聚亞苯基纖維及相應(yīng)的制造方法與流程

相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用

本申請(qǐng)要求于2014年12月22日提交的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)?zhí)?2/095,557的優(yōu)先權(quán)，出于所有目的將所述申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容通過(guò)援引方式并入本申請(qǐng)。

本發(fā)明涉及具有所需機(jī)械特性的聚亞苯基纖維。本發(fā)明還涉及制造聚亞苯基纖維的方法。

背景技術(shù)：

聚合物纖維在各種應(yīng)用環(huán)境中是令人希望的。例如，作為墊的聚合物纖維是廣泛使用于分離器、基材、液體和氣體過(guò)濾膜、醫(yī)療植入物、服裝(紡織品)、電絕緣和個(gè)人護(hù)理產(chǎn)品中。關(guān)于液體和氣體過(guò)濾膜，聚合物纖維墊用于應(yīng)用設(shè)置，包括但不限于，透析過(guò)濾、脫鹽過(guò)濾、水過(guò)濾和氣體分離。由于許多上述應(yīng)用設(shè)置的關(guān)鍵性質(zhì)，因此具有增加的機(jī)械特性的聚合物纖維是令人期望的，從而減少在所選的應(yīng)用設(shè)置中的聚纖維失效的機(jī)會(huì)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

在第一方面，本發(fā)明涉及一種具有至少約5重量百分比的聚亞苯基聚合物的聚亞苯基纖維，其中該聚亞苯基聚合物包含至少約25摩爾百分比的由下式表示的重復(fù)單元(rpm)：

知

至少約10摩爾百分比的由下式表示的重復(fù)單元(rpp)：

r¹、r²、r³、r⁴、r⁵、r⁶、r⁷、和r⁸各自獨(dú)立地選自下組，該組由以下各項(xiàng)組成：氫、烷基、芳基、烷氧基、芳氧基、烷基酮、芳基酮、氟烷基、氟芳基、溴烷基、溴芳基、氯烷基、氯芳基、烷基砜、芳基砜、烷基酰胺、芳基酰胺、烷基酯、芳基酯、氟、氯、以及溴。

在一些實(shí)施例中，r¹、r²、r³、和r⁴中的一個(gè)或多個(gè)獨(dú)立地由式ar-t-表示，其中ar由選自以下式的組的式表示：

在此類實(shí)施例中，每個(gè)rj、rk和rl獨(dú)立地選自下組，該組由以下各項(xiàng)組成：氫、鹵素、烷基、烯基、炔基、芳基、醚、硫醚、羧酸、酯、酰胺、酰亞胺、堿金屬或堿土金屬磺酸鹽、烷基磺酸酯、堿金屬或堿土金屬膦酸鹽、烷基膦酸酯、胺和季銨，并且其中j和l彼此相同或不同，獨(dú)立地是0、1、2、3、4或5并且k，與j或l相同或不同，獨(dú)立地是0、1、2、3或4。附加地，t選自下組，該組由以下各項(xiàng)組成：-ch2-、-o-；-so2-；-s-；-c(o)-；-c(ch3)2-；-c(cf3)2-；-c(＝ccl2)-；-c(ch3)(ch2ch2cooh)-；-n＝n-；-r^ac＝cr^b，其中r^a和r^b各自彼此獨(dú)立地是氫或c1-c12-烷基、c1-c12-烷氧基或c6-c18-芳基；-(ch2)n-和-(cf2)n-，其中n＝從1至6的整數(shù)；直鏈的或支鏈的具有高達(dá)6個(gè)碳原子的脂肪族二價(jià)基團(tuán)；以及其組合。

在一些實(shí)施例中，r¹、r²、r³、和r⁴中的一個(gè)或多個(gè)由下式表示：

在一些實(shí)施例中，該重復(fù)單元rpm由下式表示

在一些實(shí)施例中，該聚亞苯基聚合物包含至少約30摩爾百分比、優(yōu)選至少約40摩爾百分比的重復(fù)單元rpm。在一些實(shí)施例中，r⁵、r⁶、r⁷、和r⁸中的一個(gè)或多個(gè)獨(dú)立地由式ar”-t”-表示，其中ar”由選自以下式的組的式表示

以及

在此類實(shí)施例中，每個(gè)rj”、rk”和r1”獨(dú)立地選自下組，該組由以下各項(xiàng)組成：氫、鹵素、烷基、烯基、炔基、芳基、醚、硫醚、羧酸、酯、酰胺、酰亞胺、堿金屬或堿土金屬磺酸鹽、烷基磺酸酯、堿金屬或堿土金屬膦酸鹽、烷基膦酸酯、胺和季銨，并且其中j”和l”彼此相同或不同，獨(dú)立地是0、1、2、3、4或5并且k”，與j或l相同或不同，獨(dú)立地是0、1、2、3或4。附加地，t”選自下組，該組由以下各項(xiàng)組成：-ch2-；-o-；-so2-；-s-；-c(o)-；-c(ch3)2-；-c(cf3)2-；-c(＝ccl2)-；-c(ch3)(ch2ch2cooh)-；-n＝n-；-r^ac＝cr^b，其中r^a和r^b各自彼此獨(dú)立地是氫或c1-c12-烷基、c1-c12-烷氧基或c6-c18-芳基；-(ch2)n-和-(cf2)n-，其中n＝從1至6的整數(shù)；直鏈的或支鏈的具有高達(dá)6個(gè)碳原子的脂肪族二價(jià)基團(tuán)；以及其組合。

在一些實(shí)施例中，該重復(fù)單元rpp由下式表示：

在一些實(shí)施例中，該聚亞苯基聚合物包含至少約40摩爾百分比的重復(fù)單元rpp。

該聚亞苯基纖維可以進(jìn)一步包含聚(芳基醚砜)聚合物。在一些此類實(shí)施例中，該聚(芳基醚砜)聚合物包含由選自以下式的組的式表示的重復(fù)單元(rps)：

在此類實(shí)施例中，每個(gè)r’，彼此相同或不同，選自下組，該組由以下各項(xiàng)組成：鹵素、烷基、烯基、炔基、芳基、醚、硫醚、羧酸、酯、酰胺、酰亞胺、堿金屬或堿土金屬磺酸鹽、烷基磺酸鹽、堿金屬或堿土金屬膦酸鹽、烷基膦酸鹽、胺以及季銨；j’是零或?yàn)閺?至4的整數(shù)；并且t和t’，彼此相同或不同，選自下組，該組由以下各項(xiàng)組成：鍵，-ch2-；-o-；-so2-；-s-；-c(o)-；-c(ch3)2-；-c(cf3)2-；-c(＝ccl2)-；-c(ch3)(ch2ch2cooh)-；-n＝n-；-r^ac＝cr^b，其中r^a和r^b各自彼此獨(dú)立地是氫或c1-c12-烷基、c1-c12-烷氧基或c6-c18-芳基；-(ch2)n-和-(cf2)n-，其中n為從1至6的整數(shù)；直鏈的或支鏈的具有高達(dá)6個(gè)碳原子的脂肪族二價(jià)基團(tuán)；以及其組合。

這些重復(fù)單元rps由選自以下式的組的式表示：

以及其混合物。在一些實(shí)施例中，該聚(芳基醚)砜聚合物是聚砜、聚(醚砜)或聚(苯砜)。在一些實(shí)施例中，該聚亞苯基纖維包含不超過(guò)約60wt％的該聚(芳基醚砜)聚合物。

在一些實(shí)施例中，形成該聚亞苯基纖維的方法包括將包含聚亞苯基聚合物和溶劑的聚合物溶液離心力紡絲(forcespinning)以形成該聚亞苯基纖維。在一些此類實(shí)施例中，該溶劑是第一溶劑并且其中該聚合物溶液包含包括該第一溶劑和抗溶劑的溶劑共混物。該第一溶劑選自氯仿、甲苯、四氫呋喃、二氯甲烷、乙酸乙酯、苯、苯乙烯、乙苯、芐醇、1，4-二噁烷、四氯化碳、四氯乙烯、亞甲基氯、酚類溶劑、吡啶、三氯乙烷、三氯乙烯、n，n-二甲基甲酰胺、二氯化乙烯、二甲亞砜、n，n-二甲基乙酰胺、吡咯烷酮基溶劑(例如，n-甲基吡咯烷酮)、環(huán)丁砜、二甲苯、氯苯、或其任何組合，并且該抗溶劑選自下組，該組由以下各項(xiàng)組成：丙酮、甲醇、乙醇、異丙醇、丙醇、水或其任何組合。

附圖說(shuō)明

圖1(a)是一批聚亞苯基纖維的sem圖像。

圖1(b)是在較低放大倍率下獲得的圖1(a)的該批聚亞苯基纖維的sem圖像。

圖2(a)是一批具有聚亞苯基聚合物和聚(醚砜)聚合物的聚亞苯基纖維的sem圖像。

圖2(b)是在較低放大倍率下獲得的圖2(a)的該批聚亞苯基纖維的sem圖像。

圖3(a)是一批具有聚亞苯基聚合物和聚砜聚合物的聚亞苯基纖維的sem圖像。

圖3(b)是在較低放大倍率下獲得的圖3(a)的該批聚亞苯基纖維的sem圖像。

圖4(a)是一批具有聚亞苯基聚合物和聚(苯砜)聚合物的聚亞苯基纖維的sem圖像。

圖4(b)是在較低放大倍率下獲得的圖4(a)的該批聚亞苯基纖維的sem圖像。

具體實(shí)施方式

在此描述的是包含一種或多種具有令人希望的機(jī)械特性的聚亞苯基聚合物的纖維。在一些實(shí)施例中，該纖維可以進(jìn)一步包含一種或多種聚(芳基醚砜)聚合物。在一些實(shí)施例中，這些聚亞苯基纖維可以具有相對(duì)小的平均值。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，明確地適配的離心力紡絲技術(shù)可以用于制造具有令人希望的特性的聚亞苯基聚合物?？梢詫⑦@些纖維結(jié)合至例如復(fù)合物、紡織品或過(guò)濾裝置中。

