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具有未结合复合阻挡层的管段
相关申请的交叉引用
本申请请求申请日为2012年4月13日的美国临时专利申请61/623,618、申请日为2012年6月28日的美国临时专利申请61/665,423；申请日为2012年8月1日的美国临时专利申请61/678,370；申请日为2012年9月20日的美国临时专利申请61/703,331；申请日为2012年9月28日的美国临时专利申请61/707,314；申请日为2012年10月24日的美国临时专利申请61/717,899；和申请日为2012年12月20日的美国临时专利申请61/739,926的申请权益，将它们全部整体援引加入本文。
背景技术
通常将多层管组件用以输送油、气和/或其它合适的流体。特别地，该类管组件被用于油和气工业，例如用于海底应用以及用于油和气的生产现场。在岸上或海底应用中，例如将多层管用于提升管、传输管道、脐带管和/或其它合适的管组件。在生产现场应用中，多层管可以用于提升管、现场出油管道、出口管道和/或其它合适的管组件。
多层管组件及其管段，通常包括至少两层；空心体或内层、以及一般围绕空心体的阻挡层或外层。还可包括一般围绕阻挡层的其它层。各种材料已在努力改进所得管段的各种性能特性中被用以形成这些层的每一个。此外，已将这些层结合在一起或保持不结合，这取决于管段的应用和希望的性能。例如美国专利5,876,648公开了具有金属内层和由特别的可收缩性聚合物形成的外层的管段。美国专利6,039,083公开了具有金属内层和由特别的聚合物形成的管段。美国专利8,210,212公开了具有金属内层和聚合物外层的管段。美国专利8,163,364公开了具有聚合物层和薄膜层的管段。美国专利申请 2009/0301594公开了具有金属内层和由聚苯硫醚(PPS)形成的外层的管段。美国专利申请2010/0326558公开了具有内层和聚合物外层的管段。美国专利申请2011/0041947公开了具有热塑性内层和与内层结合的带外层的管段。日本专利3021435公开了具有热塑性内层和带外层的管段。
然而，用于这些已知的管组件的材料不提供许多应用所需的特性。例如，在许多情况中，特别是在使用聚合物空心芯时，阻挡层保持未增强。因此，总管段的强度可能受限。在许多情况中，增加另外的层，其围绕阻挡层，以强化管段。然而，这样的另外的层给管段增加了重量并且降低了其柔性。
由此，本领域中希望改进的管段和由该管段形成的组件。特别地，使用向总管段提供增加的强度的阻挡层的管段是希望的。具有增加的强度和柔性的轻重量管段会是特别有利的。
发明内容
依据本公开的一个实施方案公开内容，公开了一种管段。该管段包括由聚合物材料形成的空心体，所述空心体具有内表面和外表面，所述内表面限定内部。所述管段还包括围绕空心体并且未与空心体结合的阻挡层，所述阻挡层具有内表面和外表面，阻挡层由连续纤维增强热塑性材料形成。
根据本公开的另一个实施方案，公开了用于形成管段的方法。方法包括提供由聚合物材料形成的空心体，所述空心体具有内表面和外表面，所述内表面限定内部。所述方法进一步包括用阻挡层围绕空心体，使得阻挡层与空心体的外表面接触并且未与空心体的外表面结合。阻挡层由连续纤维增强热塑性材料形成。
以下将更详细地说明本发明的其他特征和方面。
附图说明
本发明的完整和可行的公开内容，包括对本领域技术人员来说的 最佳模式，更具体地展示在说明书的剩余部分中，包括参照附图，其中：
图1示出了根据本公开的一个实施方案的海底应用中的多个管组件；
图2示出了根据本公开的一个实施方案的生产现场应用中的多个管组件；
图3是根据本公开的一个实施方案的多层管段的透视图；
图4是根据本公开的另一个实施方案的多层管段的透视图；
图5是根据本公开的一个实施方案的多层管段的横截面视图；
图6是根据本公开的一个实施方案的用于形成聚芳硫醚组合物的工艺的示意图；
图7是根据本公开的一个实施方案的浸渍系统的示意图；
图8是根据本公开的一个实施方案的模具的示意图；
图9是图8中所示的模具的横截面图；
图10是用于根据本公开的一个实施方案的模具的歧管组件和浇口通道的分解图；
图11是根据本公开的一个实施方案的至少部分限定浸渍区的第二浸渍板的一个实施方案的透视图；
图12是根据本公开的一个实施方案的浸渍区的一部分的特写横截面视图；
图13根据本公开的一个实施方案的浸渍区的下游端部的特写横截面视图；
图14是根据本发明的一个实施方案公开内容的到达区的透视图；
图15是根据本发明的一个实施方案公开内容的到达区的透视图；
图16是根据本公开的一个实施方案的带的透视图；
图17是根据本公开的一个实施方案的带的横截面视图；
图18示出了用于测定本文所述的聚芳硫醚组合物的熔体强度和熔体伸长率的样品。
图19示出了温度变化对本文所述的聚芳硫醚组合物和对比性组合 物的缺口Charpy冲击强度的影响。
图20是本文所述的聚芳硫醚组合物(图20A)和对比性聚芳硫醚(图20B)的扫描电子显微镜图像。
图21对比了硫酸暴露对本文所述的聚芳硫醚组合物和对比性组合物的强度特性的影响。
图22提供了本文所述的聚芳硫醚组合物得到的复数粘度的对数与剪切速率的函数关系。
图23提供了本文所述的聚芳硫醚组合物的熔体强度与亨基应变的函数关系。
图24提供了本文所述的聚芳硫醚组合物的熔体伸长率与亨基应变的函数关系。
图25示出了在测定聚芳硫醚组合物对CE10燃料共混物的耐渗透性中测试样品的每日重量损失。
图26示出了在测定聚芳硫醚组合物对CM15A燃料共混物的耐渗透性中测试样品的每日重量损失。
图27示出了在测定聚芳硫醚组合物对甲醇的耐渗透性中测试样品的每日重量损失。
本发明说明书和附图中重复使用的参照符号旨在表示本发明的相同或类似的特征和要素。
具体实施方式
本领域技术人员将理解本讨论仅是示例性实施方案的描述，并且不旨在作为对本发明更宽泛方面的限制。
一般而言，本发明涉及管段和用于形成管段的方法。所得管段可用于各种应用，并且特别是在严苛的环境下，例如在油和气的应用中。有利的是，用于形成根据本发明的管段的材料可针对特定应用定制，以使其承受特定的环境和相关的温度、pH、磨损等。根据本公开形成的管段有利的是轻重量的，并且除了高强度和耐受性之外还显示出柔性。
如以下详细讨论的。由根据本公开形成的多层管段的最内层或空心芯可以由聚合物材料形成，所述聚合物材料在示例性实施方案中是热塑性的。内芯可以暴露于相对严苛的环境，例如油、气或流动通过其中的其它流体或浆料。将聚合物材料用于形成空心芯为空心芯提供了改进的耐受性质，例如对磨损和腐蚀的耐受。此外，空心芯可以有利地是轻重量的。围绕并且与空心芯接触的阻挡层可以由连续纤维增强热塑性(“CFRT“)材料形成。该阻挡层和空心芯可以进一步有利地是未结合的。使用未结合的增强阻挡层可以增加管段的总柔性，同时另外增加总管段的强度，特别是其耐爆裂压力性和拉伸强度。
由此，根据本公开的管段因此包括聚合物空心体和一个或多个围绕空心体的CFRT阻挡层。阻挡层可以未与空心体结合。此外，在示例性的实施方案中，阻挡层是由CFRT材料形成的带。由CFRT材料形成的未结合的阻挡层的使用可以向由其形成的管段赋予多个优点。特别是，这样的管段可以是轻重量和柔性的，同时显示出改进的强度特性。
在一些实施方案中，根据本公开形成的管段可用于油气应用中。例如，在海底应用中，根据本公开形成的管段可用于提升管、传输管道、脐带管或其它合适的海底管组件。提升管、传输管道等可使油或气从中通过。脐带管可包括用于输送流体和/或电流、信号的各种元件(element)。例如脐带管可包括伸长的脐带管元件(例如两个或更多个)，例如通道元件、流体管、导电体/电线(例如光学纤维缆线)、铠装线等。管段可围封这些元件。在生产现场应用中，根据本公开形成的管段可用于提升管、现场出油管道、出口管道和/或其它合适的管组件。
图1示出了海底管道系统10的一个实施方案，其是其中可利用根据本公开形成的管段的一项应用。管道系统10可包括一个或多个管段100，并且在海底设备14，例如井眼和容器16，例如钻探装备、船只等之间延伸，或在两个容器16之间延伸，或以其它方式延伸。海底设备14可与水体22的底部20相邻。容器16和/或海底设备14可永久性地安装在水体22中或在水体22中可移动。在某些实施方案中，海 底管道系统10可用于约2500米或更深，在一些情况中为约4000米或更深，并且在一些实施方案中为约5000至约15000米的深度的水中。海底管道系统900可横跨这些深度的大部分。
在示例实施方案中，海底管道系统10被用于在海底设备14和容器16之间输送液体(例如油)或气，或用于包含其中的各种部件。管道系统10由此可包括例如提升管24、传输管道26、脐带管或合适于其它应用的管组件。根据本公开的管段100可用于形成任何一个或多个这些管道组件。
图2示出了在各种管道组件中可结合根据本公开的管段的典型生产现场。如可见的，该现场可包括固定的提升管31，其可从海床32将生产流体携带至平台35。该现场可包括现场出油管道33，其可在现场内携带生产流体、支持流体、脐带管等。此外，提升管31和现场出油管道33两者可以是成束管道，如以上讨论的。该系统还包括多个管段连接34，在该点不同出油管可合并，例如用于形成成束的提升管和/或在该处单个出油管可例如通过扩展而改变。该系统还包括多个卫星井38，从其得到烃生产流体和歧管。出口管道37可从平台35将生产流体携带至海岸、储存设备或输送容器。出口管道37还可包括一个或多个横越管(crossing)36以绕过其他出油管，例如另一管道39。根据本公开的管段100可用于形成任何一个或多个这些管组件。
图3-5示出了根据本公开的各个实施方案的管段100。管段100包括空心体102。如其所示，空心体102具有内表面104和外表面106。内表面104限定空心体102的内部108，合适的材料，例如上述的液体或气体可流动通过其。在示例实施方案中，空心体102一般可以是柱形的，其具有圆形或椭圆形的横截面轮廓。替代地，空心体102可具有任何合适的形状，其可以是恒定或可变化的。空心体102可沿着纵轴110延伸。应注意的是，纵向110是一般穿过空心体102的中心的方向，并可对应例如穿过空心体102的流动方向。由此，纵向110可以根据空心体102的曲率所需的任何合适的角度弯曲。
空心体102可由适合的聚合物材料形成，其在示例性实施方案中 可以是热塑性材料但是替代地可以是热固性材料。用于根据本公开的空心体102的适合的热塑性聚合物包括，例如，聚烯烃(例如，聚丙烯、丙烯-乙烯共聚物等)、聚酯(例如，聚对苯二甲酸丁二酯(“PBT”))、聚碳酸酯、聚酰胺(例如，PA12，Nylon^TM)、聚醚酮(例如，聚醚醚酮(“PEEK”))、聚醚酰亚胺、聚亚芳基酮(例如，聚苯二酮(“PPDK”))、液晶聚合物、聚芳硫醚(例如，聚苯硫醚(“PPS”)、聚(亚联苯硫醚酮)、聚(苯硫醚二酮)、聚(亚联苯硫醚)等)、含氟聚合物(例如，聚四氟乙烯-全氟甲基乙烯基醚聚合物、全氟烷氧基烷烃聚合物、四氟乙烯(petrafluoroethylene)聚合物、乙烯-四氟乙烯聚合物等)、聚缩醛、聚氨酯、聚碳酸酯、苯乙烯聚合物(例如，丙烯腈丁二烯苯乙烯(“ABS”))等。
在示例性实施方案中，聚合物材料可以挤出以形成空心体102，如图4和5中所示。替代地，空心体102可以由带形成，所述带由聚合物材料形成，如图3中所示，或具有任何其它适合的构成(formation)。
根据本公开的管段102还包括一个或多个阻挡层120。各阻挡层120一般可围绕空心体102。最内侧的阻挡层120(相对于空心体102)可以与空心体102接触，并且围绕的外侧阻挡层120可各自与相邻的阻挡层120接触，例如图4所示。阻挡层120具有内表面122和外表面124。当最内侧的阻挡层120围绕空心体102时，内表面122可接触空心体102，例如其最外侧表面106。
阻挡层120可以未与空心体102结合。然而，在其中使用多于一个阻挡层120的一些实施方案中，这些阻挡层120可与彼此结合。阻挡层120的结合可涉及将阻挡层120加热至固结温度。加热可以在模具、加热器中实施，或另外在阻挡层120或其带的形成过程中实施，或可以分开实施。合适的热源可以是例如红外、热气、激光或其他。固结温度是使得相邻的阻挡层120固结，并由此结合在一起的温度。例如，特定聚合物树脂的固结温度可以是熔点温度，或在低于熔点温度约20℃、15℃、10℃或5℃和该聚合物树脂的熔点温度之间的温度。结合可另外包括将阻挡层120固结在一起。固结可涉及例如将阻挡层 120压制在一起，或简单地使阻挡层120在其加热后保持接触。结合可另外包括在固结并由此结合之后冷却阻挡层120。
