本發(fā)明涉及樹(shù)脂組合物、樹(shù)脂成型體及樹(shù)脂組合物的制備方法。

背景技術(shù)：

在相關(guān)技術(shù)中，提供了各種組合物作為樹(shù)脂組合物并將其用于各種目的。

特別是，包含熱塑性樹(shù)脂的樹(shù)脂組合物用于家用電器或機(jī)動(dòng)車(chē)的各種部件或外殼，或者用于諸如辦公設(shè)施或電子和電氣設(shè)備的外殼等部件。

例如，專利文獻(xiàn)1披露了“一種碳纖維增強(qiáng)的熱塑性樹(shù)脂組合物，其至少包含如下所述的組分(a)和組分(b)。所述組分(a)為25重量％至99重量％的選自由聚碳酸酯樹(shù)脂、苯乙烯系樹(shù)脂、聚酰胺樹(shù)脂、聚酯樹(shù)脂、聚苯硫醚樹(shù)脂、改性的聚苯醚樹(shù)脂、聚醚酰亞胺樹(shù)脂、聚烯烴系樹(shù)脂和聚縮醛樹(shù)脂構(gòu)成的組中的至少一種熱塑性樹(shù)脂。所述組分(b)為1重量％至75重量％的碳纖維，該碳纖維是通過(guò)基于100重量％的所述碳纖維施加0.1重量％至5重量％的共聚物而得到的，所述共聚物包含至少55重量％至99重量％的作為成分(c1)的具有氧化烯基的二胺與二羧酸的鹽、以及1重量％至45重量％的作為成分(c2)的氨基酸、內(nèi)酰胺和/或二胺與二羧酸的鹽”。

專利文獻(xiàn)2披露了一種“熱塑性樹(shù)脂成型體的制備方法，其中，采用排氣型注射成型機(jī)通過(guò)螺桿捏合部將混合物直接熔融捏合并成型，而不用經(jīng)歷擠出熔融捏合步驟，其中所述混合物是通過(guò)用混合器將包含a)作為必要成分的熱塑性樹(shù)脂、以及(b)抗沖改性劑、(c)增強(qiáng)劑(不包括玻璃纖維)和/或(d)添加劑的樹(shù)脂混合而得到的，所述注射成型機(jī)為馬多克(maddock)型、杜爾麥基(dulmadge)型或者是具有銷(xiāo)釘?shù)臄D出機(jī)，螺桿速度為30-120rpm；通過(guò)該注射成型機(jī)的排氣部，在300mmhg以上的排氣能力下排放除去該混合物中的水分或低分子量的物質(zhì)；相對(duì)于100重量份的(a)熱塑性樹(shù)脂，該樹(shù)脂混合物包含(b)大于0且20重量份以下的抗沖改性劑、(c)大于0且70重量份以下的增強(qiáng)劑(不包括玻璃纖維)、和/或(d)大于0且15重量份以下的添加劑”。

[專利文獻(xiàn)1]jp-a-2004-107626

[專利文獻(xiàn)2]日本專利no.3519746

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種樹(shù)脂組合物，與包含苯乙烯系樹(shù)脂和強(qiáng)化纖維的樹(shù)脂組合物中不含具有反應(yīng)性環(huán)狀基團(tuán)的相容劑的情況相比，由本發(fā)明的樹(shù)脂組合物可獲得具有優(yōu)異彎曲彈性模量和拉伸彈性模量的樹(shù)脂成型體。

本發(fā)明的各個(gè)方面如下所述。

本發(fā)明的第一方面為一種樹(shù)脂組合物，其包含：苯乙烯系樹(shù)脂；強(qiáng)化纖維；以及具有反應(yīng)性環(huán)狀基團(tuán)的相容劑。

本發(fā)明的第二方面為根據(jù)第一方面所述的樹(shù)脂組合物，其中所述相容劑為選自由噁唑啉改性的聚苯乙烯、馬來(lái)酸酐改性的聚苯乙烯和馬來(lái)酰亞胺改性的聚苯乙烯構(gòu)成的組中的至少一種。

本發(fā)明的第三方面為根據(jù)第一或第二方面所述的樹(shù)脂組合物，其中，相對(duì)于100重量份的所述苯乙烯系樹(shù)脂，所述強(qiáng)化纖維的含量為0.1重量份至200重量份。

本發(fā)明的第四方面為根據(jù)第一至第三方面中任一方面所述的樹(shù)脂組合物，其中，相對(duì)于100重量份的所述苯乙烯系樹(shù)脂，所述相容劑的含量為0.1重量份至20重量份。

本發(fā)明的第五方面為根據(jù)第一至第四方面中任一方面所述的樹(shù)脂組合物，其中，相對(duì)于所述強(qiáng)化纖維的重量，所述相容劑的含量為1重量％至15重量％。

本發(fā)明的第六方面為根據(jù)第一至第五方面中任一方面所述的樹(shù)脂組合物，進(jìn)一步包含：具有不同于所述苯乙烯系樹(shù)脂的溶解度參數(shù)(sp值)并且包含酰胺鍵和酰亞胺鍵中至少一者的樹(shù)脂。

本發(fā)明的第七方面為根據(jù)第六方面所述的樹(shù)脂組合物，其中所述具有不同于所述苯乙烯系樹(shù)脂的溶解度參數(shù)(sp值)并且包含酰胺鍵和酰亞胺鍵中至少一者的樹(shù)脂構(gòu)成圍繞所述強(qiáng)化纖維的包覆層，并且所述包覆層的厚度為50nm至700nm。

本發(fā)明的第八方面為根據(jù)第七方面所述的樹(shù)脂組合物，其中所述相容劑的層介于所述包覆層和所述苯乙烯系樹(shù)脂之間。

本發(fā)明的第九方面為根據(jù)第六至第八方面中任一方面所述的樹(shù)脂組合物，其中所述具有不同于所述苯乙烯系樹(shù)脂的溶解度參數(shù)(sp值)并且包含酰胺鍵和酰亞胺鍵中至少一者的樹(shù)脂為聚酰胺。

本發(fā)明的第十方面為根據(jù)第六至第九方面中任一方面所述的樹(shù)脂組合物，其中，相對(duì)于100重量份的所述苯乙烯系樹(shù)脂，所述具有不同于所述苯乙烯系樹(shù)脂的溶解度參數(shù)(sp值)并且包含酰胺鍵和酰亞胺鍵中至少一者的樹(shù)脂的含量為0.1重量份至20重量份。

本發(fā)明的第十一方面為根據(jù)第六至第十方面中任一方面所述的樹(shù)脂組合物，其中，相對(duì)于所述強(qiáng)化纖維的重量，所述具有不同于所述苯乙烯系樹(shù)脂的溶解度參數(shù)(sp值)并且包含酰胺鍵和酰亞胺鍵中至少一者的樹(shù)脂的含量為1重量％至10重量％。

本發(fā)明的第十二方面為一種樹(shù)脂成型體，其包含：苯乙烯系樹(shù)脂；強(qiáng)化纖維；以及具有反應(yīng)性環(huán)狀基團(tuán)的相容劑。

本發(fā)明的第十三方面為根據(jù)第十二方面所述的樹(shù)脂成型體，其中所述相容劑為選自由噁唑啉改性的聚苯乙烯、馬來(lái)酸酐改性的聚苯乙烯和馬來(lái)酰亞胺改性的聚苯乙烯構(gòu)成的組中的至少一種。

本發(fā)明的第十四方面為根據(jù)第十二或第十三方面所述的樹(shù)脂成型體，其中，相對(duì)于100重量份的所述苯乙烯系樹(shù)脂，所述強(qiáng)化纖維的含量為0.1重量份至200重量份

本發(fā)明的第十五方面為根據(jù)第十二至第十四方面中任一方面所述的樹(shù)脂成型體，其中，相對(duì)于100重量份的所述苯乙烯系樹(shù)脂，所述相容劑的含量為0.1重量份至20重量份。

本發(fā)明的第十六方面為根據(jù)第十二至第十五方面中任一方面所述的樹(shù)脂成型體，其中，相對(duì)于所述強(qiáng)化纖維的重量，所述相容劑的含量為1重量％至15重量％。

本發(fā)明的第十七方面為根據(jù)第十二至第十六方面中任一方面所述的樹(shù)脂成型體，進(jìn)一步包含：具有不同于所述苯乙烯系樹(shù)脂的溶解度參數(shù)(sp值)并且包含酰胺鍵和酰亞胺鍵中至少一者的樹(shù)脂。

