6 hasta 2 cm. La fibra termoplástica también tiene una densidad lineal de no más de alrededor de 10 dtex. Previo al combinar los ingredientes de la pulpa juntos, cualquiera de las fibras termoplásticas en la forma de filamentos continuos pueden cortarse en fibras más cortas, tales como fibras cortas o copo .

Polímero de fibra termoplástica Por fibra termoplástica significa que estas fibras se hacen de polímeros termoplásticos. Los polímeros termoplásticos cuando se calientan, fluyen de manera de un líquido altamente viscoso; pueden ser solidificadas al enfriar y recalentar para volver a un estado líquido. Los polímeros adecuados para uso en hacer la fibra termoplástica deben ser de peso molecular que forma fibra con objeto de formarse en fibras. Los polímeros pueden incluir homopolímeros, copolímeros, y mezclas de los mismos. Los polímeros termoplásticos típicos pueden hacerse para flujo y de solidificación reversiblemente al tiempo y nuevamente al tiempo al calentar y enfriar subsecuentemente. En los polímeros termoplásticos en estado líquido viscoso calentado pueden formarse en fibras y otras estructuras formadas. El polímero líquido se enfría luego típicamente para solidificar las fibras y estructuras formadas. En una modalidad más preferida, la fibra termoplástica útil en esta invención incluye polímeros termoplásticos basados en poliolefinas y poliésteres. Las poliolefmas representativas incluyen polipropilenos, polietilenos, y mezclas de los mismos, y además las poliolefinas de cadena superior pueden usarse. Los poliésteres representativos incluyen tereftalatos de polietileno, naftalatos de polietileno y mezclas de los mismos, y además otros de la familia de poliésteres pueden usarse. Otras fibras termoplásticas útiles en esta invención incluyen, pero no se limitan a, fibras de polímeros cristalinos líquidos termotrópicos, fibras de poliamidas alifáticas, fibras de fluoropolímeros, y fibras de alcohol polivinilo.

Fibra de Poliarenazol La fibra de Poliarenazol se agrega a una concentración de 3 hasta 40 % de peso de los sólidos totales en los ingredientes, y preferiblemente 25 hasta 40 % de peso de los sólidos totales en los ingredientes. La fibra de Poliarenazol preferiblemente tiene una densidad lineal de no más de 10 dtex y más preferiblemente 0.8 hasta 2.5 dtex. La fibra de poliarenazol preferiblemente también tiene un promedio de longitud a lo largo se sus ejes longitudinales de no más de 10 cm, más preferiblemente un promedio de longitud de 0.65 hasta 2.5 cm, y más preferiblemente un promedio de longitud de 0.65 hasta 1.25 cm.

Polímero de Poliarenazol Los Polímeros adecuados para uso en la elaboración de la fibra de poliarenazol deben ser de peso molecular formador de fibra con objeto de ser en forma de fibras. Los polímeros pueden incluir homopolímeros, copolímeros, y mezclas de los mismos. Como se define en la presente, "poliarenazol" se refiere a polímeros que tienen ya sea: un anillo heteroaromático fusionado con un grupo aromático adyacente (Ar) de estructura de unidad repetida (a) : (a) con N siendo un átomo de nitrógeno y Z siendo un azufre, oxígeno, o grupo NR con R siendo hidrógeno o un alquilo substituido o no substituido o arilo enlazado a N; o dos anillos heteroaromáticos cada uno fusionado a un grupo aromático común (Ar1) de ya sea de las estructuras de unidad repetida (bl o b2) : b1 b2 en donde N es un átomo de nitrógeno y B es un oxígeno, azufre, o grupo NR, en donde R es hidrógeno o un alquilo substituido o no substituido o arilo enlazado a N. El número de las estructuras de unidad repetidas representado por las estructuras (a), (bl), y (b2) no es crítico. Cada cadena de polímero típicamente tiene de alrededor de 10 hasta alrededor de 25,000 unidades repetidas. Los polímeros de poliarenazol incluyen polímeros de polibenzazol y/o polímeros de polipiridazol . En ciertas modalidades, los polímeros de polibenzazol comprenden polímeros de polibenzimidazol o polibenzobisimidazol . En ciertas otras modalidades, los polímeros de polipiridazol comprenden polímeros de polipiridobisimidazol o polipiridoimidazol . En ciertas modalidades preferidas, los polímeros son de un tipo de polibenzobisimidazol o polipiridobisimidazol.

En la estructura (bl) y (b2), Y es un grupo aromático, heteroaromático, alifático, o nil; preferiblemente un grupo aromático; más preferiblemente un grupo aromático de seis miembros de átomos de carbono. Todavía más preferiblemente, el grupo aromático de seis miembros de átomos de carbono (Y) tiene ligaduras orientadas para con dos grupos hidroxilos substituidos; incluso más preferiblemente 2 , 5-dihidroxi-para-fenileño . En las estructuras (a), (bl), o (b2), Ar y Ar1 cada uno representa cualquier grupo aromático o heteroaromático. El grupo aromático o heteroaromático puede ser un sistema policíclico fusionado o no fusionado, pero es preferiblemente un anillo de seis miembros sencillo. Más preferiblemente, el grupo Ar o Ar1 es preferiblemente heteroaromático, en donde un átomo de nitrógeno se substituye por uno de los átomos de carbono del sistema del anillo o Ar o Ar1 pueden contener solamente átomos del anillo de carbono. Todavía más preferiblemente, el grupo Ar o Ar1 es heteroaromático. Como en la presente se define, "polibenzazol" se refiere al polímero de poliarenazol que tiene estructura repetida (a), (bl), o (b2) en donde el grupo Ar o Ar1 es un anillo aromático de seis miembros sencillo de átomos de carbono. Preferiblemente, los polibenzazoles incluyen una clase de polibenzazoles de linaje rígido que tienen la estructura (bl) o (b2); más preferiblemente polibenzazoles de linaje rígido que tienen la estructura (bl) o (b2) con un anillo aromático carbocíclico de seis miembros Ar1. Tales polibenzazoles preferidos incluyen, pero no se limitan a polibenzimidazoles (B=NR) , polibenztiazoles (B=S) , polibenzoxazoles (B=0) , y mezclas o copolímeros de los mismos. Cuando el polibenzazol es un polibenzimidazol, preferiblemente es poli (benzo [1 , 2-d: 4 , 5-d' ] bisimidazol-2 , 6-diil-l , 4-fenileno) . Cuando el polibenzazol es un polibenztiazol , preferiblemente es poli (benzo [l,2-d:4,5-d' ]bistiazol-2 , 6-diil-l, 4-fenileno) . Cuando el polibenzazol es un polibenzoxazol , preferiblemente es poli (benzo [l,2-d:4,5-d' ]bisoxazol-2 , 6-diil-l , 4-fenileno) .

