改進的織物的製作方法

2023-04-23 18:28:46 2

專利名稱：改進的織物的製作方法
相關申請的交叉引用
本申請權利要求於2007年3月23日提交的美國申請序列號60/896,567以及於2007年12月18日申請的美國申請序列號61/014,485的權益，兩份申請的全部內容均通過引用結合在此。
發明領域 本發明涉及以改進的特性為特點的織物，這些織物在許多應用中是有用的，並且特別是在工業、醫學和清除應用中是有用的。本發明還涉及結合這種織物的過濾器組件和過濾系統。
相關技術描述 需求性產業，諸如航空、汽車、醫學、軍事以及安全產業，對於以特定的特性為特徵的高性能織物存在一種需要。
在醫學領域(特別是在清潔室中)的幾種應用中，織物重複地與不同的藥物和/或化學品相接觸並且被暴露於苛刻的條件下(如例如殺菌工藝所要求的)；由於這一原因，織物應令人希望地表現出高韌性、高耐磨性、高強度、高熱穩定性以及高耐化學性，包括高的耐水解性。
相似的要求在許多工業(如化學工業)中是應有的，在這些應用中，織物與不同的化學品重複接觸，這些化學品包括有機溶劑類，諸如丙酮、甲基乙基酮、甲苯以及乙酸乙酯，或酸類，例如硫酸或硝酸。
此外，這類織物的另一種特殊的和需求性的應用是來自燃料電廠的煙道氣排放的微粒的過濾。世界組織和國際機構例如國際能源機構關注著關於燃燒化石燃料的環境影響。化石燃料的燃燒促成了酸雨、全球變暖以及空氣汙染的形成，這歸因於雜質和燃料的化學組成。燃煤發電廠操作的主要副產物之一(來自煤燃燒的煙道氣)通過一個煙道氣煙囪排放到空氣中。煤燃燒的過程中產生的煙道氣在高溫排放出，典型地在125℃以上並且經常在160℃以上。煙道氣典型地含有二氧化碳、氮氣、氧氣、飛灰以及水蒸氣，連同其他物質，例如氮氧化物、硫氧化物、氫氟酸(HF)、鹽酸(HCl)、亞硫酸、硝酸、硫酸、汞、硝酸硫(SNO3)、低水平的鈾、釷，以及其他天然存在的放射性同位素類，並且還有許多其他有毒物質。煙道氣典型地含有遠高於5vol％的CO2，非常經常地高於10vol％的CO2，並且經常含有12.5vol％或更多的CO2。煙道氣典型地含有遠高於150ppm的氮氧化物(NOx)，非常經常高於300ppm的NOx並且經常含有至少400ppm的NOx；它可以還包括400ppm以上、600ppm以上、800ppm以上、1000ppm以上、1200ppm以上或甚至1400ppm以上的硫氧化物(SOx)，這取決於煤組成的性質。「SOx」是對硫氧化物的混合物所給出的一種總稱，它的兩種主要組分是二氧化硫(SO2)和三氧化硫(SO3)。另一方面，「NOx」是對氮氧化物的混合物所給出的一個總體的術語，它的兩種主要組分是氧化氮(NO)和二氧化氮(NO2)。煙道氣的固體顆粒負載量典型地是遠高於1mg/m03(m03＝在273K和101.3kPa的m3)，非常經常在5mg/m03以上並且經常在15mg/m03以上；有時它可以是至少20，或甚至為至少25mg/m03。與煤燃燒相關的主要危險之一是在以上描述的化學腐蝕性煙道氣中夾帶的固體微粒物的排放。這種對公共衛生而言危險的固體物質的實例包括飛灰、細煙霧型顆粒、不同類型的煙、粉塵等，它們不易通過重力從煙道氣中分離出。電廠通常利用不同的織物過濾材料從煙道氣中除去微粒，常見地已知為袋濾室。氣體流入並穿過織物，而固體微粒物留在織物內。操作袋濾室的資本支出是很高的，但它們的效率是優異的並且因此它們變得很受歡迎。然而，用於製造袋濾室的織物的具體選擇能夠極大地影響相關的效率和成本。
當袋濾室以延長的時段暴露於由燃煤廠產生的煙道氣的熱的、磨蝕性的以及化學腐蝕性的環境中時，高度希望的是用於製造它們的織物能經受住這種環境。
水泥廠產生了與和燃煤發電廠相關的影響相類似的環境影響，因為它們總體來說也用煤作為主要燃料。
用聚乙烯(PE)纖維、聚醯亞胺(PI)纖維、聚四氟乙烯(PTFE)纖維、芳香族聚醯胺纖維以及玻璃纖維製成的織物已經用於不同的應用中，包括工業的和空氣汙染控制的系統。用其他聚合物材料製成的織物已經用於不同的應用中，這取決於環境，包括該應用的溫度和酸性水平。用聚(亞苯基硫醚)(PPS)纖維製成的織物至今已經廣泛地在燃煤的發電工業中用作過濾系統的一部分。
然而，不幸的是市場上可得的織物有很多缺點。例如，某些聚合物纖維的供應受到嚴重限制，這樣，過濾器製造商願意從一種可替代的並且技術性能更好的聚合物纖維源中受益。此外，用纖維(如PPS纖維)製成的某些織物在酸性環境中氧化性地降解。當這類織物結合進過濾器中時，氧化性分解最終能夠導致過濾孔阻塞，空氣流減少並且清洗頻率更高，直到需要更換過濾時。其他織物的特徵為低的耐高溫性或重複的化學處理。
因此，對改進的織物存在需要，特別是適合於如以上所描述的工業、醫學或空氣清潔應用的、其特徵為高拉伸性能、高水解穩定性以及高耐熱性而同時甚至在高溫條件下還呈現出色的耐化學性的織物。這類織物還應該用可容易地成型為纖維的一種材料製成。這種材料的具體選擇的難度同等於它對所涵蓋的應用的決定性作用。
本發明使得現在可以獲得以優異的特性為特徵的織物，這些特性例如是高的拉伸性能、高的水解穩定性、高的耐熱性以及出色的耐化學性，這些特性使它們尤其適合於針對提高的溫度、苛刻的化學和磨蝕性環境的應用。


發明內容
本發明的一個第一方面涉及一種織物，該織物包括多個纖維(F)，這些纖維(F)包括選自下組的至少一種聚合物材料(P)，該組的構成為(1)由至少一種聚(芳基醚酮)(P1)和至少一種聚(芳基醚碸)(P2)構成的一種共混物(B12)；(2)包括碸基團類、酮基團類和亞芳基基團類的一種聚合物(P3)，以及(3)它們的一種共混物(B123)。
根據本發明的織物可以在紡織工業、航空、汽車、醫學、軍事和安全工業中找到有用的應用。因此，本發明的另一方面是針對根據本發明的織物在以上提及的應用的任一項中的用途。
本發明的織物能夠結合到不同的裝置和系統中。例如，該織物能夠結合進一個過濾器裝置中。因此，本發明的另一方面是針對包括如以上所描述的織物的一種過濾器裝置。與它緊密相關的本發明的一個方面是針對一個過濾器組件，該過濾器組件包括一個框架以及裝在所述框架上的一種織物，其中，所述織物是如以上描述的織物。
該過濾器組件能夠用於很多應用，包括(但不限制於)用於工廠(例如燃煤電廠和水泥廠)的過濾器組件。因此，本發明還有另一方面是針對一種過濾系統，該過濾系統包括多個過濾器組件，它們中的至少一個是如以上所描述的過濾器組件；每個過濾器組件是如以上所描述。
根據本發明的過濾器組件可以在燃煤發電廠或水泥廠中結合進用於氣體/流體的過濾系統中。因此，本發明還有另一方面是針對包括如以上所描述的過濾系統的一個燃煤發電廠或一個水泥廠。
本發明還有另一方面是針對如以上描述的織物或過濾器裝置或過濾器組件用於去除來自一種酸性氣體的固體微粒的用途。酸性氣體可以是能夠與水反應從而生成H+的任何氣體。氣體與水反應的能力可以常規地在室溫(23℃)和大氣壓(1atm)下通過如下方法評估將所述水放在所述氣體的氣氛中約1小時以獲得一種水性介質，然後測量所述水性介質的pH；pH值實質性地低於7.0表示該氣體是酸性的；pH值低於6.0、5.0、4.0或甚至3.0可以在某些情況中觀察到。酸性氣體可以是來自一個燃煤發電廠的煙道氣。酸性氣體是任何氣體。該酸性氣體可以含有二氧化碳。所述酸性氣體的二氧化碳含量可以超過1vol％、2vol％、5vol％、10vol％或甚至20vol％。所述酸性氣體的固體微粒負載量可以超過1μg/m03、10μg/m03、100μg/m03、1000μg/m03、10mg/m3、20mg/m3、50mg/m03或甚至(在極端的情況中)1g/m3。
附圖簡要說明 當通過參考以下詳細說明並結合附圖進行考慮而對本發明得到更好的理解時，將易於獲得對本發明及其許多附帶的優點的更完整的認識，在附圖中