如以上讨论和以下详细讨论的，根据本公开的阻挡层120由连续纤维增强热塑性材料形成。用于根据本公开的阻挡层120的适合的热塑性材料包括，例如，聚烯烃(例如，聚丙烯、丙烯-乙烯共聚物等)、聚酯(例如，聚对苯二甲酸乙二酯(“PBT”))、聚碳酸酯、聚酰胺(例如，PA12，Nylon^TM)、聚醚酮(例如，聚醚醚酮(“PEEK”))、聚醚酰亚胺、聚亚芳基酮(例如，聚苯二酮(“PPDK”))、液晶聚合物、聚芳硫醚(例如，聚苯硫醚(“PPS”)、聚(亚联苯硫醚酮)、聚(苯硫醚二酮)、聚(亚联苯硫醚)等)、含氟聚合物(例如，聚四氟乙烯-全氟甲基乙烯基醚聚合物、全氟烷氧基烷烃聚合物、四氟乙烯(petrafluoroethylene)聚合物、乙烯-四氟乙烯聚合物等)、聚缩醛、聚氨酯、聚碳酸酯、苯乙烯聚合物(例如，丙烯腈丁二烯苯乙烯(“ABS”))等。
用于形成根据本公开的阻挡层120的热塑性材料可以进一步包括嵌入其中的多根纤维以增强热塑性材料。在示例性实施方案中，阻挡层120包括多根连续纤维，尽管应该理解长纤维也可以另外地包含于其中。纤维可以分散在形成阻挡层120的热塑性材料中。如本文所用，术语“长纤维”一般是指不连续的纤维、丝、纱线或粗纱，并且与“连续纤维”相对，其一般是指长度一般仅由部件长度限制的纤维、丝、纱线或粗纱。分散在聚合物材料中用于形成阻挡层120的纤维可以由本领域中已知的任何常规材料形成，例如金属纤维、玻璃纤维(如E-玻璃、A-玻璃、C-玻璃、D-玻璃、AR-玻璃、R-玻璃、S-玻璃例如S1-玻璃或S2-玻璃等)、碳纤维(例如石墨)、硼纤维、陶瓷纤维(如氧化铝或二氧化硅)、芳族聚酰胺纤维(如由E.I，duPont de Nemours，Wilmington，Del.市场化的)、合成有机纤维(如聚酰胺、聚乙烯、对亚苯基(paraphenylene)、对苯二甲酰胺、对苯二甲酸乙二酯和聚苯硫醚)和已知用于增强聚合物组合物的多种其它天然或合成无机或有机纤维材料。玻璃纤维、碳纤维和芳族聚酰胺纤维是特别理想的。
在示例性实施方案中，连续纤维可以是大体上单向的，如图16中 所示。此外，在示例性实施方案中，阻挡层120是由CFRT材料形成的带。在其它实施方案中，阻挡层120可以，例如，挤出在空心体102上。
在一些示例性实施方案中，阻挡层120可以由聚芳硫醚组合物形成，所述聚芳硫醚组合物显示出极佳的强度和柔性特性，以及耐受由于与例如水、油、气、合成或天然化学品等接触产生的化学降解的耐化学降解性。有益的是，即使当用于管线应用中可能遇到的极端温度，例如高温和低温的应用时，所述聚芳硫醚组合物可维持良好的物理特性。所述聚芳硫醚还可在该材料受到极端温度波动的条件下维持良好的物理特性。
根据本公开的聚芳硫醚组合物可根据熔体加工技术形成，其包括将聚芳硫醚与冲击改性剂组合而形成混合物，并对混合物施加动态硫化。更具体地，所述聚芳硫醚可与冲击改性剂组合，并且该混合物可施以剪切条件使得冲击改性剂良好地分布在整个聚芳硫醚中。在混合物形成之后，可加入多官能交联剂。所述多官能交联剂可与混合物的组分反应而在组合物中，例如在冲击改性剂的聚合物链内和链间形成交联。
不希望受限于任何特定理论，相信通过在将冲击改性剂分布在整个聚芳硫醚之后，向聚芳硫醚组合物加入多官能交联剂，可改进在熔体加工单元中聚芳硫醚、冲击改性剂和交联剂之间的相互作用，造成经交联的冲击改性剂在整个组合物中的分布改进。经交联的冲击改性剂在整个组合物中分布的改进可改进组合物的强度和柔性特性，例如组合物在变形下的维持强度的能力，并提供组合物良好的可加工性，其可用于形成可显示出极佳的在各种条件下耐降解性的产品。
根据一个实施方案，形成工艺可包括聚芳硫醚的官能化。该实施方案可提供额外的位点用于冲击改性剂和聚芳硫醚之间的结合，其还可改进冲击改性剂在整个聚芳硫醚中的分布，并进一步防止相分离。此外，聚芳硫醚的官能化可包括聚芳硫醚链的切断，其可降低组合物的熔体粘度，并改进可加工性。这还可提供作为低卤素组合物，例如 低氯组合物的聚芳硫醚组合物，其显示出极佳的物理特性和高耐降解性。
为了向聚芳硫醚组合物提供进一步的改进，可形成根据标准实践包含其他常规添加剂，例如填料、润滑剂、着色剂等的所述组合物。
所述聚芳硫醚组合物的高强度和柔性特性可通过测试材料的拉伸性质、弯曲性质和/或冲击性质而证明。例如，所述聚芳硫醚组合物可具有根据ISO测试第179-1号(技术上等同于ASTM D256，方法B)在23℃下测定的大于约3kJ/m²，大于约3.5kJ/m²，大于约5kJ/m²，大于约10kJ/m²，大于约15kJ/m²，大于约30kJ/m²，大于约33kJ/m²，大于约40kJ/m²，大于约45kJ/m²，或大于约50kJ/m²的缺口Charpy冲击强度。在ISO测试第180号(技术上等同于ASTM D256)的测试条件下在23℃下，无缺口Charpy样品不破裂。
有益的是，所述聚芳硫醚组合物即使在极端温度，包括高温和低温下也可维持良好的物理特性。例如所述聚芳硫醚组合物可具有根据ISO测试第179-1号在-30℃下测定的大于约8kJ/m²，大于约9kJ/m²，大于约10kJ/m²，大于约14kJ/m²，大于约15kJ/m²，大于约18kJ/m²或大于约20kJ/m²的缺口Charpy冲击强度；并且可具有根据ISO测试第179-1号在-40℃下测定的大于约8kJ/m²，大于约9kJ/m²，大于约10kJ/m²，大于约11kJ/m²，大于约12kJ/m²，或大于约15kJ/m²的缺口Charpy冲击强度。
此外，温度变化对所述聚芳硫醚组合物的影响可出人意料地小。例如根据ISO测试第179-1号在23℃下与-30℃下测定的缺口Charpy冲击强度的比例可以为大于约3.5，大于约3.6，或大于约3.7。由此，并且如以下的实施例部分中更详细描述的，随着温度提高，所述聚芳硫醚组合物的冲击强度也如预期地提高，但是冲击强度的提高速率非常高，特别是相比于不含动态交联的冲击改性剂的组合物。由此，所述聚芳硫醚组合物可显示出在宽范围的温度下极佳的强度特性。
所述聚芳硫醚组合物可显示出非常良好的拉伸特性。例如，所述聚芳硫醚组合物可具有在大于约4.5％，大于约6％，大于约7％，大 于约10％，大于约25％，大于约35％，大于约50％，大于约70％，大于约75％，大于约80％，或大于约90％的屈服拉伸伸长率。相似地，断裂拉伸伸长率可以非常高，例如大于约10％，大于约25％，大于约35％，大于约50％，大于约70％，大于约75％，大于约80％，或大于约90％。断裂应变可以为大于约5％，大于约15％，大于约20％，或大于约25％。例如，断裂应变可以为约90％。屈服应变同样是高的，例如大于约5％，大于约15％，大于约20％，或大于约25％。屈服应力可以为例如，大于约50％或大于约53％。所述聚芳硫醚组合物可具有大于约30MPa，大于约35MPa，大于约40MPa，大于约45MPa，或大于约70MPa的断裂拉伸强度。
此外，所述聚芳硫醚组合物可具有相对低的拉伸模量。例如，所述聚芳硫醚组合物可以为如具有根据ISO测试第527号在23℃的温度下和5mm/min的测试速度下测定的低于约3000MPa，低于约2300MPa，低于约2000MPa，低于约1500MPa，或低于约1100MPa的拉伸模量。
所述聚芳硫醚组合物还可显示出在退火后良好的特性。例如，在约230℃的温度下退火约2小时的时间段之后，组合物的拉伸模量可以为低于约2500MPa，低于约2300MPa，或低于约2250MPa。退火后的拉伸断裂强度可以为如根据ISO测试第527号在23℃的温度下和5mm/min的测试速度下测定的大于约50MPa，或大于约55MPa。
所述聚芳硫醚组合物还可在高温下连续使用，例如在高达约150℃、约160℃，或约165℃的温度下连续使用而不损失拉伸强度。例如，所述聚芳硫醚组合物在165℃下加热老化1000小时后可维持大于初始拉伸强度的约95％，例如为约100％，并且可在135℃下加热老化1000小时后可维持大于初始屈服拉伸伸长率的约95％，例如约100％。
拉伸特性可根据根据ISO测试第527号在23℃下和5mm/min或50mm/min的测试速度下(技术上等同于ASTM D623，在23℃下)测定。
组合物弯曲特性可根据ISO测试第178号(技术上等同于ASTM D790，在23℃的温度下和2mm/min的测试速度下测试。例如，组合物的弯曲模量可以为低于约2500MPa，低于约2300MPa，低于约2000MPa，低于约1800MPa，或低于约1500MPa。所述聚芳硫醚组合物可具有大于约30MPa，大于约35MPa，大于约40MPa，大于约45MPa，或大于约70MPa的断裂弯曲强度。
所述聚芳硫醚组合物的负载下变形温度可以是非常高的。例如，所述聚芳硫醚组合物的负载下变形温度可以为如根据ISO测试第75-2号(技术上等同于ASTM D790)在1.8MPa下测试的大于约80℃，大于约90℃，大于约100℃，或大于约105℃。
如根据当以50K/hr的加热速率使用10N负载时的Vicat A测试所测量的，Vicat软化点可以为大于约200℃或大于约250℃，例如约270℃。对于Vicat B测试，当以50K/hr的加热速率使用50N负载时，Vicat软化点可以为大于约100℃，大于约150℃下大于约175℃，或大于约190℃，例如约200℃。Vicat软化点可以根据ISO测试第306号(技术上等同于ASTM D1525)测定。
所述聚芳硫醚组合物在长期暴露于严苛的环境条件的过程中还可显示出极佳的稳定性。例如，在长期暴露于酸性环境时，所述聚芳硫醚组合物可显示出极少的强度特性损失。例如，在暴露于强酸(例如约5％或更大的强酸，例如硫酸、盐酸、硝酸、高氯酸等的溶液)500小时后，所述聚芳硫醚组合物可显示出在约40℃下在暴露于强酸溶液500小时后的缺口Charpy冲击强度损失低于约17％，或低于约16％，并可显示出在约80℃下在暴露于强酸溶液500小时后的缺口Charpy冲击强度损失低于约25％，或低于约22％。甚至在更严苛的条件下，例如在约80℃的温度下保持在10％的硫酸溶液中1000小时，所述聚芳硫醚组合物可维持初始缺口Charpy冲击强度的约80％或更大。所述聚芳硫醚组合物在暴露于其他可能的降解性材料，例如盐之后还可维持理想的强度特性。
耐渗透性对于聚芳硫醚组合物的宽范围的应用，例如当将组合物 用于形成燃料管道、储存槽等时可以是重要的。所述聚芳硫醚组合物可显示出极佳的对各种各样的材料的耐渗透性。例如，由所述聚芳硫醚组合物形成的成型产品可显示出的对燃料或燃料源(例如汽油、柴油、喷气燃料、未精炼或精炼的油等)的耐渗透性低于约3g-mm/m²-天，低于约2g-mm/m²-天，低于约1g-mm/m²-天，或低于约0.5g-mm/m²-天。例如，所述聚芳硫醚组合物(或由聚芳硫醚组合物形成的产品)可显示出对重量比为10:45:45的乙醇/异辛烷/甲苯的乙醇共混物在40℃下的耐渗透性低于约3g-mm/m²-天，低于约2.5g-mm/m²-天，低于约1g-mm/m²-天，或低于约0.1g-mm/m²-天。对15重量％的甲醇和85重量％的氧化燃料(CM15A)的共混物在40℃下的耐渗透性可以低于约3g-mm/m²-天，低于约2.5g-mm/m²-天，低于约1g-mm/m²-天，低于约0.5g-mm/m²-天，低于约0.3g-mm/m²-天，或低于约0.15g-mm/m²-天。对甲醇在40℃下的耐渗透性可以低于约1g-mm/m²-天，低于约0.5g-mm/m²-天，低于约0.25g-mm/m²-天，低于约0.1g-mm/m²-天，或低于约0.06g-mm/m²-天。耐渗透性可根据SAE测试方法第J2665号进行测定。此外，所述聚芳硫醚组合物在长期暴露于烃之后可维持初始密度。例如，所述组合物在长期(例如大于约14天)暴露于烃，例如庚烷、环己烷、甲苯等、或烃的组合之后可维持大于约95％的初始密度，大于约96％的初始密度，例如约99％的初始密度。
所述聚芳硫醚组合物还可耐受材料，特别是烃的吸收。例如，由所述组合物形成的模制结构在130℃的温度下暴露于烃经过约2周的时间段之后可显示出低于约25％，低于约20％，或低于约14％的体积变化。
所述聚芳硫醚组合物可显示出良好的耐热性和阻燃特性。例如所述组合物可在0.2毫米厚度下满足V-0可燃性标准。阻燃效力可根据“Test for Flammability of Plastic Materials for Parts in Devices and Appliances”，第五版，1996年10月29日的UL 94垂直燃烧测试流程进行测定。根据UL 94测试的等级列于下表中：