Como en la presente se define, "polipiridazol" se refiere al polímero de poliarenazol que tiene estructura repetida (a) , (bl) , o (b2) en donde el grupo Ar o Ar1 es un anillo aromático de seis miembros sencillo de cinco átomos de carbono y un átomo de nitrógeno. Preferiblemente, estos polipiridazoles incluyen una clase de polipiridazoles de linaje rígido que tienen la estructura (bl) o (b2), más preferiblemente polipiridazoles de linaje rígido que tienen la estructura (bl) o (b2) con anillo aromático heterocíclico de seis miembros Ar1. tales polipiridazoles más preferidos incluyen, pero no se limitan a polipiridobisimidazol (B=NR) , polipiridobistiazol (B=S) , polipiridobisoxazol (B=0) , y mezclas o copolímeros de los mismos. Aún más preferible, el polipiridazol es un polipiridobisimidazol (B=NR) de la estructura: en donde N es un átomo de nitrógeno y R es hidrógeno o un alquilo substituido o no substituido o arilo enlazado a N, preferiblemente en donde R es H. El número promedio de unidades repetidas de las cadenas de polímeros es típicamente en el intervalo de alrededor de alrededor de 10 hasta alrededor de 25,000, más típicamente en el intervalo de alrededor de 100 hasta 1,000, incluso más típicamente en el intervalo de alrededor de 125 hasta 500, y además típicamente en el intervalo de alrededor de 150 hasta 300.

Para los propósitos de esta invención, los pesos moleculares relativos de los polímeros de poliarenazol son adecuadamente caracterizados por diluir los productos del polímero con un solvente adecuado, tal como ácido metansulfónico, a una concentración de polímero de 0.05 g/dl, y midiendo uno o más valores de viscosidad de solución diluida a 30°C. El peso molecular desarrollado de polímeros poliarenazol de la presente invención se monitorea adecuadamente por, y correlaciona a, una o más mediciones de viscosidad en solución diluida. De acuerdo, las mediciones de solución diluida de la viscosidad relativa ("Vrel" o "hrel" o "nrel") y viscosidad inherente ("Vinh" o "hinh" o "ninh") son típicamente usadas para monitorear el peso molecular del polímero. Las viscosidades relativas e inherentes de soluciones de polímero diluidas se refieren de acuerdo a la expresión Vinh = ln (Vrel) / C, donde ln es la función del logaritmo natural y C es la concentración de la solución del polímero. Vrel es una relación sin unidad de la viscosidad de la solución del polímero a la del solvente libre del polímero, así Vinh se expresa en unidades de concentración inversa, típicamente como decilitros por gramos ("dl/g") . De conformidad, en ciertos aspectos de la presente invención los polímeros de polipiridoimidazol se producen, que son caracterizados como que proporcionan una solución de polímero que tiene una viscosidad inherente de al menos alrededor de 20 dl/g a 30°C en una concentración del polímero de 0.05 g/dl en acido metansulfonico . Ya que los polímeros de mayor peso molecular que resultan de la invención descrita en la presente dan lugar a soluciones del polímero viscosas, una concentración de alrededor de 0.05 g/dl del polímero en acido metansulfonico es útil para medir viscosidades inherentes en una cantidad razonable de tiempo. En algunas modalidades, esta invención utiliza fibra de poliarenazol que tiene una viscosidad inherente de al menos 20 dl/g; en otras modalidades mas preferidas la viscosidad inherente es de al menos 25 dl/g; y en algunas modalidades mas preferidas la viscosidad inherente es de al menos 28 dl/g.

Otros Aditivos Opcionales Otros aditivos pueden opcionalmente agregarse siempre y cuando permanezcan en mezcla espesa en la etapa de mezcla y no cambien significativamente el efecto de la etapa de refinación en los ingredientes solidos obligatorios listados anteriormente. Los aditivos adecuados incluyen pigmentos, tintes, anti-oxidantes, compuestos retardadores de flama, y otras ayudas de proceso y dispersión. Preferiblemente, el ingrediente de la pulpa no incluye asbestos. En otras palabras, la pulpa resultante es libre de asbestos o sin asbestos .

Agua El agua se agrega a una concentración de 95 hasta 99 % de peso de los ingredientes totales, y preferiblemente 97 hasta 99 % de peso de los ingredientes totales. Ademas, el agua puede agregarse primero. Luego otros ingredientes pueden agregarse a una relación para optimizar la dispersión en el agua mientras simultáneamente se mezclan los ingredientes combinados .