在此描述的聚亞苯基纖維包含一種或多種聚亞苯基聚合物。相對(duì)于該聚亞苯基聚合物中的重復(fù)單元的總數(shù)，這些聚亞苯基聚合物包含至少25摩爾百分比的具有到其他重復(fù)單元(與具有間位連接的那些不同或相同)的間位連接的重復(fù)單元。已經(jīng)出人意料地發(fā)現(xiàn)，可以使用明確地適配的離心力紡絲技術(shù)制造上述聚亞苯基聚合物以實(shí)現(xiàn)具有令人希望的機(jī)械特性(包括但不限于縮放彈性模量)的聚亞苯基纖維。此外，在一些實(shí)施例中，這些聚亞苯基纖維具有一種或多種聚亞苯基聚合物和一種或多種聚(芳基醚砜)聚合物(“共混的聚亞苯基纖維”)。在另外的實(shí)施例中，這些聚亞苯基聚合物的體積模量可以大于聚(芳基醚砜)聚合物的體積模量。已經(jīng)出人意料地發(fā)現(xiàn)，在此類實(shí)施例中，這些共混的聚亞苯基纖維可以具有這樣的縮放模量，該縮放模量大于不含聚(芳基醚砜)聚合物的相應(yīng)纖維的縮放模量。在另外的此類實(shí)施例中，這些共混的聚亞苯基纖維可以進(jìn)一步具有大于這些聚亞苯基聚合物的體積模量的縮放模量。

如在此使用的，縮放彈性模量是指通過(guò)墊孔隙率縮放的體積模量。特別地，縮放彈性模量可以被定義為：

其中e纖維是縮放彈性模量(樣品中的纖維的平均彈性模量)，e墊是由這些聚亞苯基纖維形成的墊的所測(cè)量的彈性模量并且p是該墊的孔隙率。墊的彈性模量可以根據(jù)astm-d882標(biāo)準(zhǔn)使用1英寸寬和4英寸長(zhǎng)(夾持件之間的方向)墊樣品并使用0.5英寸/分鐘的十字頭速度來(lái)測(cè)量的。彈性模量可以使用具有扁平橡膠氣動(dòng)夾持件和100牛頓(“n”)負(fù)荷傳感器的5569系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試。5569的計(jì)量面積可以被適配于不同的樣品尺寸。為了確定墊樣品的彈性模量，將該墊的纖維在施加的拉伸應(yīng)變的方向上取向(例如，通過(guò)5569系統(tǒng))。墊樣品的孔隙率可以使用壓汞孔隙率測(cè)定法根據(jù)iso15901-1標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)量?？梢允褂?imgfile="bda0001385514120000065.gif"wi="360"he="68"img-content="drawing"img-format="gif"orientation="portrait"inline="no"/>autopore9600測(cè)量孔隙率。

在一些實(shí)施例中，在此描述的聚亞苯基纖維可具有從約0.5吉帕斯卡(“gpa”)至約40gpa、從約0.5gpa至約30gpa、從約0.5gpa至約35gpa、從約0.5gpa至約30gpa、從約0.5gpa至約25gpa、從約0.5gpa至約25gpa、從約1gpa至約20gpa或從約2gpa至約20gpa的縮放彈性模量。在一些實(shí)施例中，這些聚亞苯基纖維可具有至少0.5gpa、至少約1gpa、至少約2gpa、至少約5gpa、至少約7gpa、至少約10gpa、至少約15gpa、至少約20gpa、或至少約30gpa的縮放彈性模量。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到在明確披露的范圍內(nèi)的附加縮放彈性模量的范圍被考慮并且在本披露的范圍內(nèi)。

在一些實(shí)施例中，這些聚亞苯基纖維可以具有相對(duì)小的平均直徑。在一些實(shí)施例中，聚亞苯基纖維可具有從約500納米(“nm”)至約10微米(“μm”)、從約200nm至約7μm、從約200nm至約4μm、從約200nm至約3μm、從約200nm至約3μm或從約200nm至約2.5μm、或從約100nm至約1μm的平均直徑。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到在明確披露的范圍內(nèi)的附加平均直徑的范圍被考慮并且在本披露的范圍內(nèi)。平均直徑可以從掃描電子顯微鏡(“sem”)圖像測(cè)量。特別地，可以獲取統(tǒng)計(jì)學(xué)上有意義的數(shù)目的聚亞苯基纖維的sem圖像，并且可以測(cè)量不同纖維的直徑，連同沿著單個(gè)纖維的長(zhǎng)度的單個(gè)纖維的直徑。然后可以對(duì)結(jié)果取平均值以獲得這些聚亞苯基纖維的平均直徑。

對(duì)于在此描述的聚亞苯基聚合物，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，可以使用明確地適配的離心力紡絲技術(shù)來(lái)形成聚亞苯基纖維。特別地，特別設(shè)計(jì)的聚合物溶液可以在適配的離心力紡絲技術(shù)中實(shí)施以制造具有以上描述的平均直徑的聚亞苯基纖維。在一些實(shí)施例中，這些紡成的聚亞苯基纖維可以被收集成墊。這些墊可以被加工成物品，包括但不限于分離膜(例如氣體或液體過(guò)濾器)、疏水性非織造紡織品、組織支架以及類似物。

聚亞苯基纖維的組成

在此描述的聚亞苯基纖維包含一種或多種聚亞苯基聚合物。在一些實(shí)施例中，這些聚亞苯基纖維進(jìn)一步包含一種或多種聚(芳基醚砜)聚合物。

在此描述的聚亞苯基纖維包含至少5wt％的該一種或多種聚亞苯基聚合物。在一些實(shí)施例中，這些聚亞苯基纖維可以進(jìn)一步包含不超過(guò)約10wt％、不超過(guò)約20wt％、不超過(guò)約30wt％、不超過(guò)約40wt％、不超過(guò)約50wt％、不超過(guò)約60wt％、不超過(guò)約70wt％、不超過(guò)約80wt％、不超過(guò)約90wt％、不超過(guò)約95wt％、不超過(guò)約99wt％或不超過(guò)約99.9wt％的該一種或多種聚亞苯基聚合物。在一些實(shí)施例中，這些聚亞苯基纖維包含至少95wt％、至少99wt％或至少99.9wt％的該一種或多種聚亞苯基聚合物。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到在明確披露的范圍內(nèi)的附加聚亞苯基聚合物濃度的范圍被考慮并且在本披露的范圍內(nèi)。

在一些實(shí)施例中，這些聚亞苯基纖維可以進(jìn)一步包含一種或多種聚(芳基醚砜)聚合物。在此類實(shí)施例中，這些聚亞苯基纖維可以包含不超過(guò)約95wt％、不超過(guò)約90wt％、不超過(guò)約80wt％、不超過(guò)約70wt％、不超過(guò)約60wt％、不超過(guò)約50wt％、不超過(guò)約40wt％、不超過(guò)約30wt％、不超過(guò)約20wt％、不超過(guò)約10wt％、不超過(guò)約5wt％或不超過(guò)約1wt％的該一種或多種聚(芳基醚砜)聚合物。在一些實(shí)施例中，該一種或多種聚亞苯基聚合物與該一種或多種聚(芳基醚砜)聚合物的重量比(聚亞苯基∶聚(芳基醚砜))可以是從約10∶1至約1∶10、從9∶1至約1∶10、從約8∶1至約1∶10、從約7∶1至約1∶10、從約6∶1至約1∶10、從約5∶1至約1∶10、從約4∶1至約1∶10、從約3∶1至約1∶10、從約2∶1至約1∶10、從約2∶1至約1∶5、從約2∶1至約1∶2或從約1.5∶1至約1∶1.5。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到在明確披露的范圍內(nèi)的附加重量比的范圍被考慮并且在本披露的范圍內(nèi)。

聚亞苯基聚合物

在此描述的纖維包含一種或多種聚亞苯基聚合物。如在此使用的，聚亞苯基聚合物是指具有至少50摩爾％(“mol％”)的由式(i)表示的重復(fù)單元(rp)的任何聚合物：

其中r¹、r²、r³、和r⁴各自獨(dú)立地選自下組，該組由以下各項(xiàng)組成：氫、烷基、芳基、烷氧基、芳氧基、烷基酮、芳基酮、氟烷基、氟芳基、溴烷基、溴芳基、氯烷基、氯芳基、烷基砜、芳基砜、烷基酰胺、芳基酰胺、烷基酯、芳基酯、氟、氯、以及溴。在式(i)中，并且如在此使用的，除非另外明確指出，虛線鍵表示到另一個(gè)重復(fù)單元的鍵。在一些實(shí)施例中，聚亞苯基聚合物可以具有至少約60mol％、至少約70mol％、至少約80mol％、至少約90mol％、至少約95mol％、至少約99mol％或至少約99.9mol％的重復(fù)單元(rp)。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到在明確披露的范圍內(nèi)的附加重復(fù)單元(rp)mol％范圍被考慮并且在本披露的范圍內(nèi)。

在一些實(shí)施例中，r¹、r²、r³、和r⁴中的一個(gè)或多個(gè)可以獨(dú)立地由式(ii)(ar-t-)表示：

-其中ar由選自以下式的組的式表示：

以及

其中每個(gè)rj、rk和rl獨(dú)立地選自下組，該組由以下各項(xiàng)組成：氫、鹵素、烷基、烯基、炔基、芳基、醚、硫醚、羧酸、酯、酰胺、酰亞胺、堿金屬或堿土金屬磺酸鹽、烷基磺酸酯、堿金屬或堿土金屬膦酸鹽、烷基膦酸酯、胺和季銨，并且其中j和l彼此相同或不同，獨(dú)立地是0、1、2、3、4或5并且k，與j或l相同或不同，獨(dú)立地是0、1、2、3或4；

-其中t選自下組，該組由以下各項(xiàng)組成：-ch2-；-o-；-so2-；-s-；-c(o)-；-c(ch3)2-；-c(cf3)2-；-c(＝ccl2)-；-c(ch3)(ch2ch2cooh)-；-n＝n-；-r^ac＝cr^b，其中r^a和r^b各自彼此獨(dú)立地是氫或c1-c12-烷基、c1-c12-烷氧基或c6-c18-芳基；-(ch2)n-和-(cf2)n-，其中n是從1至6的整數(shù)；直鏈的或支鏈的具有高達(dá)6個(gè)碳原子的脂肪族二價(jià)基團(tuán)；以及其組合，并且