等级续燃时间(s)燃烧滴落燃烧至夹具
V-0<10否否V-1<30否否V-2<30是否失败<30 是失败>30 否
“续燃时间”是通过将总续燃时间(所有测试样品的累计值)除以样品数确定的平均值。总续燃时间是如UL-94 VTM测试所述的，在两次分别施加火焰之后，所有样品保持点燃的时间总和(以秒计)。较短的时间段表示较好的耐燃性，即灭火较快。对于V-0评分，对于五(5)个样品的总续燃时间，两次施加火焰的每次必须不超过50秒。对于具有0.2毫米厚度的试样，使用本发明的阻燃剂，制品可实现至少V-1等级，并且一般是V-0等级。
所述聚芳硫醚组合物还可显示出良好的加工特性，例如由所述组合物的熔体粘度所证实的。例如，所述聚芳硫醚组合物可具有低于约2800泊的熔体粘度，其在316℃下和400sec^-1下在毛细管流变仪上测试，在恒定剪切5分钟之后进行粘度测量。此外，所述聚芳硫醚组合物可显示出相比于不包含经交联的冲击改性剂的聚芳硫醚组合物改进的经时熔体稳定性。不包含经交联的冲击改性剂的聚芳硫醚组合物倾向于显示出增大的经时熔体粘度，并且与其相反，本公开的组合物可维持或甚至降低经时熔体粘度。
所述聚芳硫醚组合物可具有大于约10kPa/sec，大于约25kPa/sec，大于约40kPa/sec，大于约50kPa/sec，大于约75kPa/sec，大于约200kPa/sec，大于约250kPa/sec，大于约300kPa/sec，大于约350kPa/sec，大于约400kPa/sec，或大于约450kPa/sec的复数粘度，其在低剪切(0.1弧度/秒(rad/s))下和310℃下测定。在低剪切下的高复数粘度值是组合物的交联结构和所述聚芳硫醚组合物的较高熔体强度的标志。此外，所述聚芳硫醚组合物可显示出高剪切敏感性，其标志用于成型工艺，例如吹塑和挤出加工的极佳特性。
图6示出了可用于形成聚芳硫醚组合物的工艺的图示。如其所示，所述聚芳硫醚组合物的组分可在熔体加工单元，例如挤出机700中熔体捏合。挤出机700可以是任何本领域中已知的挤出机，包括但不限 于单、双或多螺杆挤出机、同向旋转或反向旋转挤出机、互啮或非互啮挤出机等。在一个实施方案中，所述组合物可在包括多个区域或机筒的挤出机700中熔体加工。在示出实施方案中，挤出机700如其所示地包括10个沿挤出机700的长度编号为721-730的机筒。各机筒721-730可包括可独立操作的进料管线714、716、排出口712、温度控制等。一般目的的螺杆设计可用于熔体加工所述聚芳硫醚组合物。例如，可使用双螺杆挤出机，例如Coperion同向旋转完全互啮的双螺杆挤出机将聚芳硫醚组合物熔体混合。
在形成聚芳硫醚组合物中，聚芳硫醚可在主进料喉口714进料入挤出机700。例如，聚芳硫醚可通过计量进料器在第一机筒721处进料入主进料喉口714。当所述聚芳硫醚前进通过挤出机700时，其可与其他组合物组分一起熔融和混合。如希望地可将冲击改性剂在主进料喉口714或主进料喉口的下游处与所述聚芳硫醚组合物组合加入组合物中。
在主进料喉口714的下游位置，并且在向组合物中加入冲击改性剂之后，可将交联剂加入组合物。例如，在示出实施方案中，机筒726处的第二进料管线716可用于添加交联剂。用于交联剂添加的位置没有特别限制。但是，交联剂可在聚芳硫醚已与冲击改性剂在剪切下混合之后的位置加入至组合物，使得冲击改性剂良好地分散在整个聚芳硫醚中有益的是，所述聚芳硫醚组合物可显示出希望的特性而不添加增塑剂。例如，所述组合物可以不含增塑剂，例如邻苯二甲酸酯、偏苯三酸酯、癸二酸酯、己二酸酯、戊二酸酯、壬二酸酯、马来酸酯、苯甲酸酯等。
所述聚芳硫醚可以是包含式(I)的重复单元的聚芳硫醚：
-[(Ar¹)_n-X]_m-[(Ar²)_i-Y]_j-[(Ar³)_k-Z]_l-[(Ar⁴)_o-W]_p-    (I)
其中，Ar¹、Ar²、Ar³和Ar⁴是相同或不同的，并且是6-18个碳原子的亚芳基单元；W、X、Y和Z是相同或不同的，并且是二价连接基，其选自–SO₂–、–S–、–SO–、–CO–、–O–、–COO–或1-6个碳原子的亚烷基或次烷基，并且其中至少一个连接基是–S–；并且n、m、 i、j、k、l、o和p独立地是0或1、2、3或4，其前提是它们的总和不小于2。亚芳基单元Ar¹、Ar²、Ar³和Ar⁴可以是选择性地取代或未取代的。有利的亚芳基体系是亚苯基、亚联苯基、亚萘基、亚蒽基和亚菲基。所述聚芳硫醚一般包含大于约30mol％，大于约50mol％，或大于约70mol％芳硫醚(–S–)单元。在一个实施方案中，所述聚芳硫醚包含至少85mol％的与两个芳环直接连接的硫醚键。
在一个实施方案中，所述聚芳硫醚是聚苯硫醚，其在本文中限定为包含苯硫醚结构–(C₆H₄–S)_n–(其中n是1或更大的整数)作为其组成。
所述聚芳硫醚可在形成聚芳硫醚组合物之前合成，尽管这不是工艺的要求，并且聚芳硫醚也可从已知的供应商处购买。例如，可购买由Florence，Kentucky，USA的Ticona市售的聚苯硫醚并用作所述聚苯硫醚。在合成聚芳硫醚的那些实施方案中，可使用本领域一般已知的合成技术。例如，用于制造聚芳硫醚的工艺可以包括将提供氢硫离子的材料(例如碱金属硫化物)与二卤代芳族化合物在有机酰胺溶剂中反应。
所述聚芳硫醚可以是直链、半直链、支化或交联的。直链聚芳硫醚包括重复单元–(Ar–S)–作为主要构成单元。通常，直链聚芳硫醚可包括约80mol％或更多的该重复单元。直链聚芳硫醚可包括少量的支化单元或交联单元，但支化或交联单元的量可以是低于聚芳硫醚的总单体单元的约1mol％。直链聚芳硫醚聚合物可以是包含上述重复单元的无规共聚物或嵌段共聚物。
可使用半直链聚芳硫醚，其可具有通过将少量的一个或多个具有三个或更多个反应官能团的单体引入聚合物而提供的交联或支化结构。例如聚合物的约1mol％-约10mol％可由具有三个或更多个反应官能团的单体形成。可用于制造半直链聚芳硫醚的方法是本领域中通常所知的。
所述聚芳硫醚组合物可包含聚芳硫醚组分(其也包括聚芳硫醚共混物)其量为基于组合物重量约10重量％-约99重量％，例如基于组合物重量约20％重量％-约90重量％。
所述聚芳硫醚可以具有任何合适的分子量和熔体粘度，一般取决于聚芳硫醚希望的最终应用。例如，聚芳硫醚熔体粘度可以是熔体粘度低于约500泊的低粘度聚芳硫醚、熔体粘度在约500泊-约1500泊之间的中等粘度的聚芳硫醚或熔体粘度大于约1500泊的高熔体粘度的聚芳硫醚，其根据ISO测试第11443号在1200s^-1的剪切速率下和在310℃下进行测定。
根据一个实施方案，聚芳硫醚可官能化以进一步促进聚芳硫醚和冲击改性剂之间的键形成。例如，在形成之后可用羧基、酸酐、胺、异氰酸酯或其他含官能团的改性化合物进一步处理聚芳硫醚以对聚芳硫醚提供官能端基。例如，聚芳硫醚可与包含巯基或二硫基、以及还包含反应官能团的改性化合物反应。在一个实施方案中，聚芳硫醚可在有机溶剂中与改性化合物反应。在另一个实施方案中，聚芳硫醚可以熔融状态与改性化合物反应。
在一个实施方案中，包含希望的官能团的二硫化物化合物可并入所述聚芳硫醚组合物的形成过程中，并且聚芳硫醚可结合组合物的形成过程而被官能化。例如，可将包含希望的反应官能团的二硫化物化合物组合聚芳硫醚加入熔体挤出机中，或在任何其他位置处在加入交联剂之前加入熔体挤出机中或结合交联剂的添加加入熔体挤出机中。
聚芳硫醚聚合物和反应官能化的二硫化物之间的反应可包括聚芳硫醚聚合物的断链，其可降低聚芳硫醚的熔体粘度。在一个实施方案中，具有低卤素含量的较高熔体粘度的聚芳硫醚可用作起始聚合物。在通过使用官能性二硫化物化合物对聚芳硫醚聚合物进行反应官能化之后，可形成具有低卤素含量的相对低熔体粘度的聚芳硫醚。在该断链之后，聚芳硫醚的熔体粘度可适于进一步加工，并且低熔体粘度的聚芳硫醚的总卤素含量可非常低。除了低卤素含量之外显示出极佳的强度和耐降解性的聚芳硫醚组合物可以是有利的，因为由于环境考虑，低卤素含量的聚合物材料变得越来越希望。在一个实施方案中，所述聚芳硫醚组合物可具有低于约1000ppm，低于约900ppm，低于约600ppm，或低于约400ppm的卤素含量，其根据使用Parr弹燃烧， 然后使用离子色谱的元素分析进行测定。
二硫化物化合物一般可具有以下结构：
R¹–S–S–R²
其中R¹和R²可以是相同或不同的，并且是独立地包括1-约20个碳的烃基。例如，R¹和R²可以是烷基、环烷基、芳基或杂环基。R¹和R¹可包括在二硫化物化合物末端处的反应官能性。例如，R¹和R²的至少一个可包括链端的羧基、羟基、取代或未取代的氨基、硝基等。通常，可选择反应官能性使得反应官能化的聚芳硫醚可与冲击改性剂反应。例如，当考虑环氧封端的冲击改性剂时，二硫化物化合物可包括羧基和/或胺官能性。
包含如本文可包括的反应性端基的二硫化物化合物的实例包括但不限于2,2'-二氨基二苯基二硫化物、3,3'-二氨基二苯基二硫化物、4,4'-二氨基二苯基二硫化物、二苯甲基二硫化物、二硫代水杨酸、二硫代乙醇酸、α,α'-二硫代二乳酸、β,β'-二硫代二乳酸、3,3'-二硫代二吡啶、4,4'二硫代吗啉、2,2'-二硫代双(苯并噻唑)、2,2'-二硫代双(苯并咪唑)、2,2'-二硫代双(苯并噁唑)和2-(4'-吗啉基二硫代)苯并噻唑。
聚芳硫醚量与二硫化物化合物量的比例可为约1000:1-约10:1，约500:1-约20:1，或约400:1-约30:1。
除了聚芳硫醚聚合物之外，所述组合物还包含冲击改性剂。更具体地，所述冲击改性剂可以是烯烃共聚物或三元共聚物。例如，所述冲击改性剂可包括具有约4-约10个碳原子的烯属不饱和单体单元。
所述冲击改性剂可被改性以包括官能性，使得与交联剂反应。例如，所述冲击改性剂可以用约0.01-约0.5的摩尔分数的以下物质的一种或多种改性：具有约3-约8个碳原子的α，β不饱和二羧酸或其盐、具有约3-约8个碳原子的α，β不饱和羧酸或其盐；具有约3-约8个碳原子的酸酐或其盐；具有约3-约8个碳原子的单酯或其盐；磺酸或其盐；具有约4-约11个碳原子的不饱和环氧化合物。该改性官能团的实例包括马来酸酐、富马酸、马来酸、甲基丙烯酸、丙烯酸和甲基丙烯酸缩水甘油酯。金属酸盐的实例包括碱金属盐和过渡金属盐，例 如钠盐、锌盐和铝盐。
可使用的冲击改性剂的非限制性示例包括乙烯-丙烯酸共聚物、乙烯-马来酸酐共聚物、乙烯-(甲基)丙烯酸烷基酯-马来酸酐三元共聚物、乙烯-(甲基)丙烯酸烷基酯-(甲基)丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物、乙烯-丙烯酸酯-甲基丙烯酸三元共聚物、乙烯-丙烯酸酯-马来酸酐三元共聚物、乙烯-甲基丙烯酸-甲基丙烯酸碱金属盐(离聚物)三元共聚物等。在一个实施方案中，例如，冲击改性剂可包括乙烯、丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸缩水甘油酯的无规三元共聚物。该三元共聚物可具有约5％-约20％，例如约6％-约10％的甲基丙烯酸缩水甘油酯含量。该三元共聚物可具有约20％-约30％，例如约24％的丙烯酸甲酯含量。
根据一个实施方案，所述冲击改性剂可以是包含环氧官能团，例如链端的环氧基、骨架的环氧乙烷单元和/或侧挂的环氧基的直链或支化的均聚物或共聚物(例如无规、支化、嵌段等)。例如，所述冲击改性剂可以是包含至少一种包含环氧官能团的单体组分的共聚物。所述冲击改性剂的单体单元可变化。在一个实施方案中，例如，冲击改性剂可包括环氧官能的甲基丙烯酸单体单元。如本文所用，术语甲基丙烯酸(的)通常是指丙烯酸单体和甲基丙烯酸单体两者、以及它们的盐和酯，例如丙烯酸酯单体和甲基丙烯酸酯单体。可并入冲击改性剂的环氧官能的甲基丙烯酸单体可包括但不限于包含1,2-环氧基的那些，例如丙烯酸缩水甘油酯和甲基丙烯酸缩水甘油酯。其他合适的环氧官能的单体包括烯丙基缩水甘油醚、乙基丙烯酸缩水甘油酯和衣康酸缩水甘油酯。
其他单体单元可另外或替代地是冲击改性剂的组分。其他单体的实例可包括例如酯单体、烯烃单体、酰胺单体等。在一个实施方案中，冲击改性剂可包括至少一种直链或支化的烯烃单体，例如具有2-20个碳原子或2-8个碳原子的那些。具体实例包括乙烯；丙烯；1-丁烯；3-甲基-1-丁烯；3,3-二甲基-1-丁烯；1-戊烯；具有一个或多个甲基、乙基或丙基取代基的1-戊烯；具有一个或多个甲基、乙基或丙基取代基的1-己烯；具有一个或多个甲基、乙基或丙基取代基的1-庚烯；具 有一个或多个甲基、乙基或丙基取代基的1-辛烯；具有一个或多个甲基、乙基或丙基取代基的1-壬烯；乙基、甲基或二甲基取代的1-癸烯；1-十二烯；和苯乙烯。
包含环氧官能团的冲击改性剂中包含的单体可包括不包含环氧官能团的单体，只要至少一部分聚合物的单体单元是环氧官能化的。
在一个实施方案中，冲击改性剂可以是包含环氧官能团的三元共聚物。例如，冲击改性剂可包括包含环氧官能团的甲基丙烯酸组分、α-烯烃组分和不包含环氧官能团的甲基丙烯酸组分。例如，冲击改性剂可以是聚(乙烯-共聚-丙烯酸甲酯-共聚-甲基丙烯酸缩水甘油酯)，其具有以下结构：