Etapa de mezcla En la etapa de mezcla, los ingredientes se mezclan a una mezcla espesa substancialmente uniforme. Por "substancialmente uniforme" significa que muestras aleatorias de la mezcla espesa contienen el mismo % de peso de la concentración de cada uno de los ingredientes de partida como en los ingredientes totales en la etapa de combinación mas o menos 10 % de peso, preferiblemente 5 % de peso y mas preferiblemente 2 % de peso. Por ejemplo, si la concentración de los solidos en la mezcla total es 50 % de peso de fibra termoplastica mas 50 % de peso de fibra de poliarenazol, luego una mezcla substancialmente uniforme en la etapa de mezcla significa que cada muestra aleatoria de la mezcla espesa tiene (1) una concentración de la fibra termoplástica de 50 % de peso más o menos 10 % de peso, preferiblemente 5 % de peso y más preferiblemente 2 % de peso y (2) una concentración de fibra de poliarenazol de 50 % de peso más o menos 10 % de peso, preferiblemente 5 % de peso y más preferiblemente 2 % de peso. La mezcla puede completarse en cualquier recipiente que contiene cuchillas rotativas o algún otro agitador. La mezcla puede presentarse después los ingredientes se agregan o mientras los ingredientes se agregan o combinan.

Etapa de Refinación En la etapa de refinación los ingredientes de la pulpa son simultáneamente co-refinados, convertidos o modificados como siguen. La fibra termoplástica y la fibra de poliarenazol se fibrilan, cortan y trituran para estructuras fibrosas irregularmente formadas que tienen tallos y fibrillas. Todos los sólidos se dispersan tal que la mezcla espesa refinada es substancialmente uniforme. "Substancialmente uniforme" es como se define anteriormente. La etapa de refinación preferiblemente comprende el paso de la mezcla espesa a través de uno o más discos refinados, o reciclando la mezcla espesa trasera a través de un refinado sencillo. Por el término "refinador de disco" se significa un refinado que contiene uno o más pares de discos que rotan con respecto a cada otro así ingredientes refinados por la acción cortante entre los discos. En un tipo adecuado de refinador de disco, la mezcla espesa refinada se bombea entre rotor circular de espacio cerrado y discos de estator giratorios con respecto uno del otro. Cada disco tiene una superficie, frente al otro disco, con al menos parcialmente ranuras de superficies extendidas radialmente. Un refinador de disco preferido que puede usarse se describe en la Patente E.U.A. 4,472,241. En una modalidad preferida, el parámetro del espacio de placa para el refinador de disco es un máximo de 0.18 mm y preferiblemente el parámetro del espacio es 0.13 mm o menor, a un parámetro práctico mínimo de alrededor de 0.05 mm. Si es necesario para dispersión uniforme y refinación adecuada, la mezcla espesa mezclada puede pasarse a través del refinador de disco más de una vez o a través de una serie de al menos dos discos refinados . Cuando la mezcla espesa mezclada se refina en solamente un refinador, hay una tendencia para la mezcla espesa resultante para ser refinada inadecuadamente y no dispersada uniformemente. Los conglomerados o agregados enteramente o substancialmente de un ingrediente sólido, o el otro, o ambos, pueden formar más que la dispersión formando dispersión substancialmente uniforme. Tales conglomerados o agregados tienen una mayor tendencia para romperse aparte y dispersado en la mezcla espesa cuando la mezcla espesa mezclada se pasa a través del refinador más de una vez o se pasa a través más de un refinador. Opcionalmente, la mezcla espesa refinada puede pasarse a través una pantalla para segregar fibras largas o masas, el cual puede reciclarse a través de uno o más refinadores hasta cortar longitudes aceptables o concentración . Debido a que una mezcla espesa substancialmente uniforme que contiene ingredientes múltiples se co-refina en esta etapa del proceso, cualquier tipo de ingrediente de pulpa (por ejemplo, fibra de poliarenazol ) se refina en una pulpa en la presencia de todos los otros tipos de ingredientes de la pulpa (por ejemplo, fibra termoplástica ) mientras aquellos otros ingredientes también son refinados. Esta co-refmación de ingredientes de la pulpa forma una pulpa que es superior a una mezcla de la pulpa generada por mezclar simplemente dos pulpas juntas. Agregando dos pulpas y luego simplemente mezclarlas juntas no forma los componentes fibrosos conectados íntimamente y substancialmente uniformes de la pulpa generada por co-refinar los ingredientes de la pulpa en pulpa de acuerdo con la presente invención.

Etapa de Remoción Después de la etapa de refinación, el agua se remueve de la mezcla espesa refinada. El agua puede removerse por colectar la pulpa en un dispositivo de deshidratación tal como un filtro horizontal, y si se desea, el agua adicional puede removerse por aplicar presión o apretar la torta filtro de la pulpa. La pulpa deshidratada puede opcionalmente luego secarse para un contenido de humedad deseado, y/o puede empacarse o liquidarse en rollos. En algunas modalidades preferidas, el agua se remueve a un grado que la pulpa resultante puede colectarse en una pantalla y liquidarse en rollos. En algunas modalidades, no más de alrededor de 60 % total en peso de agua estando presente, es una cantidad deseada de agua y preferiblemente 4 hasta 60 total % de peso de agua. Sin embargo, en algunas modalidades, la pulpa puede retener más agua, a fin de cantidades elevadas de agua total, tanto como 75 % total de peso de agua, se presentará.