圖1是展示了包括根據本發明的織物的一個過濾器組件的圖表；並且 圖2是展示了包括根據本發明的過濾器組件的一個過濾系統(袋濾室)的圖表。
發明詳細說明 織物說明 術語「織物」旨在表示由多個纖維的一個網組成的一種紡織材料，這些纖維經常稱作線或紗。紗通常是通過在一個紡車上將纖維原料進行紡絲以生產長的紗股而生產的。織物總體上是通過將纖維編織、針織、鉤織、扭結或壓在一起而形成的。
根據本發明的織物包括基於該織物的總重量，在1％、2％、5％、10％、20％、30％、50％、75％、90％或95％以上的重量的多個纖維(F)；該織物可以基本上由或甚至由與纖維(F)相同的多個纖維構成；該織物可以包括基於該織物的總重量小於99％、98％、95％、90％、80％、70％、50％、25％、10％或5％重量的與纖維(F)相同的多個纖維。當該織物結合進一個過濾器組件中時，它包括與纖維(F)相同的多個纖維，基於該織物的總重量，這些纖維的重量通常在10％以上，優選50％以上，更優選80％以上，仍然更優選95％以上的重量。
該織物還可以包括其他常規的織物成分，例如除纖維(F)之外的纖維。這類纖維的非限制性實例包括玻璃纖維；石棉纖維；由高溫工程樹脂形成的有機纖維，如聚(苯並噻唑)纖維、聚(苯並咪唑)纖維、聚(苯並噁唑)纖維、聚芳基醚纖維以及芳族聚醯胺纖維；碳纖維；PTFE纖維；硼纖維(例如通過硼微粒劑在一種鎢或碳酸鹽紗上的沉積作用而獲得)；金屬纖維；陶瓷纖維如氮化矽Si3N4；滑石-玻璃纖維；矽酸鈣纖維如矽灰石微纖維；碳化矽纖維；金屬硼化物纖維(例如TiB2)以及它們的混合物；碳纖維值得注意的是可以通過對不同的聚合物前體(例如像人造纖維、聚丙烯腈(PAN)、芳香聚醯胺或酚醛樹脂)進行熱處理和熱解而獲得；對本發明有用的其他碳纖維類可以從瀝青材料獲得。術語「石墨纖維」旨在表示通過碳纖維的高溫熱解(超過2000℃)而獲得的碳纖維，其中碳原子按照與石墨結構類似的一種方式排列。對本發明有用的某些碳纖維選自下組，其構成為PAN基碳纖維、瀝青基碳纖維、石墨纖維、以及它們的混合物。
本發明的織物可以是無紡的或紡織的。這種織物可以在紡織工業、航空、汽車、醫學、軍事和安全工業中找到有用的應用。這類應用的非限制性實例包括阻燃材料，阻火氈，襯墊，軟管，帶子，繩索，可再充電的電池隔膜，可殺菌的纖維，包括原位網片，軍用服裝，土工布，保護纖維，線，以及複合填充劑材料，用於公用事業、水泥廠和化學加工廠的過濾器，化學滌氣器單元，阻燃紡織物，用於環境腐蝕性環境、化學處理、危險廢物、輻射、抗撕裂的、以及抗衝擊的保護性服裝，保護纖維，地毯，被褥，內飾件，紡織的和非紡織的衣物，服裝，以及帶子。
聚合物材料(P)的說明 根據本發明的包括多個纖維(F)的織物包括選自下組的至少一種聚合物材料(P)，該組的構成為(1)由至少一種聚(芳基醚酮)(P1)和至少一種聚(芳基醚碸)(P2)構成的一種共混物(B12)；(2)包括碸基團類、酮基團類和亞芳基基團類的一種聚合物(P3)，以及(3)它們的一種共混物(B123)。
如在此所用的，術語「共混物」是指兩種或多種聚合物的一種物理組合，它與「共聚物」不同，在共聚物中兩種或多種不同的共聚物化學地彼此相連從而形成多個塊狀結構和/或其中兩種或多種不同類型的聚合的重複單元隨機地分布在一個聚合物鏈中。通常，共混物的不同的聚合物組分在纖維(F)內以某種程度在彼此之間擴散，並且經常地，它們在該纖維內密切擴散使得它們的個體性在纖維內變得模糊。
如在此所用的，術語「聚合物材料」不加區別地表示一種單一的聚合物，或如以上所定義的，由兩種或多種聚合物組成的一種共混物。
包括根據本發明的多個纖維(F)的織物除以上所列出的之外還可以進一步包括一種或多種聚合物(P*)。在纖維(F)中，聚合物(P*)和聚合物材料(P)的重量比[(P*)∶(P)]範圍通常是從0到5，優選從0到小於1.00，更優選從0到0.30並且仍然更優選從0到0.10。在本發明的可能給予優選的某些實施方案中，纖維(F)基本上不含或完全不含聚合物(P*)。
聚(芳基醚酮)(P1)。
為了本發明的目的，聚(芳基醚酮)(P1)是任何聚合物，該聚合物的多於50wt.％的重複單元是具有一種或多種化學式的重複單元(R1)，該重複單元不含碸基團並且含有至少一個亞芳基基團、至少一個醚基團[-O-]以及至少一個酮基團[-C(＝O)-]。總體上，這些重複單元(R1)中所含的至少一個酮基團處於兩個亞芳基基團之間，特別是如以下所示處於兩個亞苯基基團之間
不僅是重複單元(R1)，整個聚(芳基醚酮)(P1)也經常是不含碸基團的。但是，在某些特殊情況下，聚(芳基醚酮)(P1)可以還含有碸基團；該情況是，在聚(芳基醚酮)(P1)中，碸基團的摩爾數與酮基團的摩爾數之比典型地低於0.5，並且同樣典型的是小於5wt.％或甚至小於2.5wt.％的聚(芳基醚酮)(P1)的重複單元含有一個碸基團。
聚(芳基醚酮)(P1)優選地包括75wt.％以上，更優選90wt.％以上，並且甚至更優選95wt.％以上的重複單元(R1)最優選地，聚(芳基醚酮)(P1)含有重複單元(R1)作為基本上唯一的(如果不是作為唯一的)重複單元。
聚(芳基醚酮)(P1)有利地是如美國臨時申請S.N.60/835,430所描述，其全部內容通過引用結合在此。因此，重複單元(R1)有利地具有一個或多個以下化學式

其中 ■Ar獨立地是選自亞苯基、聯亞苯基或亞萘基的一個二價的芳香族基團， ■X獨立地是O、C(＝O)或一個直接鍵， ■n是從0到3的一個整數， ■b、c、d和e是0或1， ■a是從1至4的一個整數，並且 ■優選地，當b是1時d是0。
重複單元(R1)優選地選自

以及
更優選地，重複單元(R1)是選自
以及
仍然更優選地，重複單元(R1)是
為了本發明的目的，一種聚(醚醚酮)旨在表示任何聚合物，在該聚合物中多於50wt.％的重複單元是具有化學式(VII)的重複單元(R1)。
當聚(芳基醚酮)(P1)是一種聚(醚醚酮)均聚物時，即基本上所有(如果不是所有)重複單元都是具有化學式(VII)的一種聚合物時，得到了優異的結果。來自Victrex Manufacturing Ltd.的

