專(zhuān)利名稱(chēng)：：具有增強(qiáng)性能的金屬聚合物復(fù)合材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及具有增強(qiáng)性能的金屬聚合物復(fù)合材料。在所述復(fù)合材料中，所述新性能通過(guò)組分新的相互作用而增強(qiáng)。所述金屬聚合物復(fù)合材料不是筒單的混合物，而是由分散的金屬如金屬顆粒和聚合物材料的獨(dú)特組合獲得優(yōu)異的機(jī)械、電學(xué)和其它性能，其中所述獨(dú)特組合通過(guò)共混組合的聚合物和金屬材料來(lái)優(yōu)化復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)和特性以獲得真復(fù)合材料性能。
背景技術(shù)：
：已經(jīng)將大量注意力集中在創(chuàng)造具有獨(dú)特性能的復(fù)合材料上。包括在此類(lèi)材料中的是具有改進(jìn)性能的高密度材料。例如，鉛常用在需要高密度材料的應(yīng)用中。高密度材料的應(yīng)用包括滑膛槍彈丸、其它彈道射彈、釣餌、釣墜、車(chē)輪平衡塊(weight)和其它高密度應(yīng)用。由于鉛的耐a、p和Y輻射、EMI和可毛艮性，因此鉛還用在需要除了密度之外的其它性能的應(yīng)用中，包括用在輻射屏蔽中。鉛制壓配式釣墜允許^使用者輕;f^地將釣墜捏在釣線上而無(wú)需工具或無(wú)大困難。在滑膛槍彈丸或其它彈道射彈的情況下，鉛提供所需要的密度、穿透力和可逸艮性以獲得良好的精準(zhǔn)度和最小的槍管磨損。鉛已經(jīng)是狩獵和軍事應(yīng)用上的主要選擇。眾所周知，鉛在彈丸和射彈的終端用途上存在有毒的缺點(diǎn)。由于湖中鉛濃度增加且導(dǎo)致自然種群死亡，美國(guó)和其它地方的許多司法管轄區(qū)域已經(jīng)認(rèn)真考慮了禁止銷(xiāo)售和使用鉛彈和鉛墜。同樣用于射彈的貧鈾存在可加工性、毒性和輻射問(wèn)題。多年來(lái)，一般通過(guò)將兩種不相似的材料組合以得到來(lái)自二者的有利性能來(lái)制備復(fù)合材料。真復(fù)合材料是獨(dú)特的，因?yàn)椴牧系南嗷プ饔锰峁﹥煞N組分的最佳性能。許多種復(fù)合材料是已知的并且不是簡(jiǎn)單的混合物。通常，現(xiàn)有技術(shù)認(rèn)為以一定比例組合某些類(lèi)型的金屬形成的合金提供金屬/金屬合金材料的獨(dú)特性能。已經(jīng)制得的金屬/陶瓷復(fù)合材料一般包括組合金屬粉末或纖維與可燒結(jié)成金屬/陶瓷復(fù)合材料的粘土材料。通常組合熱塑性或熱固性聚合物相與增強(qiáng)粉末或纖維，產(chǎn)生一定范圍的被填充材料，在恰當(dāng)條件下可以形成真聚合物復(fù)合材料。具有作為填料的添加劑的填充聚合物不能表現(xiàn)出復(fù)合材料性能。填料通常包含用于聚合物體系的作為顏料或增充劑的無(wú)機(jī)材料。通常制得多種纖維增強(qiáng)復(fù)合材料以獲得改善獨(dú)特復(fù)合材料中聚合物的機(jī)械性能的纖維增強(qiáng)性能。填充聚合物材料的一個(gè)子類(lèi)是其中金屬材料、金屬顆?；蚶w維分散在聚合物中的金屬聚合物混合物。大多數(shù)此類(lèi)材料是混合物而不是真復(fù)合材料?；旌衔锿ǔ？扇菀椎胤蛛x為組分并表現(xiàn)出組分的性能。真復(fù)合材料抗拒分離并表現(xiàn)出輸入材料的增強(qiáng)性能。真復(fù)合材料不表現(xiàn)出各個(gè)組分的性能。Tarlow的美國(guó)專(zhuān)利No.3,895,143教導(dǎo)了一種包含彈性體膠乳的板材，所述彈性體膠乳包括分散的無(wú)機(jī)纖維和金屬顆粒。Bruner等人的美國(guó)專(zhuān)利No.2,748,099教導(dǎo)了一種含有銅、鋁或石墨的尼龍材料，所述銅、鋁或石墨用于改變材料的熱或電性能而不是混合物密度。Sandbank等人的美國(guó)專(zhuān)利No.5,548,125教導(dǎo)了一種包含柔性聚合物的衣物制品，所述聚合物含有相對(duì)小體積百分?jǐn)?shù)的鴒，以用于獲得輻射屏蔽。Belanger等人的美國(guó)專(zhuān)利No.5,237,930公開(kāi)了含有銅粉和通常為尼龍材料的熱塑性材料的練習(xí)彈。EpsonCorporation的JP63-273664A公開(kāi)了一種含有金屬硅酸鹽纖維、密織晶須和其它材料的聚酰胺，作為含金屬的復(fù)合材料。最后，Bray等人的美國(guó)專(zhuān)利No.6，048，379和6,517,774公開(kāi)了生產(chǎn)鎢聚合物復(fù)合材料的嘗試。該專(zhuān)利公開(kāi)了將聚合物和粒徑小于10微米的鴒粉末以及任選的第二雙峰聚合物或金屬纖維組合為復(fù)合材料，以制成高密度材料。雖然關(guān)于復(fù)合材料已開(kāi)展了大量的工作，但尚未獲得密度遠(yuǎn)大于10g/cm3的金屬?gòu)?fù)合材料，其中密度是表明復(fù)合材料性能的單一量度。增大這些材料的密度將向復(fù)合材料中引入獨(dú)特的機(jī)械性能，當(dāng)使用時(shí)，得到在較低密度復(fù)合材料中不存在的性能。需要具有高密度、低毒性和在電/磁性能、可延展性、注射成型能力和粘彈性方面具有改進(jìn)性能的材料
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明涉及一種相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)材料具有改進(jìn)性能的金屬聚合物復(fù)合材料。通過(guò)選擇金屬粒徑分布、聚合物和加工條件，本發(fā)明的材料通過(guò)使復(fù)合材料中聚合物填充的排除體積最小化而得到改進(jìn)的密度或其它性能。所得復(fù)合材料在密度、降低的毒性、改進(jìn)的可延展性、改進(jìn)的韌性、改進(jìn)的粘彈性(如拉伸模量、儲(chǔ)能模量、彈性-塑性變形等)、電/磁性能和機(jī)器制模性能方面優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)復(fù)合材料。我們已發(fā)現(xiàn)，密度和以伸長(zhǎng)率衡量的聚合物粘彈性是本技術(shù)中真復(fù)合材料的有用性能和有用的預(yù)測(cè)參數(shù)。在產(chǎn)生有用的增強(qiáng)性能時(shí)，所選粒徑和分布的堆積以及顆?；蚧旌系慕饘兕w粒的選擇將得到增強(qiáng)的性能。這樣得到的密度可用作其它有用性能增強(qiáng)的預(yù)測(cè)因素。還包含界面改性劑的復(fù)合材料的選的復(fù)合材料可以與一種或更多種具有給定分子量分布的聚合物和一種或更多種具有給定分布的金屬顆粒組合以得到獨(dú)特的復(fù)合材料。所述材料在密度、降低的毒性、改進(jìn)的可延展性、改進(jìn)的韌性、改進(jìn)的粘彈性和機(jī)器制模性能方面可優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)復(fù)合材料。我們已制備了真復(fù)合材料并可獲得粘彈性。我們已通過(guò)使用界面改性劑改善顆粒與聚合物的結(jié)合而制備了復(fù)合材料。我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)本發(fā)明的復(fù)合材料可以通過(guò)仔細(xì)共混組合物而得到設(shè)計(jì)水平的密度、機(jī)械性能或電/磁性能。新粘彈性能使該材料可用于多種不由復(fù)合材料執(zhí)行的用途以及提供容易制造并成型為有用形狀的材料。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，選擇具有特定粒徑和粒徑分布的所選金屬顆粒與具有一定分子量分布的聚合物形成改進(jìn)的復(fù)合材料。該顆?？删哂邢薅ǖ膱A形度，其促進(jìn)最大的性能發(fā)展。在該體系中，金屬顆粒與氟聚合物的復(fù)合材料實(shí)現(xiàn)所述性能。在另一個(gè)實(shí)施方案中，使用界面改性劑以確保金屬顆粒和聚合物的比例獲得填充聚合物的最小排除體積、最大顆粒堆積密度、使聚合物復(fù)合材料性能最大化并獲得材料的最大利用。本發(fā)明的高密度材料可含有顏料或其它改進(jìn)材料視覺(jué)外觀的成分?；旌系慕饘兕w粒、雙金屬(例如wc)或合金金屬?gòu)?fù)合材料可用于調(diào)節(jié)用于特定用途的性能。這些性能包括但不限于密度、熱性能如導(dǎo)熱性、磁性能、電性能如導(dǎo)電性、顏色等。這些材料和材料的組合可用作固態(tài)電化學(xué)結(jié)構(gòu)(例如電池)和半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)。優(yōu)選的較高密度的金屬聚合物材料也可與一種或更多種聚合物以及一種或更多種金屬顆粒組合以得到獨(dú)特的復(fù)合材料。第二金屬可與高密度金屬組合。復(fù)合材料可包含金屬和聚合物的多種不同的組合。金屬顆?？珊袃煞N不同金屬的金屬顆粒，每種金屬都具有相對(duì)高的密度。在另一實(shí)施方案中，金屬顆?？砂呙芏冉饘兕w粒和第二金屬。本公開(kāi)的其它有用的金屬涉及在復(fù)合材料中本身不能得到大于10的密度但是可以在整體上為復(fù)合材料提供有用特性的金屬。該特性可包括電性能、磁性能、包括導(dǎo)熱性的物理性質(zhì)、聲屏蔽等。該第二金屬的實(shí)例包括但不限于鐵、銅、鎳、鈷、鉍、錫、鎘和鋅。本發(fā)明的材料允許i殳計(jì)工程師擁有調(diào)整復(fù)合材料以適合最終用途的靈活性，并且除非需要，避免使用有毒的或放射性材料。鉛或貧鈾在其典型應(yīng)用中不再需要，因?yàn)榭墒褂帽景l(fā)明的致密復(fù)合材料。在需要對(duì)毒性或輻射水平進(jìn)行一些調(diào)整的其它應(yīng)用中，本發(fā)明的復(fù)合材料可成功地以設(shè)計(jì)成為材料所需性能的方式使用。簡(jiǎn)言之，利用本發(fā)明的技術(shù)，本發(fā)明的金屬聚合物復(fù)合材料可提供增強(qiáng)的聚合物復(fù)合材料性能。一種重要的材料包含密度大于10g/cm3或以上、典型地大于11.7g/cm3、大于12.5g/cm3或大于16.0g/cm3的復(fù)合材料。所述復(fù)合材料包含高密度金屬顆粒、聚合物和任選的界面改性劑材料。本發(fā)明的組合物還可含有含量至少約0.01-5重量％的其它添加劑如可視指示劑、熒光標(biāo)記物、染料或顏料。本發(fā)明的復(fù)合材料包含在復(fù)合材料中的約85-99.5重量％的金屬(47-卯體積％的金屬)、0.5-15重量％的聚合物(10-53體積％的聚合物)。在本公開(kāi)中，我們依靠密度作為一個(gè)可以在復(fù)合材料中調(diào)節(jié)的重要特性，但其它有用特性也可以設(shè)計(jì)進(jìn)入復(fù)合材料中。密度提高的金屬聚合物復(fù)合材料可通過(guò)以下方式制備形成復(fù)合材料，其中以顆粒最高可能堆積或振實(shí)密度獲得金屬顆粒且聚合物相基本僅完全占據(jù)所述顆粒的最小化排除體積。采用金屬顆粒、堆積所述顆粒并將所述顆粒與恰好足夠的聚合物組合，使得只有顆粒的排除體積被填充，從而可以優(yōu)化復(fù)合材料的高密度。選擇金屬絕對(duì)密度大于約13、通常大于16g/cm3的金屬，其與選擇用于形成復(fù)合材料和提高密度的聚合物組合。由于金屬顆粒和聚合物組分密度增大，故復(fù)合材料密度增大。最終的復(fù)合材料密度在很大程度上受復(fù)合材料中金屬顆粒的堆積效率以及用高密度聚合物材料填充致密堆積顆粒的未占空隙的相關(guān)效率控制。我們已發(fā)現(xiàn)，所述堆積效率和填充效率可通過(guò)仔細(xì)選擇顆粒形狀、粒徑和粒徑分布得到改善。所述顆粒應(yīng)大于10微米(粒徑大于約10微米是指小部分的顆粒小于10微米，實(shí)際上，少于10重量％、通常少于5重量％的顆粒小于IO微米)。金屬的粒徑分布應(yīng)該寬，通常包括約IO到1000微米的顆粒。顆粒分布應(yīng)含至少一些(至少5重量％)約10到70微米的顆粒，所述顆粒也應(yīng)含至少一些(至少5重量％)大于70、約70到250微米的顆粒，任選所述顆?？珊恍?至少5重量％)約250到500微米的顆粒并可含一些在500+微米范圍的顆粒。該分布可為正態(tài)、高斯、對(duì)數(shù)正態(tài)或非對(duì)稱(chēng)正態(tài)分布，但必須包括所需的粒徑范圍。真復(fù)合材料通過(guò)仔細(xì)加工組合的聚合物和聚合物顆粒直至性能得到發(fā)展并且密度達(dá)到一定水平而得到，表明使用促進(jìn)復(fù)合材料形成的界面改性劑導(dǎo)致增強(qiáng)的性能發(fā)展和高密度。復(fù)合材料不只是簡(jiǎn)單混合物。復(fù)合材料被限定為兩種或更多種物質(zhì)以各種組成百分比相互摻雜的組合物，其中各組分保持其基本原始性能。單獨(dú)材料的受控組合得到優(yōu)于其組分的性能。在簡(jiǎn)單混合物中，混合材料幾乎沒(méi)有相互作用并且?guī)缀鯖](méi)有性能增強(qiáng)。選擇材料之一以提高剛度、強(qiáng)度或密度。原子和分子可通過(guò)大量機(jī)理與其它原子或分子成鍵。這樣的鍵可發(fā)生在原子或分子表面的電子云間，包括分子-分子相互作用、原子-分子相互作用和原子-原子相互作用。每一種成鍵機(jī)理涉及原子中心之間的特征力和尺寸，甚至在分子相互作用中也是如此。該鍵合力的重要方面是強(qiáng)度，鍵合強(qiáng)度隨距離和方向的變化。該鍵合中的主要的力包括離子鍵、共價(jià)鍵和范德華(VDW)型鍵合。離子半徑和離子鍵發(fā)生在離子型物質(zhì)如Na+Cr、Li+F沖。這類(lèi)離子型物質(zhì)在原子中心間形成離子鍵。這類(lèi)鍵是牢固的，通常基本上大于100KJ/mo1，常大于250KJ/mo1。此外，離子半徑的原子間距離傾向于很小并約為l-3A。