Figuras 1 y 2 Este proceso ahora se describirá con referencia a las Figuras 1 y 2. A lo largo de esta descripción detallada, los caracteres de referencia similar se refieren a elementos similares en todas las figuras. Refiriéndose a la Fig. 1, hay un diagrama de bloques de una modalidad de un proceso húmedo para hacer pulpa "húmeda" de acuerdo con la presente invención. Los ingredientes de la pulpa 1 se agregan a un recipiente 2. El recipiente 2 se proporciona con un mezclador interno, similar a un mezclador en una maquina de lavado. El mezclador dispersa los ingredientes en el agua creando la mezcla substancialmente uniforme. La mezcla espesa mezclada se transfiere a un primer refinador 3 que refina refines la mezcla espesa. Luego, opcionalmente, la mezcla refinada puede transferirse a un segundo refinador 4, y opcionalmente luego a un tercer refinador 5. El tercer refinador se ilustra pero cualquier número de refinadores pueden usarse dependiendo en el grado de uniformidad y refinación deseado. Después del último refinador en la serie de refinadores, la mezcla espesa refinada es opcionalmente transferida a un filtro o separador 6 que permite que la mezcla espesa con solidos dispersantes a continuación elegir una malla o tamaño de pantalla para pasar y recircular sólidos más grande que una malla elegida o tamaño de pantalla trasera para uno o más de los refinadores tal como a través de la línea 7 o para un refinador 8 dedicado a refinar esta mezcla espesa recirculada de la cual la mezcla espesa refinada es nuevamente pasada a el filtro o separador 6. La mezcla espesa refinada adecuada pasa del filtro o separador 6 a un filtro de vacío de agua horizontal 9 que remueve agua. La mezcla espesa puede transferirse de punto a punto por cualquier método convencional y aparato tal como con la asistencia de una o más bombas 10. Luego la pulpa se transmitió a un secador 11 que remueve más agua hasta la pulpa, tiene la concentración deseada de agua. Luego la pulpa refinada se empaqueta en un empacador 12. Refiriéndose a la Fig. 2, hay un diagrama de bloques de una modalidad de un proceso seco para hacer pulpa "seca" de acuerdo con la presente invención. Este proceso seco es el mismo como el proceso húmedo excepto después del filtro de vacío de agua horizontal 9. Después del filtro, la pulpa va a través de una prensa 13 que remueve mas agua hasta la pulpa, tiene la concentración deseada de agua. Luego la pulpa se pasa a través de un esponjador 14 para esponjar la pulpa y luego un secador 11 para remover más agua. Luego, la pulpa se pasa a través de un rotor 15 y empaquetado en un empacador 12.

II. Segunda Modalidad del Proceso Inventivo En una segunda modalidad, el proceso para hacer la pulpa termoplástica y de poliarenazol es el mismo como en la primera modalidad del proceso descrito anteriormente con las siguientes diferencias. Previo a combinar todos los ingredientes juntos, ya sea la fibra termoplástica o la fibra de poliarenazol, o tanto la fibra termoplástica como la fibra de poliarenazol, puede necesitar ser cortada. Esto se hace al combinar agua con el ingrediente de la fibra. Luego el agua y la fibra se mezclan para formar una primera suspensión y proceso a través de un primer refinador de disco para acortar la fibra. El refinador de disco corta la fibra a un promedio de longitud de no más de 10 cm. El refinador de disco fibrilará también parcialmente y triturará parcialmente la fibra. La otra fibra, que no se agrego previamente, puede acortarse de esta manera para formar una segunda suspensión de proceso. Luego la otra fibra (o la segunda suspensión, se procesa en agua) se combina con la primer suspensión. Más agua se agrega antes o después, o cuando, otros ingredientes se agregan, si es necesario, para incrementar la concentración de agua hasta 95 - 99 % de peso de los ingredientes totales. Después todos los ingredientes se combinan, que pueden ser mezclados, si es necesario, para lograr una mezcla espesa substancialmente uniforme. Los ingredientes en la mezcla espesa son luego co-refinados juntos, esto es, simultáneamente. Esta etapa de refinación incluye sólidos de fibrilación, corte y masticadores en la suspensión tal que todos o substancialmente todos, la fibra termoplástica y fibra de poliarenazol se convierten a estructuras fibrosas irregularmente formadas. Esta etapa de refinación también dispersa todos los sólidos tal que la mezcla espesa refinada es substancialmente uniforme. Luego el agua se remueve como en la primera modalidad del proceso. Ambos procesos producen la misma o substancialmente la misma fibra termoplástica y pulpa de poliarenazol .

La Pulpa Inventiva El producto resultante producido por el proceso de esta invención es una pulpa de fibra termoplástica y poliarenazol para uso como material de refuerzo en productos. La pulpa comprende (a) estructuras fibrosas de fibra termoplástica irregularmente formada, (b) estructuras fibrosas de poliarenazol irregularmente formada, (c) opcionalmente otros aditivos menores, y (d) agua. La concentración de de los componentes de ingredientes separados en la pulpa corresponde, por supuesto, a las concentraciones descritas previamente de los ingredientes correspondientes usados para hacer la pulpa. Las estructuras fibrosas de fibra termoplástica y poliarenazol fibr lado tienen tallos y fibrillas. Las fibrillas de fibra termoplástica y/o tallos son substancialmente enredados con las fibrillas poliarenazol y/o tallos. Las fibrillas son importantes y actúan como ganchos o sujetadores o tentáculos que adhieren a, y mantienen partículas adyacentes en la pulpa y producto final por ello proporcionan integridad a el producto final . Las estructuras fibrosas de fibra termoplástica y poliarenazol fibrilado preferiblemente tienen un promedio máximo de dimensión de no más de 5 mm, más preferiblemente 0.1 hasta 4 mm, y mas preferiblemente 0.1 hasta 3 mm. Las estructuras fibrosas de fibra termoplástica y poliarenazol fibplado preferiblemente tienen un promedio ponderado de longitud de no más de 1.3 mm, más preferiblemente 0.7 hasta 1.2 mm, y más preferiblemente 0.75 hasta 1.1 mm. La fibra termoplastica y pulpa de poliarenazol están sin agregados o conglomerados substanciales del mismo material. Además, la pulpa tiene una Libertad de Estándar Canadiense (CSF por sus siglas en inglés) como se mide por la prueba TAPPI T 227 om-92, que es una medida de sus características de drenado, de 100 hasta 700 mi, y preferiblemente 250 hasta 450 mi. El área de la superficie de la pulpa es una medida del grado de fibrilación e influencia la porosidad del producto hecho de la pulpa. En algunas modalidades de esta invención, el área de la superficie de la pulpa es 7 hasta 11 metros cuadrados por gramo. Se cree que las estructuras fibrosas fibriladas, dispersan substancialmente homogéneas a través del material de refuerzo, y los materiales de sellado de fluido, proporcionan, por virtud de las características de alta temperatura de los polímeros de poliarenazol y la fibrilación propensa de la fibra de poliarenazol, muchos sitios de refuerzo. Cuando el co-refinado, los materiales termoplasticos y de poliarenazol están en tal contacto intimo que en un material de sellado de fluido siempre algunos son estructuras fibrosas de poliarenazol cercanas a las estructuras de fibra termoplastica por lo que la tensión y abrasión del servicio esta siempre compartida.