其中，a、b和c是1或更大的数。
在另一个实施方案中，冲击改性剂可以是乙烯、丙烯酸乙酯和马来酸酐的无规共聚物，其具有以下结构：

其中，x、y和z是1或更大的数。
共聚物冲击改性剂的各种单体组分的相对比例没有特别限制。例如，在一个实施方案中，环氧官能的甲基丙烯酸单体组分可形成约1重量％-约25重量％，或约2重量％-约20重量％的共聚物冲击改性剂。α-烯烃单体可形成约55重量％-约95重量％，或约60重量％-约90重量％的共聚物冲击改性剂。当使用时，其他单体组分(例如非环氧官能的甲基丙烯酸单体)可构成共聚物冲击改性剂的约5重量％-约 35重量％，或约8重量％-约30重量％。
冲击改性剂可根据本领域中通常已知的标准聚合方法形成。例如，包含极性官能团的单体可接枝在聚合物主链上以形成介质共聚物。替代地，包含官能团的单体可使用已知的自由基聚合物技术，例如高压反应、齐格勒-纳塔催化剂反应体系、单位点催化剂(例如茂金属)反应体系等与单体共聚以形成嵌段或无规共聚物。
替代地，冲击改性剂可在零售市场上得到。例如，合适的用作冲击改性剂的化合物可从Arkema以名称得到。
冲击改性剂的分子量可宽范围变化。例如，冲击改性剂可具有约7,500-约250,000克/摩尔，在一些实施方案中为约15,000-约150,000克/摩尔，并且在一些实施方案中为约20,000-100,000克/摩尔的数均分子量，多分散指数通常在2.5-7。
一般，冲击改性剂可以约0.05％-约40重量％，约0.05％-约37重量％，或约0.1％-约35重量％的量存在于所述组合物中。
再次参照图6，冲击改性剂可与聚芳硫醚组合物在熔体加工单元的主进料喉口714处组合加入组合物中。这不是组合物形成工艺的要求，但是，在其他实施方案中，冲击改性剂可以在主进料喉口下游处加入。例如，冲击改性剂可以在聚芳硫醚供入熔体加工单元的位置下游的位置处加入，但其位于熔融段(即其中聚芳硫醚变得熔融的熔体加工单元的长度)之前。在另一个实施方案中，冲击改性剂变得在聚芳硫醚开始熔融的位置下游的位置处加入。
如果希望，在熔体加工单元的混合段中可使用一种或多种分布和/或分散混合元件。用于单螺杆挤出机的合适的分布混合器可包括但不限于例如Saxon、Dulmage、Cavity Transfer混合器等。相似地，合适的分散混合器可包括但不限于Blister环、Leroy/Maddock、CRD混合器等。如本领域中熟知的，混合可通过在机筒中使用销钉进一步改进，其产生聚合物熔体的折叠和再取向，例如用于Buss Kneader挤出机、Cavity Transfer混合器和Vortex Intermeshing Pin混合器的那些。
除了聚芳硫醚和冲击改性剂之外，聚芳硫醚组合物可包含交联剂。所述交联剂可以是多官能化合物或它们的组合，其可与冲击改性剂的官能性反应而在冲击改性剂的聚合物链内和链间形成交联物。一般，交联剂可以是非聚合物化合物，即包含两个或更多个通过键或非聚合物(非重复的)连接部分连接的相对官能性端基的分子化合物。例如，交联剂可包括但不限于二环氧化物、多官能环氧化物、二异氰酸酯、多异氰酸酯、多元醇、水溶性碳亚酰胺、二胺、二氨基烷烃、多官能羧酸、二酸卤化物等。例如，当考虑环氧官能的冲击改性剂时，非聚合物的多官能羧酸或胺可用作交联剂。
多官能羧酸交联剂的具体实例可包括但不限于间苯二甲酸、对苯二甲酸、邻苯二甲酸、1,2-二(对羧基苯基)乙烷、4,4'-二羧基二苯基醚、4,4'-双苯甲酸、1,4-或1,5-萘二羧酸、十氢化萘二羧酸、降冰片烯二羧酸、二环辛烷二羧酸、1,4-环己烷二羧酸(顺式和反式两者)、1,4-亚己基二羧酸、己二酸、壬二酸、二羧基十二酸、琥珀酸、马来酸、戊二酸、辛二酸、壬二酸和癸二酸。对应的二羧酸衍生物，例如也可使用在醇基团中具有1-4个碳原子的羧酸二酯、羧酸酐或羧酸卤化物。
用作交联剂的示例性的二醇包括但不限于脂肪族二醇，例如乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、2,2-二甲基-1,3-丙二醇、2-乙基-2-甲基-1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、2-丁烯-1,4-二醇、1,3-1,5-戊二醇、1,5-戊二醇、二丙二醇、2-甲基-1,5-戊二醇等。也可使用芳族二醇例如但不限于氢醌、邻苯二酚、间苯二酚、甲基氢醌、氯代氢醌、双酚A、四氯双酚A、酚酞等。示例性的可使用的脂环二醇包括脂环部分，例如，1,6-己二醇、二甲醇十氢化萘、二甲醇二环辛烷、1,4-环己烷二甲醇(包括其顺式和反式异构体)、三乙二醇、1,10-癸二醇等。
可用作交联剂的示例性的二胺可包括但不限于异佛尔酮-二胺、乙二胺、1,2-、1,3-丙二胺、N-甲基-1,3-丙二胺、N,N'-二甲基-乙二胺、和芳族二胺，例如，2,4-和2,6-亚甲苯基-二胺、3,5-二乙基-2,4-和/或-2,6-亚甲苯基-二胺和伯的邻、二、三和/或四-烷基取代的4,4'-二氨基二苯基-甲烷、脂(环)族二胺，例如异佛尔酮-二胺、乙二胺、1,2-、1,3-丙二 胺、N-甲基-1,3-丙二胺、N,N'-二甲基-乙二胺、和芳族二胺，例如，2,4-和2,6-亚甲苯基-二胺、3,5-二乙基-2,4-和/或-2,6-亚甲苯基-二胺和伯的邻、二、三和/或四-烷基取代的4,4'-二氨基二苯基-甲烷。
在一个实施方案中，所述组合物可包括不含二硫化物的交联剂。例如，该交联剂可包含羧基和/或胺官能性，而不含可与聚芳硫醚反应的二硫化物基。可使用不含二硫化物的交联剂以避免在组合物形成过程中因交联剂而来的聚芳硫醚的过量的断链。但是，应注意，不含二硫化物的交联剂的使用不以任何方式限制反应官能化的二硫化物化合物用于将聚芳硫醚官能化。例如，在一个实施方案中，所述组合物可以根据包括以下的工艺形成：将反应官能化的聚芳硫醚化合物加入可反应官能化聚芳硫醚的熔体加工单元。用于该实施方案的交联剂然后可以是不含二硫化物的交联剂，其可包含与冲击改性剂以及与反应官能化的聚芳硫醚有反应性的官能性。由此，所述组合物可高度交联而不过度切断聚芳硫醚的聚合物链。
在另一个实施方案中，可选择所述交联剂和聚芳硫醚官能化化合物(当存在时)以促进聚芳硫醚的断链。这可以是有益的，例如希望其断链以降低聚芳硫醚聚合物的熔体粘度。
所述聚芳硫醚组合物一般可包含量为聚芳硫醚组合物重量的约0.05重量％-约2重量％，聚芳硫醚组合物重量的约0.07重量％-约1.5重量％，或约0.1重量％-约1.3重量％的交联剂。
交联剂可在聚芳硫醚和冲击改性剂混合之后加入熔体加工单元。例如，如图6所示，交联剂可将聚芳硫醚和冲击改性剂(一起或分开地)加入熔体加工单元之后在下游位置716处加入组合物中。这可确保冲击改性剂在加入交联剂之前已变得分散在整个聚芳硫醚中。
为了有助于在加入交联剂之前促进冲击改性剂分布在整个熔体中，可选择性地控制各种不同参数。例如，可选择熔体加工单元的螺杆的长度(“L”)与直径(“D”)的比例以实现处理量和冲击改性剂分布之间的最佳平衡。例如，可控制在供入冲击改性剂的位置之后的L/D值以促进冲击改性剂的分布。更具体地，螺杆具有共混长度(“L_B”)，其 由从将冲击改性剂和聚芳硫醚两者供入单元的位置(即它们与另一者组合供入的位置或两者中的后者供入的位置)至供应交联剂的位置限定。共混长度一般低于螺杆的总长度。例如，当考虑总L/D为40的熔体加工单元时，螺杆的L_B/D比可以为为约1-约36，在一些实施方案中为约4-约20，并且在一些实施方案中为约5-约15。在一个实施方案中，L/L_B比可以为约40-约1.1，约20-约2，或约10-约5。
在加入交联剂之后，可混合所述组合物以将交联剂分布在整个组合物中，并促进交联剂、冲击改性剂和在一个实施方案中与聚芳硫醚之间的反应。
用于形成CFRT材料的组合物还可包含一种或多种添加剂，其是本领域中一般已知的。例如，一种或多种填料可包括在组合物中。一种或多种填料一般可以CFRT组合物的重量的约5重量％-约70重量％，或约20重量％-约65重量％的量包含在所述组合物中。
填料可以根据标准实践添加至组合物。例如，填料可以在组合物与连续纤维组合之前或过程中添加至组合物。
在一个实施方案中，非连续纤维可以结合连续纤维包括在组合物中。纤维可以包括一个或多个纤维类型，包括但是不限于聚合物纤维、玻璃纤维、碳纤维、金属纤维、玄武岩纤维等，或纤维类型的组合。非连续纤维的尺寸可以如本领域已知地变化。在一个实施方案中，纤维可以具有约3mm-约5mm的初始长度。纤维直径可以取决于所用的具体纤维而变化。纤维，例如，可以具有小于约100μm，例如小于约50μm的直径。例如，非连续或连续纤维可以具有约5μm-约50μm，例如约5μm-约15μm的纤维直径。纤维可以用上浆料预处理，如通常已知的。
可使用其他填料。例如，颗粒状填料可并入CFRT组合物中。一般，颗粒状填料可包括中值粒径低于约750μm，例如低于约500μm，或低于约100μm的任何颗粒状填料。在一个实施方案中，颗粒状填料可具有约3μm-约20μm范围的中值粒径。此外，如已知的，颗粒状填料可以为实心或空心的。颗粒状填料还可包括表面处理，如本领 域中已知的。
颗粒状填料可包括一种或多种矿物填料。例如所述CFRT组合物可包括一种或多种矿物填料，其量为所述组合物的约1重量％-约60重量％。矿物填料可包括但不限于二氧化硅、石英粉、硅酸盐，例如硅酸钙、硅酸铝、高龄土、滑石、云母、粘土、硅藻土、硅灰石、碳酸钙等。
当并入多种填料，例如颗粒状填料和非连续纤维填料时，所述填料可一起加入或分开加入至熔体加工单元。例如，颗粒状填料可以与热塑性聚合物一起加入主进料器，或在加入纤维状填料之前在下游处加入，并且纤维状填料可在颗粒状填料的加入位置的更下游处加入。一般，非连续纤维状填料可以在任何其他填料，例如颗粒状填料的下游处加入，尽管这不是要求的。
填料可以是导电性填料，例如但不限于炭黑、石墨、石墨烯、碳纤维、碳纳米管、金属粉等。在所述组合物包含导电性填料的那些实施方案中，可包括充足的导电性填料，使得所述组合物具有等于或低于约10⁹ohms cm的体积比电阻。
在一个实施方案中，所述CFRT组合物可包含UV稳定剂作为添加剂。例如，所述CFRT组合物可包含UV稳定剂，其量为约0.5重量％-约15重量％之间，约1重量％-约8重量％之间，或约1.5重量％-约7重量％之间的UV稳定剂。一种特别合适的可使用的UV稳定剂是受阻胺UV稳定剂。合适的受阻胺UV稳定剂化合物可来源于取代的哌啶，例如烷基取代的哌啶基(piperidyl)、哌啶基(piperidinyl)、哌啶酮、烷氧基哌啶基化合物等。例如，所述受阻胺可来源于2,2,6,6-四烷基哌啶基。所述受阻胺可例如是数均分子量为约1,000或更大，在一些实施方案中为约1000-约20,000，在一些实施方案中约1500-约15,000，在一些实施方案中为约2000-约5000的低聚化合物或聚合化合物。该类化合物通常每个聚合物重复单元包含至少一个2,2,6,6-四烷基哌啶基(例如1-4个)。一种特别适合的高分子量受阻胺可以商品名N30(数均分子量为1200)商购自Clariant。另一种适合的高 分子量受阻胺可以商品名ADKLA-63和ADKLA-68商购自Adeka Palmarole SAS。
除了高分子受阻胺之外，还可使用低分子量的受阻胺。该类受阻胺一般性质为单体，并具有约1000或更小，在一些实施方案中约155-约800，在一些实施方案中为约300-约800的分子量。
其他合适的UV稳定剂可包括UV吸收剂，例如苯并三唑或二苯甲酮，其可吸收UV辐射。
可包括在CFRT组合物中的添加剂是本领域中一般已知的一种或多种着色剂。例如，所述组合物可包含约0.1重量％-约10重量％，或约0.2重量％-约5重量％的一种或多种着色剂。如本文所用，术语“着色剂”一般是指任何可赋予材料颜色的物质。由此，术语“着色剂”包括在水溶液中显示出溶解性的染料和在水性溶液中显示出很少或不显示溶解性的颜料。
可包含在所述CFRT组合物中的其他添加剂可包括但不限于抗微生物剂、润滑剂、冲击改性剂(例如以上相关于聚芳硫醚组合物讨论的那些)、抗氧化剂、稳定剂(例如热稳定剂，包括有机亚磷酸酯，例如购自Dover Chemical Corporation的产品)、表面活性剂、流动促进剂、固体溶剂和其他为了增强性质和加工性而添加材料。该类任选的材料可以常规量，并根据常规的加工技术，例如通过在熔体加工单元的主进料喉口加入所述组合物中而用于CFRT组合物。
在将所有组分添加至组合物之后，组合物可以彻底混合在在连续纤维增强物中并且与连续纤维增强物组合。最终挤出物可以是拉挤的带或带状物的形式。
在一些实施方案中，如图4中所示，根据本公开的阻挡层120为带，例如以下讨论的带152或带156，所述带由CFRT材料。带可以缠绕在空心体102周围以围绕空心体102。例如，在如图4中显示的一些示例性实施方案中，带可相对于空心体102的纵轴110大体上螺旋地缠绕于空心体102周围。
根据本公开的带可使用任何合适的工艺或设备形成。用于形成可 以是根据本公开的阻挡层120的带的合适的工艺和设备，例如拉挤工艺和设备的示例实施方案将在以下详细讨论。
参照图7，示出了该挤出装置的一个实施方案。更具体地，该设备包括包含安装在机筒132内的螺杆轴134的挤出机130。加热器136(例如电阻加热器)安装在机筒132的外部。在使用过程中，进料137通过料斗138供入挤出机130。由如以上讨论的热塑性材料形成原料。进料137通过螺杆轴134送入机筒132内，并通过机筒132内的摩擦力和通过加热器136进行加热。在加热时，进料137通过机筒法兰138离开机筒132，并进入浸渍模具150的模具法兰139。
从一个或多个卷轴144将一个连续纤维粗纱142或多个连续纤维粗纱142供入模具150。在浸渍之前，粗纱142一般以并排放置，并且相邻的粗纱之间的距离最短甚至无距离。进料137还进一步在模具内部通过安装在模具150内或围绕其安装的加热器146加热。模具一般在足以产生和/或维持对于热塑性材料组合物合适的熔体温度的温度下运行，由此允许粗纱通过热塑性材料组合物的理想的浸渍水平。典型地，模具的运行温度高于热塑性材料组合物的熔体温度，例如在约200℃下-约450℃下。当以该方式加工时，连续纤维粗纱142变得嵌入于热塑性材料组合物中，其可以是由进料137加工的树脂214。然后混合物可作为湿的组合物、挤出物或带152离开浸渍模具150。