共價(jià)鍵由環(huán)繞原子的電子云的重疊產(chǎn)生，在原子中心之間形成直接共價(jià)鍵。共價(jià)鍵強(qiáng)度相當(dāng)大，大致與離子鍵相當(dāng)并傾向于具有稍微更小的原子間距離。多種類(lèi)型的范德華力不同于共價(jià)鍵和離子鍵。這些范德華力傾向于為分子間力，而不是原子中心之間的力。范德華力通常分為三種類(lèi)型的力，包括偶極-偶極力、色散力和氫鍵。偶極-偶極力是由于分子上的電荷量或分布暫時(shí)或永久變化所引起的一種范德華力?；瘜W(xué)力和相互作用總結(jié)<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>a由于VDW倫敦力隨尺寸增加而增大且對(duì)分子尺寸沒(méi)有限制，故這些力可變得相當(dāng)大。但一般來(lái)說(shuō)它們非常弱。偶極結(jié)構(gòu)由分子上的電荷分離而產(chǎn)生，產(chǎn)生整體或部分正電端和整體或部分負(fù)電相對(duì)端。該力由分子的負(fù)電和正電區(qū)域之間的靜電相互作用所引起。氫鍵是氫原子和分子中的電負(fù)性區(qū)域之間的偶極-偶極相互作用，所述電負(fù)性區(qū)域通常包括氧、氟、氮或其它相對(duì)電負(fù)性(相對(duì)于H)的部位。這些原子獲得引起與帶正電荷的氫原子的偶極-偶極相互作用的偶極負(fù)電荷。色散力是存在于基本非極性的不帶電分子之間的范德華力。雖然該力發(fā)生在非極性分子中，但是該力是由于分子內(nèi)電子運(yùn)動(dòng)所引起。由于電子云內(nèi)的快速運(yùn)動(dòng)，因此當(dāng)電子運(yùn)動(dòng)引起分子極化中的暫時(shí)變化時(shí)，非極性分子獲得雖然小但有意義的瞬時(shí)電荷。這些微小的電荷波動(dòng)引起范德華力的色散部分。由于偶極或分子極化波動(dòng)的特性，使得這樣的VDW力傾向于鍵強(qiáng)度較小，通常為50KJ/mol或以下。此外，該力變成吸引力的范圍也實(shí)質(zhì)上大于離子鍵或共價(jià)鍵，并且傾向于為約3-10A。本發(fā)明的范德華復(fù)合材料中，我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)金屬顆粒、金屬組分的不同粒徑、顆粒和聚合物之間的相互作用的改進(jìn)的獨(dú)特組合，導(dǎo)致產(chǎn)生獨(dú)特的范德華鍵。范德華力產(chǎn)生在顆粒中的金屬原子/晶體之間，并通過(guò)金屬/聚合物復(fù)合材料中的粒徑、聚合物和界面改性劑的組合而產(chǎn)生。過(guò)去，表征為"復(fù)合材料"的材料僅僅包含填充有顆粒填料之間幾乎沒(méi)有或沒(méi)有范德華相互作用的顆粒的聚合物。在本發(fā)明中，所選擇的粒徑分布和界面改性的聚合物之間的相互作用使得顆粒能夠獲得產(chǎn)生實(shí)質(zhì)上的范德華鍵強(qiáng)度的分子間距離。幾乎沒(méi)有粘彈性的現(xiàn)有技術(shù)材料沒(méi)有獲得真復(fù)合材料結(jié)構(gòu)。這引導(dǎo)我們推導(dǎo)出在現(xiàn)有技術(shù)中沒(méi)有獲得該分子間距離。在以上討論中，可以使用術(shù)語(yǔ)"分子"來(lái)指代金屬顆粒、包含金屬晶體或無(wú)定形金屬聚集體的顆粒、其它分子或原子單元或者金屬或金屬混合物的亞單元。在本發(fā)明的復(fù)合材料中，范德華力發(fā)生在以晶體或其它金屬原子聚集體形式作為"分子"起作用的金屬原子集合之間。本發(fā)明的復(fù)合材料的特征在于復(fù)合材料具有金屬顆粒之間的分子間力，所述分子間力在范德華強(qiáng)度的范圍內(nèi)，即約5到約30KJ/mo1并且鍵尺寸為3-10A。本發(fā)明的復(fù)合材料包含金屬顆粒和聚合物，其中所述金屬顆粒具有一定的粒徑范圍，使得約至少5重量％的顆粒為約10-70微米并且約至少5重量％的顆粒為約70-250微米，在復(fù)合材料的相鄰顆粒的分子之間具有小于約4kJ/mo1的范德華色散鍵強(qiáng)度和1.4-1.9A的鍵尺寸，或者小于約2kJ/mo1的強(qiáng)度和約1.5-1.8A的范德華鍵尺寸。在復(fù)合材料中，增強(qiáng)劑的強(qiáng)度和剛度通常比基體高得多，并將其良好的性能賦予復(fù)合材料?；w以有序的高密度模式包容增強(qiáng)劑。因?yàn)樵鰪?qiáng)劑通常是不連續(xù)的，因此基體還有助于轉(zhuǎn)移增強(qiáng)劑間的負(fù)荷。加工可有助于混合和填充金屬增強(qiáng)劑。為了幫助混合，界面改性劑可幫助克服阻止基體形成基本連續(xù)的復(fù)合材料相的力。復(fù)合材料的性能由通過(guò)利用仔細(xì)加工和制造所得到的緊密結(jié)合而產(chǎn)生。我們認(rèn)為界面改性劑是在顆粒上提供外部涂層以促進(jìn)聚合物和顆粒的緊密結(jié)合的有機(jī)材料?？墒褂米钌倭康母男詣?，包括約0.005-3重量％或約0.02-2重量％。就本公開(kāi)而言，術(shù)語(yǔ)"金屬"涉及氧化態(tài)金屬，所述氧化態(tài)約為O,至多25重量％或約0.001-10重量％作為氧化物或者金屬或非金屬雜質(zhì)，不與離子、共價(jià)或螯合(配位)劑結(jié)合。就本發(fā)明而言，術(shù)語(yǔ)"顆粒"通常指制成產(chǎn)品的材料，該產(chǎn)品的粒徑大于10微米且具有的粒徑分布包含至少一些10-100微米和100-4000微米的顆粒。在堆積狀態(tài)中，該顆粒具有約13-61體積％或約40-60體積％的排除體積。本發(fā)明中，在具有不同化學(xué)和物理特性的金屬共混物中，顆?？砂瑑煞N、三種或更多種顆豐立源。通常，本發(fā)明的復(fù)合材料利用熔融加工來(lái)制造，還可以利用熔融加工而用于產(chǎn)品成形。通常，在本發(fā)明高密度材料的制造中，將約40-96體積％、常常為50-95體積％或80-95體積％的金屬顆粒在熱和溫度條件下與約4-60體積％、常常為5-50體積％或5-20體積％的典型熱塑性聚合物材料組合，加工直至材料獲得的密度大于IOg/cm3、11g/cm3、優(yōu)選大于12g/cm3、更優(yōu)選大于16g/cm3，表明真復(fù)合材料形成。典型的伸長(zhǎng)率為至少5%、至少約10%和常常為5-250%。作為選擇，在材料的制造中，金屬或熱塑性聚合物可與界面改性劑共混，隨后該改性的材料可熔融加工成所述材料。一旦材料獲得足夠的密度，就可用常規(guī)加工技術(shù)將材料擠出成產(chǎn)品或擠出成粒料、碎片、圓片或其它易于加工的材料形式的原材料。在利用本發(fā)明的復(fù)合材料制造有用的產(chǎn)品時(shí)，通?？梢栽跀D出設(shè)備中對(duì)適量獲得的復(fù)合材料進(jìn)行加熱和加壓，隨后在合適的物理構(gòu)型中形成為具有恰當(dāng)量材料的合適形狀。在合適的產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，在復(fù)合材料制造或產(chǎn)品制造過(guò)程中，可以將顏料或其它染色材料加入到加工設(shè)備中。該材料的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于可以同時(shí)加工無(wú)機(jī)染料或顏料，從而得到無(wú)需進(jìn)行外部上漆或涂覆就可獲得有吸引力或裝飾性外觀的材料。顏料可包括在聚合物共混物中，可均勻地分布在整個(gè)材料中并且可以得到不會(huì)碎裂、擦傷或損失其裝飾性外觀的表面。一種特別重要的顏料包括二氧化鈦(Ti02)。該材料亳無(wú)毒性，為亮白色顆粒，可容易地與金屬顆粒和/或聚合物復(fù)合材料組合，以增加復(fù)合材料的密度并為最終復(fù)合材料提供白色色調(diào)。我們還發(fā)現(xiàn)兩種、三種或更多種顆粒形式的金屬的摻混物可以從聚合物復(fù)合材料結(jié)構(gòu)中的摻混金屬獲得重要的復(fù)合材料性能。例如，鎢復(fù)合物或其它高密度金屬顆粒可與為相對(duì)穩(wěn)定的無(wú)毒鴒材料提供包括低度的a、p或Y粒子形式的輻射、所期望的低度細(xì)胞毒性、外觀改變或其它有利性能在內(nèi)的附加性能的第二金屬共混。雙金屬?gòu)?fù)合材料的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)可通過(guò)仔細(xì)選擇產(chǎn)生對(duì)于特定最終用途適合的密度的比例而得到。例如，可以與例如氟聚合物或氟聚合物生產(chǎn)具有11g/cmS到12.2g/cm3的理論密度的鉭/鎢復(fù)合材料。作為選擇，對(duì)于其它應(yīng)用，可以與氟聚合物生產(chǎn)可具有約12g/ci^到約13.2g/cm3密度的銥鴒復(fù)合材料。各種此類(lèi)復(fù)合材料均可具有獨(dú)特或特殊的性能。這些復(fù)合材料的加工方法和材料具有獨(dú)特的能力和性能，使得該復(fù)合材料用作由于熔點(diǎn)和其它加工困難不利用本發(fā)明方法就不能制成合金的兩種不同金屬的合金復(fù)合材料。圖l是由本發(fā)明材料制成的模制品或擠出制品。該圖為可用本文中所描述的各種方法制得的結(jié)構(gòu)的一個(gè)實(shí)例。支架為由本發(fā)明的金屬聚合物復(fù)合材料獲得實(shí)用性的具有柔性結(jié)構(gòu)的制品的一個(gè)實(shí)例。圖2A和2B為本發(fā)明的擠出制品的橫截面。圖3A和3B為包括本發(fā)明復(fù)合材料的搭鎖式或模塑釣墜的釣鉤的兩種形態(tài)。圖4A和4B為本發(fā)明的汽車(chē)或卡車(chē)充氣輪胎的車(chē)輪平衡塊的兩種形態(tài)。圖5-11給出顯示本發(fā)明的粘彈性以及所述技術(shù)形成材料所需性質(zhì)的適應(yīng)性的數(shù)據(jù)。具體實(shí)施方式本發(fā)明涉及一種相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)材料具有增強(qiáng)或改進(jìn)的性能的改進(jìn)金屬聚合物復(fù)合材料?？墒箚我唤饘俸突旌系慕饘?gòu)?fù)合材料適合新性能，包括密度、顏色、磁性、導(dǎo)熱性、導(dǎo)電性和其它物理性能。還包括界面改性劑的復(fù)合材料的使用說(shuō)明材料性能利用的改進(jìn)和性能的改進(jìn)。優(yōu)選的復(fù)合材料可與具有給定分子量分布的一種或更多種聚合物和具有給定分布的一種或更多種金屬顆粒組合而得到獨(dú)特的復(fù)合材料。本發(fā)明涉及一類(lèi)復(fù)合材料，其特征在于具有優(yōu)于鉛的密度和可延展性但不具有鉛和其它高密度材料的固有毒性。該材料可用于需要高密度、可延展性、韌性、可成形性和粘彈性的應(yīng)用中。本發(fā)明尤其是提供高密度材料，該高密度材料包含高密度金屬顆粒如鎢、聚合物相和任選的界面改性劑，所述界面改性劑允許聚合物與金屬顆粒相互作用以形成具有所需特性和性能程度的復(fù)合材料并達(dá)到最大可能密度。該材料獲得在包括密度、儲(chǔ)能模量、顏色、磁性、導(dǎo)熱性、導(dǎo)電性和其它物理性能改進(jìn)方面超過(guò)現(xiàn)有技術(shù)材料的物理性能，并且除非在特定應(yīng)用中需要，否則沒(méi)有鉛或貧鈾的分別的毒性或殘留輻射特征。本發(fā)明的材料允許設(shè)計(jì)工程師擁有調(diào)整復(fù)合材料以適合最終用途的靈活性并避免使用有毒或放射性材料，除非需要。在其典型應(yīng)用中不再需要鉛或貧鈾。本發(fā)明的復(fù)合材料組合金屬顆粒和聚合物材料，所述金屬顆粒在最大振實(shí)密度留出排除體積，所述聚合物材料基本占據(jù)所述排除體積，但是不再占有更多的體積以獲得復(fù)合材料組合物的最大可能的密度。振實(shí)密度(ASTMB527-93)涉及材料堆積得有多好。堆積影響排除體積和包含在密度計(jì)算中的體積分量。多種具有恰當(dāng)尺寸和分布的金屬顆粒均可使用。金屬顆粒分布的重要參數(shù)包括不超過(guò)5重量％的金屬顆粒直徑小于10微米的事實(shí)。此外，金屬顆粒分布中有相當(dāng)大部分的顆粒落在10-100微米范圍內(nèi)、相當(dāng)大部分的顆粒落在100-250微米范圍內(nèi)以及相當(dāng)大部分的顆粒落在100-500微米范圍內(nèi)。"相當(dāng)大部分"是指至少10重量％的顆粒。該分布可為正態(tài)分布、高斯分布、對(duì)數(shù)正態(tài)分布或非對(duì)稱(chēng)正態(tài)分布，但必須包括所需的粒徑范圍。金屬的最終密度為至少11g/cm3、優(yōu)選大于13g/cm3、更優(yōu)選大于16g/cm3,聚合物的密度為至少0.94g/cm3，但密度大于1-1.4g/cm3、優(yōu)選大于1.6g/ci^的聚合物對(duì)于增大密度以及獲得有用的聚合物復(fù)合材料有用。復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度為0.2-60MPa，儲(chǔ)能模量(G，)為約1380到約14000MPa、優(yōu)選約3450到約6000MPa，拉伸模量為至少0.2-200MPa。本發(fā)明的復(fù)合材料的一個(gè)重要特征在于存在彈性-塑性變形及其泊松比。本發(fā)明的復(fù)合材料顯示彈性塑性變形。在引起復(fù)合材料伸長(zhǎng)的應(yīng)力下，所述結(jié)構(gòu)以彈性模式變形直至達(dá)到極限，之后結(jié)構(gòu)以塑性模式變形直至達(dá)到其極限并結(jié)構(gòu)失效。該性能表示為斷裂伸長(zhǎng)率，其中材料在應(yīng)力下在達(dá)到彈性極限并在連續(xù)應(yīng)力下斷裂之前伸長(zhǎng)至少5%或至少10%。優(yōu)選的材料的泊松比通常小于0.5，優(yōu)選約0.1到約0.5。及其長(zhǎng)寬比來(lái)限定。顆粒的長(zhǎng)寬比應(yīng)該小于1:3、常小于1:1.5并且應(yīng)該反映基本圓形的截面或球形顆粒。