Material de Sellado de Fluido La invención se dirige ademas al material de sellado de fluido y procesos para hacer los materiales de fluidos sellados. Los materiales de fluidos de sellado se usan en o como barrera para, prevenir la descarga de fluidos y/o gases y se usan para prevenir la entrada de contaminantes donde dos artículos se unen juntos. Un uso ilustrativo para material de sellado de fluido es en las empaquetaduras. El material de sellado de fluido comprende un aglutinante; opcionalmente al menos un rellenado; y un material de refuerzo que comprende la pulpa termoplastico y poliarenazol de esta invención. Los aglutinantes adecuados incluyen, hule de nitrilo, hule de butadieno, neopreno, hule de butadieno con estireno, hule de butadieno con nitrilo, y mezclas de los mismos. El aglutinante puede agregarse con todos los otros materiales de partida. El aglutinante es típicamente agregado en la primera etapa del proceso de producción de la empaquetadura, en que los ingredientes secos se mezclan juntos. Otros ingredientes opcionalmente incluyen partículas de hule no curadas y un solvente de hule, o una solución de hule en solvente, para causar el aglutinante para revestir las superficies de los rellenos y pulpa. Los rellenos adecuados incluyen sulfato de bario, arcillas, talco, y mezclas de los mismos. Los procesos adecuados para hacer materiales de sellado de fluidos son, por ejemplo, un proceso de agregado al batidor o procesos de humedad donde la empaquetadura se hace de una mezcla espesa de materiales, o por lo que se conoce como proceso de calandreado o seco donde los ingredientes se combinan en una solución de hule o elastomérica. Muchas otras aplicaciones de la pulpa son posibles, incluyendo sus usos como un proceso de ayuda tal como un tixotropo, su uso como material de refuerzo de concreto o material de albañilería, o su uso como un material de filtro. Cuando se usa con un material de filtro, típicamente la pulpa de esta invención se combina con un aglutinante y un producto de papel o de hoja se hace por métodos convencionales.

MÉTODOS DE PRUEBA Los siguientes métodos de prueba se usaron en los siguientes Ejemplos. La Libertad Estándar Canadiense (CSF) se midió como se describe en el método T 227 TAPPI en conjunto con microscopía óptica. CSF mide la relación de drenaje de una suspensión de pasta diluida. Esta en una prueba útil para evaluar el grado de fibrilación. Los datos obtenidos de conducta de la realización de esta prueba se expresan como números de Libertad Canadiense, que representa los mililitros de agua que drenan de una mezcla espesa acuosa bajo condiciones específicas. Un gran número indica una alta liberación y una alta tendencia a que el agua se drene. Un ba o número indica una tendencia para la dispersión para drenar lentamente. La libertad es inversamente relativa al grado de fibrilación de la pulpa, ya que un número mayor de fibrillas reducen la relación en la que el agua drena a través de un material formado de papel. Las longitudes de fibra promedio, incluyendo longitud promedio peso - longitud, se determinaron usando un Analizador de Calidad de Fibra (vendido por OpTest Equipment Inc., 900 Tupper St . , Hawkesbury, ON, K6A 3S3 Canadá) seguido por método de prueba T 271 TAPPI. Temperatura: Todas las temperaturas se miden en grados Celsius (°C) . Denier se mide de acuerdo con ASTM D 1577 y es la densidad lineal de una fibra como se expresa como peso en gramos de 9000 metros de fibra. El denier se mide en un Vibroscope de Textechno de Munich, Alemania. Los tiempos de Denier (10/9) es igual a decitex (dtex).

EJEMPLOS Esta invención ahora se ilustra por los siguientes ejemplos específicos. Todas las partes y los porcentajes son en peso a menos que se indique de otra manera. Los ejemplos preparados de acuerdo con el proceso o procesos de la invención actual se indican por valores numéricos. Los ejemplos comparativos se indican por letras. Los siguientes ejemplos ilustran el sorprendente aumento en el grado de fibrilacion de una fibra termoplastica por co-refinado de una cantidad pequeña de fibra de poliarenazol en la presencia de la fibra termoplástica . El grado de fibrilación es una característica importante de un producto de pulpa. Existe una relación directa entre grado de fibplación y retención de relleno. Además, la fibplación es útil para alcanzar dispersión uniforme de los productos de pulpa en una variedad de materiales. Una fibra altamente fibrilada también sera capaz de enlazarse a una matriz más intensamente a través de enredo físico que una fibra no fibrilada. En los ejemplos que siguen, la fibra poli (parafenileno benzobisoxazol) (PBO) se usó como un representativo de la familia de fibra de poliarenazol y fibra de polipropileno (PP) se usó para representar fibras termoplásticas .