如本文所用的，术语“粗纱”一般是指一束个体的纤维300。包含在粗纱内的纤维300可以上捻或可以是直的。粗纱还可包含个体纤维类型或不同类型的纤维300。不同的纤维还可包含在单独的粗纱中，或者每个粗纱可包含不同的纤维类型。用于粗纱的连续纤维具有相对它们质量高程度的拉伸强度。例如，纤维的极限拉伸强度通常为约1,000-约15,000兆帕斯卡(“MPa”)，在一些实施方案中为约2,000MPa-约10,000MPa，并且在一些实施方案中为约3,000MPa-约6,000MPa。即使纤维是相对轻重量的，例如质量/单位长度为约0.05-约2克/米，在一些实施方案中为约0.4-约1.5克/米，也可达到这种拉伸强度。因此拉伸强度与(质量/单位长度)的比可以为约1,000兆帕斯卡/克/米 (“MPa/g/m”)或更高，在一些实施方案中为约4,000MPa/g/m或更高，并且在一些实施方案中为约5,500-约20,000MPa/g/m。碳纤维特别适合作为连续纤维使用，其通常具有约5,000-约7,000MPa/g/m的拉伸强度与质量的比。连续纤维通常具有约4-约35微米，并且在一些实施方案中为约9-约35微米的标称直径。每根粗纱中包含的纤维数可以是恒定的或各粗纱相互不同的。通常，粗纱包含约1,000根纤维-约50,000根个体纤维，并且在一些实施方案中为约5,000-约30,000根纤维。
压力传感器147可感知靠近浸渍模具150的压力以通过控制螺杆轴134的转速或进料机的进料速率来允许施加于挤出速率上的控制。也就是说，压力传感器147的位置靠近浸渍模具150，例如歧管组件220的上游，使得可操作挤出机130来输送准确的树脂214的量以与纤维粗纱142相互作用。在离开浸渍模具150之后，可包含CFRT材料的经浸渍的粗纱142或挤出物或带152可进入任选的预成型或导引段(未示出)和/或预加热装置中以在进入两个相邻的辊机190之间形成的辊隙之前控制挤出物的温度。尽管是任选的，但是辊机190可有助于将经浸渍的粗纱142固结为带156或将带152固结为最终的带156，以及增强纤维浸渍，并挤压出任何过多的空隙。除了辊机190之外，还可使用其他的成型装置，例如模具系统。无论如何，通过安装在辊机上的轨道162和164牵拉所得固结带156。轨道162和164另外从浸渍模具150牵拉经浸渍的粗纱142或带152，并牵拉通过辊机190。如果希望，经固结的带156可以缠绕在段171处。一般而言，所得的带是相对薄的，并通常具有约0.05-约1毫米，在一些实施方案中约0.1-约0.8毫米，并且在一些实施方案中为约0.1-约0.4毫米的厚度。
根据本公开的模具150的一个实施方案的透视图进一步示于图7和8中。如所示的，树脂214流入模具150，如树脂流动方向244所示。树脂214分布在模具150中，然后与粗纱142相互作用。粗纱142以粗纱运行方向282横穿模具150，并被树脂214涂布。粗纱142然后被树脂214浸渍，并且这些经浸渍的粗纱142离开模具150。在一 些实施方案中，如图7所示，经浸渍的粗纱142通过树脂214连接，并由此作为带152存在。在其他实施方案中，如图8和9所示，经浸渍的粗纱142分开地离开模具，其各浸渍在树脂214中。
在浸渍模具中，一般希望粗纱142横穿浸渍区域250以用聚合物树脂214浸渍粗纱。在浸渍区域250中，通过在浸渍区域250中产生的剪切和压力，可使得聚合物树脂一般横向穿过粗纱，这显著增强浸渍程度。当从高纤维含量，例如约35％重量分数(“Wf”)或更大，并在一些实施方案中为约40％Wf或更大的带形成复合物时，这是特别有用的。典型地，模具150将包括多个接触表面252，例如至少2个、至少3个、4-7个、2-20个、2-30个、2-40个、2-50个或更多个接触表面252，以对粗纱142产生充分的渗透和压力程度。尽管它们的具体形式可变化，但是接触表面252一般具有曲线表面，例如弯曲的凸起部、销钉等。接触表面252还一般由金属材料制得。
图9显示浸渍模具150的剖面图。如所示，浸渍模具150包含歧管组件220和浸渍段。浸渍段包括浸渍区250。在一些实施方案中，浸渍段另外包括浇口通道270。为了使聚合物树脂214流动通过其中而提供歧管组件220。例如，歧管组件220可以包含一个通道222或多个通道222。提供至浸渍模具150的树脂214可以流动通过通道222。
如图10显示的，在示例性实施方案中，各个通道222的至少一部分可以为曲线的。曲线的部分可以允许树脂214沿各个方向相对平稳地再取向，以通过歧管组件220分布树脂214，并且可以允许树脂214相对平稳地流动通过通道222。替代地，通道222可以是线性的，并且可以通过在通道222的线性部分之间的相对尖锐的过渡区域使树脂214再取向。应该进一步理解通道222可以具有任何适合的形状、尺寸和/或轮廓(contour)。
在如图10中显示的示例性实施方案中，多个通道222可以为多个支流道222。流道222可以包含第一支流道组232。第一支流道组232包含多个从将树脂214提供至歧管组件220的一个或多个初始通道222分支出的流道222。第一支流道组232可以包含2、3、4或更多个 从初始通道222分支出的流道222。
如果希望，如显示的，流道222可以包含从第一支流道组232分出的第二支流道组234。例如，可以从第一支流道组232中的一个或多个流道222分支出来自第二支流道组234的多个流道222。第二支流道组234可以包含2、3、4或更多个从第一支流道组232中的流道222分支出的流道222。
如果希望，如显示的，流道222可以包含从第二支流道组234分出的第三支流道组236。例如，可以从第二支流道组234中的一个或多个流道222分支出来自第三支流道组236的多个流道222。第三支流道组236可以包含2、3、4或更多个从第二支流道组234中的流道222分支出的流道222。
如显示的，在一些示例性的实施方案中，多个支流道222具有沿中心轴224的对称取向。支流道222和其对称取向一般平均分布树脂214，使得离开歧管组件220并且涂布粗纱142的树脂214流基本上是均匀分布在粗纱142上的。这如希望地允许了粗纱142通常均匀的浸渍。
此外，在一些实施方案中歧管组件220可以限定出口区域242。出口区域242为歧管组件220的一部分，其中树脂214离开歧管组件220。因此，出口区域242一般围绕通道或流道222的至少下游部分，树脂214从所述通道或流道222离开。如显示的，在一些实施方案中，至少部分的布置在出口区域242中的通道或流道222沿树脂214的流动方向244具有增加的面积。当树脂214流动通过歧管组件220时，增加的面积允许了树脂214的扩散和进一步分布，其进一步允许了树脂214在粗纱142上基本上均匀的分布。作为补充或替代，各个在出口区域242中布置的通道或流道222可以沿树脂214的流动方向244具有恒定的面积，或可以沿树脂214的流动方向244具有减小的面积。
在一些实施方案中，如显示的，设置在出口区域242中布置的每个通道或流道222，使得流自其的树脂214与来自其它在出口区域242中布置的通道或流道222的树脂214组合。来自在出口区域242中布 置的多个通道或流道222的树脂214的该组合产生大体均一和均匀分布的来自歧管组件220的树脂214的流，以基本上均匀地涂布粗纱142。替代地，可以设置多个在出口区域242中布置的通道或流道222，使得流自其的树脂214与来自其它在出口区域242中布置的通道或流道222的树脂214是分离的。在这些实施方案中，可以由歧管组件220产生多个分离但大体平均分布的树脂流214，用于基本上均匀涂布粗纱142。
如图9中显示的，至少部分在出口区域242中布置的通道或流道222具有曲线的横截剖面。这些曲线剖面允许从通道或流道222逐渐导引树脂214，使其大体向下地朝向粗纱142。然而，替代地，这些通道或流道222可以具有任何适合的横截剖面。
如图9和10中进一步表明的，在流动通过歧管组件220之后，树脂214可以流动通过浇口通道270。浇口通道270设置在歧管组件220和浸渍区250之间，并且是为了使树脂214流自歧管组件220，使得树脂214涂布粗纱142而提供的。因此，例如通过出口区域242离开歧管组件220的树脂214可以进入浇口通道270并且在其中流动通过。
在一些实施方案中，如图9中显示的，浇口通道270在歧管组件220和浸渍区250之间垂直延伸。但替代地，浇口通道270可以以垂直和水平之间任何适合的角度延伸，使得允许树脂214流动通过其中。
此外，如图9中显示的，在一些实施方案中，至少部分浇口通道270沿树脂214的流动方向244具有减小的横截剖面。这样的至少部分浇口通道270的变细可以在接触粗纱142之前增加流动通过其中的树脂214的流速，这可以允许树脂214在粗纱142上冲击。如以下讨论的，由树脂214对粗纱142的初始冲击提供了粗纱的进一步浸渍。此外，至少部分浇口通道270的变细可以增加浇口通道270和歧管组件220中的背压，其可以进一步提供更平均、均匀的树脂214的分布，以涂布粗纱142。替代地，如希望或要求的，浇口通道270可以具有增加的或大体上恒定的横截剖面。
如图9中显示的，在离开模具150的歧管组件220和浇口通道270 时，树脂214与横贯通过模具150的粗纱142接触。如以上讨论的，归因于树脂214在歧管组件220和浇口通道270中的分布，树脂214可以基本上均匀地涂布粗纱142。此外，在一些实施方案中，树脂214可以在每根粗纱142的上表面上、在每根粗纱142的下表面上或在每根粗纱142的上表面和下表面两者上冲击。在粗纱142上的初始冲击提供由树脂214对粗纱142的进一步浸渍。可以通过如下促进粗纱142上的冲击：当其冲击粗纱142时树脂214的速度；当树脂离开歧管组件220或浇口通道270时使粗纱142靠近树脂214；或其它各种变量。
如图9中显示的，使涂布粗纱142沿行进方向282横贯通过浸渍区250。浸渍区250与歧管组件220流体连通，例如通过布置在其间的浇口通道270。构造浸渍区250以由树脂214浸渍粗纱142。
例如，如以上讨论的，在示例性实施方案中，如图9和11至13中显示的，浸渍区250包含多个接触表面252。粗纱142横贯在浸渍区中的接触表面252之上。粗纱142在接触表面252上的冲击产生足以利用涂布粗纱142的树脂214浸渍粗纱142的剪切和压力。
在一些实施方案中，如图9、12和13中显示的，在两个分开的相对板256和258之间限定浸渍区250。第一板256限定了第一内表面257，同时第二板258限定了第二内表面259。在第一板256和第二板258之间限定浸渍区250。可以在第一和第二内表面257和259上，或仅仅第一和第二内表面257和259之一上限定接触表面252，或接触表面252延伸自第一和第二内表面257和259，或仅仅第一和第二内表面257和259之一。
在一些示例性实施方案中，如图9、12和13中显示的，可以交替地在第一和第二表面257和259上限定接触表面252，使得粗纱交替地在第一和第二表面257和259上的接触表面252上冲击。因此，粗纱142可以以波形、扭曲或正弦曲线型路径通过接触表面252，其提高了剪切。
粗纱142横贯接触表面252所成的角度254—般可以足够高以提高剪切和压力，但是不高至导致将要破坏纤维的过度的力。因此，例如， 角度254可以在约1°-约30°之间，并且在一些实施方案中，在约5°-约25°之间。
如上所述，接触表面252通常拥有曲线表面，例如弯曲突出部、销钉等。在所示的示例性实施方案中，由此限定了可以形成接触表面252的峰，以及谷。此外，在许多示例性实施方案中，浸渍区250具有波形横截剖面。在图9、11-13中显示的一个示例性实施方案中，接触表面252为形成第一板256和第二板258的部分波形表面并且限定波形横截剖面的突出部。图11展示了第二板258和其上的各个接触表面，根据这些实施方案，所述各个接触表面形成至少部分浸渍区250。
在其它实施方案中，接触表面252为形成仅第一板256或第二板258之一的部分波形表面的突出部。在这些实施方案中，冲击只在一个板的表面上的接触表面252上发生。一般其它板可以为平的，或可以使其它板成型，使得不发生与涂布粗纱的相互作用。
在其它替代的实施方案中，浸渍区250可以包含多个销钉(或棒)，每个销钉具有接触表面252。销钉可以是固定的(未显示)、自由旋转的(未显示)或旋转驱动的。此外，销钉可直接安装至限定冲击区的板的表面，或可以从表面间隔开。应注意的是，可以通过加热器143加热销钉，或可以单独地或如所希望或要求地以其它方式加热销钉。此外，销钉可以包含在模具150内，或可以从模具150向外延伸并且不完全包装在其中。
在另外替代的实施方案中，接触表面252和浸渍区250可以如希望或要求包含任何对由树脂214浸渍粗纱142适合的形状和/或结构。
如讨论的，横贯通过根据本公开的浸渍区250的粗纱142可以通过树脂214变为浸渍的，由此得到浸渍的粗纱142和任选的包含至少一个粗纱142的带152，其离开浸渍区250，例如在沿运行方向282的接触表面252下游。如上所述，离开浸渍区250的浸渍的粗纱142和任选的带152由此由纤维浸渍的聚合物材料形成。如上讨论的，至少一根纤维粗纱142可包含在热塑性材料或树脂214中，以形成CFRT材料并且产生的带152或带156。
如图8和9中更进一步所示，在一些实施方案中，面板290可以贴近或邻接浸渍区250。可以将面板290沿行进方向282布置在浸渍区250和到达区280(如果包含)的下游。面板290可以接触模具150的其它部件，例如浸渍区250或到达区280，或从其间隔开。一般配置面板290以计量来自粗纱142的过量树脂214。因此，可以调整面板290中的粗纱142横贯通过其中的孔隙的尺寸使得在粗纱142从中横贯通过时，孔隙的尺寸导致从粗纱142中除去过量的树脂214。
如图7所示，在替代的实施方案中，模具150可缺少面板290。此外，在一些实施方案中，在本公开的模具150内的并且从模具150离开的的带152的形成和维持可通过缺少或从模具150去除面板而促进。面板290的去除允许离开模具150的多个粗纱142作为单片或带152离开，而非因通过面板量入而作为分开的粗纱142离开。这可以潜在地消除以后将这些粗纱142形成片或带156的需要。面板290的去除可具有额外的益处。例如，去除可防止面板被树脂214堵塞，其可中断从其横贯的粗纱142。另外，去除可允许更容易地到达浸渍区250，并可由此更容易地在开始过程中，在例如由于粗纱142断裂而临时中断之后，或在任何其他合适的时间段中将粗纱142引入和重新引入至浸渍区250。
应理解根据本公开的带152、156可具有任何合适的横截面形状和/或尺寸。例如，该带152、156可具有一般的矩形形状。此外，应理解已横贯浸渍区250的一个或多个浸渍的粗纱142可一起形成带152、156，与各粗纱142的树脂214连接而形成该带152、156。在示例实施方案中，由此可为具有任何合适数量的嵌入和一般分散在树脂214内的经浸渍粗纱142的带152确定各种以上量、范围和/或比例。
为了进一步促进粗纱142的浸渍，还可以使它们在存在于浸渍模具150内并且特别是在浸渍区250内的同时保持在张力下。张力可以为例如每根粗纱142或每束纤维约5-约300牛顿，在一些实施方案中，约50-约250牛顿，在一些实施方案中为约100-约200牛顿。