-其中虛線指示到t的鍵。

在一些實(shí)施例中，r¹、r²、r³、和r⁴中的一個(gè)或多個(gè)可以由式(iii)表示：

其中，在式(iii)中，虛線鍵指示到重復(fù)單元(rp)的芐基部分的鍵。

對(duì)于在此所關(guān)注的聚亞苯基聚合物具有至少約25mol％的由式(iv)表示的重復(fù)單元(rpm)：

其中r⁵、r⁶、r⁷、以及r⁸各自獨(dú)立地時(shí)如以上關(guān)于r¹、r²、r³和r⁴中的任一個(gè)所描述的。在一些實(shí)施例中，聚亞苯基聚合物可具有至少約30mol％、至少約35mol％、至少約40mol％、至少約45mol％、至少約50mol％、至少約60mol％、至少約70mol％、至少約80mol％、至少約90mol％、至少約95mol％、至少約99摩爾百分比或至少約99.9摩爾百分比的重復(fù)單元(rpm)。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到在明確披露的范圍內(nèi)的附加rpmmol％范圍被考慮并且在本披露的范圍內(nèi)。在一些實(shí)施例中，重復(fù)單元(rpm)可由式(v)表示：

在一些實(shí)施例中，在此所關(guān)注的聚亞苯基聚合物可以包含重復(fù)單元(rpm)和由式(vi)表示的重復(fù)單元(rpp)：

其中r⁹、r¹⁰、r¹¹、以及r¹²各自獨(dú)立地時(shí)如以上關(guān)于r¹、r²、r³和r⁴中的任一個(gè)所描述的。在一些實(shí)施例中，聚亞苯基聚合物可以具有至少約10mol％、至少約20mol％、至少約30mol％、至少約40mol％、至少約50mol％、至少約60mol％、至少約70mol％或至少約75mol％的重復(fù)單元(rpp)。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到在明確披露的范圍內(nèi)的附加重復(fù)單元(rpp)mol％范圍被考慮并且在本披露的范圍內(nèi)。在一些實(shí)施例中，聚亞苯基聚合物可以基本上由重復(fù)單元rpm和rpp組成。在此類實(shí)施例中，重復(fù)單元(rpp)mol％的范圍可以相對(duì)于以上披露的重復(fù)單元(rpm)mol％范圍來(lái)選擇，使得重復(fù)單元(rpm)mol％范圍和重復(fù)單元(rpp)mol％范圍共計(jì)約100％。在一些實(shí)施例中，重復(fù)單元(rpm)可由式(vii)表示：

聚亞苯基-聚(芳基醚砜)共混物

在一些實(shí)施例中，這些纖維可以包含一種或多種聚亞苯基聚合物以及一種或多種不同于該一種或多種聚亞苯基聚合物的聚(芳基醚砜)(“paes”)聚合物。如在此使用的，paes聚合物是指其中重復(fù)單元的至少50wt.％是包括至少一個(gè)亞芳基、至少一個(gè)醚基(-o-)以及至少一個(gè)砜基[-s(＝o)2-]的重復(fù)單元(rps)的任何聚合物。在一些實(shí)施例中，paes聚合物的重復(fù)單元的至少約60mol％、至少約70mol％、至少約80mol％、至少約90mol％、至少約95mol％、至少約99mol％或至少約99.9mol％是如以上描述的重復(fù)單元(rps)。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到在明確披露的范圍內(nèi)的附加rpsmol％范圍被考慮并且在本披露的范圍內(nèi)。

該paes聚合物的亞芳基可以是具有從6至36個(gè)碳原子的芳香族基團(tuán)，其中這些碳原子中的一個(gè)或多個(gè)任選地被至少一個(gè)選自下組的取代基取代，該組由以下各項(xiàng)組成：鹵素、烷基、烯基、炔基、芳基、芳烷基、硝基、氰基、烷氧基、醚、硫醚、羧酸、酯、酰胺、酰亞胺、堿金屬或堿土金屬磺酸鹽、烷基磺酸酯、堿金屬或堿土金屬膦酸鹽、烷基膦酸酯、胺和季銨。

在一些實(shí)施例中，這些重復(fù)單元(rps)是如下所示的式(a)的重復(fù)單元：

-ar¹-(t’-ar²)n-o-ar³-so2-[ar⁴-(t-ar²)n-so2]m-ar⁵-o-(a)

其中：

-ar¹、ar²、ar³、ar⁴、和ar⁵，彼此相同或不同并且在每次出現(xiàn)時(shí)，獨(dú)立地為芳香族單-或多核基團(tuán)；

-t和t’，彼此相同或不同并且在每次出現(xiàn)時(shí)，獨(dú)立地是鍵或任選地包括一個(gè)或多于一個(gè)雜原子的二價(jià)基團(tuán)；

-n和m，彼此相同或不同，獨(dú)立地是零或從1至5的整數(shù)；

在一些實(shí)施例中，ar¹、ar²、ar³、ar⁴和ar⁵彼此相同或不同并且具有選自下組的式，該組由以下式組成：

其中r’j、r’k和r’l各自獨(dú)立地選自下組，該組由以下各項(xiàng)組成：氫、鹵素、烷基、烯基、炔基、芳基、醚、硫醚、羧酸、酯、酰胺、酰亞胺、堿金屬或堿土金屬磺酸鹽、烷基磺酸酯、堿金屬或堿土金屬膦酸鹽、烷基膦酸酯、胺和季銨，并且其中j、k和l彼此相同或不同，獨(dú)立地是0、1、2、3或4。對(duì)于ar¹，這些虛線鍵之一表示到另一個(gè)重復(fù)單元(rps)的鍵，而另一個(gè)虛線鍵表示到同一重復(fù)單元(rps)的鍵。對(duì)于ar²、ar³、ar⁴和ar⁵，這些虛線鍵表示到同一重復(fù)單元(rps)的鍵。

在一些實(shí)施例中，ar²可以進(jìn)一步選自下組，該組由以下各項(xiàng)組成：稠合苯環(huán)(例如，亞萘基和2，6-亞萘基)、亞蒽基(例如，2，6-亞蒽基)和亞菲基(例如，2，7-亞菲基)、亞并四苯基(naphthacenylene)和亞芘基；包括從5至24個(gè)原子的芳香族碳環(huán)體系，這些原子中的至少一個(gè)是雜原子(例如吡啶、苯并咪唑和喹諾酮)。該雜原子可以是n、o、si、p或s。在一些實(shí)施例中，該雜原子可以是n、o或s。

在一些實(shí)施例中，式(a)的t和t’，彼此相同或不同，選自下組，該組由以下各項(xiàng)組成：鍵；-ch2-；-o-；-so2-；-s-；-c(o)-；-c(ch3)2-；-c(cf3)2-；-c(＝ccl2)-；-c(ch3)(ch2ch2cooh)-；-n＝n-；-r^ac＝cr^b，其中r^a和r^b各自彼此獨(dú)立地是氫或c1-c12-烷基、c1-c12-烷氧基或c6-c18-芳基；-(ch2)n-和-(cf2)n-，其中n＝從1至6的整數(shù)；直鏈的或支鏈的具有高達(dá)6個(gè)碳原子的脂肪族二價(jià)基團(tuán)；以及其組合。

在一些實(shí)施例中，這些重復(fù)單元(rps)可以選自下組，該組由具有在此以下式(b)至(e)的那些組成：

其中

-每個(gè)r’，彼此相同或不同，選自下組，該組由以下各項(xiàng)組成：鹵素、烷基、烯基、炔基、芳基、醚、硫醚、羧酸、酯、酰胺、酰亞胺、堿金屬或堿土金屬磺酸鹽、烷基磺酸酯、堿金屬或堿土金屬膦酸鹽、烷基膦酸酯、胺和季銨；

-j’是從0至4的整數(shù)；并且

-t和t’，彼此相同或不同，選自下組，該組由以下各項(xiàng)組成：鍵，-ch2-；-o-；-so2-；-s-；-c(o)-；-c(ch3)2-；-c(cf3)2-；-c(＝ccl2)-；-c(ch3)(ch2ch2cooh)-；-n＝n-；-r^ac＝cr^b，其中r^a和r^b各自彼此獨(dú)立地是氫或c1-c12-烷基、c1-c12-烷氧基或c6-c18-芳基；-(ch2)n-和-(cf2)n-，其中n為從1至6的整數(shù)；直鏈的或支鏈的具有高達(dá)6個(gè)碳原子的脂肪族二價(jià)基團(tuán)；以及其組合。

在一些實(shí)施例中，該paes可以是聚(苯基醚砜)，包括但不限于聚苯砜，而在其他實(shí)施例中，該paes可以是聚醚砜、聚醚醚砜或雙酚a聚砜。如在此使用的，聚(苯基醚砜)是指其中重復(fù)單元的至少50wt.％是一個(gè)或多個(gè)含有至少一個(gè)醚基(-o-)、至少一個(gè)砜基[-s(＝o)2-]和至少兩個(gè)基團(tuán)(g*)的式的重復(fù)單元(rpsa)的任何聚合物，每個(gè)基團(tuán)(g*)獨(dú)立地選自由以下各項(xiàng)組成的組：亞苯基、亞萘基(例如，2，6-亞萘基)、亞蒽基(例如，2，6-亞蒽基)和亞菲基(例如，2，7-亞菲基)、亞并四苯基和亞芘基；其中每個(gè)基團(tuán)(g*)直接通過(guò)至少一個(gè)單鍵并且任選地另外通過(guò)至多一個(gè)亞甲基連接到至少一個(gè)不同于其自身的基團(tuán)(g*)。因而，可以將基團(tuán)(g*)連接到一起以形成包括但不限于亞聯(lián)苯基(例如，對(duì)-亞聯(lián)苯基)、1，2’-亞聯(lián)萘基、苯并菲基(例如，對(duì)-苯并菲)和亞芴基(衍生自氟的二價(jià)基團(tuán))的基團(tuán)。在一些實(shí)施例中，該聚(聯(lián)苯基醚砜)的重復(fù)單元的至少約75wt.％、至少約85wt.％、至少約95wt.％、或至少約99wt.％是如上定義的重復(fù)單元(rpsa)。

在一些實(shí)施例中，這些重復(fù)單元(rpsa)可以是如上定義的式(a)的重復(fù)單元，前提是ar¹至ar⁵的至少一個(gè)是希望地由選自以下式的組的式表示的芳香族部分，該組由以下各項(xiàng)組成：

以及

其中每個(gè)r獨(dú)立地選自下組，該組由以下各項(xiàng)組成：氫、鹵素、烷基、烯基、炔基、芳基、醚、硫醚、羧酸、酯、酰胺、酰亞胺、堿金屬或堿土金屬磺酸鹽、烷基磺酸酯、堿金屬或堿土金屬膦酸鹽、烷基膦酸酯、胺和季銨，并且k和l彼此相同或不同，獨(dú)立地是0、1、2、3或4。