顆粒的圓形度、圓形度或粗糙度可通過(guò)顆粒的顯微檢測(cè)而測(cè)量，其中可以計(jì)算自動(dòng)或手動(dòng)的粗糙度測(cè)量值。在這樣的測(cè)量中，選擇顆粒的代表性選擇的周長(zhǎng)，同時(shí)測(cè)量顆粒橫截面的面積。顆粒的圓形度根據(jù)下式計(jì)算圓形度=(周長(zhǎng))2/面積。理想的球形顆粒的圓形度特征為約12.6。該圓形度特征是小于約20、常為約14-20或13-18的無(wú)量綱參數(shù)。可用于本發(fā)明的復(fù)合材料中的金屬顆粒包括鎢、鈾、鋨、銥、鉑、錸、金、镎、钚和鉭，并可含有第二金屬如鐵、銅、鎳、鈷、錫、鉍和鋅。雖然一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于可將非毒或非放射性材料用作需要鉛和貧鈾處的替代品，但當(dāng)材料對(duì)預(yù)期的用途沒(méi)有不利影響時(shí)也可使用鉛和鈾。本發(fā)明的另一優(yōu)點(diǎn)是能利用兩種或更多種不能自然地形成合金的金屬材料產(chǎn)生雙金屬或更多金屬?gòu)?fù)合材料?？赏ㄟ^(guò)仔細(xì)選擇金屬或金屬的組合和聚合物來(lái)調(diào)節(jié)多種性能，材料的毒性和放射性可按需要設(shè)計(jì)進(jìn)材料中。這些材料不作為大金屬顆粒使用，而通常作為小金屬顆粒使用，常稱(chēng)為金屬顆粒。這類(lèi)顆粒具有相對(duì)小的長(zhǎng)寬比，長(zhǎng)寬比通常小于約1:3。長(zhǎng)寬比通常定義為顆粒的最大尺寸與顆粒的最小尺寸的比。通常，球形顆粒是優(yōu)選的，但足夠的堆積密度可由致密結(jié)構(gòu)中的相對(duì)均勻顆粒獲得。本發(fā)明的復(fù)合材料組合金屬顆粒和聚合物材料，所述金屬顆粒在最大振實(shí)密度留出排除體積，所述聚合物材料基本占據(jù)所述排除體積，但是不再占據(jù)更多體積以獲得復(fù)合材料組合物的最大可能的密度。多種高密度金屬均可使用。鎢(W)的原子量為183.84，原子序數(shù)為74，屬于VIB(6)族。天然存在的同位素為180(0.135%)、182(26.4%)、183(14.4%)、184(30.6%)、186(28.4%),人造放射性同位素為173-179、181、185、187-189。鴒于1781年由C.W.Scheele發(fā)現(xiàn)并于1783年由J.J.和F.deElhuyar分離。作為稀有金屬之一，其在地殼中占約1.5ppm。主要的礦石為黑^礦[(Fe,Mn)W04l和白鎢礦[(CaW04)，主要存在于中國(guó)、馬來(lái)亞、墨西哥、阿拉斯加、南美洲和葡萄牙。美國(guó)開(kāi)采的白鴒礦含0.4-1.0%的W03。分離過(guò)程的描述見(jiàn)K.C.Li，C.Y.Wang，r"w^^f，A.C.S.MonographSeriesno.94(Reinhold,NewYork,3rded.，1955)第113-269頁(yè)；G.D.Rieck,r關(guān)g他wflwdCV附/;o固^/s(PergamonPress,NewYork,1967)第154頁(yè)。綜述Parish,Advan.Inorg.Chem.Radiochem.9,315-354(1966》Rollinson，"Chromium,MolybdenumandTungsten",CV附/^/refisive/"orgfl/i/cC7/re附/s^第3巻,J.C.Bailar，Jr.etal"Eds.(PergamonPress,Oxford,1973)第623-624、742-769頁(yè)。鴒為鋼灰色到錫白色金屬，晶形為體心立方結(jié)構(gòu)。其密度為d42°18.7-19.3;其硬度為6.5-7.5，熔點(diǎn)為3410。C,沸點(diǎn)為5900。C，比熱(20。C)為0.032cal/g/。C，熔化熱為44cal/g,蒸發(fā)熱為1150cal/g，電阻率(20。C)為5.5jift.cm。常溫下鴒在干空氣中穩(wěn)定但在紅熱下形成三氧化物，不被水腐蝕但被蒸汽氧化為二氧化物。粒狀鴒在適當(dāng)?shù)臈l件下可自燃并可在空氣的存在下緩慢溶于熔融氫氧化鉀或碳酸鈉中；可溶于NaOH和硝酸鹽的熔融混合物中。鴒在室溫下被氟腐蝕；在250-300'C下被氯腐蝕，不存在空氣時(shí)得到六氯化物，存在空氣時(shí)得到三氧化物和氯氧化物。概括來(lái)說(shuō)，熔點(diǎn)為3410。C，沸點(diǎn)為5900。C，密度為d42°18.7-19.3。鈾(U)的原子量為238.0289(特征為天然存在的同位素混合物)，原子序數(shù)為92，沒(méi)有穩(wěn)定核素。天然存在的同位素為238(99.275%)、235(0.718%)、234(0.005%);人造放射性同位素為226-233、236、237、239、240。鈾在地殼中占約2.1ppm。有商業(yè)意義的主要鈾礦為釩鉀鈾礦、瀝青鈾礦、銅鈾云母(tobernite)和鈣鈾云母。商業(yè)上重要的礦藏位于加拿大的ElliotLake-BlindRiver流域、南非的Rand金礦區(qū)、美國(guó)的科羅拉多和猶他州、澳大利亞和法國(guó)。從瀝青鈾礦的發(fā)現(xiàn)見(jiàn)M.H.Klaproth，C7^附.II，387(1789)。該金屬的制備見(jiàn)E.Peligot，C.及.Sc/12，735(1841)和/&附，C7i/附.iVi".5,5(1842)。純鈾金屬的制備流程和細(xì)節(jié)見(jiàn)C7i亂62,No.10，113(1955);Spedding等的美國(guó)專(zhuān)利2,852,364(1958年授予U.S.A.E.C.)。綜述Mellor，sVol.XII，1-138(1932);C.D.Harrington,A.R.Ruehle,C/niw/ii附/VWw"iVwT^cAwo/o^v(VanNostrand,Princeton,1959);E.H.P.Cordfunke,27^CT^wf/s^vt/nm/"w(Elsevier,NewYork,1969)第2550頁(yè)；數(shù)位作者在^"/i必.五x/7.i^ft簡(jiǎn)flA:o/,36，3-306(1973)中；"TheActinides，'，CV挑/wrAewsive/"wgfl"/cCA柳/欲j;第5巻,J.C.Bailar，Jr"etal"Eds.(PergamonPress,Oxford,1973)passim;F.Weigel，i^,V^-^^/r附er五"c^c/opeflf/flC^附/c"/rec/rwo/o^v第23巻(Wiley畫(huà)Interscience，NewYork,3rded.,1983)第502-547頁(yè)；zV/e附，J7reC/re附/欲3;幼e.^4",7iiV/e五/e附ewte第1巻，J.J.Katzetal"Eds.(ChapmanandHall,NewYork1986)笫169-442頁(yè)；J.C.Spirletetal.,v4</v.C7^附.31,1-40(1987)。關(guān)于毒理學(xué)和健康影響的綜述見(jiàn)7bjc/o/<^/cfl/尸//e>rC/m附ww(PB91-180471,19卯)第205頁(yè)。鈾為銀白色、有光澤的放射性金屬，其具有可延展性和韌性，在空氣中快速失去光澤形成黑色氧化物層。蒸發(fā)熱為446.7kJ/mol;熔化熱為19.7kJ/mol;升華熱為487.9kJ/mol。粒狀鈾金屬和一些鈾化合物可在空氣或氧氣中自燃并可快速溶于HC1水溶液中。非氧化性酸如硫酸、磷酸和氫氟酸僅非常緩慢地與鈾反應(yīng)；硝酸以中等速率溶解鈾；粒狀鈾在硝酸中的溶解可接近爆炸性強(qiáng)度。鈾金屬對(duì)堿惰性。概括來(lái)說(shuō)，熔點(diǎn)為1132.8士0.8。C，密度為19.07;d18.11;d18.06。鋨(O)的原子量為1卯.23,原子序數(shù)為76，屬于VIII(8)族。天然存在的同位素為184(0.02%)、186(1.6%)、187(1.6%)、188(13.3%)、189(16.1%)、l卯(26.4%)、192(41.0%)。人造放射性同位素為181-183、185、191、193-195。鋨在地殼中占約0.001ppm并在銥鋨礦石和所有鉑礦石中發(fā)現(xiàn)。Tennant于1804年發(fā)現(xiàn)了鋨。制備見(jiàn)Berzeliusetal.,(Mellor引用)，JCV附/^/rewsive7Veflris^ow/"o/^"w/c77^re"'c"/C7^附&o;15,6887(1936)。綜述Gilchrist,CAe附.及ev.32，277-372(1943);Beamishetal".iflreMeto/sHflw必00A:,C.A.Hampel，Ed.(ReinholdNewYork,1956)第291-328頁(yè)；Griffith,及ev.19，254-273(1965);fV/e附，C/re附/s^。/幼^iVflf/聽(tīng)附Af"fl/s(JohnWiley,NewYork,1967)第1-125頁(yè)；Livingstone,CV附/^/ie"sive/worgflw/cCAe附/欲j;，第3巻,J.C.Bailar，Jr.etal.Eds.(PergamonPress,Oxford,1973)第1163-1189、1209-1233頁(yè)。鋨為藍(lán)白色、有光澤的金屬，具有密堆積的六邊形結(jié)構(gòu)。密度為d42°22.61，其在很長(zhǎng)時(shí)間被認(rèn)為是密度最高的元素。X-射線數(shù)據(jù)表明其密度略低于銥，熔點(diǎn)為約2700。C，沸點(diǎn)為約5500。C，密度為d42022.61，比熱(0。C)為0.0309cal/g/'C,硬度為7.0(莫氏硬度)。鋨在冷空氣中穩(wěn)定，粒狀鋨甚至在常溫下也會(huì)被空氣緩慢氧化成四氧化物。鋨在ioox:以上被氟腐蝕、加熱下被干燥的氯腐蝕，但不被溴或碘腐蝕。鋨被王水腐蝕、被氧化性酸經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間所腐蝕，但幾乎不受HC1、H2S04的影響。鋨在磷蒸氣中燃燒形成磷化物、在硫蒸氣中燃燒形成硫化物。鋨也被熔融的堿金屬硫酸氬鹽、氫氧化鉀和氧化劑腐蝕。概括來(lái)說(shuō)，鋨的熔點(diǎn)為約2700°C，沸點(diǎn)為約5500'C，密度為d42()22.61。銥(Ir)的原子量為192.217,原子序數(shù)為77。天然存在的同位素為191(38.5%)、193(61.5%),人造放射性同位素為182-191、194-198。其在地殼中占約0.001ppm。銥是Tennant發(fā)現(xiàn)的。其以金屬狀態(tài)存在于自然中，通常作為與鋨(銥鋨礦)的天然合金存在，發(fā)現(xiàn)少量與天然鉑(鉑礦石)或與自然金形成合金。由銥鋨礦的回收和純化見(jiàn)Deville，Debray,iV^s.61,84(1861);由柏礦石的回收和純化見(jiàn)Wichers，/及m.7Vflt5tom/.10,819(1933)。關(guān)于銥和其它鉑系金屬的制備、性質(zhì)和化學(xué)的綜述見(jiàn)Gilchrist，C7^附.及ev.32,277-372(1943);W.P.Griffith,f/reC/re附/stfj</f/re尸/fl&7iw附M"eto/s(JohnWiley，NewYork,1967)第1-41、227-312頁(yè)；Livingstone,CV附/;reAe"s/ve/"o^wi/cOre#m/s^y第3巻,J.C.BailarJr.etal"Eds.(PergamonPress,Oxford,1973)第1163-1189、1254-1274頁(yè)。銥為銀白色、非常硬的金屬，具有面心立方晶格，熔點(diǎn)為2450'C,沸點(diǎn)為約4500。C，密度為d42G22.65，比熱為0.0307cal/g/°C，莫氏硬度為6.5，是所有元素中比重最高的。純銥不被包括王水在內(nèi)的酸腐蝕，僅被熔融的(非氧化性的)堿輕微腐蝕。其在空氣中于加熱條件下表面氧化，在紅熱時(shí)被氟和氯腐蝕，熔融時(shí)被硫酸鉀或氬氧化鉀和硝酸鉀的混合物腐蝕，被鉛、鋅或錫腐蝕。粒狀金屬在紅熱時(shí)被空氣或氧氣氧化成二氧化物，Ir02，但進(jìn)一步加熱時(shí)，二氧化物分解成其組成成分。概括來(lái)說(shuō)，銥的熔點(diǎn)為2450'C,沸點(diǎn)為約4500。C，密度為d42022.65。鉑(Pt)的原子量為195.078，原子序數(shù)為78,屬于Vin(10)族。天然存在的同位素為190(0.01%)、192(0.8%)、194(32.9%)、195(33.8%)、196(25.2%)、198(7.2%),l卯是放射性的:1/2為6.9x10"年。人造放射性同位素為173-189、191、193、197、199-201。鉑在地殼中占約0.01ppm。據(jù)信Pliny曾以名稱(chēng)"alutiae，，提及之，在南美洲以"platinadelPinto，，為人們熟知和使用。賴(lài)是1735年Ulloa才艮道的，由Wood帶到歐洲并于1741年由Watson描述。其以與一種或更多種鉑系成員(銥、鋨、鈀、銠和釕)的合金的天然形式存在于礫石和砂中。制備見(jiàn)Wichersetal,rniws.J附a7w"Af,",3fW.76,602(1928)。關(guān)于柏和其它柏系金屬的制備、性質(zhì)和化學(xué)的綜述見(jiàn)Gilchrist,C7ie附.及ev.32,277-372(1943);Beamishetal"M^to/s/T(aw必od,C.A.Hampel，Ed.(Reinhold,NewYork,1956)第291-328頁(yè)；Livingstone,CV附/^e/ie"5i'veC7re/w/欲j;，第3巻，J.C.Bailar,Jr.etal.,Eds.(Pergamonpress,Oxford,1973)第1163-1189、1330-1370頁(yè)；F.R.Harley,2TieC7^/w/^o;0/尸/WiVi"附iW/fld/w附w/幼戶"W/cM/flrJe/emice,oCV附p/d^s幼e五/e附ewte(HalstedPress,NewYork,1973)。