Una pieza que comprende un polímero infusible, en donde el polímero infusible se selecciona entre el grupo que consiste en poliimidas,

poli(p-fenilenos) y polímeros compuestos mayormente o del todo por grupos de repetición de la fórmula: y en donde X es NH, N-Fenil, O (oxígeno) o S (azufre), y Ar es p-fenileno, 4,4'-bifenileno o 1,4-naftilileno; y en donde dicho polímero comprende cavidades que se crean al requemar un segundo polímero fibroso hasta consumirlo y estando presentes en un intervalo de 0,2 a 10 por ciento en volumen, en donde dicho porcentaje en volumen se basa en el volumen total de dicho polímero infusible y dicho segundo polímero, cuando se forma la pieza porosa, asumiendo que ambos de estos polímeros están plenamente consolidados, siendo dichas cavidades alargadas, en donde una relación de la longitud de la cavidad dividida por su diámetro es al menos 10:1; y en donde las cavidades se miden mediante microtomografía de rayos X.

Piezas porosas de polímero infusible Campo de la invención Piezas porosas de polímero infusible, que contienen pequefas cantidades controladas de porosidad, donde los 5 poros preferiblemente son alargados, por ejemplo cilfndricos, con mayor posibilidad de soportar sin dafos un calentamiento rapido despues de embeber humedad.

Antecedentes de la invención Los polímeros se encuentran muy difundidos en la sociedad actual, utilizandose como tipos mas comunes de polímeros los polímeros termoestables y termoplasticos. Sin embargo tambien se usa un tercer tipo de polímero, el 10 denominado polímero infusible (IP, del ingles infusible polymer) . Estos son polímeros que no estan reticulados y por lo tanto te6ricamente deberfan ser termoplasticos, pero sus puntos de fusión y/o ablandamiento estan a una temperatura superior a su temperatura de descomposición, así que se descomponen antes de licuarse al calentarlos. Generalmente estos tipos de polímeros de uso comercial tienen temperaturas de descomposición altas, así que sus temperaturas maximas de uso usualmente son muy elevadas. Los polímeros de estos tipos incluyen, pero no se limitan a, poliimidas, poli (p-fenilenos) , y polímeros compuestos mayormente o del todo por grupos de repetición de la fórmula

y en la que X es NH, N-Fenil, 0 (oxígeno) o S (azufre) , y Ar es p-fenileno, 4, 4'-bifenileno o 1, 4-naftilileno.

Como estos IP no se pueden conformar como los termoplasticos típicos, los polímeros frecuentemente se forman químicamente, y el polímero resultante, si no es ya un polvo, se muele a polvo. Este polvo entonces se somete a presión y opcionalmente se calienta en un molde para consolidar el polvo en una pieza conformada. Tambien, opcionalmente, la pieza conformada puede entonces sinterizarse para consolidar aun mas el polímero. De muchas maneras este tipo de proceso de conformación es similar al empleado en la metalurgia de polvos, mas conocida.

La mayoría de los polímeros cuando se exponen a la humedad, ya sea como agua líquida o vapor de agua (por ejemplo, en el aire) , absorben alguna cantidad de agua. Si entonces se calienta rapidamente el polímero a un punto muy por encima del punto de ebullición del agua, el agua absorbida tendra una presión de vapor considerable y tratara de escapar del polímero. Si la difusión del agua en el polímero es lenta, la presión interna del agua puede 30 provocar la formación de cavidades dentro del polímero (en ingles, blistering) , reduciendo o destruyendo por tanto la utilidad de la pieza de polímero. Por ejemplo, si el polímero es una pieza de un motor a reacción que esta expuesta a una temperatura ambiente en un clima humedo y/o en lluvia, la pieza puede absorber una cantidad considerable de agua. Cuando el motor se ponga en marcha, las secciones del motor, incluyendo donde estan situadas tales piezas de IP, pueden calentarse rapidamente y como resultado, en estas piezas se pueden formar cavidades. Serfa deseable algun metodo para evitar la formación de tales cavidades que ademas no redujera sustancialmente la utilidad de la pieza.