在一些實(shí)施例中，重復(fù)單元(rpsa)可以由以下式的組表示，該組由以下式(f)至(h)組成：

以及其混合物。

在一些實(shí)施例中，paes可以是聚苯砜(“ppsu”)。如在此所使用的，pssu是指其中重復(fù)單元的超過(guò)50wt.％是式(f)的重復(fù)單元(rpsa)的任何聚合物。在一些實(shí)施例中，該ppsu的重復(fù)單元的超過(guò)約75wt.％、超過(guò)約85wt.％、超過(guò)約95wt.％、或超過(guò)約99wt.％是式(f)的重復(fù)單元(rpsa)。ppsu可以通過(guò)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的方法來(lái)制備。ppsu是另外地作為ppsu和d-3000ppsu(二者均來(lái)自美國(guó)索爾維特種聚合物有限責(zé)任公司)可商購(gòu)的。

在一些實(shí)施例中，該paes是聚醚砜(“pesu”)、聚醚醚砜或雙酚a型聚砜。如在此所使用的，pesu是指其中重復(fù)單元的至少50wt.％是式(i-1)的重復(fù)單元(rpsb)的任何聚合物：

在一些實(shí)施例中，該pesu的重復(fù)單元的至少約75wt.％、至少約85wt.％、至少約95wt.％、或至少約99wt.％是式(i-1)的重復(fù)單元(rpsb)。在一些實(shí)施例中，該pesu基本上由式(i-1)的重復(fù)單元(rpsb)組成。pesu可以通過(guò)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的方法來(lái)制備。pesu是另外地從美國(guó)索爾維特種聚合物有限責(zé)任公司作為pesu可商購(gòu)的。

在一些實(shí)施例中，該paes是聚醚醚砜(“pees”)。如在此所使用的，pees是指其中重復(fù)單元的至少50wt.％是式(i-2)的重復(fù)單元(rpsc)的任何聚合物：

在一些實(shí)施例中，該pees的重復(fù)單元(rpsc)的至少約75wt.％、至少約85wt.％、至少約95wt.％、或至少約99wt.％是式(i-2)的重復(fù)單元。在一些實(shí)施例中，該pees基本上由式(i-2)的重復(fù)單元(rpsc)組成。

在一些實(shí)施例中，該paes是雙酚a型聚砜(“psu”)。如在此所使用的，psu是指其中重復(fù)單元的至少50wt.％是式(i-3)的重復(fù)單元(rpsd)的任何聚合物：

在一些實(shí)施例中，該psu的重復(fù)單元的至少約75wt.％、至少約85wt.％、至少約95wt.％、或至少約99wt.％是式(i-3)的重復(fù)單元(rpsd)。在一些實(shí)施例中，該psu基本上由式(i-3)的單元(rpsd)組成。psu可以通過(guò)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的方法來(lái)制備。另外，psu是從美國(guó)索爾維特種聚合物有限責(zé)任公司作為psu可商購(gòu)的。

聚合物纖維的制造

如以上描述的，在此描述的聚亞苯基纖維可以通過(guò)許多已知的方法來(lái)制造，包括但不限于剪切紡絲、電紡絲和離心力紡絲。在一些實(shí)施例中，離心力紡絲可以令人希望地用于制造在此描述的聚亞苯基纖維?？傮w上，離心力紡絲涉及形成包含一種或多種聚亞苯基聚合物和任選地一種或多種聚(芳基醚砜)聚合物的聚合物溶液?？梢詫⒃摼酆衔锶芤杭徑z并強(qiáng)制通過(guò)孔口以形成這些聚亞苯基纖維。這些聚合物溶液可以被特別地設(shè)計(jì)以促進(jìn)令人希望的離心力紡絲特征，以及最終令人希望的聚亞苯基纖維特性，如以上詳細(xì)地描述的。在一些實(shí)施例中，這些紡成的聚亞苯基纖維可以被收集成墊并且形成為令人希望的物品。

離心力紡絲涉及將離心力施加在聚合物溶液上，以強(qiáng)制該聚合物溶液通過(guò)噴絲頭的一個(gè)或多個(gè)毛細(xì)管。在離開(kāi)這些毛細(xì)管時(shí)，纖維從該聚合物溶液流延。特別地，在離心力紡絲中，將該聚合物溶液放置在噴絲頭的儲(chǔ)存器中。該儲(chǔ)存器與一個(gè)或多個(gè)孔口流體連通，并且該噴絲頭被紡絲以在該聚合物溶液上產(chǎn)生離心力，該離心力強(qiáng)制該聚合物溶液通過(guò)該一個(gè)或多個(gè)孔口。在離開(kāi)該孔口時(shí)，從該聚合物溶液流延纖維。特別地，該溶劑可以從離開(kāi)該孔口的聚合物溶液蒸發(fā)以幫助形成流延的纖維。該流延的纖維可以被收集在收集系統(tǒng)上，包括但不限于環(huán)式收集器、風(fēng)扇式收集器和靜電收集器。在一些實(shí)施例中，所產(chǎn)生的長(zhǎng)纖維可以在該收集系統(tǒng)上形成為墊。離心力紡絲設(shè)備描述于2014年7月15日發(fā)布的授予peno等人的美國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?,777,599中并且通過(guò)援引方式并入本申請(qǐng)。

結(jié)合聚合物溶液設(shè)計(jì)，如以下描述的，可以選擇孔口設(shè)計(jì)以實(shí)現(xiàn)如在此描述的具有令人希望的特性的聚亞苯基纖維?？傮w上，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將了解如何基于本披露選擇適當(dāng)?shù)目卓谠O(shè)計(jì)。在一些實(shí)施例中，該孔口可以被選擇為沿著該孔口的長(zhǎng)度或該長(zhǎng)度的一部分是圓柱形的。在一些實(shí)施例中，該孔口可以具有從約60規(guī)格(“g”)至約1g、從約55g至約1g、從約50g至約1g、從約40g至約1g、從約35g至約1g、從約35g至約5g、從約35g至約10g、或從約35g至約15g的直徑。在一些實(shí)施例中，該孔口可以具有從約0.05英寸(“in.”)至約5in.、從約0.05in.至約4in.、從約0.1至約4in.、從約0.1in.至約3in.、從約0.1in.至約2.5in.、從約0.1in.至約2in.、從約0.1in.至約1.5in.、或從約0.1in.至約1in.的長(zhǎng)度。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到在明確披露的范圍內(nèi)的附加孔口直徑和長(zhǎng)度被考慮并且在本披露的范圍內(nèi)。

這些聚合物溶液可以被特別地設(shè)計(jì)以使用離心力紡絲技術(shù)制造這些聚亞苯基纖維。對(duì)于在此所關(guān)注的聚亞苯基纖維，這些聚合物溶液包含該一種或多種聚亞苯基聚合物，并且如果存在，該一種或多種任選的聚(芳基醚砜)聚合物。適當(dāng)?shù)木酆衔锶芤涸O(shè)計(jì)涉及選擇令人希望的溶劑體系和聚合物溶液粘度。令人希望的溶劑體系促進(jìn)這些聚合物的均勻分布，同時(shí)在離心力紡絲期間提供令人希望的粘度和令人希望的蒸發(fā)速率(例如，低沸點(diǎn))。對(duì)于在此所關(guān)注的聚亞苯基纖維，該溶劑令人希望地包含一種或多種極性非質(zhì)子溶劑。適當(dāng)?shù)臉O性非質(zhì)子溶劑的實(shí)例包括但不限于，吡咯烷酮基溶劑(例如，n-甲基吡咯烷酮(“nmp”))、四氫呋喃、n，n-二甲基甲酰胺、二甲亞砜、n，n-二甲基乙酰胺、環(huán)丁砜、或其任何組合。

在一些實(shí)施例中，包含具有兩種或更多種溶劑的溶劑體系的聚合物溶液可以被整合到該聚合物溶液設(shè)計(jì)內(nèi)以在離心力紡絲期間同時(shí)促進(jìn)均勻的聚合物分散以及有利的蒸發(fā)速率。在此類實(shí)施例中，可以選擇一種或多種第一溶劑以促進(jìn)均勻的聚合物分散，并且可以選擇一種或多種第二溶劑以降低該聚合物溶液的溶劑蒸氣壓。例如，可以關(guān)于該第一溶劑在溶液中分散聚合物的能力選擇該第一溶劑，盡管它可能具有不希望地高的熔點(diǎn)?？梢赃x擇第二溶劑以具有令人希望地低的沸點(diǎn)和/或促進(jìn)該聚合物溶液中的聚合物與該溶劑的分離(例如沉淀)，盡管它可能不促進(jìn)令人希望的均勻聚合物分散。在一些實(shí)施例中，該第二溶劑可以是抗溶劑(其中這些聚合物是不可溶的或具有不令人希望地低的溶解度的溶劑)。如在此使用的，抗溶劑是指其中沒(méi)有該聚合物溶液的聚合物具有大于約1克/100毫升溶劑的溶解度的任何溶劑。在此類實(shí)施例中，該溶劑可以包括但不限于氯仿、甲苯、四氫呋喃、二氯甲烷、乙酸乙酯、苯、苯乙烯、乙苯、芐醇、1，4-二噁烷、四氯化碳、四氯乙烯、亞甲基氯、酚類溶劑、吡啶、三氯乙烷、三氯乙烯、n，n-二甲基甲酰胺、二氯化乙烯、二甲亞砜、n，n-二甲基乙酰胺、吡咯烷酮基溶劑(例如，n-甲基吡咯烷酮)、環(huán)丁砜、二甲苯、氯苯、或其任何組合。該抗溶劑可包括但不限于丙酮、低分子量醇及其組合。低分子量醇可包括但不限于甲醇、乙醇、異丙醇、丙醇、水及其任何組合。在一些實(shí)施例中，溶劑與抗溶劑的比率(溶劑∶抗溶劑)可以是按體積計(jì)從約20∶1至約1∶1、從約15∶1至約1∶1、從約10∶1至約1∶1、或從約10∶1至約2∶1。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到在明確披露的范圍內(nèi)的附加溶劑與抗溶劑的比率被考慮并且在本披露的范圍內(nèi)。在一些實(shí)施例中，可以加熱該噴絲頭的腔以幫助促進(jìn)從流延的聚亞苯基纖維的溶劑蒸發(fā)。