鉑是銀灰色、i光澤、可延展、有韌性的金屬，具有面心立方結(jié)構(gòu)，以黑色顆粒(鉑黑)和海綿體(鉑綿)形式制備。鈿的熔點(diǎn)為1773.5士1。C;Roeseretal.，5wr.5^/irf.6,1119(1931));沸點(diǎn)為約3827。C，密度為d42°21.447(計(jì)算值)；布氏硬度為55;0'C下的比熱為0.0314cal/g;電阻率(20。C)為10.6一cm;暴露于空氣中不失去光澤，紅熱時(shí)吸收氫并在室溫下牢固地留存之；真空紅熱時(shí)釋放氣體；包藏一氧化碳、二氧化碳和氮?dú)猓辉诳諝庵屑訜嶂?500匸時(shí)明顯揮發(fā)。加熱的金屬吸收氧并在冷卻時(shí)將其釋放。鉑不受水或單一無(wú)機(jī)酸影響，與沸騰的王7jc反應(yīng)形成氯鉑酸，同樣也與熔融的堿性氰化物反應(yīng)。其被卣素、熔融的苛性堿、alkalimetrate、堿性過(guò)氧化物腐蝕、并且在還原劑存在下被砷酸鹽和磷酸鹽所腐蝕。概括來(lái)說(shuō)，鉑的熔點(diǎn)為1773.5士1。C;Roeseretal.,丑i/k5tewA/及m.6,1119(1931),沸點(diǎn)為約3827°C，密度為21.447(計(jì)算值)。金(Au)的原子量為196.96655，原子序數(shù)為79，屬于IB(11)族。天然存在的同位素為197;人造同位素(質(zhì)量數(shù))為177-179、181、183、185-196、198-203。金在地殼中占0.005。金大概是人類(lèi)知道的第一種純金屬。其以天然形式存在于自然中，極少量存在于幾乎所有巖石和海水中。金礦包括碲金礦(AuTe2)、針碲金礦[(Ag,Au)Te2、碲金銀礦[(Ag，Au)2Te]。開(kāi)采、提取和精煉的方法見(jiàn)Hull,Stent,A/"dc"C^^w/c"http://VocMses，第5巻(Reinhold,NewYork,1958)第60-71頁(yè)。從金片到金粒的實(shí)驗(yàn)室制備見(jiàn)Block,Jfiorg.4，15(1953)。治療類(lèi)風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎的金藥的化學(xué)見(jiàn)D.H.Brown,W.E.Smith,C7^附.Soc.及ev.9，217(1980)。在通過(guò)N02氧化有機(jī)化合物中作為催化劑的用途見(jiàn)R.E.Sievers，S.A.Nyarady，/爿附.C7^附.107,3726(1985)。在與氣體或液體的界面處反應(yīng)性最低的金屬見(jiàn)B.Hammer,J.K.Norskov,JV"似"373,238(1995)。綜述Gmelin，sHandb.Anorg.Chem.，Gold(第8版)62,第2、3部分(1954);Johnson,Davis,"Gold",CV附/^Ae"si'veJWrgflw/cC/re薦'5^,第3巻，J.C.BailarJr.etal"Eds.(PergamonPress,Oxford,1973)第129-186頁(yè)；J.G.Cohn，E.W.Stern,f,V^-0幼ww五"cjc/o^^/,fl6>/C/re/m'oi/recA朋/o^v第11巻(WileyInterscience，NewYork,第3版,1980)第972-995頁(yè)。金為黃色軟金屬，具有面心立方結(jié)構(gòu)，當(dāng)通過(guò)揮發(fā)或沉淀法制備時(shí)得到深紫色、紫色或?qū)毷t色顆粒，熔點(diǎn)為1064.76'C，沸點(diǎn)為2700'C，密度為19.3，莫氏硬度為2.5-3.0,布氏硬度為18.5。金極度不活潑；不受酸、空氣或氧氣腐蝕；室溫下被卣素水溶液腐蝕表面；與王水反應(yīng)，如果含有氯化物、溴化物或碘化物的混合物可以產(chǎn)生新生的卣素則與該混合物反應(yīng)，與許多氧化性混合物尤其是含有卣素、堿性氰化物、硫氰酸鹽和雙氰化物的溶液反應(yīng)。概括來(lái)說(shuō)，金的熔點(diǎn)為1064.76。C，沸點(diǎn)為2700'C，密度為19.3。錸(Re)的原子量為186.207，原子序數(shù)為75，屬于VIIB(7)族。天然存在的同位素為185(37.07%)、187(62.93%)，后者是放射性的，T1/2約為10"年；人造放射性同位素為177-184、186、188-192。錸在地殼中占約O.OOlppm。其存在于硅鈹釔礦、輝鉬礦、鈮鐵礦、稀土礦和一些硫化礦石中。錸是Nodack等發(fā)現(xiàn)的(7V"似/"w/^.13,567，571(1925))。金屬錸通過(guò)高銖酸鉀或高錸酸銨的還原的制備見(jiàn)Hurd，Brim，/腳rg.5>w1，175(1939)，高純度錸的制備見(jiàn)Rosenbaumetal"/^7e"i^c/^附.5Vc103,18(1956)。綜述Mealaven,RareMetalsHandbook,C.A.Hampel，Ed.(Reinhold，NewYork,1954)第347-364頁(yè)；Peacock,ComprehensiveInorganicChemistry第3巻，J.C.Bailar,Jr.etal.,Eds.(PergamonPress;Oxford,1973)第905-978頁(yè)；P.M.Treichei,Kirk-OthmerEncyclopediaofChemicalTechnology第20巻(Wiley-Interscience,NewYork,第3版，1982)第249-258頁(yè)。錸具有六邊形緊密堆積結(jié)晶，為黑到銀灰色，密度為d21.02，熔點(diǎn)為3180°C，沸點(diǎn)為5卯0'C(估計(jì))，比熱(0-20。C)為0.03263cal/g/。C，比電阻(20。C)為0.21xlO-4Q/cm，布氏硬度為250,蒸發(fā)潛熱為152kcal/mol，與氧化性酸、硝酸和濃硫酸反應(yīng)但不與HC1反應(yīng)。概括來(lái)說(shuō)，錸的熔點(diǎn)為3180'C，沸點(diǎn)為5卯0'C(估計(jì))，密度為21.02。镎(Np)的原子序數(shù)為93。其是第一種沒(méi)有穩(wěn)定核素的人造超鈾元素。已知的同位素(質(zhì)量數(shù))為227-242。同位素239(T1/22.355天、a-衰變、相對(duì)原子質(zhì)量239.0529)的發(fā)現(xiàn)可見(jiàn)E.McMillan,P.Abelson，iVip.及ev.57,1185(1940);同位素237(T1/22.14乂106年，壽命最長(zhǎng)的已知同位素，相對(duì)原子質(zhì)量237.0482)的發(fā)現(xiàn)可見(jiàn)A.C.Wahl，G.T.Seaborg，幼fVZ.73,940(1948)。金屬的制備見(jiàn)S.Fried,N.Davidson,/J附.C7^附.Soc.70,3539(1948);L.B.Magnusson，T丄LaChapelle，幼/rf.3534。镎在自然界中的存在見(jiàn)Seaborg，Perlman,幼zV/.70，1571(1948)?；瘜W(xué)性質(zhì)見(jiàn)Seaborg,Wahl，幼,V/.1128。綜述C.Keller,幼ecAe附/欲j;幼eTlrafisfl"/"iV/e^E7棚e"to(VerlagChemie，Weinheim,EnglishEd.,1971)第253-332頁(yè)；W.W.Schulz，G.E.Benedict,^/V一冊(cè)/w附羅27:/Vo^/M"/fmflfAECCriticalReviewSeries(USAEC，WashingtonD.C.),1972)第85頁(yè)；C^附/re/rewsive/"o^m/c0le附/s^第5巻,J.C.Bailar，Jr.etal.，Eds.(PergamonPress,Oxford,1973)/7"ssi附；J.A.Fahey，77reC^eni/s^jf/ie￡7e/wewte第1巻,J.J.Katzetal"Eds(ChapmanandHall,NewYork,1986)第443-498頁(yè)；G.T.Seaborg,AM:-6^/r挑er￡>1￡^/</;^//Ore附/cflZT^cA腳/o^y第1巻(Wiley-Interscience,NewYork,第4版，1991)第412-444頁(yè)。镎為4艮色金屬，短時(shí)間暴露于空氣中時(shí)形成薄氧化物層。高溫下與空氣反應(yīng)形成Np02，具有4174"C的外推沸點(diǎn)。镎已經(jīng)在溶液中獲得五個(gè)氧化態(tài)；最穩(wěn)定的是五價(jià)態(tài)。四價(jià)镎易于被冷高錳酸鹽或強(qiáng)氧化劑氧化為六價(jià)態(tài)；在氮?dú)夥罩须娊膺€原得到三價(jià)形式。概括來(lái)說(shuō)，镎的熔點(diǎn)為637'C，沸點(diǎn)為4174。C,密度為d20.45;d19.36。钚(Pu)的原子序數(shù)為94,沒(méi)有穩(wěn)定的核素。已知的同位素(質(zhì)量數(shù))為232-246。最長(zhǎng)壽命的已知同位素為^Pu(Tw3.76xl()S年，相對(duì)原子質(zhì)量242.0587)、244(T1/28.26乂107年,相對(duì)原子質(zhì)量244.0642)。商業(yè)上有用的同位素為238Pu(T1/287.74年，相對(duì)原子質(zhì)量238.0496)、239Pu(T1/22.41xl()4年，相對(duì)原子質(zhì)量239.0522)。钚在地殼中占1(T22%。同位素238Pu的發(fā)現(xiàn)見(jiàn)G.T.Seaborgetal"iV^s.及ev.69，366,367(1946);同位素239Pu的發(fā)現(xiàn)見(jiàn)J.W.Kennedyetal",70555(1946)。來(lái)自瀝青鈾礦的239Pu的溶液見(jiàn)G.T.Saborg，M丄.perlman,丄爿附.CTie附.70,1571(1948)。金屬的制備見(jiàn)B.B.Cunningham,L.B.Werner,幼,丄71，1521(1949)。化學(xué)性質(zhì)見(jiàn)Seaborg，Wal，幼/A1128;Harveyetal"/C7^附.Stfc.1947，1010。綜述J.M.Cleveland,幼eC7^附/s^jo/iV"似"i"/w(Gordon&Breach,NewYork,1970)第653頁(yè)；C.Keller,rAeC7^附/"o;7>flwsiimfi/MW^E7e附ewto(VerlagChemie，Weinheim，EnglishEd.，1971)第333-484頁(yè)；CV附/we/ie/is/ve/worgfl/i/cC^附/欲j;第5巻,J.C.Bailar,Jr.etal"Eds.(PergamonPress,Oxford,1973)戸sw/附，.ZT"w必.五平iVifl簡(jiǎn)flA:o/36307-688(1973》F.Weigel,^ffM^/i附"五，c/o/^/"o/C7^附/ai/7fecAwo/o^v第18巻(Wiley-Interscience,NewYork,第3版,1982)第278-301頁(yè)；iV^卵/w附C7^/w/s^);,W.T.Carnall，G.R.Choppin,Eds.(Am.Chem.Soc.，Washington,D.C"1983)第484頁(yè)；F.Weigel等，Or倒/s^f/re^4"/wiVfe五/e附ewto第1巻,J.J.Katzetal"Eds.(ChapmanandHall,NewYork,1986)第499-886頁(yè)。毒理學(xué)綜述見(jiàn)W.J.Bair,R.C.Thompson,5We"ce183,715-722(1974);健康影響見(jiàn)ToxicologicalProfileforPlutonium(PB91-180406,1999)第206頁(yè)。钚為銀白色金屬，具有高度反應(yīng)性。其在干空氣和氧氣中易于氧化，在水分存在下速率加快。概括來(lái)說(shuō)，钚的熔點(diǎn)為640±2。C，密度為d2119.86;d19017.70;d23517.14;d32015.92;d40516.00;d49016.51。鉭(Ta)的原子量為180.9479，原子序數(shù)為73，屬于VB(5)族。天然存在的同位素為181(99.9877%);180(0.0123%)，T1/2>1012年;人造放射性同位素為172-179;182-186。鉭幾乎總是與鈮伴生，但含量沒(méi)有鈮豐富。鉭存在于鈮鐵礦、鉭鐵礦([(Fe，Mn)(Ta,Nb)206])和細(xì)晶石[(Na,Ca)2Ta206(0，OH，F(xiàn))中。鉭于1802年由Edeberg發(fā)現(xiàn)；其純凈物首先由Bolton獲得(ZjE7eAtMc/^附.11，45(1卯5))。制備見(jiàn)Schoeller,Powell,/C7^附.Soc.119，1927(1921)。綜述G丄.Miller,7imto/"/wflwrf飾6/函(AcademicPress,NewYork,1959)第767頁(yè)；Brown,"TheChemistryofNiobiumandTantalum",CViif/7re/ie"si've/"of^a/i/cC/r柳/st/j第3巻,J.C.Bailar，Jr.etal"Eds.(PergamonPress,Oxford,1973)第553-622頁(yè)。鉭是灰色、非常硬、可延展、韌性的金屬，其可易于拉成細(xì)絲;熔點(diǎn)為2996。C，沸點(diǎn)為5429。C，密度為d16.69，比熱(0。C)為0.036cal/g/。C，電阻率(18。C):12.4—cm，不溶于水，非常耐化學(xué)腐蝕，不被氫氟酸外的其它酸腐蝕，也不被堿水溶液腐蝕，被熔融的堿緩慢腐蝕。其僅在加熱下與氟、氯和氧反應(yīng)，并且在高溫下吸收幾百倍于自身體積的氫；與氮、碳化合。