本發(fā)明的第十八方面為根據(jù)第十七方面所述的樹(shù)脂成型體，其中所述具有不同于所述苯乙烯系樹(shù)脂的溶解度參數(shù)(sp值)并且包含酰胺鍵和酰亞胺鍵中至少一者的樹(shù)脂構(gòu)成圍繞所述強(qiáng)化纖維的包覆層，并且所述包覆層的厚度為50nm至700nm。

本發(fā)明的第十九方面為根據(jù)第十八方面所述的樹(shù)脂成型體，其中所述相容劑的層介于所述包覆層和所述苯乙烯系樹(shù)脂之間。

本發(fā)明的第二十方面為根據(jù)第十七至第十九方面中任一方面所述的樹(shù)脂成型體，其中所述具有不同于所述苯乙烯系樹(shù)脂的溶解度參數(shù)(sp值)并且包含酰胺鍵和酰亞胺鍵中至少一者的樹(shù)脂為聚酰胺。

本發(fā)明的第二十一方面為根據(jù)第十七至第二十方面中任一方面所述的樹(shù)脂成型體，其中，相對(duì)于100重量份的所述苯乙烯系樹(shù)脂，所述具有不同于所述苯乙烯系樹(shù)脂的溶解度參數(shù)(sp值)并且包含酰胺鍵和酰亞胺鍵中至少一者的樹(shù)脂的含量為0.1重量份至20重量份。

本發(fā)明的第二十二方面為根據(jù)第十七至第二十一方面中任一方面所述的樹(shù)脂成型體，其中，相對(duì)于所述強(qiáng)化纖維的重量，所述具有不同于所述苯乙烯系樹(shù)脂的溶解度參數(shù)(sp值)并且包含酰胺鍵和酰亞胺鍵中至少一者的樹(shù)脂的含量為1重量％至10重量％。

本發(fā)明的第二十三方面為一種制備所述樹(shù)脂組合物的方法，其包括：將所述苯乙烯系樹(shù)脂、所述強(qiáng)化纖維和所述具有反應(yīng)性環(huán)狀基團(tuán)的相容劑熔融捏合。

根據(jù)本發(fā)明的第一或第二方面，提供了一種樹(shù)脂組合物，與包含苯乙烯系樹(shù)脂和強(qiáng)化纖維的樹(shù)脂組合物中不含具有反應(yīng)性環(huán)狀基團(tuán)的相容劑的情況相比，由本發(fā)明的樹(shù)脂組合物可獲得具有優(yōu)異的彎曲彈性模量和拉伸彈性模量的樹(shù)脂成型體。

根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供了一種樹(shù)脂組合物，與相對(duì)于100重量份的苯乙烯系樹(shù)脂，強(qiáng)化纖維的含量小于0.1重量份或大于200重量份的情況相比，由本發(fā)明的樹(shù)脂組合物可獲得具有優(yōu)異的可成型性、彎曲彈性模量和拉伸彈性模量的樹(shù)脂成型體。

根據(jù)本發(fā)明的第四方面，提供了一種樹(shù)脂組合物，與相對(duì)于100重量份的苯乙烯系樹(shù)脂，相容劑的含量小于0.1重量份或大于20重量份的情況相比，由本發(fā)明的樹(shù)脂組合物可獲得具有優(yōu)異的彎曲彈性模量和拉伸彈性模量的樹(shù)脂成型體。

根據(jù)本發(fā)明的第五方面，提供了一種樹(shù)脂組合物，與相對(duì)于強(qiáng)化纖維的重量，相容劑的含量小于1重量％或大于15重量％的情況相比，由本發(fā)明的樹(shù)脂組合物可獲得具有優(yōu)異的彎曲彈性模量和拉伸彈性模量的樹(shù)脂成型體。

根據(jù)本發(fā)明的第六方面，提供了一種樹(shù)脂組合物，與不包括具有不同于所述苯乙烯系樹(shù)脂的溶解度參數(shù)(sp值)并且包含酰胺鍵和酰亞胺鍵中至少一者的樹(shù)脂的情況相比，由本發(fā)明的樹(shù)脂組合物可獲得具有優(yōu)異的彎曲彈性模量和拉伸彈性模量的樹(shù)脂成型體。

根據(jù)本發(fā)明的第七方面，提供了一種樹(shù)脂組合物，與具有不同于所述苯乙烯系樹(shù)脂的溶解度參數(shù)(sp值)并且包含酰胺鍵和酰亞胺鍵中至少一者的樹(shù)脂未形成圍繞強(qiáng)化纖維的包覆層、或者由圍繞強(qiáng)化纖維的樹(shù)脂形成的包覆層的厚度小于50nm或大于700nm的情況相比，由本發(fā)明的樹(shù)脂組合物可獲得具有優(yōu)異的彎曲彈性模量和拉伸彈性模量的樹(shù)脂成型體。

根據(jù)本發(fā)明的第八方面，提供了一種樹(shù)脂組合物，與相容劑不介于包覆層和苯乙烯系樹(shù)脂之間的情況相比，由本發(fā)明的樹(shù)脂組合物可獲得具有優(yōu)異的彎曲彈性模量和拉伸彈性模量的樹(shù)脂成型體。

根據(jù)本發(fā)明的第九方面，提供了一種樹(shù)脂組合物，與采用咪唑作為具有不同于所述苯乙烯系樹(shù)脂的溶解度參數(shù)(sp值)并且包含酰胺鍵和酰亞胺鍵中至少一者的樹(shù)脂的情況相比，由本發(fā)明的樹(shù)脂組合物可獲得具有優(yōu)異的彎曲彈性模量和拉伸彈性模量的樹(shù)脂成型體。

根據(jù)本發(fā)明的第十方面，提供了一種樹(shù)脂組合物，與具有不同于所述苯乙烯系樹(shù)脂的溶解度參數(shù)(sp值)并且包含酰胺鍵和酰亞胺鍵中至少一者的樹(shù)脂的含量相對(duì)于100重量份的所述苯乙烯系樹(shù)脂為小于0.1重量份或大于20重量份的情況相比，由本發(fā)明的樹(shù)脂組合物可獲得具有優(yōu)異的彎曲彈性模量和拉伸彈性模量的樹(shù)脂成型體。

根據(jù)本發(fā)明的第十一方面，提供了一種樹(shù)脂組合物，與具有不同于所述苯乙烯系樹(shù)脂的溶解度參數(shù)(sp值)并且包含酰胺鍵和酰亞胺鍵中至少一者的樹(shù)脂的含量相對(duì)于強(qiáng)化纖維的重量為小于1重量％或大于10重量％的情況相比，由本發(fā)明的樹(shù)脂組合物可獲得具有優(yōu)異的彎曲彈性模量和拉伸彈性模量的樹(shù)脂成型體。

根據(jù)本發(fā)明的第十二或第十三方面，提供了一種樹(shù)脂成型體，與包含苯乙烯系樹(shù)脂和強(qiáng)化纖維的樹(shù)脂組合物中不含具有反應(yīng)性環(huán)狀基團(tuán)的相容劑的情況相比，本發(fā)明的樹(shù)脂成型體具有優(yōu)異的彎曲彈性模量和拉伸彈性模量。

根據(jù)本發(fā)明的第十四方面，提供了一種樹(shù)脂成型體，與相對(duì)于100重量份的苯乙烯系樹(shù)脂，強(qiáng)化纖維的含量為小于0.1重量份或大于200重量份的情況相比，本發(fā)明的樹(shù)脂成型體具有優(yōu)異的可成型性、彎曲彈性模量和拉伸彈性模量。

根據(jù)本發(fā)明的第十五方面，提供了一種樹(shù)脂成型體，與相對(duì)于100重量份的苯乙烯系樹(shù)脂，相容劑的含量為小于0.1重量份或大于20重量份的情況相比，本發(fā)明的樹(shù)脂成型體具有優(yōu)異的彎曲彈性模量和拉伸彈性模量。

根據(jù)本發(fā)明的第十六方面，提供了一種樹(shù)脂成型體，與相容劑的含量相對(duì)于強(qiáng)化纖維的重量為小于1重量％或大于15重量％的情況相比，本發(fā)明的樹(shù)脂成型體具有優(yōu)異的彎曲彈性模量和拉伸彈性模量。

根據(jù)本發(fā)明的第十七方面，提供了一種樹(shù)脂成型體，與不包括具有不同于所述苯乙烯系樹(shù)脂的溶解度參數(shù)(sp值)并且包含酰胺鍵和酰亞胺鍵中至少一者的樹(shù)脂的情況相比，本發(fā)明的樹(shù)脂成型體具有優(yōu)異的彎曲彈性模量和拉伸彈性模量。