150P、

380P、

450P以及

90P，來自Degussa的

PEEK，以及來自SOLVAY ADVANCED POLYMERS，L.L.C.的

和

PEEK是聚(醚醚酮)均聚物的實例。
聚(芳基醚碸)(P2)。
適合用作聚(芳基醚碸)(P2)的許多聚(芳基醚碸)在WO2006/094988中有所描述，其全部內容通過引用結合在此。
為了本發明的目的，聚(芳基醚碸)(P2)是任何一種聚合物，該聚合物的至少5wt.％的重複單元是具有一種或多種化學式的重複單元(R2)，該重複單元包括處於兩個亞芳基基團之間的至少一個碸基團[-S(＝O)2-]、以及至少一個醚基團[-O-]。特別地，在聚(芳基醚碸)(P2)中，該至少一個碸基團[-S(＝O)2-]可以如下所示處於兩個亞苯基基團之間
聚(芳基醚酮)(P2)優選地包括25wt.％以上，更優選50wt.％以上，仍然更優選90wt.％以上，並且甚至更優選95wt.％以上的重複單元(R2)。最優選地，聚(芳基醚碸)(P2)含有重複單元(R2)作為基本上唯一的(如果不是作為唯一的)重複單元。
聚(芳基醚碸)(P2)總體上不同於聚(芳基醚酮)(P1)。特別地，聚(芳基醚碸)(P2)經常是不含酮基團的。但是，在某些特殊情況下，聚(芳基醚碸)(P2)可以還含有酮基團；該情況是，在聚(芳基醚碸)(P2)中，碸基團的摩爾數與酮基團的摩爾數之比典型地大於1並且可以超過2，並且同樣典型地小於25wt.％的聚(芳基醚碸)(P2)的重複單元含有一個酮基團。
如稍後將描述的，聚(芳基醚碸)(P2)可以是一種聚(聯苯基醚碸)，例如一種聚苯碸。可替代地，聚(芳基醚碸)(P2)可以是一種聚醚碸、一種聚醚醚碸或一種雙酚A型聚碸。
聚(芳基醚碸)(P2)除一種聚(聯苯基醚碸)之外還可以是由至少一種聚(聯苯基醚碸)和至少一種聚(芳基醚碸)組成的一種共混物，例如一種聚醚碸。
在本發明的一個特定的實施方案中，聚(芳基醚碸)(P2)是一種聚醚碸。為了本發明的目的，聚醚碸旨在表示任何聚合物，該聚合物中多於50wt.％的重複單元是具有化學式(1)的重複單元(R2-a)
該聚醚碸可以特別地是一種均聚物，或一種共聚物，例如一種無規的或一種嵌段共聚物。當該聚醚碸是一種共聚物時，它的重複單元有利地是具有化學式(1)的重複單元(R2-a)與不同於重複單元(R2-a)的重複單元(R2-a*)的一種混合物，例如具有此後示出的化學式(2)、(3)或(4)的重複單元
以及它們的混合物。
優選地，該聚醚碸是一種均聚物，或它是一種共聚物，該共聚物的重複單元是由具有化學式(1)的重複單元(R2-a)和具有化學式(2)的重複單元(R2-a*)構成的一種混合物，或它還可以是先前提到的均聚物與共聚物的一種共混物。
聚醚碸是從SOLVAY ADVANCED POLYMERS，L.L.C.如

A可商購的。
在本發明的一個特定的實施方案中，聚(芳基醚碸)(P2)是一種聚醚醚碸。為了本發明的目的，聚醚醚碸旨在表示任何聚合物，該聚合物中多於50wt.％的重複單元是具有化學式(2)的重複單元(R2-b)
聚醚醚碸可以特別地是一種均聚物，或一種共聚物，如一種無規的或一種嵌段共聚物。
在本發明的一個特定的實施方案中，聚(芳基醚碸)是一種雙酚A型聚碸。為了本發明的目的，雙酚A型聚碸旨在表示任何聚合物，該聚合物中多於50wt.％的重複單元是具有化學式(3)的重複單元(R2-c)
雙酚A型聚碸可以包括大於75wt.％或90wt.％的具有化學式(3)的重複單元。雙酚A型聚碸可以是一種均聚物，或它可以是一種共聚物，如一種無規的或一種嵌段共聚物。當雙酚A型聚碸是一種共聚物時，它的重複單元有利地是重複單元(R2-c)與不同於重複單元(R2-c)的重複單元(R2-c*)的一種混合物，例如
以及它們的混合物。
優選地，雙酚A型聚碸是一種均聚物。雙酚A型聚碸值得注意的是從SOLVAY ADVANCED POLYMERS，L.L.C.如

可商購的。
聚(芳基醚碸)(P2)優選地是一種聚(聯苯基醚碸)。
如在美國臨時申請S.N.60/835,430中所描述的，術語「聚(聯苯基醚碸)」旨在表示任何聚合物，總體上是一種縮聚物，該縮聚物中50wt.％的重複單元是具有一種或多種化學式重複單元(R2-d)，該重複單元含有至少一個對-聯亞苯基基團
至少一個醚基團(-O-)以及至少一個碸基團(-SO2-)。
優選地，重複單元(R2-d)是具有以下通用類型的一種或多種化學式的重複單元
其中，R1至R4是-O-、-SO2-、-S-、-CO-，前提條件是R1至R4中至少一個是-SO2-，並且R1至R4的至少一個是-O-；Ar1、Ar2和Ar3是含有6至24個碳原子的亞芳基基團，並且優選是亞苯基或對-聯亞苯基；並且a和b是0或1。
更優選地，重複單元(R2-d)是選自
以及它們的混合物。
仍然更優選地，重複單元(R2-d)是
或
或
與
的一種混合物，其中，基於該混合物所包含的重複單元(7)和(9)的總量，在該混合物中含有的重複單元(9)的重量是在10％和99％之間，並且優選在50％和95％之間。
當使用重複單元(7)或重複單元(7)與(9)的混合物作為重複單元(R2-d)時，可以實現最好的特性。另一方面，使用重複單元(4)作為重複單元(R2-d)總體上提供了最好的整體上成本-特性的平衡。
為了本發明的目的，一種聚苯碸旨在表示任何縮聚聚合物，其多於50wt.％的重複單元是具有化學式(4)的重複單元(R2-d)。
聚(聯苯基醚碸)可以特別地是一種均聚物、一種無規的、可替代的或嵌段的共聚物。當聚(聯苯基醚碸)是一種共聚物時，它的重複單元可以特別地是由(i)具有選自化學式(4)、(6)、(7)、(8)或(9)的至少兩種不同化學式的重複單元(R2-d)，或(ii)具有選自化學式(4)、(6)、(7)、(8)或(9)的一種或多種化學式的重複單元(R2-d)(尤其是具有化學式(4)的重複單元)與不同於重複單元(R2-d)的重複單元(R2-d*)所構成，例如
以及
優選多於70wt.％、更優選多於85wt.％的聚(聯苯基醚碸)的重複單元是重複單元(R2-d)。仍然更優選地，基本上聚(聯苯基醚碸)的所有重複單元都是重複單元(R2-d)。最優選地，聚(聯苯基醚碸)的所有重複單元都是重複單元(R2-d)。
當聚(聯苯基醚碸)是一種聚苯碸均聚物時，即基本上所有(如果不是所有)的重複單元都是具有化學式(4)的一種聚合物時，獲得了優異的結果。來自SOLVAY ADVANCED POLYMERS，L.L.C.的