該聚合物溶液的粘度可以部分地相對(duì)于該聚合物溶液的濃度進(jìn)行選擇。對(duì)于在此描述的離心力紡絲制造方法，總聚合物濃度可以是從約1％重量比體積(“wt/vol”)至約60％wt/vol、從約1％wt/vol至約50％wt/vol、從約1％wt/vol至約40％wt/vol、從約1％wt/vol至約30％wt/vol或從約10％wt/vol至約40％wt/vol。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到在明確披露的范圍內(nèi)的附加總聚合物濃度的范圍被考慮并且在本披露的范圍內(nèi)。

基于本披露，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將了解如何關(guān)于所希望的聚亞苯基纖維和相應(yīng)的聚合物溶液選擇適當(dāng)?shù)碾x心力紡絲速度。在一些實(shí)施例中，該噴絲頭可以在約100轉(zhuǎn)數(shù)/分鐘(“rpm”)至約20,000rpm、從約100rpm至約15,000rpm、從約1,000rpm至約10,000rpm、從約2,000rpm至約10,000rpm、從約3,000rpm至約10,000rpm、從約4,000rpm至約10,000rpm、從約5,000rpm至約10,000rpm或從約6,000rpm至約9,000rpm的速度下紡絲。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到在明確披露的范圍內(nèi)的附加紡絲速度的范圍被考慮并且在本披露的范圍內(nèi)。

在一些實(shí)施例中，這些流延的聚亞苯基纖維可以被收集成墊。例如，可以用包括多孔基材的環(huán)式收集系統(tǒng)收集這些聚亞苯基纖維。在此類實(shí)施例中，該多孔基材可以被定位成包圍該噴絲頭并且可以被定位在遠(yuǎn)離該噴絲頭的所選擇的距離。離開(kāi)該噴絲頭的一個(gè)或多個(gè)孔口的流延的聚亞苯基纖維可以作為墊被收集在該基材上。在其他實(shí)施例中，可以使用例如但不限于風(fēng)扇式收集系統(tǒng)或靜電收集系統(tǒng)來(lái)收集這些流延的聚亞苯基纖維。在一些實(shí)施例中，在收集之后或期間，可以加工這些流延的聚亞苯基纖維以去除殘余溶劑。在一些此類實(shí)施例中，可以加熱這些聚亞苯基纖維以去除殘余溶劑。

實(shí)例

實(shí)例證實(shí)了聚亞苯基纖維的制造、表征和機(jī)械性能。

使用l-1000(來(lái)自)通過(guò)離心力紡絲形成六種聚亞苯基纖維墊樣品。為了形成每種樣品，將聚亞苯基組合物和溶劑混合在一起以形成紡絲溶液。對(duì)于一些樣品，該紡絲溶液進(jìn)一步含有psu聚合物、ppsu聚合物或pesu聚合物。這些聚亞苯基組合物包含具有0摩爾百分比(“mol％”)、20mol％或50mol％的間亞苯基單元的聚亞苯基。該溶劑由n-甲基-2-吡咯烷酮(“nmp”)和丙酮組成。將該紡絲溶液放置到在該噴絲頭的每端處具有孔口的t形噴絲頭內(nèi)。每個(gè)孔口具有約27規(guī)格的直徑以及約0.5英寸的長(zhǎng)度。該噴絲頭在從約3,000rpm至約12,000rpm下旋轉(zhuǎn)以強(qiáng)制該紡絲溶液通過(guò)這些孔口并離開(kāi)該噴絲頭。將離開(kāi)這些孔口的聚亞苯基纖維材料使用收集環(huán)收集在多孔基材(typar3091l過(guò)濾器)上以形成墊。然后將該墊在真空下干燥以去除殘余溶劑并形成最終樣品表1顯示了樣品組成和對(duì)于每種樣品的加工參數(shù)。所有聚合物均是從美國(guó)索爾維特種聚合物有限責(zé)任公司獲得的。特別地，分別作為srppr-250、pesuv3100、psu1700和ppsur-5600獲得了該聚亞苯基聚合物、pesu聚合物、psu聚合物和ppsu聚合物。

表1

參考表1，樣品1不可溶于nmp：丙酮溶劑中。此外，當(dāng)該紡絲溶液離開(kāi)這些孔口時(shí)，樣品2雖然是可溶的，但不形成纖維。使用從約3000rpm至約12000rpm的紡絲速度在紡絲纖維下由樣品2做出了若干嘗試。

形成后，通過(guò)確定這些樣品的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(“tg”)、可混和性、孔隙率、密度和平均纖維直徑來(lái)表征這些樣品。通過(guò)差示掃描量熱法(“dsc”)根據(jù)astmd3418標(biāo)準(zhǔn)確定tg。dsc測(cè)量是使用20℃/min的加熱速率和冷卻速率在氮?dú)夥障略?0ml/min的流速下在ta儀器型號(hào)q20/q1000差示掃描熱量計(jì)(德州儀器公司(texasinstruments))上進(jìn)行的。dsc測(cè)量還用于測(cè)量纖維的可混和性。特別地，具有不混溶的聚合物組合物的樣品具有2個(gè)tg，而具有可混溶的聚合物組合物的樣品具有單個(gè)tg。使用針對(duì)二氧化硅-鋁酸鹽標(biāo)準(zhǔn)校準(zhǔn)的autopore9600根據(jù)iso15901-1標(biāo)準(zhǔn)用壓汞孔隙率測(cè)定法測(cè)量這些樣品的孔隙率。根據(jù)astm3776標(biāo)準(zhǔn)，在樣品墊的4英寸×4.5英寸區(qū)段上測(cè)量密度。表2中顯示了tg、可混和性、孔隙率、密度和平均纖維直徑測(cè)量的結(jié)果。參考表2，樣品4具有兩個(gè)玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，表明該聚亞苯基和該pes是不混溶的。

表2

通過(guò)掃描電子顯微鏡確定這些樣品中的纖維的平均直徑。對(duì)于每種樣品，獲得了該樣品的不同部分的sem圖像。測(cè)量每個(gè)圖像中的單個(gè)纖維的直徑并將其用于獲得該樣品的平均直徑，如表2中報(bào)道的。圖1(a)至4(b)是從樣品3至6獲得的sem圖像。特別地，圖1(a)、2(a)、3(a)和4(a)是各自樣品3至6的sem圖像。圖1(b)、2(b)、3(b)和4(b)也是各自樣品3至6的sem圖像，但是相對(duì)于圖1(a)、2(a)、3(a)和4(a)是在較低放大倍率下獲得的。

為了證實(shí)機(jī)械性能，如以上描述的，根據(jù)astm-d882標(biāo)準(zhǔn)確定每種樣品的縮放彈性模量。表3中顯示了每種樣品的縮放彈性模量，以吉帕斯卡(“gpa”)報(bào)道。為了比較，表2還示出了本體聚合物組合物的彈性模量。

表3

表3證實(shí)了，對(duì)于所測(cè)試的樣品，聚亞苯基共混物(樣品4-6)具有大于具有非共混聚亞苯基的樣品(樣品3)的縮放彈性模量。特別地，樣品2(聚亞苯基和psu共混物)具有大于樣品3(3.33gpa)的縮放模量，盡管該psu的體積彈性模量(2.49gpa)顯著低于該聚亞苯基的體積彈性模量(5.52gpa)。此外，樣品4和6具有顯著大于樣品3(3.33gpa)以及本體聚亞苯基(5.52gpa)的體積彈性模量(分別是7.02和11.42)，盡管該pes(2.69gpa)和ppsu(2.34gpa)的體積彈性模量顯著低于該聚亞苯基的體積彈性模量(5.52gpa)。

另外的發(fā)明構(gòu)思

1.一種聚亞苯基纖維，包含：

至少約5重量百分比的聚亞苯基聚合物，其中該聚亞苯基包含至少約25摩爾百分比的由下式表示的重復(fù)單元(rpm)：

其中r¹、r²、r³、和r⁴各自獨(dú)立地選自下組，該組由以下各項(xiàng)組成：氫、烷基、芳基、烷氧基、芳氧基、烷基酮、芳基酮、氟烷基、氟芳基、溴烷基、溴芳基、氯烷基、氯芳基、烷基砜、芳基砜、烷基酰胺、芳基酰胺、烷基酯、芳基酯、氟、氯、以及溴。

2.如發(fā)明構(gòu)思1所述的纖維，其中r¹、r²、r³、和r⁴中的一個(gè)或多個(gè)獨(dú)立地由式ar-t-表示，其中ar由選自以下式的組的式表示：

以及

其中

-每個(gè)rj、rk和rl獨(dú)立地選自下組，該組由以下各項(xiàng)組成：氫、鹵素、烷基、烯基、炔基、芳基、醚、硫醚、羧酸、酯、酰胺、酰亞胺、堿金屬或堿土金屬磺酸鹽、烷基磺酸酯、堿金屬或堿土金屬膦酸鹽、烷基膦酸酯、胺和季銨，并且其中j和l彼此相同或不同，獨(dú)立地是0、1、2、3、4或5并且k，與j或l相同或不同，獨(dú)立地是0、1、2、3或4，并且

-t選自下組，該組由以下各項(xiàng)組成：-ch2-；-o-；-so2-；-s-；-c(o)-；-c(ch3)2-；-c(cf3)2-；-c(＝ccl2)-；-c(ch3)(ch2ch2cooh)-；-n＝n-；-r^ac＝cr^b-，其中r^a和r^b各自彼此獨(dú)立地是氫或c1-c12-烷基、c1-c12-烷氧基或c6-c18-芳基；-(ch2)n-和-(cf2)n-，其中n＝從1至6的整數(shù)；直鏈的或支鏈的具有高達(dá)6個(gè)碳原子的脂肪族二價(jià)基團(tuán)；以及其組合。

3.如發(fā)明構(gòu)思1或2所述的纖維，其中r¹、r²、r³、和r⁴中的一個(gè)或多個(gè)由下式表示：

4.如發(fā)明構(gòu)思1至3中任一項(xiàng)所述的聚亞苯基纖維，其中該重復(fù)單元rpm由下式表示

5.如發(fā)明構(gòu)思1至4中任一項(xiàng)所述的聚亞苯基纖維，其中該聚亞苯基聚合物包含至少約30摩爾百分比、至少約40摩爾百分比、至少約50摩爾百分比、至少約60摩爾百分比、至少約70摩爾百分比、至少約80摩爾百分比、至少約90摩爾百分比、至少約95摩爾百分比、或至少約99摩爾百分比的重復(fù)單元rpm。