根據(jù)本發(fā)明的第十八方面，提供了一種樹(shù)脂成型體，與具有不同于所述苯乙烯系樹(shù)脂的溶解度參數(shù)(sp值)并且包含酰胺鍵和酰亞胺鍵中至少一者的樹(shù)脂未形成圍繞強(qiáng)化纖維的包覆層、或者由圍繞強(qiáng)化纖維的樹(shù)脂形成的包覆層的厚度小于50nm或大于700nm的情況相比，本發(fā)明的樹(shù)脂成型體具有優(yōu)異的彎曲彈性模量和拉伸彈性模量。

根據(jù)本發(fā)明的第十九方面，提供了一種樹(shù)脂成型體，與相容劑不介于包覆層和苯乙烯系樹(shù)脂之間的情況相比，本發(fā)明的樹(shù)脂成型體具有優(yōu)異的彎曲彈性模量和拉伸彈性模量。

根據(jù)本發(fā)明的第二十方面，提供了一種樹(shù)脂成型體，與采用咪唑作為具有不同于所述苯乙烯系樹(shù)脂的溶解度參數(shù)(sp值)并且包含酰胺鍵和酰亞胺鍵中至少一者的樹(shù)脂的情況相比，本發(fā)明的樹(shù)脂成型體具有優(yōu)異的彎曲彈性模量和拉伸彈性模量。

根據(jù)本發(fā)明的第二十一方面，提供了一種樹(shù)脂成型體，與具有不同于所述苯乙烯系樹(shù)脂的溶解度參數(shù)(sp值)并且包含酰胺鍵和酰亞胺鍵中至少一者的樹(shù)脂的含量相對(duì)于100重量份的所述苯乙烯系樹(shù)脂為小于0.1重量份或大于20重量份的情況相比，本發(fā)明的樹(shù)脂成型體具有優(yōu)異的彎曲彈性模量和拉伸彈性模量。

根據(jù)本發(fā)明的第二十二方面，提供了一種樹(shù)脂成型體，與具有不同于所述苯乙烯系樹(shù)脂的溶解度參數(shù)(sp值)并且包含酰胺鍵和酰亞胺鍵中至少一者的樹(shù)脂的含量相對(duì)于強(qiáng)化纖維的重量為小于1重量％或大于10重量％的情況相比，本發(fā)明的樹(shù)脂成型體具有優(yōu)異的彎曲彈性模量和拉伸彈性模量。

根據(jù)本發(fā)明的第二十三方面，提供了一種樹(shù)脂組合物的制備方法，與包括熔融捏合苯乙烯系樹(shù)脂和強(qiáng)化纖維但不采用具有反應(yīng)性環(huán)狀基團(tuán)的相容劑的情況相比，由本發(fā)明的方法可獲得具有優(yōu)異的彎曲彈性模量和拉伸彈性模量的樹(shù)脂成型體。

附圖說(shuō)明

將基于以下附圖對(duì)本發(fā)明的示例性實(shí)施方案進(jìn)行詳細(xì)描述，其中：

圖1為模型圖像，示出了根據(jù)示例性實(shí)施方案的樹(shù)脂成型體的主要部分的一個(gè)例子；

圖2為用于說(shuō)明根據(jù)該示例性實(shí)施方案的樹(shù)脂成型體的主要部分的一個(gè)例子的示意圖；

圖3為采用微滴法的實(shí)驗(yàn)的示意圖。

具體實(shí)施方式

以下將描述作為本發(fā)明的樹(shù)脂組合物和樹(shù)脂成型體的一個(gè)實(shí)例的實(shí)施方案。

樹(shù)脂組合物

根據(jù)示例性實(shí)施方案的樹(shù)脂組合物包含苯乙烯系樹(shù)脂、強(qiáng)化纖維以及具有反應(yīng)性環(huán)狀基團(tuán)的相容劑。

近年來(lái)，為了獲得具有優(yōu)異的機(jī)械強(qiáng)度的樹(shù)脂成型體，將包含苯乙烯系樹(shù)脂和強(qiáng)化纖維的樹(shù)脂組合物用作為基材(基質(zhì))。

在這種樹(shù)脂組合物中，如果強(qiáng)化纖維和苯乙烯系樹(shù)脂之間的親和性低，則在這兩種材料的界面處會(huì)產(chǎn)生間隔，并且界面處的密著性可能會(huì)劣化。界面處密著性的這種劣化可能會(huì)導(dǎo)致機(jī)械強(qiáng)度(特別是彎曲彈性模量和拉伸彈性模量)降低。

而根據(jù)示例性實(shí)施方案的樹(shù)脂組合物包含三種組分，即苯乙烯系樹(shù)脂、強(qiáng)化纖維和具有反應(yīng)性環(huán)狀基團(tuán)的相容劑，因此獲得了具有優(yōu)異的彎曲彈性模量和拉伸彈性模量的樹(shù)脂成型體。這種效果是如何得到的尚不明確，但是據(jù)推測(cè)如下。

當(dāng)由該樹(shù)脂組合物獲得樹(shù)脂成型體時(shí)，如果樹(shù)脂組合物被熱熔融混合，則作為基材的苯乙烯系樹(shù)脂和相容劑熔融，并且相容劑分散到樹(shù)脂組合物中。

在這種狀態(tài)中，如果相容劑與強(qiáng)化纖維接觸，則相容劑的反應(yīng)性環(huán)狀基團(tuán)與強(qiáng)化纖維表面上存在的極性基團(tuán)(例如，碳纖維中包含的羧基、玻璃纖維中包含的羥基等)相互反應(yīng)。由于相容劑的反應(yīng)性環(huán)狀基團(tuán)(例如，噁唑啉殘基、馬來(lái)酸殘基、馬來(lái)酰亞胺殘基等)具有環(huán)狀結(jié)構(gòu)，所以認(rèn)為，當(dāng)相容劑在熱熔融混合的時(shí)候分散時(shí)，難以發(fā)生所述反應(yīng)，而在相容劑與強(qiáng)化纖維接觸時(shí)，則容易發(fā)生所述反應(yīng)。

根據(jù)以上來(lái)推測(cè)，通過(guò)使相容劑插入強(qiáng)化纖維和苯乙烯系樹(shù)脂之間，強(qiáng)化纖維和苯乙烯系樹(shù)脂之間界面處的密著性得以增加，并且獲得了具有優(yōu)異的機(jī)械強(qiáng)度(特別是彎曲彈性模量和拉伸彈性模量)的樹(shù)脂成型體。

此外，可根據(jù)下文描述的微滴法來(lái)評(píng)價(jià)強(qiáng)化纖維和苯乙烯系樹(shù)脂之間的界面的密著性。

同時(shí)，根據(jù)示例性實(shí)施方案的樹(shù)脂組合物可以還包含具有不同于該苯乙烯系樹(shù)脂的溶解度參數(shù)(sp值)并且包含酰胺鍵和酰亞胺鍵中至少一者的樹(shù)脂(以下稱為“特定樹(shù)脂”)。據(jù)推測(cè)，還由于樹(shù)脂組合物還包含所述特定樹(shù)脂，所以獲得了具有優(yōu)異的機(jī)械強(qiáng)度(特別是彎曲彈性模量和拉伸彈性模量)的樹(shù)脂成型體。這種效果是如何得到的尚不明確，但是據(jù)推測(cè)如下。

在由該樹(shù)脂組合物獲得樹(shù)脂成型體時(shí)，如果將樹(shù)脂組合物熱熔融混合，則作為基材的苯乙烯系樹(shù)脂和相容劑熔融，并且二者在相容劑分子內(nèi)以及特定樹(shù)脂分子內(nèi)包含酰胺鍵或酰亞胺鍵的部分中彼此相容，因此特定樹(shù)脂分散到樹(shù)脂組合物中。

在這種狀態(tài)中，如果特定樹(shù)脂與強(qiáng)化纖維接觸，則特定樹(shù)脂的分子內(nèi)所包含的酰胺鍵或酰亞胺鍵與強(qiáng)化纖維表面上存在的極性基團(tuán)通過(guò)親和力(吸引力和氫鍵)彼此物理相連。此外，由于苯乙烯系樹(shù)脂和特定樹(shù)脂因具有不同的溶解度參數(shù)(sp值)而具有低的相容性，所以，因苯乙烯系樹(shù)脂和特定樹(shù)脂之間的排斥力而使得特定樹(shù)脂與強(qiáng)化纖維接觸的頻率提高，結(jié)果，特定樹(shù)脂相對(duì)于強(qiáng)化纖維的附著量或附著面積增大。由此，通過(guò)使用特定樹(shù)脂圍繞強(qiáng)化纖維形成包覆層(參見(jiàn)圖1)。在圖1中，st表示苯乙烯系樹(shù)脂，rf表示強(qiáng)化纖維，cl表示包覆層。