如图14和15中显示的，在一些实施方案中，到达区280可以沿 粗纱142的行进方向282设置在浸渍区250的下游。在离开模具150之前粗纱142可以横贯通过到达区280。在一些实施方案中，如图14中显示的，至少部分到达区280可以沿行进方向282具有增加的横截剖面，使得到达区280的面积增加。增加的部分可以为到达区280的下游部分以促进粗纱142离开模具150。替代地，横截剖面或其任何部分可以减小，或可以如图15中显示保持恒定。
此外，可以任选采用其它部件以辅助纤维的浸渍。例如，在某些实施方案中可以采用“气体喷射”组件以帮助跨越合并束的整个宽度均匀铺展个体纤维的粗纱(其可以各自包含高达24,000根纤维)。这帮助实现强度性质的均匀分布。这样的组件可以包括在穿过离开接口的移动粗纱上一般以竖直的方式冲击的压缩空气或另一种气体的供应。然后可以将铺展的粗纱引入到模具中以用于浸渍，例如以上描述的。
应理解根据本公开的带152、156及其经浸渍的粗纱142不需要在模具150和如上讨论的其他设备中形成。公开该模具150和设备仅作为形成带152、156的合适设备的实例。使用任何合适的设备或工艺来形成带152、156是在本公开的范围和精神中的。
使用根据本公开的模具和方法所得的带152可以具有非常低的空隙度，这帮助提高了其强度。例如，空隙度可以为约3％或更小，在一些实施方案中为约2％或更小，在一些实施方案中为约1.5％或更小，在一些实施方案中为约1％或更小，并且在一些实施方案中为约0.5％或更小。可以使用本领域技术人员公知的技术测定空隙度。例如，可以使用“树脂烧尽(resin burn off)”测试测定空隙度，该测试中将样品放置在烘箱中(如在600℃下3小时)以烧尽树脂。然后可以测定剩余纤维的质量以计算重量和体积分数。可以依据ASTM D2584-08进行这种“烧尽”测试以测定纤维和聚合物基体的重量，然后其可以用于基于以下等式计算“空隙度”：
V_f＝100*(ρ_t-ρ_c)/ρ_t
其中，
V_f是以百分比计的孔隙度；
ρ_c是如使用已知技术，例如由液体或气体比重计(如氦比重计)，测定的复合物密度；
ρ_t是如通过以下等式确定的复合物理论密度：
ρ_t＝1/[W_f/ρ_f+W_m/ρ_m]
ρ_m是(如在恰当的结晶度下的)聚合物基体密度；
ρ_f是纤维密度；
W_f是纤维的重量分数；并且
W_m是聚合物基体的重量分数。
替代地，可以依据ASTM D3171-09通过化学溶解树脂确定空隙度。“烧尽”和“溶解”方法特别适合于玻璃纤维，一般其耐受熔化和化学溶解。然而在其它情况中，可以依据ASTM D2734-09(方法A)基于聚合物、纤维和带的密度间接计算空隙度，其中可以通过ASTM D792-08方法A确定密度。当然，也可以使用常规显微设备估算空隙度。
如以上讨论的，在离开浸渍模具150后，浸渍粗纱142可在一些实施方案中形成带152。带152可以固结成固结的带156。每个带152、156中采用的粗纱的数目可以改变。然而，通常带152、156将包含2-80根粗纱，并且在一些实施方案中包含10-60根粗纱，并且在一些实施方案中，包含20-50根粗纱。在一些实施方案中，可以希望在带152、156内粗纱彼此分开大致相同的距离。但在其他实施方案中，可希望组合粗纱，使得粗纱纤维一般均匀地分布在整个带152、156中，例如整个地分布在一个或多个富树脂的部分和富纤维的部分，如上所讨论的。在这些实施方案中，粗纱一般可以彼此不可区分。参照图16和17，例如，显示了带152的实施方案，其包含组合的粗纱，使得纤维一般地均分分布在其富纤维的部分内。如图16所示，在示例实施方案中，纤维沿着带152的纵轴一般单向地延伸。
相对高百分比的纤维可用于带和其CFRT材料中以提供增强的强度性质。例如，纤维一般构成带或其材料的约25重量％-约90重量％，在一些实施方案中为约30重量％-约75重量％，并且在一些实施方案 中为约35重量％-约70重量％。相似地，聚合物典型地构成带152、156的约20重量％-约75重量％，在一些实施方案中为约25重量％-约70重量％，并且在一些实施方案中为约30重量％-约65重量％。纤维的该百分比可另外或替代地测量为体积分数。例如，在一些实施方案中，CFRT材料可具有在约25％-约80％之间，在一些实施方案中为在约30％-约70％之间，在一些实施方案中为在约40％-约60％之间，并且在一些实施方案中为在45％-约55％之间的纤维体积分数。
由此，如讨论的，在示例实施方案中，根据本公开的阻挡层120可由CFRT材料带152、156形成。再次参照图3，示出了管段100的一个实施方案。如示出的，管段100具有多个同轴层。最内层是由金属材料形成的空心体102。阻挡层120围绕并紧紧邻近空心体102。阻挡层120由CFRT材料形成，并提供强度和柔性，同时防止空心体102携带的流体渗透通过其壁。此外，阻挡层120可耐受空心体102携带的流体(例如生产流体、注射流体等)、以及使用管段100所处温度条件两者导致的降解。
管段100还可包括多个其他各层，其每一个可与相邻层结合或未结合。例如，管段100还可包括外层822，其提供外套筒和外流体阻挡层，并向管段100提供防止外部损坏(归因于例如磨损或遇到环境材料)的保护。外层822可由聚合物材料，例如聚芳硫醚组合物或可耐受机械损坏和海水对管段100的内层的侵入的高密度聚乙烯形成。根据一个实施方案，外层822可以是复合材料，其包括聚合物材料与增强材料，例如碳纤维、碳钢纤维或玻璃纤维。
箍强度层804可位于阻挡层外部以增强管段100耐受因由压力差而强制施加在管段100壁上的箍应力的能力。箍强度层一般可是由例如螺旋缠绕的碳钢条带形成的金属层，碳钢带其可形成约3-约7毫米厚度的层。箍强度层可耐受内压和管段100的弯曲两者。在一个实施方案中，形成箍强度层804的碳钢条带可限定互锁的剖面，例如S-或Z-横截面构造，使得相邻的线圈彼此互锁而形成更强的层。在一个实施方案中，箍强度层可包括用于增加强度的多种材料。例如，在一个 实施方案中，其设计和压力要求需要更高的爆裂强度，第二扁平金属条带可螺旋缠绕在互锁的箍强度层的金属条带上以提供该层额外的强度。插入的聚合物层，例如本文进一步讨论的耐磨层还可任选地位于两个箍强度层之间。
额外的强度层818和820可由螺旋缠绕金属(一般为碳钢)条带形成。强度层818和820可通过聚合物耐磨层817和819与箍强度层804分隔并且彼此分隔。强度层818和820可向管段100提供额外的箍强度和轴向强度。尽管管段100包括两个强度层818、820，应理解管段100可包括任何合适的强度层数量，其包括0个、1个、2个、3个或更多个强度层。一般，强度层818和820的螺旋缠绕的金属条带将重叠，但不需要互锁。由此，强度层818、820可具有约1毫米-约5毫米的宽度。
中间的耐磨层817、819可由聚合物组合物形成，包括一种或多种聚合物，例如聚酰胺、高密度聚乙烯、聚芳硫醚等。在一个实施方案中，耐磨层817、819可以是包括单向纤维，例如碳纤维或玻璃纤维的复合材料。例如，耐磨层817、819可由聚合物条或纤维增强的聚合物条，例如在各强度层上螺旋缠绕的拉挤的聚合物条或带形成。耐磨层817、819可防止相邻强度层的因形成层的条带的运动而出现的磨损。耐磨层817、819还可防止相邻层呈鸟笼状。对于管段100的强度层818、820，耐磨层的数量没有特别限制，并且管段100可包括0个耐磨层、1个耐磨层或多个耐磨层，其取决于将使用管段100的深度和局部环境、待由空心体102携带的流体等。耐磨层817、819可以是相对薄的，例如在约0.2-约1.5毫米之间。
管段100可包括如本领域中一般知晓的额外层。例如，管段100可包括绝缘层。例如紧接外层822的内侧。当存在时，绝缘层可以由泡沫、纤维垫或任何其他已知的绝缘材料形成。例如，单层或多层绝缘带可缠绕在外强度层上而在外强度层820和外层822之间形成绝缘层。
应理解如图3所示的围绕阻挡层120的各层可相似地用于任何合 适的管段100中，例如图4和5中所示的那些。
本公开的实施方案通过以下的实施例说明，实施例仅用于实施方案的说明目的，并且不视为限制本发明的范围或其可实施的方式。除非另有指明，份数和百分比基于重量。
形成和测试方法
注塑工艺：根据标准ISO条件将拉伸棒注塑成ISO 527-1规范。
熔体粘度：测试前将所有材料在150℃下在真空下干燥1.5小时。在毛细管流变仪上，在316℃下和400sec^-1测试熔体粘度，在恒定剪切5分钟之后进行粘度测试。
拉伸性质：根据根据ISO测试第527号(技术上等同于ASTM D638)测试拉伸性质，包括拉伸模量、屈服应力、屈服应变、断裂强度、屈服伸长率、断裂伸长率等。在长80mm、厚10mm且宽4mm的相同测试条带样品上完成模量、应力和强度测量。测试温度为23℃，并且测试速度为5或50mm/min。
弯曲性质：根据ISO测试第178号(技术上等同于ASTM D790)测试弯曲性质，包括弯曲强度和弯曲模量。该测试在64mm支撑跨度上实施。测试在未切割的ISO 3167多用途棒的中央部分上进行。测试温度为23℃下，并且测试速度为2mm/min。
负载下的变形温度(“DTUL”)：根据ISO测试第75-2号(技术上等同于ASTM D648-07)测定负载下的变形温度。更具体地，对长80mm、厚10mm且宽4mm的测试条带样品施加沿边缘的三点弯曲测试，其中具体的负载(最大外侧纤维应力)为1.8兆帕。将试样降低进入温度以每分钟2℃升高的硅油浴中直至它变形0.25mm(对于ISO测试第75-2号为0.32mm)。
缺口Charpy冲击强度：根据ISO测试号ISO 179-1)(技术上等同于ASTM D256，方法B)测试缺口Charpy性质。该测试使用A型缺口(0.25mm基圆半径)和1型试样尺寸(长80mm，宽10mm且厚4mm)。使用单齿磨机从多用途棒的中央切出试样。测试温度如以下报 出的23℃、-30°F或-40°F。
无缺口Charpy冲击强度：根据ISO测试第180号(技术上等同于ASTM D256)测试无缺口Charpy性质。该测试使用1型试样运行(长80mm，宽10mm且厚4mm)。使用单齿磨机从多用途棒的中央切出试样。测试温度为23℃。
Izod缺口冲击强度：根据ISO测试第180号(技术上等同于ASTM D256，方法A)测试缺口Izod性质。该测试使用A型缺口运行。使用单齿磨机从多用途棒的中央切出试样。测试温度为23℃。
密度和比重：根据ISO测试号1183(技术上等同于ASTM D792)测试密度。在空气中称量试样，然后当浸没于23℃下的蒸馏水中时称量，按需使用沉子和线以固定试样完全浸没。
Vicat软化温度：根据ISO测试第306号(技术上等同于ASTM D1525)中所述的10N负载的方法A和根据50N负载的方法B测量Vicat软化温度，两者使用50K/h的加热速率。
吸水率：根据ISO测试号62测试。将测试试样浸入23℃下的蒸馏水中直至吸水基本上终止(23℃/sat)。
复数粘度：通过低剪切扫描(ARES)使用配有25mm SS平行板，并使用TRIOS软件的ARES-G2(TA Instruments)测试机测定复数粘度。在频率扫描之前对丸状样品实施动态应变扫描以寻找LVE规则和优化的测试条件。应变扫描从0.1％-100％，在6.28rad/s的频率下进行。从500-0.1rad/s得到各样品的动态频率扫描，其应变幅度为3％。对于丸状样品将间隙距离保持在1.5mm。对于所有样品将温度设在310℃。
熔体强度和熔体伸长率在配有EVF固定装置的ARES-G2上实施。如图18所示地切出火焰棒样品。每次运行使用相同的火焰棒面积以保持测试样品的结晶度相同，由此使重复测试之间的偏差最小。以0.2/s的速率向各样品施加瞬时应变。对各样品进行至少3次重复而得到代表性曲线。
耐渗透性：根据SAE测试方法第J2665号对样品实施燃料渗透研 究。对于所有样品，使用不锈钢杯。使用直径为3英寸(7.6厘米)的注塑板作为测试样品。在6个不同区域测量各样品的厚度。将O型环氟弹性体用作杯法兰和样品之间的下衬垫(购自McMaster-Carr，cat#9464K57，A75)。将扁平的氟弹性体(购自McMaster-Carr，cat#86075K52，1/16”厚，A75)模具切割成3英寸(7.6cm)的OD和2.5英寸(6.35cm)的ID，并用作样品和金属丝网之间的上衬垫。约200ml的燃料被倒入杯中，组装杯设备，并将盖子用手指拧紧。将其在40℃的烘箱内温育1小时，直至蒸气压平衡，并且盖子紧密至转矩15in-lb。用重力法监测燃料损失，前两周每天1次，然后对于测试周期的剩余时间每周2次。使用铝盘(直径7.6cm，厚1.5mm)以相同方式进行空白运行，并使样品减去该结果。重复测量所有样品。按照平衡时间计算归一化的渗透速率。从每日的重量损失(gm/日)的线性回归拟合的斜率得到各样品的渗透速率。通过将渗透速率除以有效渗透面积并乘以试样的平均厚度来计算归一化的渗透速率。报出平均渗透速率。
耐盐性：通过使用在23±2℃下浸入50％氯化锌水溶液(基于重量)200h的拉伸棒样品测试耐氯化锌性。然后在-30℃下进行缺口Charpy冲击强度测试。通过使用在60±2℃下浸入50％氯化钙水溶液(基于重量)200h和在60±2℃下离开溶液200h的拉伸棒样品测试耐氯化钙性。然后在-30℃下进行缺口Charpy冲击强度测试。
烃体积吸收性：使用从供应的拉伸棒切出片端实施吸收和扩散测试。将各材料浸入Brent原油、烃/水混合物(和仅对烃的一次性测试中)。测量吸收液体的速率和量。烃液体混合物具有以下组成：
体积百分比(％)组成10蒸馏水6070％庚烷、20％环己烷和10％甲苯余量氮气
使用空气循环烘箱在130℃下实施所有暴露测试2周时间，空气已通过用氮气吹扫而从测试容器中去除；测试在蒸气压下实施。
实施例1
用于形成组合物的材料包括以下：
聚芳硫醚：0214直链聚苯硫醚，购自Ticona Engineering Polymers，Florence，Kentucky
冲击改性剂：AX8840–乙烯和甲基丙烯酸缩水甘油酯的无规共聚物，购自Arkema，Inc.
交联剂：对苯二甲酸
二硫化物：2,2-二硫代二苯甲酸
润滑剂：P，购自Lonza Group Ltd.
使用总L/D为40，并具有10个温度控制区域(包括在模具处的1个)的Coperion同向旋转的完全互啮的双螺杆挤出机将材料熔融混合。使用高剪切螺杆设计以将添加剂配混成树脂基体。通过重力式进料器将聚芳硫醚、冲击改性剂和润滑剂供入第一机筒中的主进料喉口。在将以上成分熔融和混合时，在机筒6处使用重力式进料器将二硫化物供入。进一步混合材料，然后将其挤出穿过拉丝模具。在浴中将丝股用水骤冷以固化，并在造粒机中制粒。
在下表1中提供样品组成。量以基于样品重量的重量百分比提供。
表1
组分添加位置样品1样品2润滑剂主进料0.30.3二硫化物机筒6 1.0冲击改性剂主进料25.025.0聚芳硫醚主进料74.773.7总计 100.0100.0
形成之后，测试样品的各物理特性。在下表2中提供结果。
表2