概括來(lái)說(shuō)，鉭的熔點(diǎn)為2996'C，沸點(diǎn)為5429。C，密度d為16.69。很多聚合物材料可用于本發(fā)明的復(fù)合材料中。就本申請(qǐng)的目的而言，聚合物這一一般術(shù)語(yǔ)覆蓋熱固性和熱塑性材料。我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)可用于本發(fā)明的聚合物材料包括縮聚材料和加成或乙烯基聚合材料。所包括的是乙烯基聚合物和縮聚物，及其聚合物合金。乙烯基聚合物通常由具有烯鍵式不飽和烯屬基團(tuán)的單體聚合而制造?？s聚物通常利用通常認(rèn)為是逐步化學(xué)反應(yīng)的縮聚反應(yīng)制備，其中使兩種或更多種分子化合，經(jīng)常但不必須伴隨水或一些其它簡(jiǎn)單的通常是揮發(fā)性的物質(zhì)的分離。該聚合物可在稱(chēng)為縮聚的過(guò)程中形成。所述聚合物的密度至少為0.85g/cm3，但密度大于0.96的聚合物對(duì)于提高產(chǎn)品的整體密度有用。取決于金屬顆粒和最終用途,密度常至高為1.7或至高為2g/cn^或可為約1.5-1.95g/cm3。乙烯基聚合物包括聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、聚丁烯共聚物、聚乙?；鶚?shù)脂、聚丙烯酸類(lèi)樹(shù)脂、包含氯乙烯、偏二氯乙烯的均聚物或共聚物、碳氟化合物共聚物等。縮聚物包括尼龍、苯氧基樹(shù)脂、聚芳醚如聚苯醚、聚苯硫醚材料；聚碳酸酯材料、氯化聚醚樹(shù)脂、聚醚砜樹(shù)脂、聚苯醚樹(shù)脂、聚砜樹(shù)脂、聚酰亞胺樹(shù)脂、熱塑性聚氨酯彈性體和許多其它樹(shù)脂材料?？捎糜诒景l(fā)明的復(fù)合材料中的縮聚物包括聚酰胺、聚酰胺-酰亞胺聚合物、聚芳砜、聚碳酸酯、聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸丁二醇酯、聚醚酰亞胺、聚醚砜、聚對(duì)苯二曱酸乙二醇酯、熱塑性聚酰亞胺、聚苯醚共混物、聚苯硫醚、聚砜、熱塑性聚氨酯等。優(yōu)選的縮合工程聚合物包括聚碳酸酯材料、聚苯醚材料和聚酯材料(包括聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯和聚萘二甲酸丁二醇酯材料)。聚碳酸酯工程聚合物為高性能、無(wú)定形的工程熱塑性材料，其具有高沖擊強(qiáng)度、透明度、耐熱性和尺寸穩(wěn)定性。聚碳酸酯通常分為聚酯或具有有機(jī)羥基化合物的碳酸。最常用的聚碳酸酯基于作為羥基化合物的酚A與碳酸共聚。材料通常通過(guò)雙酚A與光氣(0-CCl2)的反應(yīng)制備。聚碳酸酯可通過(guò)向聚合擠出機(jī)中引入鄰苯二甲酸酯單體制備以改善性能如耐熱性，此外也可使用三官能團(tuán)材料以增加熔體強(qiáng)度或擠出吹塑材料。在制造合金中，聚碳酸酯?？勺鳛榕c其它市售聚合物組合的組分作為通用的共混材料使用。聚碳酸酯可與聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯、苯乙烯馬來(lái)酸酐等組合。優(yōu)選的合金包含苯乙烯共聚物和聚碳酸酯。優(yōu)選的聚碳酸酯材料的熔體指數(shù)應(yīng)為0.5-7g/10分鐘，優(yōu)選l-5g/10分鐘。多種聚酯縮聚物材料可用于本發(fā)明的復(fù)合材料中，包括聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸丁二醇酯等。聚對(duì)苯二曱酸乙二醇酯和聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯為高性能的縮聚物材料。這類(lèi)聚合物常通過(guò)二醇(乙二醇、1，4-丁二醇)與對(duì)苯二甲酸二甲酯間的共聚而制備。在該材料的聚合中，聚合混合物被加熱至高溫而發(fā)生釋放甲醇的酯交換反應(yīng)并形成工程塑料。同樣，聚萘二甲酸乙二醇酯和聚萘二甲酸丁二醇酯材料可用萘二甲酸作為酸源通過(guò)同上的共聚制備。與對(duì)苯二曱酸酯材料相比，萘二甲酸酯熱塑性材料具有更高的Tg和更高的高溫穩(wěn)定性。但所有這些聚酯材料均可用于本發(fā)明的復(fù)合材料中。這類(lèi)材料具有以熔體流動(dòng)性為特征的優(yōu)選分子量。有用的聚酯材料在265。C下的粘度為約500-2000cP，優(yōu)選約800-1300cP。聚苯醚材料為工程熱塑性材料，可用于高達(dá)330'C的溫度范圍內(nèi)。聚苯醚具有優(yōu)異的機(jī)械性能、尺寸穩(wěn)定性和介電特性。通常，聚苯醚作為與其它聚合物或纖維的聚合物合金或共混物生產(chǎn)和出售。聚苯醚通常包含2，6-二甲基-1-苯酚的均聚物。所述聚合物常被稱(chēng)為聚(氧-(2,6-二曱基-l，4-亞苯基))。聚苯醚常以與聚酰胺(通常是尼龍6-6)的合金或共混物、與聚苯乙烯或高沖擊苯乙烯等的合金使用?？捎糜诒景l(fā)明中的聚苯醚材料優(yōu)選的熔體指數(shù)(ASTM1238)通常為約1-20g/10分鐘，優(yōu)選約5-10g/10分鐘。265°。下的熔體粘度為約1000cP。另一類(lèi)熱塑性材料包括苯乙烯共聚物。術(shù)語(yǔ)苯乙烯共聚物指苯乙烯與第二乙烯基單體共聚得到乙烯基聚合物。這類(lèi)材料含至少5摩爾o/。的苯乙烯，其余為一種或更多種其它乙烯基單體。這些材料中的一個(gè)重要類(lèi)型為苯乙烯丙烯腈(SAN)聚合物。SAN聚合物為無(wú)規(guī)無(wú)定形線型共聚物，由苯乙烯、丙烯腈和任選的其它單體共聚生產(chǎn)。已使用乳液、懸浮和連續(xù)本體聚合技術(shù)。SAN共聚物具有透明性、優(yōu)異的熱性能、良好的耐化學(xué)性和硬度。這些聚合物也以其剛性、尺寸穩(wěn)定性和承載能力為特征。烯烴改性SAN(OSA聚合物材料)和丙烯酸類(lèi)(acrylic)苯乙烯丙烯腈(ASA聚合物材料)是熟知的。這些材料比未改性SAN稍軟，是有韌性、不透明的兩相三元共聚物，具有出人意料的改進(jìn)的耐候性。ASA聚合物為無(wú)規(guī)無(wú)定形三元共聚物，通過(guò)本體共聚或通過(guò)接枝共聚產(chǎn)生。在本體共聚中，將丙烯酸類(lèi)單體、苯乙烯和丙烯腈組合形成混嵌三元共聚物。在另一種制備技術(shù)中，苯乙烯丙烯腈低聚物和單體可接枝到丙烯酸類(lèi)彈性體主鏈上。這類(lèi)材料具有用作戶外耐候和耐uv產(chǎn)品的特征，所述產(chǎn)品在室外曝光時(shí)具有優(yōu)異的顏色穩(wěn)定性保持力和性質(zhì)穩(wěn)定性。這些材料也可與多種其它聚合物(包括聚氯乙烯、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯等)共混或合金化。一類(lèi)重要的苯乙烯共聚物包括丙烯腈-丁二烯-苯乙烯單體。這些聚合物是非常通用的工程熱塑性材料，由所述三種單體共聚生產(chǎn)。各單體為最終的三元共聚物材料提供重要的性質(zhì)。最終的材料具有優(yōu)異的耐熱性、耐化學(xué)性和表面硬度以及可加工性、剛性和強(qiáng)度。所述聚合物也是堅(jiān)韌和耐沖擊的。苯乙烯共聚物類(lèi)聚合物的熔體指數(shù)為約0.5到25，優(yōu)選約0.5到20?？捎糜诒景l(fā)明的復(fù)合材料中的一類(lèi)重要的工程聚合物包括丙烯酸類(lèi)聚合物。丙烯酸類(lèi)聚合物包含廣泛的聚合物和共聚物，其中主要的單體組分為丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯。這些聚合物常以硬的透明片材或粒料形式提供。丙烯酸類(lèi)單體通常通過(guò)過(guò)氧化物、偶氮化合物或輻射能引發(fā)的自由基過(guò)程聚合。常提供市售聚合物配方，其中各種添加劑是在聚合期間所用的改性劑，為特定應(yīng)用提供一系列特定性能。為聚合物級(jí)應(yīng)用制備的粒料通?；蛘咭员倔w聚合(連續(xù)溶液聚合)、然后擠出和造粒而制備，或者連續(xù)地在擠出機(jī)中聚合而制備，在擠出機(jī)中未轉(zhuǎn)化的單體減壓移出并循環(huán)回收。丙烯酸類(lèi)塑料通常用丙烯酸曱酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸高級(jí)烷基酯和其它可共聚的乙烯基單體制備?？捎糜诒景l(fā)明的復(fù)合材料中的優(yōu)選的丙烯酸類(lèi)聚合物材料的熔體指數(shù)為約0.5-50g/10分鐘，優(yōu)選約1-30g/10分鐘。乙烯基聚合物包括丙烯腈；a-烯烴如乙烯、丙烯等的聚合物；氯化單體如氯乙烯、偏二氯乙烯、丙烯酸酯單體如丙烯酸、丙烯酸甲酯、曱基丙烯酸甲酯、丙烯酰胺、丙烯酸羥乙酯等；苯乙烯類(lèi)單體如苯乙烯、a-甲基苯乙烯、乙烯基甲苯等；醋酸乙烯酯；和其它通常易于得到的烯鍵式不飽和單體組合物。本發(fā)明的粒料或線型擠出物的生產(chǎn)中可使用聚合物共混物或聚合物合金。這類(lèi)合金通常包含兩種可混的聚合物，其共混形成均勻組合物。聚合物共混物領(lǐng)域中的科學(xué)和商業(yè)進(jìn)展已經(jīng)導(dǎo)致實(shí)現(xiàn)不通過(guò)開(kāi)發(fā)新型聚合物材料而通過(guò)形成可混的聚合物共混物或合金來(lái)達(dá)成重要的物理性能改進(jìn)。平衡態(tài)的聚合物合金包含兩種無(wú)定形聚合物的混合物，所述兩種聚合物作為兩種大分子組分的緊密混合鏈段的單一相存在?？苫斓臒o(wú)定形聚合物一經(jīng)足夠的冷卻即形成玻璃，均勻或可混的聚合物共混物具有單一的依賴(lài)于組成的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)。不可混或非合金化的聚合物共混物通常伴隨不可混的聚合物相表現(xiàn)出兩個(gè)或更多個(gè)玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。在最簡(jiǎn)單的情況下，聚合物合金的性能通過(guò)各組分擁有的性能的組成加權(quán)平均值反映。但一般而言，性能對(duì)組成的依賴(lài)性以復(fù)雜的方式隨具體性能、組分的特性(玻璃狀、橡膠狀或半結(jié)晶)、共混物的熱力學(xué)狀態(tài)、及其分子和相是否取向的機(jī)械狀態(tài)而變化。對(duì)于基本為熱塑性工程聚合物材料的基本要求是保持足夠的熱塑性，如粘度和穩(wěn)定性，以允許熔體與金屬顆粒共混、允許形成線型擠出物粒料和允許組合物材料或粒料在熱塑性工藝中擠出或注射成型以形成有用的產(chǎn)品。工程聚合物和聚合物合金可從許多生產(chǎn)商處購(gòu)得，包括DyneonLLC、B.F.Goodrich、G.E.、Dow和duPont。聚酯聚合物通過(guò)二元酸與二元醇的反應(yīng)生產(chǎn)。用于聚酯生產(chǎn)中的二元酸包括鄰苯二甲酸酐、間苯二甲酸、馬來(lái)酸和己二酸。鄰苯二甲酸提供剛性、硬度和耐溫性；馬來(lái)酸提供乙烯基飽和以適應(yīng)自由基固化；己二酸為固化聚合物提供柔性和韌性。常用的二元醇為丙二醇，其降低結(jié)晶傾向并改善苯乙烯中的溶解性。乙二醇和二甘醇降低結(jié)晶傾向。二元酸和二元醇經(jīng)縮合消除水，然后溶解于乙烯基單體中至合適的粘度。乙烯基單體包括苯乙烯、乙烯基甲苯、對(duì)曱基苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯和鄰苯二甲酸二烯丙酯。加入聚合引發(fā)劑如氫醌、叔丁基鄰苯二酚或酚瘙嚷以延長(zhǎng)未固化聚酯聚合物的保存期?；卩彵蕉姿狒木酆衔锉环Q(chēng)為鄰苯二甲酸聚酯，基于間苯二曱酸的聚合物被稱(chēng)為間苯二甲酸聚酯。不飽和聚酯聚合物的粘度可根據(jù)應(yīng)用加以調(diào)節(jié)。低粘度在纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的制造中對(duì)于確保良好的潤(rùn)濕性和增強(qiáng)層對(duì)下面基材的后續(xù)高粘附很重要。潤(rùn)濕性差可導(dǎo)致機(jī)械性能的大幅損失。通常，聚酯用生產(chǎn)未固化粘度為200-l，000MPa.s(cP)的聚合物的苯乙烯濃度或其它單體濃度生產(chǎn)。特制聚合物的粘度可為約20cP到2,000cP。不飽和聚酯聚合物通常通過(guò)常用過(guò)氧化物材料生產(chǎn)的自由基引發(fā)劑固化。多種過(guò)氧化物引發(fā)劑均有市售并常用。過(guò)氧化物引發(fā)劑熱分解形成自由基引發(fā)物種。酚類(lèi)聚合物也可用于制造本發(fā)明的結(jié)構(gòu)部件。酚類(lèi)聚合物通常包含酚-醛聚合物。這類(lèi)聚合物本性耐火、耐熱且成本低。酚類(lèi)聚合物通常通過(guò)共混酚與低于化學(xué)計(jì)量量的甲醛配制。這些材料利用酸催化劑縮合產(chǎn)生稱(chēng)為NOVOLAK的熱塑性中間體聚合物。這些聚合物為酚基封端的低聚物。在固化劑存在下和任選加熱下，所述低聚物固化形成分子量非常高的熱固性聚合物。用于novalak的固化劑通常為搭化合物或亞甲基(-CHr)給體。醛類(lèi)固化劑包括多聚甲醛、六亞甲基四胺、甲醛、丙醛、乙二醛和六甲基甲氧基蜜胺?？捎糜诒景l(fā)明中的氟聚合物為由含一個(gè)或更多個(gè)氟原子的單體制得的全氟化和部分氟化聚合物、或兩種或更多種這類(lèi)單體的共聚物?？捎糜谶@些聚合物或共聚物中的氟化單體的普通實(shí)例包括四氟乙烯(TFE)、六氟丙烯(HFP)、偏二氟乙烯(VDF)、全氟烷基乙烯基醚如全氟-(正丙基-乙烯基)醚(PPVE)或全氟曱基乙烯基醚(PMVE)。其它可共聚的烯烴類(lèi)單體(包括非氟化單體)也可存在。對(duì)于氟聚合物，特別有用的材料是TFE-HFP-VDF三元共聚物(熔融溫度為約100到260。C;265'C和5kg載荷下的熔體流動(dòng)指數(shù)為約1-30g/10分鐘)、六氟丙烯-四氟乙烯-乙烯(HTE)三元共聚物(熔融溫度為約150到280'C;297。