此外，由于形成包覆層的特定樹(shù)脂與相容劑的分子內(nèi)的一部分相容，所以，因相容劑與苯乙烯系樹(shù)脂相容而在吸引力和排斥力之間形成平衡狀態(tài)，并且利用特定樹(shù)脂形成的包覆層為厚度薄(50nm至700nm厚)而且?guī)缀蹙鶆虻臓顟B(tài)。特別是，由于強(qiáng)化纖維表面上存在的羧基或羥基與特定樹(shù)脂的分子內(nèi)所包含的酰胺鍵或酰亞胺鍵之間的親和力高，因此認(rèn)為，特定樹(shù)脂容易圍繞強(qiáng)化纖維形成包覆層，并且包覆層較薄且具有優(yōu)異的均勻性。

根據(jù)以上來(lái)推測(cè)，強(qiáng)化纖維和苯乙烯系樹(shù)脂之間的界面處的密著性得以提高，并獲得了具有優(yōu)異的機(jī)械強(qiáng)度(特別是彎曲彈性模量和拉伸彈性模量)的樹(shù)脂成型體。

在此，根據(jù)示例性實(shí)施方案的樹(shù)脂組合物還具有這樣的結(jié)構(gòu)，其中，通過(guò)在制備該樹(shù)脂組合物(例如，粒料)時(shí)熱熔融捏合和注射成型，由特定樹(shù)脂圍繞強(qiáng)化纖維形成包覆層，并且所述包覆層的厚度為50nm至700nm。

在根據(jù)示例性實(shí)施方案的樹(shù)脂組合物中，由特定樹(shù)脂形成的包覆層的厚度為50nm至700nm，從進(jìn)一步改善彎曲彈性模量和拉伸彈性模量的角度來(lái)說(shuō)，該厚度優(yōu)選為50nm至650nm。如果包覆層的厚度為50nm以上，則彎曲彈性模量和拉伸彈性模量得到改善，如果包覆層的厚度為700nm以下，則可防止強(qiáng)化纖維和苯乙烯系樹(shù)脂之間的插有該包覆層的界面變?nèi)?，并防止彎曲彈性模量和拉伸彈性模量降低?/p>

包覆層的厚度是通過(guò)以下方法測(cè)定的值。采用電子顯微鏡(ve-9800，keyencecorporation制造)，在液氮中使測(cè)定對(duì)象破裂并觀察橫截面。在該橫截面中，在100個(gè)位置點(diǎn)測(cè)量圍繞強(qiáng)化纖維包覆的包覆層的厚度，計(jì)算其平均值。

根據(jù)示例性實(shí)施方案的樹(shù)脂組合物(及其樹(shù)脂成型體)具有這樣的構(gòu)成，例如，其中相容劑與包覆層和苯乙烯系樹(shù)脂之間的間隔部分地相容。

具體而言，例如，相容劑的層介于由特定樹(shù)脂形成的包覆層和基材苯乙烯系樹(shù)脂之間(參見(jiàn)圖2)。換言之，在包覆層的表面上形成相容劑的層，并且包覆層和苯乙烯系樹(shù)脂隔著該相容劑的層彼此相鄰。與包覆層相比，相容劑形成的層薄，但是通過(guò)插入相容劑的層，包覆層和熱塑性樹(shù)脂之間的密著性(附著性)提高，并且容易獲得具有優(yōu)異的機(jī)械強(qiáng)度(特別是彎曲彈性模量和拉伸彈性模量)的樹(shù)脂成型體。此外，在圖2中，st表示苯乙烯系樹(shù)脂，rf表示強(qiáng)化纖維，cl表示包覆層，并且ca表示相容劑的層。

特別是，相容劑的層以這樣的狀態(tài)介于包覆層和苯乙烯系樹(shù)脂之間，其中，相容劑的層鍵合到包覆層(因相容劑和特定樹(shù)脂的官能團(tuán)反應(yīng)而共價(jià)鍵合)并與苯乙烯系樹(shù)脂相容。認(rèn)為這種結(jié)構(gòu)是通過(guò)以如下?tīng)顟B(tài)插入相容劑的層而實(shí)現(xiàn)的，其中，相容劑的反應(yīng)性環(huán)狀基團(tuán)與包覆層的特定樹(shù)脂所含的官能團(tuán)(例如，胺殘基)相互反應(yīng)而鍵合，而除了反應(yīng)性環(huán)狀基團(tuán)以外的部分(相容性部分)與苯乙烯系樹(shù)脂相容。

在此，一種用于確認(rèn)相容劑的層介于包覆層和苯乙烯系樹(shù)脂之間的方法如下所述。

采用紅外光譜儀(thermofisherscientificinc.制造，nicolet6700ft-ir)作為分析儀器。例如，在樹(shù)脂組合物(或樹(shù)脂成型體)包含abs樹(shù)脂(以下稱為abs)作為苯乙烯系樹(shù)脂、pa66作為聚酰胺、以及馬來(lái)酸酐改性的聚苯乙烯(以下稱為ma-ps)作為改性聚苯乙烯的情況中，通過(guò)kbr壓片法，獲得其混合物、pc和pa66的混合物、pc和ma-ps的混合物、以及作為參照物的pc單物質(zhì)、pa66單物質(zhì)、以及ma-pst單物質(zhì)的ir光譜，對(duì)源自混合物中的酸酐(ma-pst的特征峰)的1870cm^-1至1680cm^-1波數(shù)范圍內(nèi)的峰面積進(jìn)行比較分析。確認(rèn)pc、pa66和ma-ps的混合物中酸酐的峰面積減小了，ma-ps與pa66相互發(fā)生了反應(yīng)。以這種方式，可確認(rèn)相容劑的層(結(jié)合層)介于包覆層和苯乙烯系樹(shù)脂之間。具體而言，如果ma-ps和pa66相互反應(yīng)，則ma-ps的環(huán)狀馬來(lái)酸化部分(環(huán)狀馬來(lái)酸化部分)發(fā)生開(kāi)環(huán)而化學(xué)鍵合到pa66的胺殘基，因此，環(huán)狀馬來(lái)酸化部分減少。這樣，就可確認(rèn)相容劑的層(結(jié)合層)介于包覆層和苯乙烯系樹(shù)脂之間。

以下，將對(duì)根據(jù)示例性實(shí)施方案的樹(shù)脂組合物的各組分進(jìn)行詳細(xì)描述。

苯乙烯系樹(shù)脂

苯乙烯系樹(shù)脂是樹(shù)脂組合物的基材，并且指的是由強(qiáng)化纖維強(qiáng)化的樹(shù)脂組分(也稱為基質(zhì)樹(shù)脂)。

苯乙烯系樹(shù)脂是是至少由苯乙烯系單體聚合而成的樹(shù)脂，對(duì)其沒(méi)有特別的限制。苯乙烯系樹(shù)脂例如可以為苯乙烯系單體的均聚物或苯乙烯系單體與除苯乙烯以外的乙烯基單體的共聚物。

在苯乙烯系樹(shù)脂為共聚物的情況中，苯乙烯系單體在構(gòu)成苯乙烯系樹(shù)脂的全部單體中所占的比例優(yōu)選為0.01重量％至30重量％，更優(yōu)選為0.1重量％至20重量％。

苯乙烯系單體為具有苯乙烯骨架的單體。苯乙烯系單體的具體例子包括苯乙烯、烷基取代的苯乙烯(例如，α-甲基苯乙烯、乙烯基萘、2-甲基苯乙烯、3-甲基苯乙烯、4-甲基苯乙烯、2-乙基苯乙烯、3-乙基苯乙烯、4-乙基苯乙烯等)、鹵素取代的苯乙烯(例如，2-氯苯乙烯、3-氯苯乙烯、4-氯苯乙烯等)、乙烯基萘、羥基苯乙烯以及二乙烯基苯。

除苯乙烯系單體以外的乙烯基單體的例子包括(甲基)丙烯酸系單體、(甲基)丙烯腈、乙烯基甲苯、乙烯基咔唑、乙烯基萘、乙烯基蒽以及1,1-二苯乙烯。

在此，(甲基)丙烯酸系單體的例子包括丙烯酸、甲基丙烯酸以及它們的烷基酯。丙烯酸烷基酯和甲基丙烯酸烷基酯的例子包括丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸2-乙基己酯以及甲基丙烯酸2-乙基己酯。