R聚苯碸是聚苯碸均聚物的一個實例。
共混物(B12)。
在一個特定的優選的實施方案中，聚合物材料(P)是一種共混物(B12)。如先前所提及的，所述共混物(B12)是由至少一種聚(芳基醚酮)(P1)和至少一種聚(芳基醚碸)(P2)構成。
對於共混物(B12)而言，基於共混物(B12)的總重量[即基於聚(芳基醚酮)(P1)的重量加上聚(芳基醚碸)(P2)的重量]，聚(芳基醚酮)(P1)的重量有利地是至少15％，優選至少25％，更優選至少35％，仍然更優選至少40％，並且再仍然更優選至少45％；此外，基於共混物(B12)的總重量，聚(芳基醚酮)(P1)的重量有利地是最多90％並且優選最多80％；在某些實施方案中，它最多70％，並且有可能最多55％；在某些其他實施方案中，它是55％以上，並且有可能是至少60％、至少70％、至少75％或甚至至少80％。
聚合物(P3)。
聚合物(P3)包括碸基團類、酮基團類以及亞芳基基團類。
在聚合物(P3)中，碸基團的摩爾數與酮基團的摩爾數之比可以在一個很大的程度上變化。
適合用作聚合物(P3)的某些聚合物在美國臨時申請61/014,485中有所描述，其全部內容通過引用結合在此。因此，聚合物(P3)可以是包括碸基團類、酮基團類和聚亞芳基基團類(「聚亞芳基基團」如以下定義)，其中碸基團的摩爾數與酮基團的摩爾數之比大於1；在所述特別的聚合物(P3)中，碸基團的摩爾數與酮基團的摩爾數之比可以大於1.25、大於1.5、或甚至大於2；此外，碸基團的摩爾數與酮基團的摩爾數之比可以特別地低於5、低於4、低於3或低於2。
除美國臨時申請61/014,485中所描述的那些聚合物之外某些聚合物也至少適合於(如果不是更適合於)用作聚合物(P3)。因此，聚合物(P3)可以是包括碸基團類、酮基團類和聚亞芳基基團類的一種聚合物，其中碸基團的摩爾數與酮基團的摩爾數之比是最多1；此外，在聚合物(P3)中，碸基團的摩爾數與酮基團的摩爾數之比可以低於0.8、低於0.65、低於0.5、低於0.35或甚至低於0.25；此外，碸基團的摩爾數與酮基團的摩爾數之比可以顯著地在0.1以上、0.2以上、0.25以上、或高達0.5。
還有適於用作聚合物(P3)的其他聚合物是包括碸基團類、酮基團類和亞芳基基團類而不是聚亞芳基基團類的聚合物。當聚合物(P3)屬於這種類型時，碸基團的摩爾數與酮基團的摩爾數之比可以在1以上或最多是1，並且可以遵守以上限定的多個上限和下限中的任何一個。
聚合物(P3)優選包括聚亞芳基基團類。術語「聚亞芳基基團」旨在表示含有多個苯環(benzenic ring)結構的基團，每個苯環通過至少一個單鍵直接連接到至少一個其他苯環上。這類聚亞芳基基團的非限制性實例包括2，6-亞萘基、2，6-亞蒽基、2，7-亞菲基、聯亞苯基、以及聯亞萘基類。更優選地，聚合物(P3)包括聯亞苯基基團類。仍然更優選地，聚合物(P3)包括對-聯亞苯基基團類。
聚合物(P3)的酮基團通常起源於含有多個單體的酮。含有多個單體的這種酮的非限制性實例包括
其中，X是一種滷素、一個硝基、一個羥基或一個硫醇基的基團，並且其中Y是一個烷基、一個芳基、一個酮、一個-O-、或一個-S-的基團。
聚合物(P3)的碸基團通常起源於含有多個單體的碸。含有多個單體的這種碸的非限制性實例包括
這裡，X是一種滷素、一個硝基、一個羥基或一個硫醇基的基團，並且其中Y是一個烷基、一個芳基、一個酮、一個-O-、或一個-S-的基團。
聚合物(P3)總體上包括 -至少一個