C和5kg載荷下的熔體流動(dòng)指數(shù)為約1-30g/10分鐘)、乙烯-四氟乙烯(ETFE)共聚物(熔融溫度為約250到275。C;297。C和5kg載荷下的熔體流動(dòng)指數(shù)為約1-30g/10分鐘)、六氟丙烯-四氟乙烯(FEP)共聚物(熔融溫度為約250到275'C;372'C和5kg栽荷下的熔體流動(dòng)指數(shù)為約1-30g/10分鐘)和四氟乙烯-全氟(烷氧基烷烴)(PFA)共聚物(熔融溫度為約300到32(TC;372'C和5kg載荷下的熔體流動(dòng)指數(shù)為約1-30g/10分鐘)。這些氟聚合物中的每一種均可從DyneonLLC,Oakdale,Minn購(gòu)得。TFE-HFP-VDF三元共聚物以名稱(chēng)"THV，，出售。也可使用主要由偏二氟乙烯單體制成的偏二氟乙烯聚合物，包括均聚物和共聚物。這類(lèi)共聚物包括含至少50摩爾％的偏二氟乙烯與至少一種單體共聚的那些，所述單體選自四氟乙烯、三氟乙烯、氯代三氟乙烯、六氟丙烯、氟乙烯、五氟丙烯及易于與偏二氟乙烯共聚的任何其它單體。這些材料還描述于美國(guó)專(zhuān)利4,569,978(Barber)中，該專(zhuān)利通過(guò)引用并入本文。優(yōu)選的共聚物為由至少約70到至多99摩爾％的偏二氟乙烯與相應(yīng)的約1到30。/。的四氟乙烯制成的共聚物(如英國(guó)專(zhuān)利827,308中公開(kāi)的)、和由約70到99%的偏二氟乙烯與1到30%的六氟丙烯制成的共聚物(參見(jiàn)例如美國(guó)專(zhuān)利3，178，399)、以及由約70-99摩爾％的偏二氟乙烯與1-30%的三氟乙烯制成的共聚物。偏二氟乙烯、三氟乙烯和四氟乙烯的三元共聚物(如美國(guó)專(zhuān)利2,968,649中所描述的)以及偏二氟乙烯、三氟乙烯和四氟乙烯的三元共聚物也是可用于本發(fā)明中的偏二氟乙烯共聚物類(lèi)的代表性實(shí)例。這類(lèi)材料可以商品名KYNAR從位于賓夕法尼亞州金戈夫普魯西亞的ArkemaGroup或以商品名DYNEON從DyneonLLCofOakdale，MN購(gòu)得。氟碳彈性體材料也可用于本發(fā)明的復(fù)合材料中。氟聚合物含VF2和HFP單體并任選含TFE，且密度大于1.8g/cm3。氟聚合物對(duì)大多數(shù)油、化學(xué)品、溶劑和鹵代烴具有良好的耐性，并對(duì)臭氧、氧氣和氣候具有優(yōu)異的耐性。其可用的應(yīng)用溫度范圍是-40。C到300'C。氟彈性體的實(shí)例包括Lentz的美國(guó)專(zhuān)利4,257,699中詳細(xì)描述的那些以及Eddy等的美國(guó)專(zhuān)利5,017,432和Ferguson等的美國(guó)專(zhuān)利5,061,965中描述的那些。這些專(zhuān)利中的每一個(gè)的公開(kāi)內(nèi)容通過(guò)引用全部并入本文。膠乳氟聚合物可以以包含PFA、FEP、ETFE、HTE、THV和PVDF單體的聚合物的形式獲得。氟化聚(曱基)丙烯酸酯通?？墒褂帽绢I(lǐng)域技術(shù)人員熟知的自由基引發(fā)劑通過(guò)本體或溶劑自由基聚合制備?？膳c這些氟化(曱基)丙烯酸酯單體共聚的其它單體包括(甲基)丙烯酸垸基酯、取代的(甲基)丙烯酸烷基酯、(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酰胺類(lèi)、苯乙烯類(lèi)、卣乙烯類(lèi)和乙烯基酯。氟聚合物可包含極性成分。這類(lèi)極性基團(tuán)或含極性基團(tuán)的單體可為陰離子、非離子、陽(yáng)離子或兩性的。通常，較常用的極性基團(tuán)或含極性基團(tuán)的有機(jī)基團(tuán)包括有機(jī)酸，特別是羧酸、磺酸和膦酸；羧酸鹽、磺酸鹽、膦酸鹽、磷酸酯、銨鹽、胺、酰胺、烷基酰胺、烷基芳基酰胺、酰亞胺、磺酰胺、羥曱基、硫醇、酯、硅烷、和聚氧化亞烷基，以及其它有機(jī)基團(tuán)如被一個(gè)或更多個(gè)這類(lèi)極性基團(tuán)所取代的亞烷基或亞芳基。本文中所述的膠乳氟聚合物通常是水分散固體，但可使用溶劑材料。氟聚合物可與各種溶劑組合形成乳液、溶液或液體形式的分散體。氟聚合物的分散體可用常規(guī)乳液聚合法制備，例如美國(guó)專(zhuān)利4,418,186、5,214,106、5,639,838、5,696,216或Johnscheirs于1997年編輯的Mo^fTiF/wo/w(vwera(特別是第71-101和597-614頁(yè))以及2001年1月31日提交的受讓人的同時(shí)待審專(zhuān)利申請(qǐng)序號(hào)01/03195中所述的。液體形式還可經(jīng)進(jìn)一步稀釋以達(dá)到所需的濃度。雖然水乳液、溶液和分散體是優(yōu)選的，但可加入至多約50%的助溶劑如甲醇、異丙醇或甲基全氟丁基醚。優(yōu)選地，水乳液、溶液和分散體包含低于約30%的助溶劑，更優(yōu)選低于約10%的助溶劑，最優(yōu)選水乳液、溶液和分散體基本無(wú)助溶劑。本申請(qǐng)中用到的界面改性劑涵蓋廣泛的類(lèi)別，包括例如硬脂酸衍生物、硅烷化合物、鈦酸酯化合物、鋯酸酯化合物、鋁酸酯化合物。界面改性劑的選擇由金屬顆粒、聚合物和應(yīng)用決定，復(fù)合材料的最大密度是材料密度和各材料體積分?jǐn)?shù)的函數(shù)。較高密度的復(fù)合材料通過(guò)使每單位體積具有最高密度的材料最大化而獲得。所述材料幾乎只為難熔金屬如鎢或鋨。這些材料特別硬而難于變形，常導(dǎo)致脆性斷裂。當(dāng)與可變形的聚合物粘合劑混配時(shí)，這些脆性材料可用傳統(tǒng)的熱塑性裝置形成為有用的形狀。但可獲得的最大密度將低于最佳值。當(dāng)形成聚合物體積約等于填料的排除體積的復(fù)合材料時(shí)，顆粒間的相互作用將支配材料的行為。顆粒彼此接觸，相互作用的銳利邊緣、柔軟的表面(導(dǎo)致鑿坑，點(diǎn)常加工硬化)的組合及表面間的摩擦進(jìn)一步阻止最佳堆積。因此，最大化的性能是表面柔軟度、邊緣硬度、點(diǎn)的點(diǎn)大小(銳度)、表面摩擦力和材料上的壓力、圓形度及通常的形狀、尺寸分布的函數(shù)。由于此顆粒間的摩擦，成形壓力將隨與所施力的距離按指數(shù)規(guī)律降低。界面改性化學(xué)能通過(guò)配位鍵、范德華力、共價(jià)鍵或所有這三者的組合改性致密填充劑的表面。顆粒的表面表現(xiàn)為界面改性劑非反應(yīng)端的顆粒。這些有機(jī)物減小顆粒間的摩擦，從而防止鑿坑并允許顆粒間更大的運(yùn)動(dòng)自由度。這些現(xiàn)象使所施加的成形力可更深地到達(dá)結(jié)構(gòu)內(nèi)部而導(dǎo)致更均勻的壓力梯度。硬脂酸化合物改性本發(fā)明的復(fù)合材料，金屬顆粒表面上硬脂酸層的形成減小分子間力、改善聚合物與金屬顆?；旌系膬A向并使復(fù)合材料密度增加。類(lèi)似地，硅烷界面改性劑通過(guò)在金屬顆粒和連續(xù)聚合物相間形成化學(xué)鍵或通過(guò)改變無(wú)機(jī)金屬顆粒的表面能使之與顆粒聚合物界面處的聚合物表面能相匹配而改善復(fù)合材料的物理性能?？捎糜诒景l(fā)明中的硅烷偶聯(lián)劑包括但不限于如下結(jié)構(gòu)的化合物R-(CH2)n-Si-X3其中x代表可水解的基團(tuán)，包括烷氧基、酰氧基、離素或胺，取決于金屬顆粒的表面化學(xué)和反應(yīng)機(jī)理。偶聯(lián)隨顆粒表面和聚合物間化學(xué)鍵數(shù)量的最大化而最大化。當(dāng)復(fù)合材料將被用于包括大量水性介質(zhì)和寬溫度變化范圍的應(yīng)用中時(shí)，選擇雙臂硅烷(dipodalsilane)如雙(三乙氧基曱珪烷基)乙烷。這些材料具有如下結(jié)構(gòu)R〖(CH2)n-Si-X3]2其中R代表硅烷化合物的不可水解有機(jī)基團(tuán)。R基團(tuán)可化學(xué)鍵合至聚合物相或者如果非鍵合的界面改性可適用的話則如所希望的保持未反應(yīng)。當(dāng)R化學(xué)鍵合至聚合物相時(shí)，這些自由基可通過(guò)熱、光或以過(guò)氧化物催化劑或促進(jìn)劑和類(lèi)似反應(yīng)體系的形式加入。此外R基團(tuán)的選擇需考慮復(fù)合材料中使用的聚合物。如果選擇熱固性聚合物，則可用熱固性聚合物來(lái)化學(xué)鍵合硅烷至聚合物相。熱固性材料中的活性基團(tuán)可包括甲基丙烯酰基、苯乙烯基或者其它不飽和或有機(jī)材料。熱塑性材料包括聚氯乙烯、聚苯硫醚(polyphenylenesulfite)、丙烯酸類(lèi)均聚物、含馬來(lái)酸酐的聚合物、丙烯酸類(lèi)材料、醋酸乙烯酯聚合物、含二烯的共聚物(如1，3-丁二烯、1，4-戊二烯)、卣素或氯代磺?；男缘木酆衔锘蚩膳c本發(fā)明的復(fù)合材料體系反應(yīng)的其它聚合物。可通過(guò)端基與具有氨基烷基、氯烷基、異氰酸基或類(lèi)似官能團(tuán)的硅烷反應(yīng)使用縮聚熱塑性材料，包括聚酰胺、聚酯、聚碳酸酯、聚砜和類(lèi)似的聚合物材料。高密度金屬顆粒復(fù)合材料的生產(chǎn)取決于良好的生產(chǎn)技術(shù)。通常金屬顆粒先經(jīng)界面改性劑如反應(yīng)性硅烷處理，做法是用25重量％的硅烷或其它界面改性劑的溶液噴涂在金屬顆粒上并共混和仔細(xì)干燥以確保界面改性劑均勻包覆顆粒。界面改性劑如硅烷也可利用高強(qiáng)度Littleford或Henschel摻混機(jī)在批量共混(bulkblending)操作中加到顆粒中。作為選擇，可在干燥之前送入雙錐式混合機(jī)，或直接加到螺桿混配設(shè)備中。界面改性劑也可在非質(zhì)子溶劑如曱苯、四氫呋喃、石油溶劑或其它這類(lèi)已知溶劑中與金屬顆粒反應(yīng)。金屬顆粒可與聚合物相偶聯(lián)，取決于聚合物相的性質(zhì)、填料、顆粒表面化學(xué)和復(fù)合材料中存在的任何顏料加工助劑或添加劑。一般來(lái)說(shuō)，用來(lái)偶聯(lián)金屬顆粒與聚合物的機(jī)理包括溶劑化、螯合、配位鍵合(配體形成)等?？墒褂免佀狨セ蜾喫狨ヅ悸?lián)劑。這類(lèi)偶聯(lián)劑具有下式(RO)m-Ti-(0-X-R,-Y)n(RO)m-Zr-(O-X-R,-Y)n其中m和n為1到3。鈦酸酯提供抗氧化性并可改變或控制固化化學(xué)。鋯酸酯提供優(yōu)異的鍵合強(qiáng)度而使固化最大化，降低在配制的熱塑性材料中形成顏色。有用的鋯酸酯材料為新戊基(二烯丙基)氧-三(二辛基)磷酸酯基鋯酸酯。具有所需物理性質(zhì)的高密度金屬聚合物復(fù)合材料可按下述生產(chǎn)。在優(yōu)選的方式中，先制備金屬顆粒表面，使界面改性劑與制得的顆粒材料反應(yīng)，分離所得產(chǎn)物，然后與連續(xù)的聚合物相組合以在金屬顆粒和聚合物間實(shí)現(xiàn)反應(yīng)。一旦制備了復(fù)合材料，其然后被形成為最終用途材料所需的形狀。另一方案是在材料加工過(guò)程中提供溶劑回收的溶液加工。材料也可無(wú)溶劑干混。可使用共混系統(tǒng)如來(lái)自DraisSystems的螺條式摻混器、自LittlefordBrothers和Henschel獲得的高密度驅(qū)動(dòng)摻混器。也可采用使用Banberry、veferralle單螺桿或雙螺桿混配機(jī)的其它熔融共混。當(dāng)材料作為與溶劑的塑料溶膠或有機(jī)溶膠加工時(shí)，液體成分通常先被加到加工裝置中，然后加入聚合物、金屬顆粒并快速攪拌。一旦加入所有材料，可施加真空以除去殘余的空氣和溶劑并繼續(xù)混合直至產(chǎn)品均勻且獲得高密度。由于成本優(yōu)勢(shì)，通常優(yōu)選干混。但某些實(shí)施方案可能由于粒徑的差異而在組成上不穩(wěn)定。在干混工藝中，可通過(guò)如下步驟制備復(fù)合材料先引入聚合物，如果需要在約室溫到約60'C的溫度下合并聚合物穩(wěn)定劑與所述聚合物，共混金屬顆粒(如果需要經(jīng)改性)與所述經(jīng)穩(wěn)定的聚合物，摻混其它加工助劑、界面改性劑、著色劑、指示劑或潤(rùn)滑劑，然后在熱混合器中混合，轉(zhuǎn)移至儲(chǔ)存、包裝或最終用途生產(chǎn)。界面改性的材料可用溶劑技術(shù)制備，所述溶劑技術(shù)使用有效量的溶劑引發(fā)復(fù)合材料的形成。當(dāng)界面改性基本完成時(shí)，溶劑可被汽提出。這類(lèi)溶劑法按如下進(jìn)行1)使界面改性劑或聚合物或二者溶劑化；2)將金屬顆?；旌线M(jìn)體相或聚合物母料中；和3)在熱和真空的存在下于高于聚合物Tg的溫度下脫去組合物中的揮發(fā)成分。當(dāng)用雙螺桿混配機(jī)或擠出機(jī)混配時(shí)，可使用如下涉及雙螺桿混配的優(yōu)選工藝。1.加入金屬顆粒并升溫除去表面水(機(jī)筒1)。2.當(dāng)填料處于適當(dāng)?shù)臏囟葧r(shí)向雙螺桿中加入界面改性劑(機(jī)筒3)。3.在金屬顆粒上分散/分布界面改性劑。4.維持反應(yīng)溫度至反應(yīng)完成。5.排出反應(yīng)副產(chǎn)物(機(jī)筒6)。6.加入聚合物粘合劑(機(jī)筒7)。7.壓縮/熔融聚合物粘合劑。8.在顆粒中分散/分布聚合物粘合劑。9.使改性顆粒與聚合物粘合劑反應(yīng)。10.對(duì)剩余的反應(yīng)產(chǎn)物真空脫氣(機(jī)筒9)。11.壓縮所得復(fù)合材料。12.通過(guò)模頭或生產(chǎn)后步驟形成所需形狀、粒料、線材、管、注塑制品等。作為選擇，在含小體積連續(xù)相的配方中1.加入聚合物粘合劑。2.當(dāng)聚合物粘合劑處于適當(dāng)?shù)臏囟葧r(shí)向雙螺桿中加入界面改性劑。3.在聚合物粘合劑中分散/分布界面改性劑。4.加入填料并分散/分布顆粒。5.升溫至反應(yīng)溫度。6.維持反應(yīng)溫度至反應(yīng)完成。7.壓縮所得復(fù)合材料。8.通過(guò)模頭或生產(chǎn)后步驟形成所需形狀、粒料、線材、管、注塑制品等。