苯乙烯系樹(shù)脂的具體例子包括ps樹(shù)脂(苯乙烯均聚物：gpps樹(shù)脂(一般的聚苯乙烯樹(shù)脂)、hips樹(shù)脂(耐沖擊聚苯乙烯)等)、sbr樹(shù)脂(苯乙烯丁二烯橡膠)、abs樹(shù)脂(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物)、aes樹(shù)脂(丙烯腈-乙烯丙烯橡膠-苯乙烯共聚物)、aas樹(shù)脂(丙烯腈-丙烯酸系橡膠-苯乙烯共聚物)、mbs樹(shù)脂(甲基丙烯酸甲酯-丁二烯橡膠-苯乙烯共聚物)、as樹(shù)脂(丙烯腈-苯乙烯共聚物)以及ms樹(shù)脂(甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯共聚物)。

其中，作為苯乙烯系樹(shù)脂，從相容性的角度來(lái)說(shuō)，優(yōu)選ps樹(shù)脂(苯乙烯均聚物：gpps樹(shù)脂(一般的聚苯乙烯樹(shù)脂)、hips樹(shù)脂(耐沖擊聚苯乙烯))、abs樹(shù)脂、以及aes樹(shù)脂，更優(yōu)選abs樹(shù)脂。

可以單獨(dú)使用一種苯乙烯系樹(shù)脂，或者可將其兩種或更多種組合使用。

對(duì)苯乙烯系樹(shù)脂的分子量沒(méi)有特別的限制，可根據(jù)成型條件或樹(shù)脂成型體的用途來(lái)確定其分子量。例如，苯乙烯系樹(shù)脂的重均分子量(mw)優(yōu)選為10,000至300,000，更優(yōu)選為10,000至200,000。

此外，與分子量一樣，對(duì)苯乙烯系樹(shù)脂的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(tg)或熔點(diǎn)(tm)也沒(méi)有特別的限制，可根據(jù)樹(shù)脂的類型、成型條件或樹(shù)脂成型體的用途來(lái)確定其tg或tm。例如，苯乙烯系樹(shù)脂的熔點(diǎn)(tm)優(yōu)選在100℃至300℃的范圍內(nèi)，更優(yōu)選在150℃至250℃的范圍內(nèi)。

此外，重均分子量(mw)和熔點(diǎn)(tm)表示通過(guò)如下方式測(cè)定的值。

即，重均分子量(mw)是通過(guò)gpc(凝膠滲透色譜)在以下條件下測(cè)定的。采用高溫gpc系統(tǒng)“hlc-8321gpc/ht”作為gpc裝置，并采用鄰二氯苯作為洗脫液。首先，在高溫下(溫度為140℃至150℃)，將聚烯烴溶解于鄰二氯苯中并過(guò)濾，以得到作為測(cè)量樣品的濾出液。測(cè)定條件如下：樣品濃度為0.5％，流速為0.6ml/min，樣品注入量為10μl，采用ri檢測(cè)器。此外，由10個(gè)“聚苯乙烯標(biāo)準(zhǔn)樣品tsk標(biāo)準(zhǔn)”樣品(tosohcorporation生產(chǎn))生成校正曲線，所述樣品分別為：“a-500”、“f-1”、“f-10”、“f-80”、“f-380”、“a-2500”、“f-4”、“f-40”、“f-128”和“f-700”。

此外，按照jisk7121-1987“塑料轉(zhuǎn)變溫度的測(cè)定方法”中用于獲得熔融溫度的方法中所記載的“熔融峰溫度”，由dsc(差示掃描量熱法)獲得的dsc曲線得到熔點(diǎn)(tm)。

可根據(jù)樹(shù)脂成型體的用途確定作為基材的苯乙烯系樹(shù)脂的含量。相對(duì)于樹(shù)脂組合物的總重量而言，苯乙烯系樹(shù)脂的含量?jī)?yōu)選為5重量％至95重量％，更優(yōu)選為10重量％至95重量％，還更優(yōu)選為20重量％至95重量％。

強(qiáng)化纖維

強(qiáng)化纖維的例子包括適用于樹(shù)脂組合物的公知的強(qiáng)化纖維(例如，碳纖維(也稱為炭纖維)、玻璃纖維、金屬纖維、芳族聚酰胺纖維等)。

其中，優(yōu)選碳纖維和玻璃纖維，從進(jìn)一步改善彎曲彈性模量和拉伸彈性模量的角度來(lái)說(shuō)，碳纖維是更優(yōu)選的。

采用公知的碳纖維作為碳纖維，并且可以采用pan系碳纖維和瀝青系碳纖維中的任一種。

碳纖維可經(jīng)歷公知的表面處理。

如果所述碳纖維為碳纖維，則表面處理的例子包括氧化處理和上漿處理。

此外，對(duì)碳纖維的纖維直徑和纖維長(zhǎng)度沒(méi)有特別的限制，可根據(jù)樹(shù)脂成型體的用途來(lái)選擇其纖維直徑和纖維長(zhǎng)度。

另外，對(duì)碳纖維的形狀沒(méi)有特別的限制，可根據(jù)樹(shù)脂成型體的用途來(lái)選擇其形狀。碳纖維形狀的例子包括由多根單纖維構(gòu)成的纖維束、聚集纖維束以及由二維或三維編織纖維而得到的織物。

可采用市售可得的產(chǎn)品作為碳纖維。

市售可得的pan系碳纖維產(chǎn)品的例子包括torayindustries,inc.生產(chǎn)的“torayca(注冊(cè)商標(biāo))”、tohotenaxco.,ltd生產(chǎn)的“tenax”、以及mitsubishirayonco.,ltd.生產(chǎn)的“pyrofil(注冊(cè)商標(biāo))”。其他市售可得的pan系碳纖維產(chǎn)品的例子包括hexcelcorporation、cytecindustriesincorporated、dowaksa、formosaplasticsgroup、以及sglcarbonse生產(chǎn)的市售可得的產(chǎn)品。

市售可得的瀝青系碳纖維產(chǎn)品的例子包括mitsubishirayonco.,ltd.生產(chǎn)的“dialead(注冊(cè)商標(biāo))”、nippongraphitefiberco.,ltd.生產(chǎn)的“granoc”、以及kurehacorporation生產(chǎn)的“kureca”。其他市售可得的瀝青系碳纖維產(chǎn)品的例子包括osakagaschemicalsco.,ltd.以及cytecindustriesincorporated生產(chǎn)的市售可得的產(chǎn)品。

同時(shí)，對(duì)玻璃纖維沒(méi)有特別的限制，可以采用公知的纖維，例如短纖維和長(zhǎng)纖維。

此外，玻璃纖維可經(jīng)歷公知的表面處理。

作為表面處理用的表面處理劑，從其與聚烯烴的親和性的角度來(lái)說(shuō)，列舉硅烷系偶聯(lián)劑。

此外，對(duì)玻璃纖維的纖維直徑和纖維長(zhǎng)度沒(méi)有特別的限制，可根據(jù)樹(shù)脂成型體的用途來(lái)選擇其纖維直徑和纖維長(zhǎng)度。

另外，對(duì)碳纖維的形狀沒(méi)有特別的限制，可根據(jù)樹(shù)脂成型體的用途來(lái)選擇其形狀。

作為玻璃纖維，可采用市售可得的產(chǎn)品，其例子包括nittobosekico.,ltd.生產(chǎn)的rs240qr-483和re480qb-550。

可以單獨(dú)使用一種強(qiáng)化纖維，或者可將其兩種或更多種組合使用。

相對(duì)于100重量份的基材苯乙烯系樹(shù)脂，強(qiáng)化纖維的含量?jī)?yōu)選為0.1重量份至200重量份，更優(yōu)選為1重量份至180重量份，還更優(yōu)選為5重量份至150重量份。

由于強(qiáng)化纖維的含量相對(duì)于100重量份的苯乙烯系樹(shù)脂為0.1重量份以上，所以樹(shù)脂組合物得到增強(qiáng)，由于強(qiáng)化纖維的含量相對(duì)于100重量份的苯乙烯系樹(shù)脂為200重量份以下，所以在獲得樹(shù)脂成型體時(shí)的可成型性變得合乎要求。

此外，在采用碳纖維作為強(qiáng)化纖維的情況中，碳纖維的含量相對(duì)于強(qiáng)化纖維的總重量?jī)?yōu)選為80重量％以上。

本文以下可將相對(duì)于100重量份的作為基材的苯乙烯系樹(shù)脂而言的含量(重量份)縮寫(xiě)為“phr(份/100份樹(shù)脂)”。

在采用該縮寫(xiě)的情況下，強(qiáng)化纖維的含量為0.1phr至200phr。

相容劑

相容劑是用于提高基材苯乙烯系樹(shù)脂與強(qiáng)化纖維的親和性的樹(shù)脂。此外，在樹(shù)脂組合物包含特定樹(shù)脂的情況中，相容劑是用于提高基材苯乙烯系樹(shù)脂與特定樹(shù)脂之間的親和性的樹(shù)脂。另外，相容劑具有反應(yīng)性環(huán)狀基團(tuán)。