Ejemplo A Comparativo Este ejemplo ilustra el material del arte previo que se hace cuando la fibra termoplástica se refina sin ninguna fibra de poliarenazol estando presente.

Los 68.1 gramos de una fibra de polipropileno (PP) 3.3 dtex que tiene una longitud de corte de 6.4 mm (vendido por MimFIBERS, Inc., 2923 Boones Creek Road, Johnson City, TN 37615) se dispersó en 2.7 L agua. La dispersión se pasó 17 veces a través de un refinador de disco sencillo, de velocidad sencilla Sprout- adron, 30 cm (vendido por Andritz, Inc., Sprout-Bauer Equipment, Muncy, PA 17756) con el espacio de disco establecido para 0.13 mm. Las propiedades de las de producción 100% PP refinado se muestran en la Tabla 1; La Figura 3 es una micrografica óptica digital del material mostrando la fibrilación limitada experimentada por este material después de refinar. Un papel se hizo luego del material refinado por dispersión con un desintegrador de pulpa de laboratorio 6.7 gramos del material (en una base de peso seca) en 1.5 L de agua durante 3 min, agregando la dispersión a un molde de papel acanillado húmedo que tiene una pantalla con las dimensiones de 21 cm x 21 cm. La dispersión se diluyó luego con 5 L de agua y un papel acanillado húmedo se formó en la pantalla y el exceso de agua se removió con un perno de rodillo. El papel se secó luego a 100°C durante 10 min en un secador de papel. El material termoplástico refinado al 100% hecho en este ejemplo no posee fibras fibriladas apreciables y no produce una hoja de mano estable.

Ejemplo B comparativo Este ejemplo ilustra una pulpa de poliarenazol 100%. Una pulpa PBO 100% se produjo usando el mismo procedimiento como en el Ejemplo A con la excepción de usar 68.1 gramos de una fibra PBO 1.7 dtex que tiene una longitud de corte de 12.7 mm (vendido por Toyobo Co . , Ltd., Zylon Department, 2-2-8 Dojima-Hama, Kita-Ku Osaka) en lugar de la fibra de polipropileno. Las propiedades del material refinado PBO 100% para producción se muestran en la Tabla 1; La Figura 4 es una micrográfica óptica digital de la pulpa que muestra la fibrilación de la fibra PBO después de refinar. Un papel se hizo luego (como se describe en el Ejemplo A Comparativo) del material refinado PBO y las propiedades del papel para producción se muestran en la Tabla 2.

Ejemplo 1 Una pulpa de esta invención se produjo usando el mismo procedimiento como en el Ejemplo A con la excepción de que una dispersión que contiene una mezcla de las fibras de corte no refinadas de partida del Ejemplo A y las fibras de corte no refinadas de partida del Ejemplo B, al pasar 17 veces a través del refinador de disco para proporcionar una pulpa co-refinada. La mezcla de fibra contiene 61.7 gramos de una fibra de polipropileno (PP) de fibra 3.3 dtex que tiene una longitud de corte de 6.4 mm (vendido por MiniFIBERS, Inc., 2923 Boones Creek Road, Jonson City, TN 37615) y 6.4 gramos de fibra PBO 1.7 dtex que tiene una longitud de corte de 12.7 mm (vendido por Toyobo Co., Ltd., Zylon Department, 2-2-8 Dojima-Hama, Kita-Ku Osaka) . Las propiedades de la pulpa para producción se muestran en la Tabla 1. Un papel luego se hizo de la pulpa como en el Ejemplo A y las propiedades del papel como se produce se muestran en la Tabla 1. La figura 5 es una micrográfica de la pulpa que muestra la fibrilación de tanto la fibra PBO como PP después de refinar. Un papel se hizo luego (como se describe en el Ejemplo A Comparativo) de la pulpa y las propiedades del papel para producción se muestran en la Tabla 2.

Ejemplo 2 Otra pulpa de esta invención se produjo usando el mismo procedimiento como en el Ejemplo 1 con la excepción de la mezcla que contiene 50.8 gramos de la fibra de polipropileno (PP) de fibra 3.3 dtex y 17.3 gramos de la fibra PBO 1.7 dtex. La pulpa co-refinada tuvo aproximadamente 25 por ciento en peso de PBO y 75 por ciento en peso de PP. Las propiedades de la pulpa para producción se muestran en la Tabla 1; La Figura 6 es una micrográfica óptica digital de la pulpa mostrando la fibrilación de ambos PBO y fibra PP después de refinar. Un papel se hizo luego (como se describe en el Ejemplo A Comparativo) de la pulpa y las propiedades del papel para producción se muestran en la Tabla 2.

Ejemplo 3 Otra pulpa de esta invención se produjo usando el mismo procedimiento como en el Ejemplo 1 con la excepción de que la mezcla contiene 40.9 gramos de la fibra de polipropileno de fibra 3.3 dtex y 27.2 gramos de la fibra PBO de 1.7 dtex. La pulpa co-refinada tiene aproximadamente 25 por ciento de peso PBO y 75 por ciento de peso PP. Las propiedades de la pulpa como se produjo se muestran en la Tabla 1; la figura 7 es una micrográfica óptica digital de la pulpa, que muestra la fibrilación tanto de la fibra PBO como PP después de retinar. Un papel luego se hizo de la pulpa como en el Ejemplo 1 y las propiedades del papel como se produjo se muestran en la Tabla 2.

Ejemplo 4 Las hojas de papel de manos de los Ejemplos 2 y 3 se comprimieron cada una durante 2 mm a 180°C y 1.8 Mpa y 200°C y 3.5 MPA. Las propiedades de como se producen las hojas de manos enlazadas por calor se listan en la Tabla 3.