Son conocidas las poliimidas porosas y expandidas; veanse, por ejemplo las patentes de EE. UU. No. 5.444.097 y 4.780.097, la solicitud de patente publicada No. 2006/0039984, y D.W. Kim et al., J. Appl. Polym. Sci. 94:1711-18 (2004) . En todas estas referencias, los poros son mas o menos esfericos (ya sea por medición o fotograffa, y/o segun el metodo de preparación) , y en muchos casos los poros constituyen un volumen sustancial del volumen total del polímero mas los poros.

La solicitud de patente japonesa 04-0775533A describe un material poroso caracterizado porque se prepara por consolidación de una matriz que puede ser una "resina" que incluye "resina de poliimida" y fibras de carbono "unidireccionales" (paralelas) , que se retiran por la oxidación electrolftica del material compuesto.

Sumario de la invención En un aspecto, la presente invención es una pieza que comprende un polímero infusible, en la que el polímero infusible se selecciona entre el grupo que consiste en poliimidas, poli (p-fenilenos) y polímeros compuestos mayormente o del todo por grupos de repetición de la fórmula y en la que X es NH, N-Fenil, 0 (oxígeno) o S (azufre) , y Ar es p-fenileno, 4, 4'-bifenileno o 1, 4-naftilileno; y en donde dicho polímero comprende cavidades que se crean al requemar un segundo polímero fibroso hasta consumirlo, y estando presentes dichas cavidades en un intervalo desde 0, 2 a 10 por ciento en volumen, siendo alargadas, en donde una relación de la longitud de la cavidad dividida por su diametro es al menos 10:1; y en donde las cavidades se miden mediante microtomograffa de rayos X.

En otro aspecto, la presente invención es un proceso para la producción de una pieza que comprende un polímero infusible que tiene cavidades alargadas, en donde el polímero infusible se selecciona entre el grupo que consiste en poliimidas, poli (p-fenilenos) y polímeros compuestos mayormente o del todo por grupos de repetición de la fórmula y en donde X es NH, N-Fenil, 0 (oxígeno) o S (azufre) y Ar es p-fenileno, 4, 4'-bifenileno o 1, 4-naftilileno, 20 comprendiendo el proceso las etapas de:

(a) formar una mezcla mezclando partfculas de un polímero infusible con aproximadamente 0, 2 a aproximadamente 10 por ciento en volumen de un segundo polímero, en donde dicho porcentaje en volumen se basa en el volumen total de dicho polímero infusible y dicho segundo polímero, y dicho segundo polímero esta en forma de piezas alargadas, en donde la relación de una longitud de la pieza dividida por su diametro es al menos

25 10:1;

(b) someter dicha mezcla a presión para formar una pieza; y (c) calentar dicha pieza a una temperatura para requemar hasta consumir dicho segundo polímero; siempre y cuando dicho polímero infusible tenga un punto de descomposición por encima de la temperatura a la que el segundo polímero se requema hasta consumirse. 30 Breve descripción de la figura La Figura 1 muestra una pieza obtenida mediante el proceso descrito en la presente memoria, mas específicamente una tomograffa de rayos X que muestra las cavidades en la pieza (vease el Ejemplo 12) . 3

Descripción detallada de la invención Aquí se incluye el uso de ciertos terminos, los que se definen a continuación:

El termino "polímero infusible" o "IP" tal como se usa en la presente memoria descriptiva se refiere a un polímero que no esta esencialmente reticulado, pero que no se funde o ablanda lo suficiente para ser procesado en estado fundido, esto es, procesado en un estado fundido o ablandado por debajo de su temperatura de descomposición. Son tipos utiles de IP las poliimidas, poli (p-fenilenos) , y los polímeros compuestos mayormente o del todo por grupos de repetición de la siguiente fórmula:

en la que X es NH, N-Fenil, 0 (oxígeno) o S (azufre) , y Ar es p-fenileno, 4, 4'-bifenileno o 1, 4-naftilileno. Se prefieren las poliimidas. Debido a que frecuentemente es diffcil o imposible probar mediante un ensayo que los IP no estan reticulados, a los efectos aquí establecidos se consideraran reticulados si su química de formación indicada es tal que se podría creer razonablemente, basandose en tal química, que no son reticulados.