可根據(jù)基材苯乙烯系樹(shù)脂來(lái)確定相容劑。

相容劑具有與基材苯乙烯系樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)相同或相容的結(jié)構(gòu)，優(yōu)選在分子內(nèi)的一部分中包含與特定樹(shù)脂的官能團(tuán)起反應(yīng)的反應(yīng)性環(huán)狀基團(tuán)。

相容劑的例子包括改性聚合物(改性聚苯乙烯、改性苯乙烯(甲基)丙烯酸酯共聚物、改性苯乙烯(甲基)丙烯酸共聚物、改性苯乙烯(甲基)丙烯腈共聚物、改性聚碳酸酯等)，其中引入了改性部位作為反應(yīng)性環(huán)狀基團(tuán)，所述改性部位包括具有噁唑啉結(jié)構(gòu)(噁唑啉基團(tuán)、烷基噁唑啉基團(tuán)等)的基團(tuán)、羧酸酐殘基(馬來(lái)酸酐殘基、富馬酸酐殘基、檸檬酸酐殘基等)、以及馬來(lái)酰亞胺的殘基(馬來(lái)酰亞胺殘基、n-烷基馬來(lái)酰亞胺殘基、n-環(huán)烷基馬來(lái)酰亞胺殘基、n-苯基馬來(lái)酰亞胺殘基等)。

此外，就改性聚合物而言，有如下方法：使包含上述改性部位的化合物與聚合物反應(yīng)以直接與其化學(xué)鍵合的方法，通過(guò)采用包含該改性部位的化合物形成接枝鏈以使該接枝鏈與聚合物鍵合的方法，以及使單體共聚而形成包含該改性部位的化合物和聚合物的方法。

作為優(yōu)選的相容劑，優(yōu)選為選自由噁唑啉改性的聚苯乙烯、馬來(lái)酸酐改性的聚苯乙烯、以及馬來(lái)酰亞胺改性的聚苯乙烯構(gòu)成的組中的至少一種。

噁唑啉改性的聚苯乙烯的例子包括具有噁唑啉結(jié)構(gòu)(2-乙烯基-2-噁唑啉、5-甲基-2-乙烯基-2-噁唑啉、2-乙基-2-乙烯基-2-噁唑啉、2-異丙烯基-2-噁唑啉等)的單體與苯乙烯類(苯乙烯、烷基取代的苯乙烯、鹵素取代的苯乙烯、乙烯基萘、羥基苯乙烯等)的共聚物。

馬來(lái)酸酐改性的聚苯乙烯的例子包括馬來(lái)酸酐與苯乙烯類(苯乙烯、烷基取代的苯乙烯、鹵素取代的苯乙烯、乙烯基萘、羥基苯乙烯等)的共聚物。

馬來(lái)酰亞胺改性的聚苯乙烯的例子包括馬來(lái)酰亞胺(馬來(lái)酰亞胺、n-烷基馬來(lái)酰亞胺、n-環(huán)烷基馬來(lái)酰亞胺、n-苯基馬來(lái)酰亞胺等)與苯乙烯類(苯乙烯、烷基取代的苯乙烯、鹵素取代的苯乙烯、乙烯基萘、羥基苯乙烯等)的共聚物。

可采用市售可得的產(chǎn)品作為相容劑的改性聚合物。

市售可得的噁唑啉改性的聚苯乙烯產(chǎn)品的例子包括nipponshokubaico.,ltd生產(chǎn)的epocros(注冊(cè)商標(biāo))系列(k-2010e、k-2020e、k-2030e、rps-1005)。

市售可得的馬來(lái)酸酐改性的聚苯乙烯產(chǎn)品的例子包括arakawachemicalindustries,ltd.生產(chǎn)的alastair(注冊(cè)商標(biāo))系列。

市售可得的馬來(lái)酰亞胺改性的聚苯乙烯產(chǎn)品的例子包括nipponshokubaico.,ltd.生產(chǎn)的polyimilex(注冊(cè)商標(biāo))系列(psx0371)。

對(duì)相容劑的分子量沒(méi)有特別的限制，從可加工性的角度來(lái)說(shuō)，其分子量?jī)?yōu)選在5,000至100,000的范圍內(nèi)，更優(yōu)選在5,000至80,000的范圍內(nèi)。

相對(duì)于100重量份的基材苯乙烯系樹(shù)脂，相容劑的含量?jī)?yōu)選為0.1重量份至20重量份，更優(yōu)選為0.1重量份至18重量份，還更優(yōu)選為0.1重量份至15重量份。

由于相容劑的含量在上述范圍內(nèi)，所以與基材苯乙烯系樹(shù)脂的親和性提高(在包含特定樹(shù)脂的情況中，與特定樹(shù)脂的親和性提高)，并且彎曲彈性模量和拉伸彈性模量得到改善。

此外，在包含特定樹(shù)脂的情況中，從有效地使基材苯乙烯系樹(shù)脂與特定樹(shù)脂表現(xiàn)出親和性的角度來(lái)說(shuō)，相容劑的含量?jī)?yōu)選為與特定樹(shù)脂的含量成比例(與強(qiáng)化纖維的含量間接成比例)。

相對(duì)于強(qiáng)化纖維的重量，相容劑的含量?jī)?yōu)選為1重量％至15重量％，更優(yōu)選為1重量％至12重量％，還更優(yōu)選為1重量％至10重量％。

如果相容劑的含量相對(duì)于強(qiáng)化纖維的重量為1重量％以上，則容易獲得與強(qiáng)化纖維的親和性(在包含特定樹(shù)脂的情況中，容易獲得與特定樹(shù)脂的親和性)。如果該含量為15重量％以下(特別是10重量％以下)，則可防止殘留未反應(yīng)的官能團(tuán)，所述未反應(yīng)的官能團(tuán)會(huì)導(dǎo)致變色或劣化。

具有不同于苯乙烯系樹(shù)脂的溶解度參數(shù)(sp值)并且包含酰胺鍵和酰亞胺鍵中至少一者的樹(shù)脂(特定樹(shù)脂)

如上文所述，特定樹(shù)脂具有溶解度參數(shù)(sp值)和特定的部分結(jié)構(gòu)，從而能夠圍繞強(qiáng)化纖維而進(jìn)行包覆。

以下將對(duì)該特定樹(shù)脂進(jìn)行詳細(xì)描述。

首先，特定樹(shù)脂是具有不同于基材苯乙烯系樹(shù)脂的溶解度參數(shù)(sp值)的樹(shù)脂。

在此，從特定樹(shù)脂與苯乙烯系樹(shù)脂之間的相容性和排斥力的角度來(lái)說(shuō)，苯乙烯系樹(shù)脂與特定樹(shù)脂的sp值之差優(yōu)選為3以上，更優(yōu)選為3至6。

在此，sp值是通過(guò)fedor的方法計(jì)算得到的值。具體而言，溶解度參數(shù)(sp值)基于例如polym.eng.sci.,vol.14,p.147(1974)，根據(jù)以下等式計(jì)算出sp值。

式：sp值＝√(ev/v)＝√(σδei/σδvi)

(在該式中，ev：蒸發(fā)能(cal/mol)，v：摩爾體積(cm³/mol)，δei：各原子或原子團(tuán)的蒸發(fā)能，δvi：各原子或原子團(tuán)的摩爾體積)

此外，溶解度參數(shù)(sp值)采用(cal/cm³)^1/2作為單位，但是通常省略該單位，將其寫(xiě)成無(wú)量綱的方式。

此外，特定樹(shù)脂的分子內(nèi)包含酰亞胺鍵或酰胺鍵中的至少一者。

由于特定樹(shù)脂包含酰亞胺鍵或酰胺鍵，所以特定樹(shù)脂對(duì)強(qiáng)化纖維表面上存在的極性基團(tuán)表現(xiàn)出親和性。

作為特定樹(shù)脂的具體的類型，列舉在主鏈中包含酰亞胺鍵和酰胺鍵中至少一者的熱塑性樹(shù)脂，該熱塑性樹(shù)脂的具體例子包括聚酰胺(pa)、聚酰亞胺(pi)、聚酰胺酰亞胺(pai)、聚醚酰亞胺(pei)和聚氨基酸。

由于特定樹(shù)脂優(yōu)選與苯乙烯系樹(shù)脂具有低的相容性并具有不同于基材苯乙烯系樹(shù)脂的sp值，所以優(yōu)選采用不同于基材苯乙烯系樹(shù)脂的熱塑性樹(shù)脂。