聚合物和顆粒的特定選擇可允許省去界面改性劑及其相關(guān)加工步服本發(fā)明的金屬聚合物復(fù)合材料可用于多種實(shí)施方案，包括射彈、釣飾、釣墜、汽車(chē)平衡塊、輻射屏蔽、高爾夫球棒部件、運(yùn)動(dòng)設(shè)備、陀螺壓載(gyroscopicballast)、手機(jī)震動(dòng)平衡塊或?qū)嶒?yàn)室阻隔噪音和震動(dòng)的重物、或其它需要具有可塑性、韌性和尺寸穩(wěn)定性、導(dǎo)熱性、導(dǎo)電性、磁性且無(wú)毒的高密度材料的實(shí)施方案中。本發(fā)明及其所有實(shí)施方案的高密度材料均適合多種加工方法。加工方法及基礎(chǔ)材料配方的選擇可基于所需的最終用途產(chǎn)品的需要。下面的實(shí)施例將對(duì)這點(diǎn)加以說(shuō)明。本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案為可用于射彈(包括滑膛槍彈丸和其它彈藥)、心臟或動(dòng)脈用支架或輻射屏蔽服中的柔性或可鍛復(fù)合材料。具有這些特征的示例性復(fù)合材料可包括鎢、作為粘合劑的氟聚合物和鋯酸酯界面改性劑的組合。最終用途產(chǎn)品可為擠出或注塑件的產(chǎn)物。本發(fā)明的另一實(shí)施方案為可用于釣斜或釣墜、或者手機(jī)屏蔽或內(nèi)部震動(dòng)機(jī)構(gòu)中的高產(chǎn)、高密度復(fù)合材料。具有這些特征的示例性復(fù)合材料可包括鴒、作為粘合劑的聚氯乙烯和堿金屬硬脂酸鹽或硬脂酰胺界面改性劑的組合。最終用途產(chǎn)品可為擠出或注塑件的產(chǎn)物。本發(fā)明的又一實(shí)施方案為可用于汽車(chē)或卡車(chē)充氣輪胎車(chē)輪平衡塊或其它壓載、或其它可以塊體形式生產(chǎn)的產(chǎn)品中的低產(chǎn)、長(zhǎng)固化時(shí)間和高密度復(fù)合材料。具有這些特征的示例性復(fù)合材料可包括鎢、作為粘合劑的聚酯和鋯酸酯界面改性劑的組合。最終用途產(chǎn)品可為注塑或塊狀模塑件的產(chǎn)物。本發(fā)明的再一實(shí)施方案為可用于釣斜和汽車(chē)或卡車(chē)充氣輪胎車(chē)輪平衡塊中的高產(chǎn)、高密度復(fù)合材料。車(chē)輪平衡塊包含附件和本發(fā)明復(fù)合材料的制品塊。平衡塊可用常規(guī)夾連接或用粘合劑粘附到車(chē)輪上。具有這些特征的示例性復(fù)合材料可包括鎢、作為粘合劑的聚苯乙烯和鋯酸酯界面改性劑的組合。最終用途產(chǎn)品可為注塑或塊狀模塑件的產(chǎn)物。除前述示例性實(shí)施方案外，其它加工方法為但不限于模塑、壓塑、熱固性和熱塑性擠出、離心模塑、旋轉(zhuǎn)模塑、吹塑、澆鑄、壓延、液體填充熱固性模塑或長(zhǎng)絲纏繞，以與順序混配一起形成各種形狀。本發(fā)明的另一實(shí)施方案包括所得復(fù)合材料的磁性組合物，其中為了識(shí)別或如最終用途要求所規(guī)定，添加磁性組分。磁性添加劑占所得復(fù)合材料的重量和體積分?jǐn)?shù)通常為0.1%到5%。本發(fā)明的再一實(shí)施方案包括所得復(fù)合材料的著色，其中對(duì)于識(shí)別或如最終用途要求所規(guī)定的顏色很重要。顏色添加劑占所得復(fù)合材料的重量和體積分?jǐn)?shù)通常低于1%。本發(fā)明的復(fù)合材料可以滑膛槍彈丸或成型圓形物形式用于射彈中?；艠審椡柰ǔ榍蛐晤w粒，尺寸為約0.7到約3毫米且通常是球形的，但可具有皺面或麻面?？捎糜诒景l(fā)明中的射彈通常包含相當(dāng)大比例的本發(fā)明的高密度復(fù)合材料。射彈可包含加套或未加套形式的擠出棒材。夾套可包圍復(fù)合材料或可留下一部分(前端或后端)棵露在外。復(fù)合材料可以多種方式生產(chǎn)形成射彈。射彈可包含約0.1克到多達(dá)2千克本發(fā)明的復(fù)合材料，所述復(fù)合材料至少部分被金屬夾套圍繞。這類(lèi)射彈可具有錐形開(kāi)放式前端、開(kāi)放式封閉端或二者，或可整個(gè)封裝在夾套內(nèi)。此外，夾套可包括其它組件如炸藥、金屬頭或其它插入件，以改變射彈的氣動(dòng)壓力中心或重心或質(zhì)心在尺寸中心的前部或后部。由本發(fā)明的包含鵠、鐵或其它無(wú)毒金屬的復(fù)合材料制得的這類(lèi)射彈構(gòu)成"綠色"子彈或射彈，其在使用后退化成與水生植物和動(dòng)物相容的無(wú)毒材料。材料的彈性性能使射彈特別有用。由于其高密度，射彈可傳遞相當(dāng)大的慣性或動(dòng)能給目標(biāo)，但同樣在接觸時(shí)可彈性變形而像鉛彈那樣使夾套膨脹。夾套將按預(yù)期膨脹，但彈性材料將基本回彈至其初始尺寸。圓形物或射彈可設(shè)計(jì)為使氣動(dòng)壓力中心和重心或質(zhì)心可向尺寸中心的前部或后部調(diào)節(jié)以改善圓形物的氣動(dòng)性能。這類(lèi)圃形物可制造為以更穩(wěn)定的彈道飛行而避免偏離所希望的彈道和降低精確性。此外，由于其穩(wěn)定性，本發(fā)明的材料可以更高的發(fā)射率發(fā)射并由于旋轉(zhuǎn)速率減小而減少武器生熱。在本發(fā)明的優(yōu)選射彈中，重心^f艮好地位于氣動(dòng)壓力中心前并恰好將旋轉(zhuǎn)的圓形物穩(wěn)定在其指向目標(biāo)的彈道中。概括來(lái)說(shuō)，如本文所包含的特定權(quán)利要求所指出的，本發(fā)明涉及一系列原料組合，所述原料組合包括金屬、聚合物、界面改性劑和其它添加劑，其均具有不同的粒徑、重量分?jǐn)?shù)和體積分?jǐn)?shù)。本發(fā)明還包括一系列加工方法、所得的物理和化學(xué)性質(zhì)、以及最終用途應(yīng)用。下面的材料是對(duì)本發(fā)明的舉例說(shuō)明。所述材料均可成形、模塑、擠出或制成有用的復(fù)合材料和形狀。實(shí)驗(yàn)l實(shí)驗(yàn)由三個(gè)主要關(guān)注方面構(gòu)成密度、熔體流動(dòng)指數(shù)、拉伸強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率。密度測(cè)定用WildRiverConsulting組裝的裝置產(chǎn)生樣品進(jìn)行，所述裝置主要由裝配有測(cè)壓儀的冶金壓力機(jī)和下臂中具有0.1英寸直徑的孔的改造的lV4英寸圓柱形模頭組成。假設(shè)通過(guò)這些儀器產(chǎn)生的樣品呈完美的圓柱體，因此測(cè)定直徑、長(zhǎng)度和質(zhì)量就可得到樣品的密度。在模頭擠出過(guò)程中測(cè)定各樣品的熔體流動(dòng)指數(shù)。通過(guò)測(cè)定樣品經(jīng)過(guò)儀器的長(zhǎng)度刻度時(shí)的時(shí)間即可計(jì)算其擠出速率。然后除以孔徑使該線速度歸一化。所得的量被定義為材料的熔體流動(dòng)指數(shù)(MFI)。為確保完全混合，擠出的材料再擠出至少四次。還測(cè)試模頭擠出樣品的拉伸伸長(zhǎng)率。將各樣品修整為4英寸長(zhǎng)，并在距各端V2英寸處作標(biāo)記。將樣品固定在機(jī)器夾具中，其中"2英寸標(biāo)志樣品插入夾具中的深度。進(jìn)行拉伸斷裂測(cè)試并在完成后取下樣品。實(shí)驗(yàn)中測(cè)試使用AlldyneC-60鴒和DyneonTHV220A氟聚合物的兩種配方。第一種配方設(shè)計(jì)為獲得10.8g/cm3的密度。第二種配方設(shè)計(jì)為獲得11.4g/cm3的密度。表1給出用來(lái)產(chǎn)生兩種配方的樣品所用的重量百分?jǐn)?shù)。實(shí)驗(yàn)中測(cè)試了四種界面改性劑。第一種界面改性劑為鋯酸酯偶聯(lián)劑NZ12。第二和第三種改性劑為鈥酸酯偶聯(lián)劑KR238J和LICA09。最后一種界面改性劑為珪烷SIA0591.0。表l不同界面改性劑對(duì)復(fù)合材料熔體流動(dòng)和機(jī)械性能的影響鎢*氟聚合物界面改性劑橋出密度熔體流動(dòng)指數(shù)拉伸伸長(zhǎng)率最大應(yīng)力重量％體積％重量％體積％g/cc1/s%MPa91.4%51.0%8.6%49.00/0無(wú)10.20.45.9%3,691.4%51.0。/。8.6%49.0%NZ1210.127.5261.7%2.491.4%51.0%8.6%49.0%KR238J9.922,9276.7°/。2.591.4%51.0%8,6%49.0%LICA0910.418.6260抓2,591.4%51,0%8.6%49.0%SIA0591.09.90.226.8%10,592.4%54.50/07.6%45.50/0無(wú)10.60.92曹08.492,4%54.50/07.6%45.5%NZ1211.29.2300.0%3.192.4%54.50/07諷45.5%KR238J11.27.62卯.00/04.692.4%54,50/07.(5%45.5%L1CA091U4.9225.2%2.792.4%54.5%7.6%45.5%SIA0591.011.30.1l彥o8.3*含O.2重J5的界面改性劑可以清楚地看到，鎢粉的處理引起物理性能相當(dāng)大的改變。在所有配方中，界面改性劑的處理顯著地影響熔體流動(dòng)。混配材料的熔體流動(dòng)指數(shù)相比未經(jīng)處理的化合物增大高達(dá)68倍。也可在材料的伸長(zhǎng)率中看到其影響。所有四種界面改性劑均引起拉伸伸長(zhǎng)率的增大，其中NZ12和KR238J引起的變化最大。雖然經(jīng)SIA0591.0處理的材料未表現(xiàn)出熔體流動(dòng)指數(shù)的增大，但其確實(shí)表現(xiàn)出了最大應(yīng)力的增大。SIA0591.0混配材料產(chǎn)生的最大應(yīng)力約為不含界面改性劑的91.4重量％的鎢化合物的三倍。實(shí)驗(yàn)2、3和4在表2、3和4中，鎢顆粒先用界面改性劑處理。這通過(guò)將非常小量的界面改性劑溶解于燒杯中的溶劑(常為異丙醇或一些其它醇)中并在燒杯中與鵠顆?；旌线M(jìn)行。所得漿料然后徹底混合約IO分鐘?；緝A析出溶劑或于約IOO'C蒸發(fā)除去溶劑。顆粒然后再在烘箱中干燥。單獨(dú)將聚合物(例如)THV220A溶解于溶劑(如丙酮)中。然后將適當(dāng)重量經(jīng)處理的鵠顆粒加到溶解的聚合物中，攪拌混合物直至大多數(shù)溶劑已蒸發(fā)且混合物已團(tuán)聚。材料于100。C干燥30分鐘，然后在冶金模中壓制。THV200A為四氟乙烯、六氟丙烯和偏二氟乙烯的聚合物。NZ12為新戊基(二烯丙基)氧基-三(二辛基)磷酸酯基(phosphato)鋯酸酯。SIA0591.0為N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基-三甲氧基甲硅烷。KR238J為可從KenrichPetrochemicals,Bayonne,NJ獲得的甲基丙烯酰胺改性胺加合物。LICA09為新戊基(二烯丙基)氧基-三(十二烷基)苯-磺?；?鈦酸酯。表2不同濃度的界面改性劑對(duì)氟聚合物復(fù)合材料的密度和<table>tableseeoriginaldocumentpage40</column></row><table>表的注釋(1)一從模具中取出即粉碎。從表中可見(jiàn)，多種聚合物可用來(lái)制備密度高于10g/ci^并具有有用的粘彈性的復(fù)合材料。表4鴒的粒徑和圓形度對(duì)密度的影響材料分布<最小，最大>圓形度指數(shù)鵠*(19.35g/ml)氟彈性體熱塑性材料(l,卯g/ml)所得復(fù)合材料微米中值重量％體積％重量％體積％密度(g/cc)1.5，3616,894.0%60.6%5.9%38.6%9-9f10，13016,494.0%60.6%5.9%39,0%11.5d10,1005.696.3%71.3%3.5%26.3%11.410,15015.896.6%73,2%3.3%25.4%12.3b15，15016.095,4%66.9%4.6%32.8%12.4g10，10016.193.9%60.0%6.1%39.6%11.4c薩，400015.889.4%45,30/010.6%54.6%9.8含O.03-0.2《的NZ12界面改性劑表中的這些數(shù)據(jù)表明熱塑性復(fù)合材料可用所選擇的材料組合制備且包括密度、模量、伸長(zhǎng)率等性能的程度可設(shè)計(jì)進(jìn)材料中。該表表明粒徑、分布和圓形度對(duì)復(fù)合材料的密度有影響。這些材料a-g的制備與與表1-3中的實(shí)施例相似。表4中的所有樣品均制備為使配方產(chǎn)生最高密度的復(fù)合材料。由于存在較大和小平均粒徑材料以及約為14的最小圓形度，故材料b和e具有最大密度。表中材料a和c具有低密度并具有或小或大的顆粒。其它材料稍微偏離(材料b和e的)尺寸或圓形度參數(shù)而使密度降低。實(shí)驗(yàn)5表5中的熔體流動(dòng)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)所用材料按如下制備。TechnonPlus鴒顆粒經(jīng)改性、與Dyneon聚合物共混并用經(jīng)校準(zhǔn)的重力進(jìn)料器引入到擠出機(jī)中。擠出機(jī)為Brabender3/4英寸帶定制螺紋的經(jīng)改造以產(chǎn)生低壓縮的單螺桿擠出機(jī)。加熱區(qū)設(shè)置為175。C、175。C、175。C和185。C。螺桿RPM保持在20到40之間。機(jī)筒風(fēng)冷。材料出口速度為約l米每分鐘。在實(shí)驗(yàn)室規(guī)模的Brabender擠出機(jī)中將92重量％的TechnonPlus鵠(粒徑分布為10到160微米)與8重量％的氟聚合物DyneonTHV220合并，其中DyneonTHV220為用KenrichNZ12鋯酸酯界面改性劑改性的聚合物。在該實(shí)施例中，界面改性劑以在金屬顆粒上約0.01重量％的比率直接施加到鴒顆粒上。本發(fā)明材料的典型熔體流動(dòng)指數(shù)為至少5秒入至少I(mǎi)O秒"、約10-250秒"或約10-500秒"。為測(cè)定擠出熔體流動(dòng)指數(shù)，建立定制的試驗(yàn)系統(tǒng)。