"Requemar hasta consumirse" significa retirar todo o sustancialmente todo el polímero mediante calentamiento, ya sea en una atm6sfera químicamente inerte o químicamente reactiva, por debajo de la temperatura de descomposición del IP. Por ejemplo, cuando se calienta hasta una temperatura en particular, el segundo polímero (SP) puede despolimerizarse o en su defecto pirolizarse a sus monómeros constitutivos u otros productos de descomposición. En una atm6sfera químicamente reactiva tal como el aire, el SP se puede oxidar por el oxígeno en el aire para formar productos volatiles tales como agua y/o di6xido de carbono. En este contexto, "sustancialmente todo" significa que no todo el segundo polímero se retira del polímero fusible, pero si lo suficiente como para que se formen cavidades que tengan la forma y "dimensiones" adecuadas.

Por el termino "alargado" se pretende significar que la relación de la dimensión mas larga del elemento deberfa ser al menos 10 veces la dimensión mas corta, preferiblemente la relación debe ser al menos 25, y mas preferiblemente al menos 100. Esto es aplicable a ambas, cavidades y piezas del SP. Tal como se enuncia en la presente memoria, la relación es la media de tales cavidades alargadas, y no incluye las cavidades creadas por la consolidación incompleta... [Seguir leyendo]

1. Una pieza que comprende un polímero infusible, en donde el polímero infusible se selecciona entre el grupo que consiste en poliimidas, poli (p-fenilenos) y polímeros compuestos mayormente o del todo por grupos de repetición de la fórmula:

y en donde X es NH, N-Fenil, 0 (oxígeno) o S (azufre) , y Ar es p-fenileno, 4, 4'-bifenileno o 1, 4-naftilileno; y en donde dicho polímero comprende cavidades que se crean al requemar un segundo polímero fibroso hasta consumirlo y estando presentes en un intervalo de 0, 2 a 10 por ciento en volumen, en donde dicho porcentaje en volumen se basa en el volumen total de dicho polímero infusible y dicho segundo polímero, cuando se forma la pieza porosa, asumiendo que ambos de estos polímeros estan plenamente consolidados, siendo dichas cavidades alargadas, en donde una relación de la longitud de la cavidad dividida por su diametro es al menos 10:1; y en donde las cavidades se miden mediante microtomograffa de rayos X.

15 2. La pieza de la reivindicación 1, en la que las cavidades estan presentes en un intervalo de1, 0 a 5, 0 por ciento en volumen.

3. La pieza de cualquiera de las reivindicaciones 1-2, en donde la pieza es de al menos 2 mm de espesor en su dimensión de sección transversal mas pequefa

4. La pieza de cualquiera de las reivindicaciones 1-3, en la que las cavidades no son paralelas.

20 5. Un proceso para la producción de una pieza que comprende un polímero infusible que tiene cavidades alargadas, en donde el polímero infusible se selecciona entre el grupo que consiste en poliimidas, poli (p-fenilenos) , y polímeros compuestos mayormente o del todo por grupos de repetición de la fórmula

y en la que X es NH, N-fenil, 0 (oxígeno) o S (azufre) , y Ar es p-fenileno, 4, 4'-bifenileno o 1, 4-naftilileno, comprendiendo el proceso las etapas de:

a) formar una mezcla mezclando partfculas de un polímero infusible con 0, 2 a 10 por ciento en volumen de un segundo polímero, en donde dicho porcentaje en volumen se basa en el volumen total de dicho polímero infusible y de dicho segundo polímero, y dicho segundo polímero esta en forma de piezas alargadas en donde una relación de la longitud de la pieza dividida por su diametro es al menos 10:1;

b) someter dicha mezcla a presión para formar una pieza; y c) calentar dicha pieza a una temperatura para requemar dicho segundo polímero hasta consumirlo, siempre y cuando dicho polímero infusible tenga un punto de descomposición superior a la temperatura a la que se requema el segundo polímero hasta consumirlo.

6. El proceso de la reivindicación 5, en donde las piezas alargadas no son paralelas.

FIGºRA1