其中，從進(jìn)一步改善彎曲彈性模量和拉伸彈性模量、以及獲得優(yōu)異的對(duì)強(qiáng)化纖維的密著性的角度來(lái)說(shuō)，聚酰胺(pa)是優(yōu)選的。

在此，通過(guò)諸如界面剪切強(qiáng)度的指標(biāo)來(lái)評(píng)價(jià)所述特定樹(shù)脂和強(qiáng)化纖維之間的密著性。

采用微滴法來(lái)測(cè)定界面剪切強(qiáng)度。在此，采用圖3所示的試驗(yàn)示意圖對(duì)微滴法加以說(shuō)明。

微滴法是這樣一種方法，該方法通過(guò)將液體樹(shù)脂涂布到單纖維f之上，從而將液滴d(也稱為“樹(shù)脂液滴”或“樹(shù)脂球”)附著固定到該液滴d上，然后在箭頭所示的方向上拉出單纖維f，從而評(píng)價(jià)單特定樹(shù)脂和強(qiáng)化纖維二者的界面密著性。

基于該試驗(yàn)，采用下式計(jì)算界面剪切強(qiáng)度(τ)。

在該式中，τ表示界面剪切強(qiáng)度，f表示牽拉負(fù)荷，d表示單纖維的纖維直徑，l表示液滴長(zhǎng)度。

界面剪切強(qiáng)度(τ)的計(jì)算值越高表示強(qiáng)化纖維和特定樹(shù)脂之間的密著性越高，并且其還是這樣的一個(gè)指標(biāo)，表明通過(guò)將強(qiáng)化纖維和具有高值的特定樹(shù)脂組合，從而可以形成具有高彎曲彈性模量和拉伸彈性模量的樹(shù)脂成型體。

聚酰胺的例子包括二羧酸和二胺共縮聚而成的物質(zhì)、內(nèi)酰胺開(kāi)環(huán)縮聚而成的物質(zhì)。

二羧酸的例子包括草酸、己二酸、辛二酸、癸二酸、對(duì)苯二甲酸、間苯二甲酸、1,4-環(huán)己烷二羧酸、丙二酸、琥珀酸、戊二酸、庚二酸、壬二酸以及鄰苯二甲酸。其中，優(yōu)選己二酸和對(duì)苯二甲酸。

二胺的例子包括乙二胺、戊二胺、己二胺、壬二胺、癸二胺、1,4-環(huán)己烷二胺、對(duì)苯二胺、間苯二胺以及間二甲苯二胺，在這些之中，優(yōu)選己二胺。

內(nèi)酰胺的例子包括ε-己內(nèi)酰胺、十一碳內(nèi)酰胺、以及月桂內(nèi)酰胺、在這些之中，優(yōu)選ε-己內(nèi)酰胺。

從與強(qiáng)化纖維的親和性(密著性)以及樹(shù)脂成型體的可成型性的角度來(lái)說(shuō)，聚酰胺優(yōu)選為ε-己內(nèi)酰胺開(kāi)環(huán)縮聚而成的聚酰胺(pa6)、尼龍6.6、尼龍6.10、尼龍1至12、被稱為芳族尼龍的mxd、ht-1m、尼龍6-t、聚氨基三唑、聚苯并咪唑、聚噁二唑、聚酰胺酰亞胺、或哌嗪系聚酰亞胺。其中，優(yōu)選尼龍6.6尼龍。

對(duì)特定樹(shù)脂的分子量沒(méi)有特別的限制，只要特定樹(shù)脂比樹(shù)脂組合物中共存的基材苯乙烯系樹(shù)脂更容易熱熔融即可。例如，如果特定樹(shù)脂為聚酰胺，則重均分子量?jī)?yōu)選在10,000至300,000的范圍內(nèi)，更優(yōu)選在10,000至100,000的范圍內(nèi)。

此外，與分子量的情況相同，對(duì)特定樹(shù)脂的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度或熔融溫度沒(méi)有特別的限制，只要特定樹(shù)脂比樹(shù)脂組合物中共存的基材苯乙烯系樹(shù)脂更容易熱熔融即可。例如，如果特定樹(shù)脂為聚酰胺，則熔點(diǎn)(tm)優(yōu)選在100℃至400℃的范圍內(nèi)，更優(yōu)選在150℃至350℃的范圍內(nèi)。

相對(duì)于100重量份的基材苯乙烯系樹(shù)脂，特定樹(shù)脂的含量?jī)?yōu)選為0.1重量份至20重量份，更優(yōu)選為0.5重量份至20重量份，還更優(yōu)選為1重量份至20重量份。

由于特定樹(shù)脂的含量在上述范圍內(nèi)，所以獲得了與強(qiáng)化纖維的親和性，并且彎曲彈性模量和拉伸彈性模量得到改善。

從有效地表現(xiàn)出對(duì)強(qiáng)化纖維的親和性的角度來(lái)說(shuō)，特定樹(shù)脂的含量?jī)?yōu)選與上述強(qiáng)化纖維的含量成比例。

相對(duì)于強(qiáng)化纖維的重量，特定樹(shù)脂的含量?jī)?yōu)選為1重量％至10重量％，更優(yōu)選為1重量％至9重量％，還更優(yōu)選為1重量％至8重量％。

如果特定樹(shù)脂的含量相對(duì)于強(qiáng)化纖維的重量為1重量％以上，則容易獲得特定樹(shù)脂與強(qiáng)化纖維的親和性，如果特定樹(shù)脂的含量相對(duì)于所述強(qiáng)化纖維的重量為10重量％以下，則樹(shù)脂流動(dòng)性得到改善。

其他組分

除了上述各組分以外，根據(jù)示例性實(shí)施方案的樹(shù)脂組合物還可包含其他組分。

其他組分的例子包括公知的添加劑，例如阻燃劑、阻燃助劑、加熱時(shí)用的下垂(滴落)抑制劑、增塑劑、抗氧化劑、脫模劑、光穩(wěn)定劑、耐候劑、著色劑、顏料、改性劑、抗靜電劑、水解抑制劑、填料、除強(qiáng)化纖維以外的增強(qiáng)劑(滑石、粘土、云母、玻璃片、磨碎的玻璃、玻璃珠、結(jié)晶二氧化硅、氧化鋁、氮化硅、氮化鋁、氮化硼等)。

相對(duì)于100重量份的基材苯乙烯系樹(shù)脂，其他組分的含量?jī)?yōu)選為例如0重量份至10重量份，更優(yōu)選為0重量份至5重量份。在此，“0重量份”表示不包含其他組分的狀態(tài)。

樹(shù)脂組合物的制備方法

通過(guò)將上述各組分熔融捏合從而制備根據(jù)本示例性實(shí)施方案的樹(shù)脂組合物。

在此，采用公知的技術(shù)手段作為熔融捏合的手段，其例子包括雙螺桿擠出機(jī)、亨舍爾混合機(jī)、密煉機(jī)(banburymixer)、單螺桿擠出機(jī)、多螺桿擠出機(jī)、以及共捏合機(jī)。

可根據(jù)構(gòu)成樹(shù)脂組合物的樹(shù)脂組分的熔點(diǎn)來(lái)確定熔融捏合時(shí)的溫度(料筒溫度)。

特別地，優(yōu)選通過(guò)以下制備方法來(lái)獲得根據(jù)示例性實(shí)施方案的樹(shù)脂組合物，該制備方法包括將苯乙烯系樹(shù)脂、強(qiáng)化纖維、特定樹(shù)脂以及相容劑熔融捏合。如果將苯乙烯系樹(shù)脂、強(qiáng)化纖維、特定樹(shù)脂和相容劑一體化地熔融捏合，則容易在強(qiáng)化纖維的外周由特定樹(shù)脂形成厚度薄并且?guī)缀蹙鶆驙顟B(tài)的包覆層，并且彎曲彈性模量和拉伸彈性模量得以提高。

樹(shù)脂成型體

根據(jù)示例性實(shí)施方案的樹(shù)脂成型體包含苯乙烯系樹(shù)脂、強(qiáng)化纖維、具有不同于苯乙烯系樹(shù)脂的溶解度參數(shù)(sp值)并且包含酰胺鍵和酰亞胺鍵中至少一者的樹(shù)脂(特定樹(shù)脂)、以及相容劑。即，根據(jù)示例性實(shí)施方案的樹(shù)脂成型體是由與根據(jù)示例性實(shí)施方案的樹(shù)脂組合物相同的組合物構(gòu)成的。此外，所述具有不同于該苯乙烯系樹(shù)脂的溶解度參數(shù)(sp值)并且包含酰胺鍵和酰亞胺鍵中至少一者的樹(shù)脂形成圍繞所述強(qiáng)化纖維的包覆層，并且所述包覆層的厚度為50nm至700nm。