基團(G1)以及 -至少一個

基團(G2)。
聚合物(P3)優選還包括至少

基團(G3)。
對於在美國臨時申請61/014,485中所描述的適於用作聚合物(P3)的某些聚合物的情況，(G1)的摩爾數與(G2)的摩爾數之比可以大於1、大於1.25、更優選大於2；另一方面，它可以特別地低於15、或低於10。還對於美國臨時申請61/014,485中所描述的適於用作聚合物(P3)的某些聚合物的情況，聚合物(P3)可以包括每kg的聚合物大於100g、大於200g、大於300 g或大於350g的基團(G1)；並且聚合物(P3)可以包括每kg的聚合物大於25g、大於75g或大於100g的基團(G2)；並且聚合物(P3)還可以每kg的聚合物包括大於100g、大於200g、大於250 g或大於300g的基團(G3)。
除美國臨時申請61/014,485中所描述的那些之外某些聚合物也至少適合於(如果不是更適合於)用作聚合物(P3)。因此，在聚合物(P3)中，(G1)的摩爾數與(G2)的摩爾數之比可以最多是1；此外，在聚合物(P3)中，(G1)的摩爾數與(G2)的摩爾數之比可以低於0.8、低於0.65、低於0.5、低於0.35或甚至低於0.25；此外，(G1)的摩爾數與(G2)的摩爾數之比可以特別地是0.1以上、0.2以上、0.25以上、或高達0.5。同樣因此，聚合物(P3)可以包括每kg的聚合物大於25g、大於50g、大於75g或大於100g的基團(G1)；並且聚合物(P3)可以包括每kg的聚合物大於100g、大於200g、大於250g、大於300g或大於350g的基團(G2)；並且聚合物(P3)還可以包括每kg的聚合物大於100g、大於200g、大於250g或大於300g的基團(G3)。
聚合物(P3)可以是一種均聚物或一種共聚物。它優選是包括具有至少兩種不同化學式的重複單元的一種共聚物。更優選地，它包括具有兩種並且僅兩種不同化學式的重複單元。聚合物(P3)可以包括如以下詳述的重複單元(R3-a)、(R3-b)、(R3-c)、(R3-d)、(R3-e)或(R3-f)。如以下將詳述的，重複單元(R3-a)、(R3-b)、(R3-c)、(R3-d)、(R3-e)以及(R3-f)是通過不同單體之間的反應而獲得的；順便提及，從實用的角度出發，所述重複單元總體而言是通過所述反應獲得的。
重複單元(R3-a)。
重複單元(R3-a)是通過包括至少一個基團(G1)的至少一種芳香族的二滷化合物(D1-1)與至少一種芳香族的二羥基化合物之間的反應可獲得的。
重複單元(R3-a)包括至少一個基團(G1)，但是它們還可以包括基團(G2)和/或(G3)。它們還可以是不含基團(G2)和(G3)的。用包括基團(G1)和(G2)或(G3)的重複單元，獲得了優異的結果。
包括具有重複單元(R1)的至少一個基團(G1)的芳香族二滷化合物(D1-1)優選是一種4，4』-二滷二苯碸或4，4』-二[(4-氯苯基)磺醯基]-1，1』-聯苯。更優選地，它是一種4，4』-二滷二苯碸。仍然更優選地，4，4』-二滷二苯碸是選自下組，其構成為4，4』-二氯二苯碸、4，4』-二氟二苯碸以及它們的混合物。
具有重複單元(R3-a)的芳香族的二羥基化合物優選是4，4』-雙酚或4，4』-二羥基二苯甲酮。
重複單元(R3-b)。
以上所描述的聚合物可以還包括重複單元(R3-b)，這些重複單元通過包括至少一個基團(G1)的至少一種芳香族的二羥基化合物(D1-2)與至少一種芳香族的二滷化合物之間的反應是可獲得的。
重複單元(R3-b)包括至少一個基團(G2)，但是它還可以包括基團(G1)和/或(G3)。它也可以是不含基團(G1)和(G3)的。例如，用包括基團(G2)和(G1)兩者的重複單元(R1)，獲得了優異的結果。
包括具有重複單元(R3-b)的至少一個基團(G1)的芳香族二羥基化合物(D1-2)優選是二羥基二苯碸。
重複單元(R3-c)。
以上所描述的聚合物可以還包括重複單元(R3-c)，這些重複單元通過包括至少基團(G2)的至少一種芳香族的二滷化合物(D2-1)與至少一種芳香族的二羥基化合物之間的反應是可獲得的。
重複單元(R3-c)包括至少一個基團(G2)，但是它還可以包括基團(G1)和/或(G3)。它也可以是不含基團(G1)和(G3)的。例如，用包括基團(G2)和(G1)兩者的多個重複基團(R3)，獲得了優異的結果。
具有重複單元(R3-c)的芳香族的二羥基化合物優選是4，4』-雙酚。
芳香族的二滷化合物(D2-1)優選是一種4，4』-二滷二苯甲酮。更優選地，該4，4』-二滷二苯甲酮是選自下組，其構成為4，4』-二氯二苯甲酮、4，4』-二氟二苯甲酮以及它們的多種混合物。
重複單元(R3-d)。
以上所描述的聚合物可以還包括重複單元(R3-d)，這些重複單元通過包括至少基團(G2)的至少一種芳香族的二羥基化合物(D2-2)與至少一種芳香族的二滷化合物之間的反應是可獲得的。
重複單元(R3-d)包括至少一個基團(G2)，但是它還可以包括基團(G1)和/或(G3)。它也可以是不含基團(G1)和(G3)的。例如，用包括基團(G2)和(G1)兩者的重複單元(R4)，獲得了優異的結果。
具有重複單元(R3-d)的芳香族的二羥基化合物(D2-2)優選是4，4』-二羥基二苯甲酮。
重複單元(R3-e)。
如以上所描述的聚合物可以還包括重複單元(R3-e)，這些重複單元通過包括至少基團(G3)的至少一種芳香族的二滷化合物(D3-1)與至少一種芳香族的二羥基化合物之間的反應是可獲得的。
重複單元(R3-e)包括至少一個基團(G3)，但是它還可以包括基團(G1)和/或(G2)。它也可以是不含基團(G1)和(G2)的。例如，用包括基團(G3)和(G1)兩者的重複單元(R5)，獲得了優異的結果。
具有重複單元(R3-e)的芳香族的二羥基化合物優選是4，4』-雙酚。
重複單元(R3-f)。
如以上所描述的聚合物可以還包括重複單元(R3-f)，這些重複單元通過包括至少基團(G3)的至少一種芳香族的二羥基化合物(D3-2)與至少一種芳香族的二滷化合物之間的反應是可獲得的。
重複單元(R3-f)包括至少一個基團(G3)，但是它還可以包括基團(G1)和/或(G2)。它也可以是無基團(G1)和(G2)的。例如，用包括基團(G3)和(G1)兩者的重複單元(R3-f)，獲得了優異的結果。
具有重複單元(R3-f)的芳香族的二羥基化合物(D3-2)優選是4，4』-雙酚。
在一個特別的實施方案中，聚合物(P3)優選是不含對苯二酚基團的。
重複單元(R3-a)、(R3-b)、(R3-c)、(R3-d)、(R3-e)以及(R3-f)可以是相同的或不同的。例如，包括基團(G1)和(G2)二者的一種重複單元遵循重複單元(R3-a)和(R3-d)兩者的定義。
如以上所描述的這些重複單元的非限制性實例在以下列出
重複單元(i)是這些重複單元的一個實例，同時是重複單元(R3-a)和(R3-f)。重複單元(ii)至(v)分別同時是重複單元(R3-b)和(R3-c)、(R3-a)和(R3-b)、(R3-a)和(R3-d)，並且最後是(R3-a)和(R3-f)。
重複單元(R3-a)、(R3-b)、(R3-c)、 R3-d)、(R3-e)和(R3-f)的總重量與聚合物的總重量之比有利地是在0.5以上。這一比例優選是在0.7以上，更優選在0.9以上並且仍然更優選在0.95以上。最優選地，聚合物(P3)除重複單元(R3-a)、(R3-b)、(R3-c)、(R3-d)、(R3-e)以及(R3-f)之外不包括其他重複單元。
用包括以下結構的聚合物獲得了優異的結果
其中 ■「a」可以代表整個聚合物的至少10mol.％、20mol.％、30mol.％、40mol.％、50mol.％，並且「a」還可以代表整個聚合物的最多70mol.％、60mol.％、50mol.％、40mol.％、30mol.％；「a」優選代表整個聚合物的10mol.％至60mol.％； ■「b」可以代表整個聚合物的至少30mol.％、40mol.％、50mol.％、60mol.％、70mol.％，並且「b」還可以代表整個聚合物的最多95mol.％，90mol.％或80mol.％；「b」優選代表整個聚合物的40mol.％至90mol.％； ■「c」可以代表整個聚合物的至少10mol.％、20mol.％、30mol.％、40mol.％、50mol.％，並且「c」還可以代表整個聚合物的最多70mol.％、60mol.％、50mol.％、40mol.％、30mol.％；「c」優選代表整個聚合物的10mol.％至60mol.％； ■「d」可以代表整個聚合物的至少30mol.％、40mol.％、50mol.％、60mol.％、70mol.％，並且「d」還可以代表整個聚合物的最多95mol.％、90mol.％或80mol.％；「d」優選代表整個聚合物的40mol.％至90mol.％。
對於在美國臨時申請61/014,485中所描述的適於用作聚合物(P3)的某些共聚物的情況，「a」和「c」還可以代表整個聚合物的75mol.％到90mol.％之間，並且「b」和「d」可以代表整個聚合物的10mol.％到25mol.％之間。
共混物(B 123)。
聚合物材料(P)可以是由至少一種聚(芳基醚酮)(P1)、至少一種聚(芳基醚碸)以及如先前所定義的至少一種聚合物(P3)組成的一種共混物(B123)。
對於共混物(B123)，基於聚(芳基醚酮)(P1)和聚(芳基醚碸)(P2)的合併重量，聚(芳基醚酮)(P1)的重量有利地是至少15％、優選至少25％、更優選至少35％、仍然更優選至少40％，並且最優選至少45％；此外，基於聚(芳基醚酮)(P1)和聚(芳基醚碸)(P2)的合併重量，聚(芳基醚酮)(P1)的重量有利地是最多90％、優選最多80％，並且仍然更優選最多70％。另一方面，基於共混物(B123)的總重量[即聚(芳基醚酮)(P1)的重量加上聚(芳基醚碸)(P2)的重量加上聚(芳基醚酮)(P3)的重量]，聚合物(P3)的重量可以在一個很大程度上變化；基於共混物(B123)的總重量，它可以是至少20％、40％、60％或80％；基於共混物(B123)的總重量，它還可以是最多80％、60％、40％或20％。
用於製作纖維的方法和系統的說明 纖維(F)可以通過一種熔紡法而獲得。在這種方法中，可以將聚合物材料(P)的粒料(或一種粉末)進行預乾燥。然後將這些粒料進料至一個擠出機。將擠出的聚合物材料(P)熔融，並且使熔融的聚合物材料(P)通過多個模口。使用例如一系列的羅拉(roller)，可以將纖維的多個紗股從模口中拉出。然後拉出的紗股然後可以卷在一個搖紗機上。這些紗股的粘度、強度和伸展性可以通過使不同的參數變化來進行控制，例如聚合物材料(P)中添加劑的水平、聚合物分子量、分子量分布以及分子構造。這些流動參數也可以通過溫度和剪切條件(如通過羅拉拉出的速度)進行控制。
熔紡法對於樹脂起到特別好的作用，這些樹脂總體而言可以容易地進行熔融加工並且使自身適合於進行熔紡。優選地，被熔紡的聚合物材料(P)是相對乾淨的(不含汙染物，諸如凝膠、黑點(black specs)、炭等)。例如，可以對雙酚A型聚碸類(如