Ejemplo C Comparativo El ejemplo demuestra que el refinado de las fibras termoplásticas por separado de las fibras poliarenazol y luego mezclado los resultados juntos en una pulpa que proporciona un papel que tiene menor resistencia a la tracción (y por lo tanto menos fibrilacion) que un papel hecho de la pulpa co-refinada de esta invención. Una muestra del material refinado hecho en el Ejemplo A Comparativo se mezcló con una muestra del material refinado del Ejemplo B Comparativo en una cantidad de 75% en peso de material de polipropileno a 25% en peso material PBO (bases de peso seco) usando un desintegrador de pulpa como se describe en Appendix A de TAPPI 205 durante 5 min. El desintegrador TAPPI se uso para mezclar las dos pulpas refinadas de los Ejemplos A y B Comparativos ya que la agitación es suficientemente vigorosa para mezclar y dispersar bien las pulpas previamente refinadas, pero no cambiara su longitud o fibplacion. Las propiedades de la pulpa de producción se muestran en la Tabla 1. Un papel se hizo luego de la pulpa (como se describe en el Ejemplo A Comparativo) y propiedades del papel para producción se muestran en la Tabla 2. Comparando la fuerza del papel del Ejemplo 2 con el papel hecho de este ejemplo revela el papel hecho de la pulpa co-refinada tuvo propiedades físicas significativamente mejoradas (por ejemplo una resistencia al atracción de 0.12 N/cm para el papel de la pulpa co-refmada contra 0.07 N/cm para el papel hecho de la pulpa de este ejemplo.) Con la adición de la fibra de poliarenazol a la fibra termoplástica, y luego refinar las dos fibras juntas como en los Ejemplos 1, 2 y 3, las fibras termoplásticas resultantes muestran un alto grado de fibrilación y podrán hacerse hojas de mano .

Tabla 1 Tabla 2 Tabla 3 Ejemplo 5 Este ejemplo ilustra como la pulpa de esta invención se puede incorporar en una empaquetadura agregada al batidor para aplicaciones de sellado de fluido. Agua, hule, látex, rellenos, productos químicos, y la pulpa de esta invención se combinan en cantidades deseadas para proporcionar una mezcla espesa. En una malla de alambre circulante (tal como una maquina de papel pantalla o alambre) , la mezcla espesa se drena en gran medida de su contenido de agua, se seca en un túnel de calentamiento, y se vulcaniza en rollos de calandria calentados para proporcionar un material que tiene un espesor máximo de alrededor de 2.0 mm. Este material se comprime en una prensa hidráulica o dos rollos de calandria, que incrementa la densidad y mejora la obturación. Tales materiales de empaquetadura agregada al batidor generalmente no tienen tan buen sellado como los materiales de fibra comprimida equivalente y son los mas adecuados para aplicaciones de temperatura alta a presión moderada. Las empaquetaduras agregadas al batidor encuentran aplicabilidad en la elaboración de empaquetaduras auxiliares del motor o, despu s de procesamiento posterior, empaquetaduras de cabeza de cilindro. Para este proposito, el producto semi-terminado se lamina en ambos lados de una hoja de metal clavada y se fija físicamente en lugar de las espigas.

Ejemplo 6 Este ejemplo ilustra cómo la pulpa de esta invención se puede incorporar en una empaquetadura hecha por un proceso de satinado. Los mismos ingredientes como en el Ejemplo 5, menos el agua, se mezclan completamente en seco juntos y se mezclan luego con una solución de goma preparada usando un solvente apropiado . Después de mezclar, el compuesto se trasmite luego generalmente discontinuamente a un rollo de calandria. La calandria consiste de un rollo pequeño que se enfría y un rollo grande que se calienta. El compuesto se alimenta y extrae en la boquilla de calandria por el movimiento de rotación de los dos rollos. El compuesto se adherirá y enrollará por si mismo alrededor del rollo menos caliente en capas generalmente alrededor de 0.02 mm de espesor, dependiendo de la presión, para formar un material para empaquetaduras hecho de las capas de compuesto constituidas. Al hacerlo, el solvente se evapora y la vulcanización del elastómero comienza. Una vez que el espesor del material para empaquetaduras deseado se alcanza, los rollos se detienen y el material para empaquetaduras se corta del rollo caliente y corta y/o perfora al tamaño deseado. Se requiere presión o calentamiento no adicional, y el material está listo para funcionar como una junta. De esta manera las empaquetaduras de hasta alrededor de 7 mm de grueso se pueden fabricar. Sin embargo, la mayoría de las empaquetaduras hechas de esta manera son mucho más delgadas, normalmente siendo de alrededor de 3 mm o menos de espesor. Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Claims (20)

1. REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones : 1. Una pulpa para usar como un material de refuerzo o procesamiento, caracterizada porque comprende: (a) estructuras fibrosas termoplásticas fibriladas, las estructuras siendo 60 hasta 97 por ciento en peso de los sólidos totales; (b) estructuras fibrosas de poliarenazol fibriladas siendo 3 hasta 40 por ciento en peso de los sólidos totales; las estructuras fibrosas termoplásticas y la de poliarenazol que tienen una dimensión máxima promedio de no más de 5 mm, una longitud promedio ponderada en longitud de no más de 1.3 mm, y tallos y fibrillas donde las fibrillas termoplásticas y/o tallos se enredan substancialmente con las fibrillas de poliarenazol y/o tallos.
2. 2. La pulpa de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque las estructuras fibrosas termoplásticas son alrededor de 60 hasta 75 por ciento en peso de los sólidos totales.
3. 3. La pulpa de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque las estructuras fibrosas de poliarenazol son alrededor de 25 hasta 40 por ciento en peso de los sólidos totales.
4. 4. La pulpa de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque tiene una Libertad Estándar Canadiense (CSF) de 100 hasta 700 mi.
5. 5. La pulpa de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque las estructuras fibrosas termoplásticas son estructuras de poliolefina, estructuras de poliéster, o mezclas de las mismas.
6. 6. La pulpa de conformidad con la reivindicación 5, caracterizada porque la poliolefina es polipropileno o polietileno.
7. 7. La pulpa de conformidad con la reivindicación 5, caracterizada porque el poliéster es tereftalato de polietileno o naftalato de polietileno.
8. 8. La pulpa de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque la poliarenazol es un polibenzazol de varilla rígida o polímero de polipiridazol de varilla rígida.
9. 9. La pulpa de conformidad con la reivindicación 8, caracterizada porque el polibenzazol es un polibenzobisoxazol .
10. 10. La pulpa de conformidad con la reivindicación 8, caracterizada porque el polipiridazol es un polipiridobisimidazol .
11. 11. Un material de filtro, caracterizado porque comprende la pulpa de conformidad con la reivindicación 1 y un aglutinante.
12. 12. Un material de sellado de fluido, caracterizado porque comprende la pulpa de conformidad con la reivindicación 1 y un aglutinante seleccionado del grupo que consiste de hule de nitrilo, hule de butadieno, neopreno, hule de butadieno de estireno, hule de butadieno de nitrilo, y mezclas de los mismos.
13. 13. Un tixotropo, caracterizado porque comprende la pulpa de conformidad con la reivindicación 1.
14. 14. Un concreto o material de albañilería caracterizado porque está reforzado por la pulpa de conformidad con la reivindicación 1.
15. 15. Un proceso para hacer una pulpa termoplástica fibrilada y poliarenazol para uso como material de refuerzo, caracterizado porque comprende: (a) combinar ingredientes de la pulpa que incluyen: (1) fibra termoplástica que es capaz de fibrilar y tiene una longitud promedio de no más de 10 cm y 60 hasta 97 por ciento en peso de los sólidos totales en los ingredientes; (2) fibra de poliarenazol de varilla rígida que tiene una longitud promedio de no más de 10 cm y 3 hasta 40 por ciento en peso de los sólidos totales en los ingredientes; y (3) agua siendo el 95 hasta 99 por ciento en peso de los ingredientes totales; (b) mezclar los ingredientes a una mezcla espesa substancialmente uniforme; (c) co-refinar la mezcla espesa simultáneamente; (1) fibplar, cortar y masticar la fibra termoplástica fibplada y la fibra poliarenazol para estructuras fibrosas fibriladas irregularmente formadas con tallos y fibrillas; y (2) dispersar todos los solidos tales que la mezcla espesa refinada es substancialmente uniforme; y (d) remover agua de la mezcla espesa refinada, por ello produciendo una pulpa termoplastica fibplada y poliarenazol con las estructuras fibrosas y termoplásticas fibpladas que tienen una dimensión máxima promedio de no más de 5 mm, una longitud de peso promedio de no más de 1.3 mm y los tallos y/o fibrillas termoplásticas fibriladas son substancialmente enredadas con los tallos y/o fibrillas de poliarenazol .
16. 16. El proceso de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado porque la fibra termoplastica tiene una densidad lineal de no más de 10 dtex; y la fibra de poliarenazol tiene una densidad lineal de 2.5 dtex.
17. 17. El proceso de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado porque las estructuras fibrosas termoplásticas son estructuras de poliolefmas, estructuras de poliésteres o mezclas de los mismos.
18. 18. El proceso de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado porque la etapa de refinación comprende pasar la mezcla espesa mezclada a través de una serie de discos de refinería.
19. 19. Un proceso para hacer una pulpa termoplástica fibplada y de poliarenazol para uso como material de proceso y de refuerzo, caracterizado porque comprende: (a) combinar ingredientes incluyendo agua y una primera fibra del grupo que consiste de: (1) fibra termoplástica que es capaz de fibrilarse para ser 60 hasta 97 por ciento en peso de los sólidos totales en la pulpa, y (2) fibra de poliarenazol de varilla rígida siendo 3 hasta 40 por ciento en peso de los sólidos totales en la pulpa; (b) mezclar los ingredientes combinados a una suspensión substancialmente uniforme; (c) refinar la suspensión en un disco refinador, por ello se corta la fibra para tener una longitud promedio de no más de 10 cm, y fibplar y masticar al menos alguna de las fibras para estructuras fibrosas fibriladas irregularmente formadas ; (d) combinar ingredientes incluyendo la suspensión refinada, la segunda fibra del grupo de (a) (1 y 2) que tiene una longitud promedio de no más de 10 cm, y agua, si es necesario, para incrementar la concentración de agua hasta 95-99 por ciento de peso de los ingredientes totales; (e) mezclar los ingredientes, si es necesario, para formar una suspensión substancialmente uniforme; (f) co-refinar la suspensión mezclada simultáneamente: (1) fibrilar, cortar y masticar sólidos en la suspensión tal que todos o substancialmente todas las fibras termoplásticas y poliarenazol se convierten para estructuras fibrosas termoplásticas y poliarenazol con tallos y fibrillas; y (2) dispersar todos los sólidos de tal manera que la mezcla espesa refinada es substancialmente uniforme; y (g) remover el agua de la mezcla espesa refinada, por ello se produce una pulpa termopléstica y poliarenazol con las estructuras fibrosas poliarenazol y la termoplástica fibrilada que tienen una dimensión promedio máxima de no más de 5 mm, una longitud promedio en peso-longitud de no más de 1.3 mm, y los tallos y/o fibrillas termoplásticas son substancialmente enredados con las fibrillas y/o tallos de poliarenazol.
20. 20. El proceso de conformidad con la reivindicación 19, caracterizado porque las estructuras fibrosas termoplásticas son estructuras de poliolefina, estructuras de poliésteres o mezclas de los mismos.