在230℃下将样品退火2小时，并再次测试物理特性。在下表3 中提供结果。
表3
 样品1样品2拉伸模量(MPa)1994.001725.00拉伸断裂应力(MPa)45.0445.20拉伸断裂应变(％)58.0173.76标准偏差6.604.78
如所发现的，样品2显示出在退火之前和之后较好的拉伸伸长率和较低的模量。但是，没有发现在冲击强度上的改进，相信这是由于二硫化物和聚丙烯硫化物之间的断链反应。
实施例2
使用总L/D为40，并具有10个温度控制区域(包括在模具处的1个)的Coperion同向旋转的完全互啮的双螺杆挤出机熔融混合如实施例1所述的材料。使用高剪切螺杆设计以将添加剂配混成树脂基体。通过重力式进料器将聚芳硫醚、冲击改性剂和润滑剂供入第一机筒中的主进料喉口。在挤出机的不同位置处，在主进料喉口、在机筒4和在机筒6处使用重力式进料器将二硫化物供入。在机筒6处供入交联剂。进一步混合材料，然后将其挤出穿过拉丝模具。在浴中将丝股用水骤冷以固化，并在造粒机中制粒。
通过使用不同的螺杆设计由相同的组合物形成对比样品3和4并共混。
表4
 添加位置345678910润滑剂主进料0.30.30.30.30.30.30.30.3交联剂机筒6--0.51.01.00.50.50.5二硫化物主进料-----0.30--二硫化物机筒4------0.3-二硫化物机筒6-------0.3冲击改性剂主进料15.015.015.015.010.015.015.015.0聚芳硫醚主进料84.784.784.283.788.783.983.983.9总计 100.0100.0100.0100.0100.0100.0100.0100.0
形成之后，形成拉伸棒，并测试各物理特性。在下表5中提供结果。
表5