)、聚醚碸類(如

A)、聚苯碸類(如

R、

)、聚合物材料類(如

)、聚醚醚酮類(如

)、聚(聯苯基醚碸)類(如

)、聚醚醚酮類(如

)、以及聚(芳基醚碸)類(如

)進行熔紡。
用於製造纖維(F)的一個系統可以包括一個擠出機，例如一個1.5」直徑的擠出機。擠出機可以向兩個熔體泵進料，每個泵向具有多簇模口的一個模具進料。例如，每個熔體泵可以對兩簇的20個模口進料，每個模口是0.8mm的直徑。纖維的紗股可以通過一組羅拉而拉出。初始的一組羅拉的拉出的線性速度可以例如是約600m/min。相繼的多組羅拉可以例如通過增加每個相繼的一組羅拉的拉出線性速度進一步拉伸該紗股。例如，第四組羅拉可以具有約900m/min的拉伸線性速度。然後拉出的紗股可以卷在一個高速搖紗機上。
纖維(F)並不限制於以上的方法和系統。例如，可能在紡絲之前使用一種溶劑溶解聚合物材料(P)來製造纖維(F)。這種基於溶劑的方法提供了不要求提高的溫度來熔融聚合物材料(P)的優點。該方法可以很好地適合於相對難以處理和/或對熱起反應的聚合物材料(P)。一種表面活性纖維(即在它的表面上提供活性化學性質)可以通過溶液紡絲進行生產。例如，包括一個羥基、胺、矽氧烷等類型的活性基團的纖維可以用一種溶液紡絲法進行製造。此外，如果一種第二材料(如一種添加劑)不能經受該第一材料的熔融溫度，那麼溶液紡絲就可以用於製造包括這兩種材料的纖維。另一方面，熔紡法在不使用一種溶劑時提供了一種流體聚合物材料(P)，這是有益的，因為溶劑需要額外的步驟以遵守環境上的顧慮。
纖維(F)還可以使用一種紡黏法製作。紡黏的纖維是由多個長絲形成的無紡纖維，這些長絲已經被擠出拉伸並且然後放在一個連續帶上。黏合可以通過幾種方法(如熱壓延)或通過在提高的溫度下使網穿過一個飽和蒸汽室來完成。紡成的織物是用短纖維製成的織物，這些短纖維可能含有一種纖維類型或兩種或多種纖維類型的混合物。水刺法織物是一種無紡織物，是通過使纖維以一種重複的圖案纏繞以形成一種不含粘合劑的強力織物而生產的。一種短纖維可以是用天然纖維或從長絲切出的纖維段製成的。該短纖維的長度可以從小於1英寸到幾英寸而變化。人造短纖維可以切至一個明確的長度使得它們可以在紡絲系統中進行加工。在紡織工業中使用術語短纖維來區分來自長絲的切斷纖維。熔噴可以認為是迫使熔融樹脂穿過多個小的孔口並向下「噴」到一個基片或傳送機帶上。這可以按照製作一種無紡或氈狀材料樣品的一種隨機方式來進行。
纖維(F)可以具有多種外形，包括但不限於葉狀、條紋、段等。纖維(F)還可以用一種或多種樹脂製成。例如，一種樹脂可以形成纖維的核心並且另一種樹脂可以形成纖維的殼。纖維(F)可以在一個很廣泛的直徑範圍內(其中數均直徑總體上是從低至1nm到高至100μm)生產纖維。纖維(F)特別地是納米纖維，即數均直徑在1μm(1000nm)以下的纖維；納米纖維可以具有至少2、5、10、20、50、100或200nm的數均直徑；納米纖維可以具有最多500、200、100、50、20或10nm的數均直徑。纖維(F)還可以是微纖維，即數均直徑是至少1μm(1000nm)的纖維；微纖維可以具有至少2、4、8或12μm的數均直徑；微纖維可以具有最多50、30或20μm的數均直徑。在某些實施方案中，優選的纖維具有範圍在12μm至20μm的數均直徑。纖維(F)的數均長度有利地是至少10cm，優選是至少25mm並且更優選至少50mm。具有至少50mm的數均長度的纖維具有很好的濾過效率。纖維(F)的數均長度不特別受限制。它可以是最多100、200或500mm，但是當使用連續纖維的情況下，它還可以高得多。還有其他的直徑和長度是可能的。
用一個兩部件系統，一種聚合物材料(P)的許多(經常是至少100)股(例如600)可以在不同於聚合物材料(P)的一種聚合物材料(P2)的基質中形成，全部共計是幾微米的數均直徑(經常是至少2.0μm)，例如10μm。這種技術有時稱為「海島」技術。如果基質聚合物材料(P2)被洗掉(例如被一種溶劑溶解)，則可以獲得與在該基質中形成的股數一樣多的納米纖維(這裡是600納米纖維)。
總體而言，纖維(F)可以具有從納米到毫米的直徑，並且對於搖紗機而言在長度上可以很短。纖維是材料的一個單元，它形成織物或紡織品結構的基本元素。纖維(F)可以具有其數均直徑的至少10倍、100倍、1,000倍或在某些情況下甚至10,000倍的一個數均長度。
此外，纖維(F)可以具有不同的截面外形，諸如圓形、橢圓形、星形、核/殼等。本申請人的觀點是，在本發明的某些實施方案中，纖維的非圓形纖維外形、特別是星形的外形是優選的，因為它們提供了增強的過濾能力。
另外，纖維(F)可以具有一種波紋性(或每單位長度的捲曲)，該波紋性取不同的值，例如，11-12個捲曲/英寸。其他的捲曲值是有可能的。
結合這些纖維的過濾器組件的說明 以上討論的包括多個纖維(F)的織物為眾多應用提供了益處。這些應用包括但不限於，過濾器組件、集塵器、汙染控制系統、除霧器葉片或擋板(例如在一個吸收塔內)。因此本發明的另一方面涉及一種過濾器組件，該過濾器組件包括一個框架以及裝在所述框架上的一種織物，其中，所述織物是根據本發明的織物。
圖1是展示根據本發明的包括纖維110的過濾器組件100的非限制性實施方案的一個簡圖。如圖1所示，過濾器組件100包括用纖維110製成的一種過濾織物(典型的是一個袋)。該過濾織物可以是用纖維110製成的氈或無紡的織物，還可以是紡織物。在一個優選的實施方案中，過濾織物120結合了包括如以上定義的共混物(B12)(如一種

聚合物共混物)的纖維110。在另一個優選的實施方案中，過濾織物120結合了包括如先前所定義的聚合物(P3)的纖維110。在還有另一個實施方案中，該過濾織物120不含任何不同於聚合物材料(P)的聚合物材料，如聚(亞苯基硫醚)。
過濾器組件100可以在當一種載有微粒的氣體穿過每個過濾器組件100時濾掉該氣體中的微粒。每個過濾器組件100在它的上端可以通過一個凸緣140支撐，該凸緣與過濾系統200(圖2)的一個管板250相聯。當與管板250相連後，凸緣140可以承受過濾器組件100的重量。該凸緣是用一種合適的材料製成的，如衝壓的、拉制的、或以其他方式形成的金屬。
過濾器組件100的長度可以例如從幾釐米到幾米變化。同樣，多個過濾器組件100可以串聯連接。例如，多個過濾器組件100可以是用幾個過濾器組件製成的一種過濾系統的多個模塊。過濾器組件100優選是兩端都開放的。可替代地，過濾器組件100可以是一端或兩端都關閉的。該過濾器組件100可以具有任何合適的構型截面，例如像圓形、橢圓形或正方形。
過濾織物120可以安裝在配置為在徑向上支撐該過濾織物120的一個框架130上。框架130可以包括縫在過濾織物120內的多個支撐圈。可替代地，或此外，框架130可以包括一個支撐籠或一個多孔管，過濾織物120安裝在該支撐籠或多孔管上。支撐圈130和/或支撐籠和/或管可以是用金屬、穿孔片金屬、金屬網或網篩、或其他合適的材料製成的。這些支撐圈、管和/或籠可以聯接至凸緣140。
該過濾織物120可以形成一種基本上為管狀的形狀。優選地，過濾織物120包括在其內和外周邊具有多個Z形摺疊的一個打褶的元件。過濾織物120可以例如經由一種灌封材料連接至該凸緣和/或支撐圈/籠/管。
該過濾器組件100可以結合在例如任何製造或生產工廠的過濾系統或袋濾室中，這些工廠需要控制和/或清理它的排放物，如燃煤發電廠或水泥廠。在這一方面，過濾器組件100可以有益地取代目前所用的包括聚(亞苯基硫醚)的過濾器組件。因此，根據本發明的纖維110可以提供一種可替代的並且技術上性能更好的聚合物纖維源以著手解決在工業過濾器組件中所用的常規聚合物纖維(尤其是PPS纖維)的有限供應，這些過濾器組件還需要周期性地進行更換。纖維110還可以提供可以承受高操作溫度和酸性環境的一種過濾器組件100。
如以上所討論的，纖維110是用以上提及的聚合物材料(P)製成的。纖維110所具有的化學組成使得它們具有良好的氧化穩定性、對水解以及不同化學品b的耐受性。因此，在高溫和/或酸性和/或鹼性大氣的極端環境中，根據本發明的過濾器組件100可以為工業過濾器組件提供許多益處。特別地，纖維110不發生氧化性分解，並且因此改進了過濾器組件100的壽命，該過濾器組件不會如此迅速地阻塞並且不需要如此頻繁的更換。過濾器組件100可以在更高的溫度下運轉，因此提供了改進的整體單元的運行效率。過濾器組件100可以通過更多的振動器周期進行操作，從而延長該過濾器組件的壽命。此外，纖維110的物理屬性提供了新的和改進的設計選項，這使它有更進一步的過濾上的改進。根據本發明的過濾器組件優選包括在硫酸的存在下或約375°F的溫度環境下不會氧化分解的纖維。在某些實施方案中，它還包括表面活性纖維。
結合了過濾器組件的過濾系統的說明 根據本發明的過濾系統包括多個過濾器組件，它們中至少有一個是如上所描述的過濾器組件。在一個特定的實施方案中，根據本發明的過濾系統包括多個過濾器組件，它們各自是如上所描述的過濾器組件。
根據本發明的過濾系統可以還包括一個氣體進口，該氣體進口配置為接收來自燃煤發電廠或水泥廠一種氣體。在一個特定的實施方案中，根據本發明的過濾系統接收來自燃煤發電廠或水泥廠的氣體。
圖2是展示根據本發明的包括過濾器組件100(具有纖維110)的過濾系統(或滌氣器系統，或袋濾室)200的一個簡圖。這一過濾系統200可以結合進一個燃煤發電廠或一個煉油廠中，如巖石和/或水泥廠以及鋼鐵和/或焦炭廠。過濾系統200包括一個氣體進口210，待過濾的煙道氣從該氣體進口中進入。然後使氣體穿過多個過濾器組件(或濾袋)220。每個過濾器組件220可以類似於如圖1所示的具有過濾織物120的過濾器組件100，但其他構型也是有可能的。過濾器組件220包括根據本發明製作的由纖維110製成的織物。過濾器組件220可以經由它們的凸緣連接至管板250。過濾器組件220可以垂直懸掛在該單元內並且用夾子、卡扣帶或固定件保持在原位。過濾器組件220可以從氣體中收集不同的成分，包括SO2、SO3、CO2、汞、二氧化氮，以及其他汙染分子和燃燒殘餘物。過濾器組件220可以機械地和/或化學地收集這些成分，例如經由一種表面活性纖維。然後，過濾後的氣體經由氣體出口290離開過濾系統200。
過濾器組件220可以在高溫環境中(例如約375°F)以及酸性的環境中(例如在硫酸存在時)以一段延長的時間(例如，三或更多年)發揮作用。在這期間，過濾器組件220可以經由某種類型的攪拌系統(諸如一個脈動噴射器、一個振動器系統、逆向空氣或它們的一些混合物)有規則地進行清理或使其排出雜物。例如，過濾系統200可以包括配置為產生一股壓縮空氣的一個脈動噴射器系統260，該壓縮空氣被注入過濾器組件220的開口的頂部。空氣可以從一個通風管供給，該通風管向位於該過濾器組件上方多個文丘管進料。該空氣鼓風產生了一個衝擊波，該衝擊波使該袋彎曲並且使微粒釋放到下方的漏鬥270中。由於雜物隨時間的堆積、過濾器組件的攪拌、以及嚴苛的環境，過濾器組件220老化並且最終需要更換。過濾器組件可以經由頂部進入艙口280進行維修和更換。
過濾系統200可以包括數千個這類過濾器組件220。例如，在電力公共服務廠中，過濾系統200可以包括10,000個過濾器組件220，這代表數千磅的纖維。因此，當過濾器阻塞並且需要更換時，這種更換的成本可以是很大的。這是為何增加過濾器的壽命在這些應用中可以是特別有益的以及為何本發明的纖維可以導致顯著的成本效率的另一個原因。
實例 樣品 三種原料，即高熔體流