6.如發(fā)明構(gòu)思1至5中任一項(xiàng)所述的聚亞苯基纖維，其中該聚亞苯基聚合物進(jìn)一步包含由下式表示的重復(fù)單元(rpp)：

其中r⁵、r⁶、r⁷、和r⁸各自獨(dú)立地選自下組，該組由以下各項(xiàng)組成：氫、烷基、芳基、烷氧基、芳氧基、烷基酮、芳基酮、氟烷基、氟芳基、溴烷基、溴芳基、氯烷基、氯芳基、烷基砜、芳基砜、烷基酰胺、芳基酰胺、烷基酯、芳基酯、氟、氯、以及溴。

7.如發(fā)明構(gòu)思6所述的聚亞苯基纖維，其中r⁵、r⁶、r⁷、和r⁸中的一個(gè)或多個(gè)獨(dú)立地由式ar”-t”-表示，其中ar”由選自以下式的組的式表示：

以及

其中

-每個(gè)rj”、rk”和rl”獨(dú)立地選自下組，該組由以下各項(xiàng)組成：氫、鹵素、烷基、烯基、炔基、芳基、醚、硫醚、羧酸、酯、酰胺、酰亞胺、堿金屬或堿土金屬磺酸鹽、烷基磺酸酯、堿金屬或堿土金屬膦酸鹽、烷基膦酸酯、胺和季銨，并且其中j”和l”彼此相同或不同，獨(dú)立地是0、1、2、3、4或5并且k”，與j或l相同或不同，獨(dú)立地是0、1、2、3或4，并且

-t”選自下組，該組由以下各項(xiàng)組成：-ch2-；-o-；-so2-；-s-；-c(o)-；-c(ch3)2-；-c(cf3)2-；-c(＝ccl2)-；-c(ch3)(ch2ch2cooh)-；-n＝n-；-r^ac＝cr^b-，其中r^a和r^b各自彼此獨(dú)立地是氫或c1-c12-烷基、c1-c12-烷氧基或c6-c18-芳基；-(ch2)n-和-(cf2)n-，其中n＝從1至6的整數(shù)；直鏈的或支鏈的具有高達(dá)6個(gè)碳原子的脂肪族二價(jià)基團(tuán)；以及其組合。

8.如發(fā)明構(gòu)思6或7所述的聚亞苯基纖維，其中該重復(fù)單元rpp由下式表示：

9.如發(fā)明構(gòu)思6至8中任一項(xiàng)所述的聚亞苯基纖維，其中該聚亞苯基聚合物包含至少約10摩爾百分比、至少約20摩爾百分比、至少約30摩爾百分比、至少約40摩爾百分比、至少約50摩爾百分比、至少約60摩爾百分比、至少約70摩爾百分比或至少約75摩爾百分比的重復(fù)單元rpp。

10.如發(fā)明構(gòu)思6至9中任一項(xiàng)所述的聚亞苯基纖維，其中該聚亞苯基聚合物基本上由重復(fù)單元rpm和rpp組成。

11.如發(fā)明構(gòu)思6至10中任一項(xiàng)所述的聚亞苯基纖維，其中該聚亞苯基纖維包含不超過(guò)約10wt％、不超過(guò)約20wt％、不超過(guò)約30wt％、不超過(guò)約40wt％、不超過(guò)約50wt％、不超過(guò)約60wt％、不超過(guò)約70wt％、不超過(guò)約80wt％、不超過(guò)約90wt％、不超過(guò)約95wt％、不超過(guò)約99wt％或不超過(guò)約99.9wt％的該聚亞苯基聚合物。

12.如發(fā)明構(gòu)思1至10中任一項(xiàng)所述的聚亞苯基纖維，其中該聚亞苯基纖維包含至少約95wt％、至少約99wt％或至少約99.9wt％的該聚亞苯基聚合物。

13.如發(fā)明構(gòu)思1至12中任一項(xiàng)所述的聚亞苯基纖維，其中該聚亞苯基聚合物是第一聚亞苯基聚合物，并且其中該聚亞苯基纖維進(jìn)一步包含一種或多種附加的聚亞苯基聚合物。

14.如發(fā)明構(gòu)思1至13中任一項(xiàng)所述的聚亞苯基纖維，其中該聚亞苯基纖維進(jìn)一步包含聚(芳基醚砜)聚合物。

15.如發(fā)明構(gòu)思14所述的聚亞苯基纖維，其中該聚(芳基醚砜)聚合物包含由下式表示的重復(fù)單元(rps)：

-ar¹-(t’-ar²)n-o-ar³-so2-[ar⁴-(t-ar²)n-so2]m-ar⁵-o-，

其中

-ar¹、ar²、ar³、ar⁴、和ar⁵，彼此相同或不同并且在每次出現(xiàn)時(shí)，獨(dú)立地為芳香族單-或多核基團(tuán)；

-t和t’，彼此相同或不同并且在每次出現(xiàn)時(shí)，獨(dú)立地是鍵或任選地包括一個(gè)或多于一個(gè)雜原子的二價(jià)基團(tuán)；并且

-n和m，彼此相同或不同，獨(dú)立地是零或從1至5的整數(shù)；

16.如發(fā)明構(gòu)思15所述的聚亞苯基纖維，其中ar¹、ar²、ar³、ar⁴和ar⁵彼此相同或不同并且由選自下組的式表示，該組由以下式組成：

其中

-每個(gè)r’j、r’k和r’l獨(dú)立地選自下組，該組由以下各項(xiàng)組成：氫、鹵素、烷基、烯基、炔基、芳基、醚、硫醚、羧酸、酯、酰胺、酰亞胺、堿金屬或堿土金屬磺酸鹽、烷基磺酸鹽、堿金屬或堿土金屬膦酸鹽、烷基膦酸鹽、胺和季銨，并且

-j、k和l，彼此相同或不同，獨(dú)立地是0、1、2、3或4。

17.如發(fā)明構(gòu)思15或16所述的聚亞苯基纖維，其中ar²選自下組，該組由以下各項(xiàng)組成：稠合苯環(huán)(例如，亞萘基和2，6-亞萘基)、亞蒽基(例如，2，6-亞蒽基)和亞菲基(例如，2，7-亞菲基)、亞并四苯基和亞芘基；包括從5至24個(gè)原子的芳香族碳環(huán)體系，這些原子中的至少一個(gè)是雜原子(例如，吡啶、苯并咪唑和喹諾酮)。該雜原子可以是n、o、si、p或s。在一些實(shí)施例中，該雜原子可以是n、o或s。

18.如發(fā)明構(gòu)思15至17中任一項(xiàng)所述的聚亞苯基纖維，其中ar²選自下組，該組由以下各項(xiàng)組成：亞萘基、2，6-亞萘基、2，6-亞蒽基、2，7-亞菲基、吡啶、苯并咪唑和喹諾酮。

19.如發(fā)明構(gòu)思15至18中任一項(xiàng)所述的聚亞苯基纖維，其中t和t’，彼此相同或不同，選自下組，該組由以下各項(xiàng)組成：鍵；-ch2-；-o-；-so2-；-s-；-c(o)-；-c(ch3)2-；-c(cf3)2-；-c(＝ccl2)-；-c(ch3)(ch2ch2cooh)-；-n＝n-；-r^ac＝cr^b-；-(ch2)n-和-(cf2)n-，其中n＝從1至6的整數(shù)；直鏈的或支鏈的具有高達(dá)6個(gè)碳原子的脂肪族二價(jià)基團(tuán)；以及其組合，并且其中r^a和r^b各自彼此獨(dú)立地是氫或c1-c12-烷基、c1-c12-烷氧基或c6-c18-芳基。

20.如發(fā)明構(gòu)思15至19中任一項(xiàng)所述的聚亞苯基纖維，其中這些重復(fù)單元rps由選自以下式的組的式表示：

其中

-每個(gè)r’，彼此相同或不同，選自下組，該組由以下各項(xiàng)組成：鹵素、烷基、烯基、炔基、芳基、醚、硫醚、羧酸、酯、酰胺、酰亞胺、堿金屬或堿土金屬磺酸鹽、烷基磺酸酯、堿金屬或堿土金屬膦酸鹽、烷基膦酸酯、胺和季銨；

-j’是零或?yàn)閺?至4的整數(shù)；并且

-t和t’，彼此相同或不同，選自下組，該組由以下各項(xiàng)組成：鍵，-ch2-；-o-；-so2-；-s-；-c(o)-；-c(ch3)2-；-c(cf3)2-；-c(＝ccl2)-；-c(ch3)(ch2ch2cooh)-；-n＝n-；-r^ac＝cr^b，其中r^a和r^b各自彼此獨(dú)立地是氫或c1-c12-烷基、c1-c12-烷氧基或c6-c18-芳基；-(ch2)n-和-(cf2)n-，其中n為從1至6的整數(shù)；直鏈的或支鏈的具有高達(dá)6個(gè)碳原子的脂肪族二價(jià)基團(tuán)；以及其組合。

21.如發(fā)明構(gòu)思15至20中任一項(xiàng)所述的聚亞苯基纖維，其中這些重復(fù)單元rps由選自以下式的組的式表示：

以及其混合物。

22.如發(fā)明構(gòu)思15至20中任一項(xiàng)所述的聚亞苯基纖維，其中聚(芳基醚砜)聚合物是聚砜、聚(醚砜)或聚(苯砜)。

23.如發(fā)明構(gòu)思15至22中任一項(xiàng)所述的聚亞苯基纖維，其中該聚亞苯基纖維包含不超過(guò)約95wt％、不超過(guò)約90wt％、不超過(guò)約80wt％、不超過(guò)約70wt％、不超過(guò)約60wt％、不超過(guò)約50wt％、不超過(guò)約40wt％、不超過(guò)約30wt％、不超過(guò)約20wt％、不超過(guò)約10wt％、不超過(guò)約5wt％或不超過(guò)約1wt％的該聚(芳基醚砜)聚合物。

24.如發(fā)明構(gòu)思15至23中任一項(xiàng)所述的聚亞苯基纖維，其中該聚亞苯基聚合物與該聚(芳基醚砜)聚合物的重量比是從約10∶1至約1∶10、從9∶1至約1∶10、從約8∶1至約1∶10、從約7∶1至約1∶10、從約6∶1至約1∶10、從約5∶1至約1∶10、從約4∶1至約1∶10、從約3∶1至約1∶10、從約2∶1至約1∶10、從約2∶1至約1∶5、從約2∶1至約1∶2或從約1.5∶1至約1∶1.5。