此外，根據(jù)示例性實(shí)施方案的樹(shù)脂成型體可通過(guò)制備根據(jù)示例性實(shí)施方案的樹(shù)脂組合物并將該樹(shù)脂組合物成型而得到，也可以通過(guò)制備包含除強(qiáng)化纖維以外的組分的組合物并在成型時(shí)將該組合物與強(qiáng)化纖維混合而得到。

作為成型方法，例如可采用注射成型、擠出成型、吹塑成型、熱壓成型、壓延成型、涂布成型、澆鑄成型、浸漬成型、真空成型或傳遞成型等。

從得到高的形狀自由度的角度來(lái)說(shuō)，根據(jù)示例性實(shí)施方案的樹(shù)脂成型體的成型方法優(yōu)選注射成型。

注射成型的料筒溫度例如為180℃至300℃，優(yōu)選為200℃至280℃。注射成型的模具溫度例如為30℃至100℃，優(yōu)選為30℃至60℃。

可采用市售可得的裝置來(lái)進(jìn)行注射成型，所述裝置例如為nisseiplasticindustrialco.,ltd.生產(chǎn)的nex150、nisseiplasticindustrialco.,ltd.生產(chǎn)的nex70000、以及toshibamachineco.,ltd.生產(chǎn)的se50d。

根據(jù)示例性實(shí)施方案的樹(shù)脂成型體可適當(dāng)?shù)貞?yīng)用于諸如電子和電氣設(shè)備、辦公設(shè)施、家用電器、汽車(chē)內(nèi)飾、容器等目的，更具體而言，應(yīng)用于電子和電氣設(shè)備或家用電器的外殼；電子和電氣設(shè)備或家用電器的各種部件；機(jī)動(dòng)車(chē)的內(nèi)部部件；cd-rom或dvd的收納盒；餐具；飲料瓶；餐盤(pán)；包裝材料；薄膜；片材等。

特別地，在根據(jù)示例性實(shí)施方案的樹(shù)脂成型體中，由于采用強(qiáng)化纖維作為所述的強(qiáng)化纖維，所以獲得了具有更優(yōu)異的機(jī)械強(qiáng)度的樹(shù)脂成型體。因此，所述樹(shù)脂成型體適合于用來(lái)替代金屬部件。

實(shí)例

采用以下實(shí)例對(duì)本發(fā)明的示例性實(shí)施方案加以說(shuō)明，但是本發(fā)明的示例性實(shí)施方案不限于這些實(shí)例。

實(shí)施例1-21和比較例1-11

通過(guò)雙螺桿捏合機(jī)(tem58ss，toshibamachineco.,ltd.制造)，將表1-3中所示的組分(表中的數(shù)值表示份數(shù))在200℃的料筒溫度下捏合，得到樹(shù)脂組合物粒料。

采用所得的粒料，通過(guò)注射成型機(jī)(nisseiplasticindustrialco.,ltd.，nex150)在270℃的料筒溫度和50℃的成型溫度下成型得到iso多用途啞鈴形試驗(yàn)片(對(duì)應(yīng)于iso527拉伸試驗(yàn)以及iso178彎曲試驗(yàn))(試驗(yàn)部分厚4mm，寬10mm)和d2試驗(yàn)片(長(zhǎng)60mm，寬60mm，厚2mm)。

評(píng)價(jià)

采用所得的兩種試驗(yàn)片，如下所述進(jìn)行評(píng)價(jià)。

評(píng)價(jià)結(jié)果示于表1-3中。

拉伸彈性模量和伸長(zhǎng)

采用評(píng)價(jià)裝置(shimazucorporation制造，精密萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)autographag-is5kn)，根據(jù)基于iso527的方法對(duì)所得的iso多用途啞鈴形試驗(yàn)片進(jìn)行拉伸彈性模量和伸長(zhǎng)的測(cè)定。

彎曲彈性模量

采用萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)(shimazucorporation制造，autographag-xplus)，根據(jù)基于iso178的方法對(duì)所得的iso多用途啞鈴形試驗(yàn)片進(jìn)行彎曲彈性模量的測(cè)定。

熱變形溫度(hdt)

采用hdt測(cè)定裝置(toyoseikico.,ltd制造，hdt-3)，根據(jù)基于iso178彎曲試驗(yàn)的方法對(duì)所得的iso多用途啞鈴形試驗(yàn)片進(jìn)行1.8mpa負(fù)荷下的熱變形溫度(℃)的測(cè)定。

尺寸變化率

將所得的d2試驗(yàn)片在28℃和31％rh的條件下單獨(dú)放置24小時(shí)，分別測(cè)量試驗(yàn)片在單獨(dú)放置前后在td方向和md方向上的尺寸變化率(％)。

此外，采用測(cè)量顯微鏡(olyumpuscorporation制造，stm6-lm)來(lái)測(cè)定尺寸變化。

包覆層厚度的測(cè)定

采用所得的d2試驗(yàn)片，根據(jù)已知的方法來(lái)測(cè)定包覆層的厚度。此外，在測(cè)量之前，確認(rèn)是否存在包覆層。

此外，表1-3中的材料種類的詳情如下所述。

苯乙烯系樹(shù)脂

·abs樹(shù)脂：丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物，toyolac(注冊(cè)商標(biāo))500-322，torayindustries,inc.生產(chǎn)，sp值＝11

·聚苯乙烯樹(shù)脂：hips(注冊(cè)商標(biāo))，psjapancorporation生產(chǎn)，sp值＝9

碳纖維

·碳纖維(經(jīng)表面處理)：torayca(注冊(cè)商標(biāo))系列t300，torayindustries,inc.生產(chǎn)

·碳纖維(未經(jīng)表面處理)：通過(guò)將torayca浸漬于溶劑中以除去上漿劑而得到的纖維

·玻璃纖維：rs240qr-483，nittobosekico.,ltd.生產(chǎn)，用二氧化硅系表面處理劑進(jìn)行過(guò)表面處理

特定樹(shù)脂

·聚酰胺(pa6)：zytel(注冊(cè)商標(biāo))7331j，dupontkabushikikaisha生產(chǎn)，sp值＝13.6

·聚酰胺(pa66)：101l，dupontkabushikikaisha生產(chǎn)，sp值＝11.6

·聚酰胺(pa6t)：ty-502nz，toyoboco.,ltd.生產(chǎn)，sp值＝13.5

·聚酰胺(pa11)：rilsan(注冊(cè)商標(biāo))pa11，arkemak.k.，sp值＝14

相容劑

·噁唑啉改性的pst：噁唑啉改性的聚苯乙烯(epocros(注冊(cè)商標(biāo))rps1005，nipponshokubaico.,ltd.生產(chǎn)，乙烯基噁唑啉-苯乙烯共聚物)

·馬來(lái)酸酐改性的pst：馬來(lái)酸酐改性的聚苯乙烯(alastair(注冊(cè)商標(biāo))700，arakawachemicalindustries,ltd.生產(chǎn)，馬來(lái)酸酐-苯乙烯共聚物)

·馬來(lái)酰亞胺改性的pst：馬來(lái)酰亞胺改性的聚苯乙烯(polyimilex(注冊(cè)商標(biāo))psx0371，nipponshokubaico.,ltd.生產(chǎn)，n-苯基馬來(lái)酰亞胺-苯乙烯共聚物)

由以上結(jié)果可以理解，與比較例相比，在實(shí)施例中得到了兼具優(yōu)異的彎曲彈性模量和拉伸彈性模量的成型體。

此外，通過(guò)sem(掃描電子顯微鏡)觀察實(shí)施例1-20的包覆層，結(jié)果確認(rèn)，在碳纖維的外周以幾乎均勻狀態(tài)形成了包覆層，并且在所有的測(cè)量點(diǎn)，厚度均在50nm至700nm的范圍內(nèi)。在實(shí)施例21和比較例11中，確認(rèn)存在包覆層，但是觀察到厚度在50nm至700nm的范圍之外。

此外，根據(jù)已知的方法對(duì)實(shí)施例(例如實(shí)施例5等)制備的成型體進(jìn)行分析，結(jié)果確認(rèn)，所用相容劑的層(噁唑啉改性的聚苯乙烯層、馬來(lái)酸酐改性的聚苯乙烯層、以及馬來(lái)酰亞胺改性的聚苯乙烯層)介于包覆層和苯乙烯系樹(shù)脂之間(相容劑的層形成于包覆層的表面。