150P PEEK(粉末形式，稱為PEEK 150)、中熔體流

381G PEEK(粒料，熔融過濾的，稱作PEEK 381)以及

R 5100 NT中流PPSU(粒料，熔融過濾的)已用於製備在表1中列出的不同的聚醚醚酮(在下文中，PEEK)/聚苯碸(在下文中，PPSU)共混物。除了對照物CE1和CE2，還以配方E1、E2和E3配製了總共3種共混物，列於表1中。將每一配方進行幹混和擠出。
表1配方
配料條件 將PEEK/PPSU共混物利用Berstorff B 25mm擠出機(在模板中使用20/40/60/230的網篩組)進行配料。條件的細節在表2中示出。材料輸出量目標是18～20lb/hr，並且熔融溫度通過優化螺杆的每分鐘轉數(rpm)和機筒溫度控制在405℃以下。獲得了粒料。
表2配料條件
通過動態熔體流變學進行的纖維熔紡加工性能對比 將這些樣品在380℃下使用具有多個平行板的動態流變儀進行表徵。將來自如此獲得的粒料的壓縮模製的板形樣品在一個真空烘箱中在160℃下乾燥過夜。結果在表3中報告，其中η°是按Pa.s計的零剪切熔體粘度。Sω表示對剪切率(無單位)的熔體粘度靈敏度。越大的Sω值表示對聚合物的剪切率有越高的熔體粘度靈敏度。
與未稀釋的CE2(中熔體流)相比，E2和E3材料的特徵為降低的剪切烯化行為，降低的零剪切粘度(相對於熔體強度)以及改性的對溫度的熔體粘度敏感度。因此它們似乎具有用於纖維熔紡的一個寬的工藝窗口並且給出更不頻繁的紗股斷裂。已經在工程聚合物以及它們的製造的領域中取得很大專業技能的本申請人已經體驗到特徵為η°值低於3000Pa.s以及在10rad/s下Sω值低於0.25的聚合物材料尤其好地適合於纖維和織物的製造。
表3在380℃下的動態流變學特性 熔紡。
纖維紡絲試驗在包括標準1.5″單螺杆擠出機(具有24∶1的L/D和3∶1的壓縮比)、兩個熔體泵、以及四個拉伸羅拉的機器上進行。在沒有混合器時該螺杆的進料、轉換以及計量區域具有7.5/13.5/15英寸長度。每個熔體泵將材料進料至一個吐絲器中，該吐絲器具有兩簇(每簇具有20個孔，每個孔的直徑為0.8mm)總共80股。總的材料停留時間在5lbs/hr的輸出率下是約10分鐘。這些股用四個羅拉拉出，這些羅拉的速度和溫度受到獨立地控制。第一羅拉在聚合物的熔融態拉出這些股(「熱」拉伸)。從其他羅拉拉出的股在聚合物為固態時發生(「冷」拉伸)。四個325x60x20x20x20目的網篩組結合體在吐絲器之前使用。
對於PEEK樣品CE1和PEEK/PPSU樣品E1的纖維紡絲條件在表4中示出。在相似的加工條件下，PEEK/PPSU共混物E1證明具有比純淨的PEEK樣品CE1更好的纖維熔紡加工性能(或更少的紗股斷裂)。
表4纖維紡絲條件 拉伸特性。
對多絲纖維進行的拉伸試驗按照ASTM 2256進行。纖維樣品在23℃和50％的溼度下調節至少24小時。樣品夾之間的起始位置設為250mm，並且十字頭速度是300mm/min。旦尼爾是對於纖維的線性質量密度的測量單位。它定義為每9,000米按克計的質量。Filament和總旦尼爾之間是有區別的。二者都如以上定義，但第一個僅涉及纖維的單絲(還常已知為每條長絲的旦尼爾或D.P.F)，然而第二個涉及多條長絲的附聚物。以下關係適用於直的，均一的長絲D.P.F.＝總旦數/均一長絲的數量 拉伸試驗所報告的特性包括強度、模量、以及韌性。來自對PEEK(CE1)、PPSU(CE3)和PEEK/PPSU(E1)纖維進行的拉伸試驗的特性在表5中示出。
表5纖維拉伸特性 與純淨的PEEK和PPSU樣品相比，樣品E1以出乎意料改進的特性為特徵給出了優異的結果。
熱穩定性。
在這一研究中討論的熱穩定性特性是通過在170℃的熱風烘箱中暴露一段延長的時間纖維樣品的％強度保持率而測量的。用於這一試驗的所有纖維樣品在烘箱暴露之前都進行水洗以除去最終處理用的化學品(finish chemical)。結果在表6中示出。
表6經熱老化後的拉伸特性 從E1製備的纖維在老化～2000hrs後未顯示任何注意到的強度降低。然而，從CE1製備的纖維在老化的早期階段(＜～300hrs)顯示出顯著的強度降低(～30％)。
耐化學性。
纖維耐化學性是通過將纖維浸入一種試驗試劑中保持24小時來評估的，並且由此確定拉伸性質以及特別是化學處理後的纖維的強度保持率。試驗程序的細節在以下給出 將纖維繞在一個1」直徑的玻璃管上(下至底部2/3處)並且漂洗1分鐘以去除最終處理劑(finish)，並且然後用紙巾弄乾纖維。將六隻管(每支用不同的纖維樣品裝填)浸沒到用一種化學試劑填充的1000ml的玻璃廣口瓶中。將該瓶蓋上並且在室溫下在一個罩內放置24小時。將這些管從該瓶中取出，並且用異丙醇(屬有機試劑)、或去離子水(屬無機溶液)漂洗以從該纖維上漂洗掉殘留的用於最初清潔的化學試劑。然後將這些管浸到一個異丙醇或水浴中作為第二步清潔。然後將這些纖維在進行拉伸試驗前調節一天。
耐化學性的結果的細節在表7中給出。PPSU纖維(CE3)對某些容劑不具有很好的耐受性，但它們在室溫下對強的鹼和酸溶液以及在提高的溫度下對中度濃縮的鹼和酸溶液顯示出優秀的耐受性。高熔體流的PEEK纖維(CE1)對在室溫下的強酸或在提高的溫度下中度濃縮的酸都顯示出不充分的耐受性。PEEK/PPSU纖維相對於PPSU(CE3)和PEEK(CE1)纖維對有機溶劑以及對室溫下的強酸或在提高的溫度下的中度濃縮的酸呈現出顯著改進的耐化學性。
試驗溫度23℃ 表7化學處理之後的拉伸特性 試驗溫度80℃ 包括碸、酮和聚亞芳基基團的共聚物的製備，其中碸基團的摩爾數與酮基團的摩爾數之比大於1(在下文中，PPSK共聚物)。
向1升的樹脂釜(配有一個塔頂攪拌器、氮氣入口、帶有一個迪安-斯脫克分水器的回流冷凝器)中裝填76.3g的4，4』-雙酚、89.2g的二氯二苯碸、22.6g的4，4』-二氟二苯甲酮、58.3g的無水碳酸鉀、以及375g的二苯碸。將該反應混合物抽成真空並且用乾燥的氮氣回充三次。經2-2.5小時將溫度升至275℃。允許該聚合反應在攪拌下並且保持在一種氮氣的強制流動下進行。在聚合反應過程中在迪安-斯脫克分水器中收集水。然後加入2.5g二氯二苯碸，並且使該反應再進行一小時。將熱的反應混合物倒入一個不鏽鋼的鍋中並且使之冷卻和固化；回收固態的PPSK共聚物。將如此回收的PPSK共聚物在一個研磨機中研磨至一種自由流動的粉末。然後使PPSK粉末經受每次1小時的六次丙酮洗滌，之後跟隨六次用酸化的水進行的洗滌。最後，將PPSK粉末用去離子水洗滌兩次，隨後是一次甲醇洗滌，並且在真空烘箱中進行乾燥。
ESCR試驗。
樣品的抗環境應力龜裂性根據ISO 22088進行試驗。