25.如發(fā)明構(gòu)思6至24中任一項(xiàng)所述的聚亞苯基纖維，其中該聚亞苯基聚合物包含不超過(guò)約10摩爾百分比、不超過(guò)約20摩爾百分比、不超過(guò)約30摩爾百分比、不超過(guò)約40摩爾百分比、不超過(guò)約50摩爾百分比、不超過(guò)約60摩爾百分比、不超過(guò)約70摩爾百分比或不超過(guò)約75摩爾百分比的重復(fù)單元rpp。

26.一種用于形成聚亞苯基纖維的方法，該方法包括，將包含聚亞苯基聚合物和溶劑的聚合物溶液離心力紡絲以形成聚亞苯基纖維，其中該聚亞苯基聚合物具有至少25摩爾百分比的由下式表示的重復(fù)單元rpm：

并且其中r¹、r²、r³、和r⁴各自獨(dú)立地選自下組，該組由以下各項(xiàng)組成：氫、烷基、芳基、烷氧基、芳氧基、烷基酮、芳基酮、氟烷基、氟芳基、溴烷基、溴芳基、氯烷基、氯芳基、烷基砜、芳基砜、烷基酰胺、芳基酰胺、烷基酯、芳基酯、氟、氯、以及溴。

27.如發(fā)明構(gòu)思26所述的方法，其中該離心力紡絲包括在約100rpm至約20,000rpm、從約100rpm至約15,000rpm、從約1,000rpm至約10,000rpm、從約2,000rpm至約10,000rpm、從約3,000rpm至約10,000rpm、從約4,000rpm至約10,000rpm、從約5,000rpm至約10,000rpm或從約6,000rpm至約9,000rpm的速度下將該聚合物溶液紡絲。

28.如發(fā)明構(gòu)思26或27所述的方法，其中該離心力紡絲包括在具有孔口的噴絲頭中將該聚合物溶液紡絲并且使該聚合物溶液通過(guò)該孔口。

29.如發(fā)明構(gòu)思28所述的方法，其中該孔口具有從約60規(guī)格(“g”)至約1g、從約55g至約1g、從約50g至約1g、從約40g至約1g、從約35g至約1g、從約35g至約5g、從約35g至約10g、或從約35g至約15g的直徑。

30.如發(fā)明構(gòu)思28或29所述的方法，其中該孔口具有從約0.05in.至約5in.、從約0.05in.至約4in.、從約0.1至約4in.、從約0.1in.至約3in.、從約0.1in.至約2.5in.、從約0.1in.至約2in.、從約0.1in.至約1.5in.、或從約0.1in.至約1in.的長(zhǎng)度。

31.如發(fā)明構(gòu)思26至30中任一項(xiàng)所述的方法，其中該溶劑選自下組，該組由以下各項(xiàng)組成：氯仿、甲苯、四氫呋喃、二氯甲烷、乙酸乙酯、苯、苯乙烯、乙苯、芐醇、1，4-二噁烷、四氯化碳、四氯乙烯、亞甲基氯、酚類溶劑、吡啶、三氯乙烷、三氯乙烯、n，n-二甲基甲酰胺、二氯化乙烯、二甲亞砜、n，n-二甲基乙酰胺、吡咯烷酮基溶劑(例如，n-甲基吡咯烷酮)、環(huán)丁砜、二甲苯、氯苯、或其任何組合。

32.如發(fā)明構(gòu)思26至31中任一項(xiàng)所述的方法，其中該溶劑是第一溶劑并且其中該聚合物溶液包含溶劑共混物，該溶劑共混物包括該第一溶劑和抗溶劑。

33.如發(fā)明構(gòu)思32所述的方法，其中該抗溶劑選自下組，該組由以下各項(xiàng)組成：丙酮、甲醇、乙醇、異丙醇、丙醇、水或其任何組合。

34.如發(fā)明構(gòu)思32或33所述的方法，其中該溶劑與抗溶劑的體積比是按體積計(jì)從約20∶1至約1∶1、從約15∶1至約1∶1、從約10∶1至約1∶1、或從約10∶1至約2∶1。

35.如發(fā)明構(gòu)思26至34中任一項(xiàng)所述的方法，其中該聚合物溶液是從約1％wt/vol至約60％wt/vol、從約1％wt/vol至約50％wt/vol、從約1％wt/vol至約40％wt/vol、從約1％wt/vol至約30％wt/vol或從約10％wt/vol至約40％wt/vol的總聚合物濃度。

36.如發(fā)明構(gòu)思26至35中任一項(xiàng)所述的方法，進(jìn)一步包括將該聚亞苯基纖維收集成墊。

37.如發(fā)明構(gòu)思26至36中任一項(xiàng)所述的方法，其中r¹、r²、r³、和r⁴中的一個(gè)或多個(gè)獨(dú)立地由式ar-t-表示，其中ar由選自以下式的組的式表示：

以及

其中

-每個(gè)rj、rk和rl獨(dú)立地選自下組，該組由以下各項(xiàng)組成：氫、鹵素、烷基、烯基、炔基、芳基、醚、硫醚、羧酸、酯、酰胺、酰亞胺、堿金屬或堿土金屬磺酸鹽、烷基磺酸酯、堿金屬或堿土金屬膦酸鹽、烷基膦酸酯、胺和季銨，并且其中j和l彼此相同或不同，獨(dú)立地是0、1、2、3、4或5并且k，與j或l相同或不同，獨(dú)立地是0、1、2、3或4，并且

-t選自下組，該組由以下各項(xiàng)組成：-ch2-；-o-；-so2-；-s-；-c(o)-；-c(ch3)2-；-c(cf3)2-；-c(＝ccl2)-；-c(ch3)(ch2ch2cooh)-；-n＝n-；-r^ac＝cr^b，其中r^a和r^b各自彼此獨(dú)立地是氫或c1-c12-烷基、c1-c12-烷氧基或c6-c18-芳基；-(ch2)n-和-(cf2)n-，其中n＝從1至6的整數(shù)；直鏈的或支鏈的具有高達(dá)6個(gè)碳原子的脂肪族二價(jià)基團(tuán)；以及其組合。

38.如發(fā)明構(gòu)思37所述的方法，其中r¹、r²、r³、和r⁴中的一個(gè)或多個(gè)由下式表示：

39.如發(fā)明構(gòu)思37或38所述的方法，其中該重復(fù)單元rpm由下式表示

40.如發(fā)明構(gòu)思37至39中任一項(xiàng)所述的方法，其中該聚亞苯基聚合物包含至少約30摩爾百分比、至少約40摩爾百分比、至少約50摩爾百分比、至少約60摩爾百分比、至少約70摩爾百分比、至少約80摩爾百分比、至少約90摩爾百分比、至少約95摩爾百分比、或至少約99摩爾百分比的重復(fù)單元rpm。

41.如發(fā)明構(gòu)思37至40中任一項(xiàng)所述的方法，其中該聚亞苯基聚合物進(jìn)一步包含由下式表示的重復(fù)單元(rpp)：

其中r⁵、r⁶、r⁷、和r⁸各自獨(dú)立地選自下組，該組由以下各項(xiàng)組成：氫、烷基、芳基、烷氧基、芳氧基、烷基酮、芳基酮、氟烷基、氟芳基、溴烷基、溴芳基、氯烷基、氯芳基、烷基砜、芳基砜、烷基酰胺、芳基酰胺、烷基酯、芳基酯、氟、氯、以及溴。

42.如發(fā)明構(gòu)思41所述的方法，其中r⁵、r⁶、r⁷、和r⁸中的一個(gè)或多個(gè)獨(dú)立地由式ar”-t”-表示，其中ar”由選自以下式的組的式表示：

以及

其中

-每個(gè)rj”、rk”和rl”獨(dú)立地選自下組，該組由以下各項(xiàng)組成：氫、鹵素、烷基、烯基、炔基、芳基、醚、硫醚、羧酸、酯、酰胺、酰亞胺、堿金屬或堿土金屬磺酸鹽、烷基磺酸酯、堿金屬或堿土金屬膦酸鹽、烷基膦酸酯、胺和季銨，并且其中j”和l”彼此相同或不同，獨(dú)立地是0、1、2、3、4或5并且k”，與j或l相同或不同，獨(dú)立地是0、1、2、3或4，并且

-t”選自下組，該組由以下各項(xiàng)組成：-ch2-；-o-；-so2-；-s-；-c(o)-；-c(ch3)2-；-c(cf3)2-；-c(＝ccl2)-；-c(ch3)(ch2ch2cooh)-；-n＝n-；-r^ac＝cr^b-，其中r^a和r^b各自彼此獨(dú)立地是氫或c1-c12-烷基、c1-c12-烷氧基或c6-c18-芳基；-(ch2)n-和-(cf2)n-，其中n＝從1至6的整數(shù)；直鏈的或支鏈的具有高達(dá)6個(gè)碳原子的脂肪族二價(jià)基團(tuán)；以及其組合。

43.如發(fā)明構(gòu)思41或42所述的方法，其中該重復(fù)單元rpp由下式表示：

44.如發(fā)明構(gòu)思41至43中任一項(xiàng)所述的方法，其中該聚亞苯基聚合物包含至少約10摩爾百分比、至少約20摩爾百分比、至少約30摩爾百分比、至少約40摩爾百分比、至少約50摩爾百分比、至少約60摩爾百分比、至少約70摩爾百分比或至少約75摩爾百分比的重復(fù)單元rpp。

45.如發(fā)明構(gòu)思41至44中任一項(xiàng)所述的聚亞苯基纖維，其中該聚亞苯基聚合物基本上由重復(fù)單元rpm和rpp組成。

46.如發(fā)明構(gòu)思26至45中任一項(xiàng)所述的聚亞苯基纖維，其中該聚亞苯基纖維包含不超過(guò)約10wt％、不超過(guò)約20wt％、不超過(guò)約30wt％、不超過(guò)約40wt％、不超過(guò)約50wt％、不超過(guò)約60wt％、不超過(guò)約70wt％、不超過(guò)約80wt％、不超過(guò)約90wt％、不超過(guò)約95wt％、不超過(guò)約99wt％或不超過(guò)約99.9wt％的該聚亞苯基聚合物。