在230℃下将样品退火2小时，并再次测试物理特性。在下表6中提供结果。
表6

如可发现的，对于样品10观察到最高的拉伸伸长率和最高的冲击强度，其包含在加工过程中在下游处的相同位置添加的交联剂和二硫化物。
图19表明了对于样品3和样品6的缺口Charpy冲击强度在温度上的变化的关系。如可发现的，样品6的聚芳硫醚组合物在整个温度变化过程中显示出极佳的特性，相对于对比材料具有更高的冲击强度随温度变化而提高的速率。
图20是用于形成样品3组合物(图20A)和样品6组合物(图20B)的聚芳硫醚的扫描电子显微镜图像。如可发现的，在图20B的组合物中的聚芳硫醚和冲击改性剂之间没有清楚的边界。
将样品3、6和10的拉伸棒测试试样浸入40℃或80℃下的10重量％硫酸中500小时。在酸暴露之前和之后测试拉伸性质和冲击性质。下表7中汇总了结果。
表7

图21中示出了在升高的温度下在暴露于酸溶液过程中的缺口Charpy冲击强度的经时变化的结果。如可发现的，样品6和10的相对强度损失比对比样品低得多。
实施例3
使用总L/D为40，并具有10个温度控制区域(包括在模具处的1个)的Coperion同向旋转的完全互啮的双螺杆挤出机熔融混合如实施例1所述的材料。使用高剪切螺杆设计以将添加剂配混成树脂基体。通过重力式进料器将聚芳硫醚、冲击改性剂和润滑剂供入第一机筒中的主进料喉口。在机筒6处在主进料喉口处使用重力式进料机供入交联剂。进一步混合材料，然后将其挤出穿过拉丝模具。在浴中将丝股用水骤冷以固化，并在造粒机中制粒。
在下表8中提供样品组成。量以基于样品重量的重量百分比提供。
表8
组分添加位置样品11样品12样品13样品14润滑剂主进料0.30.30.30.3交联剂主进料-0.51.0-交联剂机筒6---1.0冲击改性剂主进料15.015.015.015.0聚芳硫醚主进料84.784.283.783.7总计 100.0100.0100.0100.0
形成之后，测试由样品形成的拉伸棒的各物理特性。在下表9中提供结果。
表9

如可发现的，交联剂的上游进料降低了组合物的冲击性质，而下游进料将拉伸伸长率提高了118％，并将室温冲击强度提高了43％。
实施例4
使用总L/D为40，并具有10个温度控制区域(包括在模具处的1个)的Coperion同向旋转的完全互啮的双螺杆挤出机熔融混合如实施例1所述的材料。使用高剪切螺杆设计以将添加剂配混成树脂基体。通过重力式进料器将聚芳硫醚、冲击改性剂和润滑剂供入第一机筒中的主进料喉口。在机筒6处使用重力式进料机供入交联剂。进一步混合材料，然后将其挤出穿过拉丝模具。在浴中将丝股用水骤冷以固化，并在造粒机中制粒。
在下表10中提供样品组成。量以基于样品重量的重量百分比提供。
表10
组分添加位置样品15样品16样品17样品18润滑剂主进料0.30.30.30.3交联剂机筒61.01.71.01.7
冲击改性剂主进料25.025.015.015.0聚芳硫醚主进料73.773.083.783.0总计 100.0100.0100.0100.0
形成之后，测试由样品形成的拉伸棒的各物理特性。在下表11中提供结果。
表11

实施例5
除了聚芳硫醚之外使用实施例1所述的材料，聚芳硫醚是0320直链聚苯硫醚，其购自Florence，Kentucky的Ticona Engineering Polymers，使用总L/D为40，并具有10个温度控制区域(包括在模具处的1个)的Coperion同向旋转的完全互啮的双螺杆挤出机将材料熔融混合。使用高剪切螺杆设计以将添加剂配混成树脂基体。通过重力式进料器将聚芳硫醚、和冲击改性剂供入第一机筒中的主进料喉口。在机筒6处使用重力式进料机供入交联剂。进一步混合材料，然后将其挤出穿过拉丝模具。在浴中将丝股用水骤冷以固化，并在造粒机中 制粒。
在下表12中提供样品组成。量以基于样品重量的重量百分比提供。
表12
组分添加位置样品19样品20样品21样品22样品23交联剂机筒6---0.10.2冲击改性剂主进料-1.53.01.53.0聚芳硫醚主进料100.098.597.098.496.8总计 100.0100.0100.0100.0100.0
形成之后，测试由样品形成的拉伸棒的各物理特性。在下表13中提供结果。
表13

实施例6
用于形成组合物的材料包括以下物质：
聚芳硫醚：0214直链聚苯硫醚，购自Florence，Kentucky的Ticona Engineering Polymers
冲击改性剂：4720-乙烯、丙烯酸乙酯和马来酸酐的无规三元共聚物，购自Arkema，Inc.

交联剂：氢醌
润滑剂：P，购自Lonza Group Ltd.
使用总L/D为40，并具有10个温度控制区域(包括在模具处的1个)的Coperion同向旋转的完全互啮的双螺杆挤出机熔融混合所述材料。使用高剪切螺杆设计以将添加剂配混成树脂基体。通过重力式进料器将聚芳硫醚、冲击改性剂和润滑剂供入第一机筒中的主进料喉口。在熔融和混合以上成分时，对于样品24和25在主进料在主进料喉口处使用重力式进料机供入交联剂，对于样品26和27在机筒6处供入交联剂。进一步混合材料，然后将其挤出穿过拉丝模具。在浴中将丝股用水骤冷以固化，并在造粒机中制粒。
在下表14中提供样品组成。量以基于样品重量的重量百分比提供。
表14
组分添加位置样品24样品25样品26样品27样品28润滑剂主进料0.30.30.30.30.3交联剂机筒6---0.10.2交联剂主进料-0.10.2--冲击改性剂主进料15.015.015.015.015.0聚芳硫醚主进料84.784.684.584.684.5总计 100.0100.0100.0100.0100.0
形成之后，测试由样品的各物理特性。在下表15中提供结果。
表15


实施例7
用于形成组合物的材料包括以下物质：
聚芳硫醚:
PPS1-0203直链聚苯硫醚，购自Florence，Kentucky的Ticona Engineering Polymers
PPS2–0205直链聚苯硫醚，购自Florence，Kentucky的Ticona Engineering Polymers
PPS3-0320直链聚苯硫醚，购自Florence，Kentucky的Ticona Engineering Polymers
冲击改性剂：AX8840-乙烯和甲基丙烯酸缩水甘油酯的无规共聚物，购自Arkema，Inc.
交联剂：对苯二甲酸
润滑剂：P，购自Lonza Group Ltd.
使用总L/D为40，并具有10个温度控制区域(包括在模具处的1个)的Coperion同向旋转的完全互啮的双螺杆挤出机熔融混合所述材料。使用高剪切螺杆设计以将添加剂配混成树脂基体。通过重力式进料器将聚芳硫醚、冲击改性剂和润滑剂供入第一机筒中的主进料喉口。在熔融和混合以上成分时，在机筒6处使用重力式进料机供入交联剂。进一步混合材料，然后将其挤出穿过拉丝模具。在浴中将丝股用水骤冷以固化，并在造粒机中制粒。
在下表16中提供样品组成。量以基于样品重量的重量百分比提供。
表16
组分添加位置样品29样品30样品31样品32样品33样品34润滑剂主进料0.30.30.30.30.30.3交联剂机筒6 1.0 1.0 1.0冲击改性剂主进料15.015.015.015.015.015.0PPS1主进料84.783.7    PPS2主进料  84.783.7  PPS3主进料    84.783.7总计 100.0100.0100.0100.0100.0100.0
形成之后，测试由样品的各物理特性。在下表17中提供结果。
表17

实施例8
用于形成组合物的材料包括以下物质：
聚芳硫醚：0214直链聚苯硫醚，购自Florence，Kentucky的Ticona Engineering Polymers
冲击改性剂：AX8840-乙烯和甲基丙烯酸缩水甘油酯的无规共聚物，购自Arkema，Inc.
交联剂：对苯二甲酸
润滑剂：P，购自Lonza Group Ltd.
使用总L/D为40，并具有10个温度控制区域(包括在模具处的1个)的Coperion同向旋转的完全互啮的双螺杆挤出机熔融混合所述材料。使用高剪切螺杆设计以将添加剂配混成树脂基体。通过重力式进料器将聚芳硫醚、冲击改性剂和润滑剂供入第一机筒中的主进料喉口。在熔融和混合以上成分时，在机筒6处使用重力式进料机供入交联剂。进一步混合材料，然后将其挤出穿过拉丝模具。在浴中将丝股用水骤 冷以固化，并在造粒机中制粒。
在下表18中提供样品组成。量以基于样品重量的重量百分比提供。
表18
组分添加位置样品35样品36样品37样品38样品39样品40润滑剂主进料0.30.30.30.30.30.3交联剂机筒6 0.75 1.25 1.75冲击改性剂主进料15.015.025.025.035.035.0聚芳硫醚主进料84.783.9574.7073.4564.7062.95总计 100.0100.0100.0100.0100.0100.0
形成之后，测试样品的各物理特性。在下表19中提供结果。样品39是不可注塑的。
表19

实施例9
用于形成组合物的材料包括以下物质：
聚芳硫醚：0214直链聚苯硫醚，购自Florence，Kentucky的Ticona Engineering Polymers
冲击改性剂：AX8840-乙烯和甲基丙烯酸缩水甘油醚的无规共聚物，购自Arkema，Inc.
交联剂：对苯二甲酸
润滑剂：P，购自Lonza Group Ltd.
使用总L/D为40，并具有10个温度控制区域(包括在模具处的1个)的Coperion同向旋转的完全互啮的双螺杆挤出机熔融混合所述材料。使用高剪切螺杆设计以将添加剂配混成树脂基体。通过重力式进料器将聚芳硫醚、冲击改性剂和润滑剂供入第一机筒中的主进料喉口。在熔融和混合以上成分时，在机筒6处使用重力式进料机供入交联剂。进一步混合材料，然后将其挤出穿过拉丝模具。在浴中将丝股用水骤冷以固化，并在造粒机中制粒。
在下表20中提供样品组成。量以基于样品重量的重量百分比提供。
表20
组分添加位置样品41样品42样品43样品44润滑剂主进料0.30.30.30.3交联剂机筒61.01.11.251.25冲击改性剂主进料15202530聚芳硫醚主进料83.778.673.4568.45总计 100.0100.0100.0100.0
形成之后，测试样品的各物理特性。在下表21中提供结果。
表21
 样品41样品42样品43样品44比重(g/cm³)1.251.201.151.20拉伸模量(MPa)(50mm/min)2200160012001700拉伸断裂强度(MPa)(50mm/min)50424046断裂伸长率(％)(50mm/min)401009075屈服应力(MPa)(50mm/min)55424048屈服应变(％)(50mm/min)9259015弯曲模量(MPa)2200170013001900弯曲强度@3.5％(MPa)6850405623℃下的缺口Charpy冲击强度(kJ/m²)40555050
-30℃下的缺口Charpy冲击强度1024202023℃下的无缺口Charpy冲击强度未破裂未破裂未破裂未破裂DTUL(1.8MPa)(℃)10210095100吸水率(％)0.050.070.10.05Vicat软化温度(A10N，℃)270270270270Vicat软化温度(B50N，℃)200160110180复数粘度(0.1rad/sec，310℃)(kPa/sec)79.994289.27455.19-烃体积吸收(％)1423-19
测试样品41、42和43以测定复数粘度和熔体强度和熔体伸长率与Hencky应变的函数关系。作为对比性材料，使用实施例2中所述的样品3。样品41、42和43在310℃下进行，样品3在290℃下进行。在图22、图23和图24中显示结果。
实施例10
测试实施例9中描述样品41、42和43以测定各燃料，包括CE10(10重量％乙醇、45重量％甲苯、45重量％异辛烷)、CM15A(15重量％甲醇和85重量％氧化燃料)和甲醇的渗透性。将实施例2中所述的第4号样品用作对比性材料。每个材料测试两个样品。
下表22提供使用各燃料测试的样品的平均样品厚度和有效面积。
表22


图25-27中显示了各材料和各燃料的每日重量损失。具体地，图25显示了在CE10的渗透测试过程中的样品每日重量损失，图26显示了在CM15A的渗透测试过程中的样品每日重量损失，图27显示了在甲醇的渗透测试过程中的样品每日重量损失。
表23中提供使用各燃料的各样品的平均渗透率。应注意样品第43号用了更长时间达到平衡，所以对该材料根据第42天至第65天之间的数据生成线性回归拟合，而对其他材料在第32天至65天之间生成线性回归拟合。对于甲醇，根据第20天至第65天之间的数据生成线性回归拟合，但对第604号样品，根据第30天至第65天之间的数据生成甲醇线性回归拟合。一些样品显示出负的渗透率，这是因为样品的重量损失低于铝空白的重量损失。
表23


误差来源于各样品重复的标准偏差。
本领域技术人员可以实践本发明的这些和其它修改和改变，而不背离本发明的精神和范围。此外，应该理解各个实施方案的方面可以全部或部分地互换。此外，本领域技术人员将要理解前述说明仅是举例的方式，并且不旨在限制如在所附的权利要求书中进一步描述的本发明。