R5100NT PPSU作為一種對照進行進一步試驗。樣品被連接至一個拋物線形測試棒上，該測試棒在試驗樣本上施加一個可變的應力，該應力是測試棒的瞬時曲率半徑的函數。用於一種材料(如具有約340ksi的模量的PPSU)的相應的應力範圍是從約1000psi(在具有最小曲率的棒的末端)到約5000psi(在具有最大曲率的棒的末端)。將這些樣品的表面暴露於不同的試劑。
ESCR實驗結果。
在暴露於MEK 30 s後，純淨的

R 5100NT PPSU立即出現微裂紋並且裂成幾片。對PPSK共聚物沒有影響。PPSK共聚物必須在表現出完全微裂之前再浸入MEK中2分鐘。
同樣，當使用環己酮時，

R 5100NT PPSU類似地未呈現出抗微裂性，而PPSK表現出良好的抗微裂性。
在乙二醇單乙醚和二甘醇的單乙醚中浸沒後，也得到類似的結果，這證實了PPSK共聚物的優越的特性。
在暴露於THF中30s後，整個PPSU樣本呈現微裂紋，然而PPSK樣品僅在對應於約4000psi以上的應力的棒的區域呈現出微裂紋。
還將其他一些樣品浸入2-乙氧乙醇中30分鐘。20min後，整個PPSU樣本顯示出微裂紋，然而PPSK樣品再次僅在對應於約4000psi.以上的應力的棒的區域顯示出微裂紋。
權利要求
1.一種織物，包括多種纖維(F)，這些纖維(F)包括選自下組的至少一種聚合物材料(P)，該組的構成為
(1)由至少一種聚(芳基醚酮)(P1)與至少一種聚(芳基醚碸)(P2)構成的一種共混物(B12)；
(2)包括碸基團、酮基團以及亞芳基基團的一種聚合物(P3)，以及
(3)它們的一種共混物(B123)。
2.根據權利要求1所述的織物，其中，該聚合物材料(P)是該共混物(B12)。
3.根據以上權利要求中任一項所述的織物，其中，多於50wt.％的聚(芳基醚酮)(P1)的重複單元是具有以下化學式的一個或多個的重複單元(R1)
其中Ar獨立地是選自亞苯基、聯亞苯基或亞萘基的一種二價的芳香族基團；X獨立地是O、C(＝O)或一個直接鍵；n是從0到3的一個整數；b、c、d以及e是0或1；a是1到4的一個整數；並且，優選地，當b是1時d是0。
4.根據以上權利要求中任一項所述的織物，其中，該聚(芳基醚碸)(P2)是一種聚(聯苯基醚碸)，多於50wt％的所述聚(聯苯基醚碸)的重複單元是具有以下通式的一種或多種化學式的重複單元(R2-d)
其中，R1至R4是-O-、-SO2-、-S-、-CO-，前提條件是R1至R4中至少一個是-SO2-，並且R1至R4中至少一個是-O-；Ar1、Ar2和Ar3是含有6至24個碳原子的亞芳基基團，並且優選是亞苯基或對-聯亞苯基；並且a和b是0或1。
5.根據以上權利要求中任一項所述的織物，其中，該聚(芳基醚酮)(P1)是一種聚(醚醚酮)，並且該聚(芳基醚碸)(P2)是一種聚苯碸。
6.根據權利要求1所述的織物，其中，該聚合物材料(P)是該聚合物(P3)。
7.根據權利要求6所述的織物，其中，該聚合物(P3)的亞芳基基團是聚亞芳基基團，並且碸基團的摩爾數與酮基團的摩爾數之比是大於1。
8.根據權利要求6或7所述的織物，其中，該聚合物(P3)是包括以下結構的一種聚合物
其中「a」和「c」代表整個聚合物的10mol％至60mol％，並且「b」和「d」代表整個聚合物的40mol％至90mol％。
9.根據以上權利要求中任一項所述的織物，其中，所述纖維(F)是通過一種熔紡法而獲得的。
10.根據以上權利要求中任一項所述的織物，其中，所述纖維(F)是無紡的。
11.根據權利要求1至9中任一項所述的織物，其中，所述纖維(F)是編織的。
12.根據以上權利要求中任一項所述的織物，其中，所述纖維(F)是微纖維類或納米纖維類。
13.根據權利要求1至12中任一項所述的織物在航空、汽車、醫學、軍事或安全應用中的用途。
14.一種過濾器裝置，包括權利要求1至12中任一項所述的織物。
15.一種過濾器組件，包括一個框架以及裝在所述框架上的一種織物，其中，所述織物是根據權利要求1至12中任一項所述的織物。
16.一種過濾系統，包括多個過濾器組件，它們中的至少一個是根據權利要求15所述的過濾器組件。
17.一種過濾系統，包括多個過濾器組件，它們各自符合權利要求15。
18.根據權利要求16或17所述的過濾系統，進一步包括一個氣體進口，該氣體進口配置為從一個燃煤發電廠或一個水泥廠接收一種氣體。
19.根據權利要求18所述的過濾系統，該過濾系統接收來自一個燃煤發電廠或一個水泥廠的一種氣體。
20.一個燃煤發電廠或一個水泥廠，包括根據權利要求16至19中任一項所述的過濾系統。
21.根據權利要求1至12中任一項所述的織物、或根據權利要求14所述的過濾裝置、或根據權利要求15所述的過濾器組件、或根據權利要求16至19中任一項所述的過濾系統用於從一種酸性氣體中、有可能是來自一個燃煤發電廠的一種煙道氣中去除固體微粒的用途。
22.根據權利要求21所述的用途，其中，該酸性氣體含有二氧化碳，所述酸性氣體的二氧化碳含量超過1vol％(有可能超過10vol％)並且所述酸性氣體的固體顆粒負載量超過100μg/m03(有可能超過1000μg/m03)。
全文摘要
包括多種纖維(F)的織物，這些纖維包括選自下組的至少一種聚合物材料(P)，該組的構成為(1)由至少一種聚(芳基醚酮)與至少一種聚(芳基醚碸)所組成的一種共混物(B12)；(2)包括碸基團、酮基團以及亞芳基基團的一種聚合物(P3)，以及(3)它們的一種共混物(B123)。結合這種織物的多種過濾器組件以及過濾系統。
文檔編號D01F6/76GK101680125SQ200880016529
公開日2010年3月24日 申請日期2008年3月20日 優先權日2007年3月23日
發明者塞萊內·迪弗蘭西亞, 威廉·沃爾特·盧尼, 帕斯卡萊·納格爾斯, 阿圖爾·巴特納哥, 格雷戈裡·瓦科斯基 申請人:索維高級聚合物股份有限公司