47.如發(fā)明構(gòu)思26至46中任一項(xiàng)所述的方法，其中該聚亞苯基纖維包含至少約95wt％、至少約99wt％或至少約99.9wt％的該聚亞苯基聚合物。

48.如發(fā)明構(gòu)思26至46中任一項(xiàng)所述的方法，其中該聚亞苯基聚合物是第一聚亞苯基聚合物，并且其中該聚合物溶液進(jìn)一步包含一種或多種附加的聚亞苯基聚合物。

49.如發(fā)明構(gòu)思26至48中任一項(xiàng)所述的方法，其中該聚合物溶液進(jìn)一步包含聚(芳基醚砜)聚合物。

50.如發(fā)明構(gòu)思49所述的方法，其中該聚(芳基醚砜)聚合物包含由下式表示的重復(fù)單元(rps)：

-ar¹-(t’-ar²)n-o-ar³-so2-[ar⁴-(t-ar²)n-so2]m-ar⁵-o-，

其中

-ar¹、ar²、ar³、ar⁴、和ar⁵，彼此相同或不同并且在每次出現(xiàn)時(shí)，獨(dú)立地為芳香族單-或多核基團(tuán)；

-t和t’，彼此相同或不同并且在每次出現(xiàn)時(shí)，獨(dú)立地是鍵或任選地包括一個(gè)或多于一個(gè)雜原子的二價(jià)基團(tuán)；并且

-n和m，彼此相同或不同，獨(dú)立地是零或從1至5的整數(shù)；

51.如發(fā)明構(gòu)思50所述的方法，其中ar¹、ar²、ar³、ar⁴和ar⁵彼此相同或不同并且由選自下組的式表示，該組由以下式組成：

其中

-每個(gè)r’j、r’k和r’l獨(dú)立地選自下組，該組由以下各項(xiàng)組成：氫、鹵素、烷基、烯基、炔基、芳基、醚、硫醚、羧酸、酯、酰胺、酰亞胺、堿金屬或堿土金屬磺酸鹽、烷基磺酸鹽、堿金屬或堿土金屬膦酸鹽、烷基膦酸鹽、胺和季銨，并且

-j、k和l，彼此相同或不同，獨(dú)立地是0、1、2、3或4。

52.如發(fā)明構(gòu)思50或51所述的方法，其中ar²選自下組，該組由以下各項(xiàng)組成：稠合苯環(huán)(例如，亞萘基和2，6-亞萘基)、亞蒽基(例如，2，6-亞蒽基)和亞菲基(例如，2，7-亞菲基)、亞并四苯基和亞芘基；包括從5至24個(gè)原子的芳香族碳環(huán)體系，這些原子中的至少一個(gè)是雜原子(例如吡啶、苯并咪唑和喹諾酮)。該雜原子可以是n、o、si、p或s。在一些實(shí)施例中，該雜原子可以是n、o或s。

53.如發(fā)明構(gòu)思50至52中任一項(xiàng)所述的方法，其中ar²選自下組，該組由以下各項(xiàng)組成：亞萘基、2，6-亞萘基、2，6-亞蒽基、2，7-亞菲基、吡啶、苯并咪唑和喹諾酮。

54.如發(fā)明構(gòu)思50至53中任一項(xiàng)所述的方法，

其中t和t’，彼此相同或不同，選自下組，該組由以下各項(xiàng)組成：鍵；-ch2-；-o-；-so2-；-s-；-c(o)-；-c(ch3)2-；

-c(cf3)2-；-c(＝ccl2)-；-c(ch3)(ch2ch2cooh)-；-n＝n-；-r^ac＝cr^b-；-(ch2)n-和-(cf2)n-，其中n＝從1至6的整數(shù)；直鏈的或支鏈的具有高達(dá)6個(gè)碳原子的脂肪族二價(jià)基團(tuán)；以及其組合，并且

其中r^a和r^b各自彼此獨(dú)立地是氫或c1-c12-烷基、c1-c12-烷氧基或c6-c18-芳基。

55.如發(fā)明構(gòu)思50至54中任一項(xiàng)所述的方法，其中這些重復(fù)單元rps由選自以下式的組的式表示：

其中

-每個(gè)r’，彼此相同或不同，選自下組，該組由以下各項(xiàng)組成：鹵素、烷基、烯基、炔基、芳基、醚、硫醚、羧酸、酯、酰胺、酰亞胺、堿金屬或堿土金屬磺酸鹽、烷基磺酸酯、堿金屬或堿土金屬膦酸鹽、烷基膦酸酯、胺和季銨；

-j’是零或?yàn)閺?至4的整數(shù)；并且

-t和t’，彼此相同或不同，選自下組，該組由以下各項(xiàng)組成：鍵，-ch2-；-o-；-so2-；-s-；-c(o)-；-c(ch3)2-；-c(cf3)2-；-c(＝ccl2)-；-c(ch3)(ch2ch2cooh)-；-n＝n-；-r^ac＝cr^b-，其中r^a和r^b各自彼此獨(dú)立地是氫或c1-c12-烷基、c1-c12-烷氧基或c6-c18-芳基；-(ch2)n-和-(cf2)n-，其中n為從1至6的整數(shù)；直鏈的或支鏈的具有高達(dá)6個(gè)碳原子的脂肪族二價(jià)基團(tuán)；以及其組合。

56.如發(fā)明構(gòu)思50至55中任一項(xiàng)所述的方法，其中這些重復(fù)單元rps由選自以下式的組的式表示：

以及其混合物。

57.如發(fā)明構(gòu)思50至56中任一項(xiàng)所述的方法，其中該聚(芳基醚砜)聚合物是聚砜聚合物、聚(醚砜)聚合物或聚(苯砜)。

58.如發(fā)明構(gòu)思50至57中任一項(xiàng)所述的方法，其中該聚亞苯基纖維包含不超過(guò)約95wt％、不超過(guò)約90wt％、不超過(guò)約80wt％、不超過(guò)約70wt％、不超過(guò)約60wt％、不超過(guò)約50wt％、不超過(guò)約40wt％、不超過(guò)約30wt％、不超過(guò)約20wt％、不超過(guò)約10wt％、不超過(guò)約5wt％或不超過(guò)約1wt％的該聚(芳基醚砜)聚合物。

59.如發(fā)明構(gòu)思50至59中任一項(xiàng)所述的方法，其中在該聚合物溶液中的該聚亞苯基聚合物與該聚(芳基醚砜)聚合物的重量比是從約10∶1至約1∶10、從9∶1至約1∶10、從約8∶1至約1∶10、從約7∶1至約1∶10、從約6∶1至約1∶10、從約5∶1至約1∶10、從約4∶1至約1∶10、從約3∶1至約1∶10、從約2∶1至約1∶10、從約2∶1至約1∶5、從約2∶1至約1∶2或從約1.5∶1至約1∶1.5。

60.如發(fā)明構(gòu)思41至59中任一項(xiàng)所述的方法，其中該聚亞苯基聚合物包含不超過(guò)約10摩爾百分比、不超過(guò)約20摩爾百分比、不超過(guò)約30摩爾百分比、不超過(guò)約40摩爾百分比、不超過(guò)約50摩爾百分比、不超過(guò)約60摩爾百分比、不超過(guò)約70摩爾百分比或不超過(guò)約75摩爾百分比的重復(fù)單元rpp。

62.如發(fā)明構(gòu)思1至25中任一項(xiàng)所述的聚亞苯基纖維，其中該聚亞苯基纖維具有從約500nm至約10微米(“μm”)、從約200nm至約7μm、從約200nm至約4μm、從約200nm至約3μm、從約200nm至約3μm或從約200nm至約2.5μm、或從約100nm至約1μm的平均直徑。

63.如發(fā)明構(gòu)思1至25和62中任一項(xiàng)所述的聚亞苯基纖維，其中該聚亞苯基纖維具有從約0.5吉帕斯卡(“gpa”)至約40gpa、從約0.5gpa至約30gpa、從約0.5gpa至約35gpa、從約0.5gpa至約30gpa、從約0.5gpa至約25gpa、從約0.5gpa至約25gpa、或從約1gpa至約20gpa的縮放彈性模量。在一些實(shí)施例中，這些聚亞苯基纖維可具有至少0.5gpa、至少約1gpa、至少約2gpa、至少約5gpa、至少約7gpa、至少約10gpa、至少約15gpa、至少約20gpa、或至少約30gpa的縮放彈性模量。

64.如發(fā)明構(gòu)思26至60中任一項(xiàng)所述的方法，其中該聚亞苯基纖維具有從約500nm至約10微米(“μm”)、從約200nm至約7μm、從約200nm至約4μm、從約200nm至約3μm、從約200nm至約3μm或從約200nm至約2.5μm、或從約100nm至約1μm的平均直徑。

65.如發(fā)明構(gòu)思26至60和64中任一項(xiàng)所述的方法，其中該聚亞苯基纖維具有從約0.5吉帕斯卡(“gpa”)至約40gpa、從約0.5gpa至約30gpa、從約0.5gpa至約35gpa、從約0.5gpa至約30gpa、從約0.5gpa至約25gpa、從約0.5gpa至約25gpa、或從約1gpa至約20gpa的縮放彈性模量。在一些實(shí)施例中，這些聚亞苯基纖維可具有至少0.5gpa、至少約1gpa、至少約2gpa、至少約5gpa、至少約7gpa、至少約10gpa、至少約15gpa、至少約20gpa、或至少約30gpa的縮放彈性模量。

66.如發(fā)明構(gòu)思26至60、64和65中任一項(xiàng)所述的方法，其中該聚亞苯基纖維是如發(fā)明構(gòu)思1至25、62和63中任一項(xiàng)所述的聚亞苯基纖維。

以上實(shí)施例旨在是說(shuō)明性的而不是限制性的。另外的實(shí)施例在發(fā)明構(gòu)思內(nèi)。此外，盡管已經(jīng)參考具體實(shí)施例描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以在形式和細(xì)節(jié)上進(jìn)行改變。任何通過(guò)援引方式對(duì)以上文件的并入是受限制的，使得沒(méi)有并入與在此的明確披露內(nèi)容相反的主題。

如果通過(guò)援引方式并入本申請(qǐng)的任何專利、專利申請(qǐng)、以及公開(kāi)物的披露內(nèi)容與本申請(qǐng)的說(shuō)明相沖突到了可能導(dǎo)致術(shù)語(yǔ)不清楚的程度，則本說(shuō)明應(yīng)該優(yōu)先。