向1.25英寸的冶金模中鉆小孑L(直徑0.192cm)。冶金模與配有儀表的冶金壓力機(jī)組合使用，這樣允許監(jiān)測(cè)模溫和壓力。設(shè)定材料的溫度和模的壓力，材料通過(guò)熔體流動(dòng)孔擠出。對(duì)于給定的持續(xù)時(shí)間，測(cè)定所得形體的長(zhǎng)度，結(jié)果用來(lái)確定峰值速度。利用該數(shù)據(jù)，用擠出物的速度差除以?？装霃娇捎?jì)算出熔體流動(dòng)指數(shù)。表5溫度和壓力對(duì)熔體流動(dòng)的影響<table>tableseeoriginaldocumentpage42</column></row><table>制品實(shí)施例制品生產(chǎn)實(shí)施例1含聚苯乙烯、Technon粉、Kronos2073和Ken-ReactNZ12。配方(以重量計(jì))聚苯乙烯0.6563gTechnonPLUS顆粒12.1318gKronos2073Ti02顆粒0.14719gKen-ReactNZ120.2740g將聚苯乙烯溶解在甲苯、MEK和丙酮的混合物中至總固體量為38重量％。攪拌下將兩種顆粒分散在相同的溶劑混合物中并向該分散體中加入NZ12。攪拌打開(kāi)Ti02團(tuán)聚后加入聚苯乙烯溶液并攪拌同時(shí)排出溶劑直至共混物變?yōu)榘牍腆w。然后將該材料壓塑成帶1號(hào)鉤的釣鉤(參見(jiàn)圖3)。制品生產(chǎn)實(shí)施例2含聚苯乙烯、Technon粉和Ken-ReactNZ12。配方(以重量計(jì))聚苯乙烯0.6011gTechnonPLUS顆粒12.0927gKen-ReactNZ120.03g*將聚苯乙烯溶解在甲苯、MEK和丙酮的混合物中至總固體量為38重量％。攪拌下將W顆粒分散在相同的溶劑混合物中并向該分散體中加入NZ12。加入聚苯乙烯溶液并攪拌同時(shí)排出溶劑直至共混物變?yōu)榘牍腆w。然后將該材料壓塑成滑墜(slipsinker)。制品生產(chǎn)實(shí)施例3含聚酯、Technon粉、Kronos2073Ti02和Ken國(guó)ReactNZ12。配方(以重量計(jì))聚酯0.4621gTechnonPLUS顆粒13.0287gKronos2073Ti02顆粒1.5571gKen-ReactNZ120.0366gMEK過(guò)氧化物將聚酯加到W和Ti02顆粒中。加入丙酮以幫助NZ12分散。在共混物開(kāi)始出現(xiàn)顯色跡象(即Ti02分散)后，加入更多丙酮，然后加入MEK過(guò)氧化物。將該材料壓塑成滑墜。制品生產(chǎn)實(shí)施例4含聚酯、Technon粉、Kronos2073Ti02和Ken-ReactNZ12。配方(以重量計(jì))聚酯3M1.6000gTechnonPLUS顆粒36.3522gKronos2073Ti02顆粒4.8480gKen-ReactNZ120.0400gMEK過(guò)氧化物將聚酯加到W和Ti02顆粒中。加入丙酮以幫助NZ12分散。在共混物開(kāi)始出現(xiàn)顯色跡象(即Ti02分散)后，加入更多丙酮，然后加入MEK過(guò)氧化物。將該材料壓塑成l號(hào)滑墜。制品生產(chǎn)實(shí)施例5含氟彈性體、Technon粉和Ken-ReactNZ12。配方(以重量計(jì))氟彈性體THV220ADyneon1.6535gTechnonPLUS顆粒36.8卯9gKen-ReactNZ120'0400g在丙酮的幫助下將NZ12共混進(jìn)W顆粒中。將THV220A溶解在丙酮中至38重量。/。，然后加到W漿料中。攪拌該共混物至干，然后在1.25英寸的冶金壓力機(jī)中壓塑。將該大粒料切成方塊并于104'C烘箱干燥至干，然后在冶金壓力機(jī)中于5700lb/in2和177。C下再成形。該材料的密度為11.7g/cm3。在這些實(shí)施例中，鎢顆粒先經(jīng)界面改性劑處理。這通過(guò)將所需量的界面改性劑溶解在含50ml溶劑(常為異丙醇或一些其它醇)的250ml燒杯中并然后向燒杯中加入100克鎢顆粒進(jìn)行。所得漿料然后在蒸汽浴中徹底混合直至混合物不可再攪拌且大多數(shù)溶劑已驅(qū)出。然后將含鴒顆粒和界面改性劑的燒杯置于100'C的強(qiáng)制通風(fēng)烘箱中30分鐘。將處理過(guò)的鵠加到含THV220A溶解于丙酮中的固溶體的100ml燒杯中。然后將混合物加熱至30。C并連續(xù)攪拌直至大多數(shù)丙酮蒸發(fā)。然后將復(fù)合材料置于10(TC的強(qiáng)制通風(fēng)烘箱中達(dá)30分鐘。干燥后在冶金模中的3.17cm圓筒中于200。C和4.5公噸的柱塞壓力下壓制復(fù)合材料。5分鐘后讓模在壓力下冷卻至50。C。釋放壓力后，從模中取出復(fù)合材料樣品并測(cè)定物理性能。關(guān)于組成和所測(cè)性能參見(jiàn)表—。THV220A為四氟乙烯、六氟丙烯和偏二氟乙烯的共聚物。NZ12為^f戊基(二烯丙基)氧基-三(二辛基)磷酸酯基鋯酸酯。SIA0591.0為N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基-三甲氧基甲硅烷。KR238J為可從KenrichPetrochemicals,Bayonne，NJ獲得的甲基丙烯酰胺改性胺加合物。LICA09為新戊基(二烯丙基)氧基-三(十二烷基)苯-磺酰基-鈦酸酯。附圖詳細(xì)討論圖1示出了包含本發(fā)明的金屬聚合物復(fù)合材料的支架的立體圖。支架可由復(fù)合材料的模制管用已知的機(jī)械或激光法雕刻，或者支架可直接模制成所示形式。支架10可包含復(fù)合材料并具有柔性部件11,柔性部件11使支架在置于血管管腔中時(shí)可擴(kuò)展。支架具有彎曲部件13和線型部件12，其可由復(fù)合材料通過(guò)直接模制技術(shù)或通過(guò)由模制管雕刻所述結(jié)構(gòu)形成。圖2A示出了具有對(duì)稱(chēng)外觀的擠出部件。擠出物體20具有含插件23A和對(duì)稱(chēng)凹槽24A的主體21。這樣的結(jié)構(gòu)20可擠出和切成適宜的長(zhǎng)度，然后各長(zhǎng)度可與對(duì)稱(chēng)部件交配，以便在將插件23B插進(jìn)凹槽24A的同時(shí)插件23A可插進(jìn)凹槽24B中，使主體21和主體22互鎖形成固定的機(jī)械穩(wěn)定的組件。該組件在圖2B中示出。圖2A中形成了在整個(gè)組合體內(nèi)基本完全填充的物體。圖3示出了兩種釣鉤30和31。所述釣鉤包含鉤32、33。鉤上置有釣墜34、35。釣墜34為模制釣墜，通過(guò)壓塑在鉤33上形成。釣墜35為與圖2的擠出物相似的壓配合釣墜，包括用于搭鎖配合結(jié)構(gòu)的插件和凹槽。圖4示出了本發(fā)明的兩種車(chē)輪平衡塊的構(gòu)型。在圖4A中，車(chē)輪平衡塊40包括本發(fā)明的成型塊44,成型塊44具有可連接平衡塊于輪上的粘合條45。所述平衡塊可以以連續(xù)板材的形式擠出并切成成型塊44，彎曲區(qū)46于切割前在平衡塊44中形成。該復(fù)合材料是柔性的，可彎曲以符合車(chē)輪形形狀。圖4B示出了具有復(fù)合材料塊42和機(jī)械夾43的平衡塊41，機(jī)械夾43構(gòu)造為用于連接至運(yùn)輸車(chē)輛的車(chē)輪。圖5-ll給出了數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)證實(shí)了上面所示實(shí)施例的粘彈性以及所述技術(shù)形成材料的所需性質(zhì)的適應(yīng)性。本發(fā)明的新型金屬聚合物復(fù)合材料可用作消音結(jié)構(gòu)、隔音或阻聲結(jié)構(gòu)。所述結(jié)構(gòu)可呈隔音板或包含聲楔、隔音楔、吸聲楔、隔音錐、吸聲錐或其它隔音或吸聲凸出物的吸聲結(jié)構(gòu)的形式，其可安裝在表面上以與聲音相互作用、吸收聲音或消散聲音。本發(fā)明的組合物可用作內(nèi)燃機(jī)墊圏或密封件。所述材料可用在柴油發(fā)動(dòng)機(jī)、汽油發(fā)動(dòng)機(jī)、旋轉(zhuǎn)或汪克爾發(fā)動(dòng)機(jī)、渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)、渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)、高旁渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)或任何其它通過(guò)燃料的燃燒取得能量以生成能量的發(fā)動(dòng)機(jī)中。所述密封件具有粘彈性，其提供優(yōu)異的密封或填實(shí)性同時(shí)提供消音特性。尤其是，本發(fā)明的組合物可用在旋轉(zhuǎn)或汪克爾發(fā)動(dòng)機(jī)的頂端密封片中，其中發(fā)動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)或轉(zhuǎn)動(dòng)結(jié)構(gòu)與發(fā)動(dòng)機(jī)罩壁接觸。本發(fā)明的組合物具有粘彈性，其可起到吸收或阻止低或高頻振動(dòng)通過(guò)結(jié)構(gòu)傳播的作用。當(dāng)兩個(gè)結(jié)構(gòu)構(gòu)件結(jié)合在一個(gè)結(jié)構(gòu)中時(shí)，可安裝本發(fā)明的材料以阻止無(wú)論何種頻率的振動(dòng)能通過(guò)該結(jié)構(gòu)傳播。本發(fā)明的組合物可與熱塑性泡沫材料組合以提供對(duì)于多種安裝目的具有有用性能的兩層、三層等結(jié)構(gòu)。一層是泡沫聚合物層，第二層中為本發(fā)明的組合物。由于其粘彈性、特別是模量，這類(lèi)帶狀材料可與筒單曲面或復(fù)雜表面適形，并且由于柔性材料與表面的緊密適形而可易于以強(qiáng)膠粘特性粘附到這類(lèi)表面上。本發(fā)明的材料可用于多種手工工具應(yīng)用中。在一種應(yīng)用中，本發(fā)明的組合物可通過(guò)壓塑或注塑成形為具有大質(zhì)量的錘或槌棒結(jié)構(gòu)，但由于其粘彈性，其可向表面?zhèn)鬟f力而不因硬表面產(chǎn)生損傷。材料較軟的粘彈性將使其具有傳遞沖擊力而幾乎無(wú)或無(wú)表面損傷的能力。本發(fā)明的組合物可理想地用于飛輪或擺捶配重(weight)應(yīng)用中。這類(lèi)結(jié)構(gòu)易于通過(guò)注塑或壓塑形成，并且由于對(duì)大尺寸結(jié)構(gòu)降低的要求而可具有降低的尺寸和更有效的操作。本發(fā)明的粘彈性和熱性能使所述組合物可理想地用于摩擦表面中，所述表面可高效地吸收斷裂能和消耗所產(chǎn)生的熱負(fù)荷。本發(fā)明的組合物可安裝在摩擦承受表面如閘瓦(brakeshoe)上。制動(dòng)鼓或盤(pán)式制動(dòng)器應(yīng)用中的閘瓦或制動(dòng)鉗可與制動(dòng)鼓或盤(pán)接觸以吸收斷裂能、消耗熱負(fù)荷和提供對(duì)傳動(dòng)裝置高度的方向控制。本發(fā)明的材料應(yīng)在高要求應(yīng)用中提供長(zhǎng)期磨損和優(yōu)異的熱操縱。本發(fā)明的組合物可在多種應(yīng)用中以常用來(lái)密封或機(jī)械緩沖兩個(gè)表面間的界面的O-形環(huán)的形式使用。O-形環(huán)通常大體上具有環(huán)形形狀，其中環(huán)的橫截面形狀可為圓形、卵形、橢圓形、方形、三角形或其它幾何形狀。環(huán)的直徑的總體尺寸可為約1亳米到1米，橫截面形狀的最大尺寸可為約0.5亳米到約50厘米。對(duì)于襯套形式的形狀，可使用橫截面基本為矩形的環(huán)作為無(wú)噪音或低摩擦的襯套。這類(lèi)結(jié)構(gòu)通常具有共面環(huán)形形式，中心口徑為約1毫米到約IO厘米，總體圓直徑為約5亳米到約1米。這類(lèi)襯套的厚度可為約1毫米到約10厘米，可用來(lái)緩沖兩個(gè)基本平坦的表面間的相互作用。由于本發(fā)明的復(fù)合材料因整個(gè)復(fù)合材料中存在相當(dāng)大比例的金屬顆粒而可具有受控的導(dǎo)電性，故可制得具有半導(dǎo)體樣導(dǎo)電性的材料。所述半導(dǎo)體的電阻率傾向于為約l到102歐姆.米。這樣的電阻率常介于電阻率高達(dá)1012歐姆.米的真絕緣體之間的某處并遠(yuǎn)高于電阻率為約1.7x10-8歐姆.米的銅。所述半導(dǎo)體材料可通過(guò)向適宜電阻率的半導(dǎo)體中摻雜在復(fù)合材料中可提供附加的自由電子以形成N型半導(dǎo)體的材料或通過(guò)引入將引起價(jià)電子不足(即半導(dǎo)體復(fù)合材料中的空穴)的摻雜劑而摻雜形成N型和P型半導(dǎo)體。對(duì)于本發(fā)明的復(fù)合材料，傳統(tǒng)化合物如摻雜磷的硅可提供N型半導(dǎo)體性質(zhì)，而傳統(tǒng)化合物如摻雜鎵的硅可提供P型半導(dǎo)體性質(zhì)。此外可用不相似的金屬和化合物來(lái)產(chǎn)生n型半導(dǎo)體性質(zhì)和p型半導(dǎo)體性質(zhì)，其可然后層疊產(chǎn)生結(jié)如pn和np以產(chǎn)生半導(dǎo)體組合。本發(fā)明的復(fù)合材料可用作與用在如下應(yīng)用中的那些類(lèi)似的重質(zhì)或致密結(jié)構(gòu)，包括釣魚(yú)線和魚(yú)網(wǎng)、錨、釣墜、潛水帶配重、獵弓配重、賽車(chē)配重或壓栽材料、用于帶的致密bebees(densebebeesfortape)或即時(shí)貼應(yīng)用、手機(jī)震動(dòng)配重、運(yùn)動(dòng)、竟技舉重或力量舉重中使用的配重或啞鈴、訓(xùn)練用加重鞋墊、由本發(fā)明組合物制成的可插入配重或夾套形式的耐磨配重、用于賽馬中的配重或?qū)⑺霾牧咸匦詢H作為重質(zhì)材料使用的其它應(yīng)用。在動(dòng)態(tài)應(yīng)用中，本發(fā)明的配重可用作運(yùn)動(dòng)器具中的部件。例如，在高爾夫器材中，本發(fā)明的組合物可用作高爾夫球芯、可用作高爾夫球棍的加重部分以改變球棍頭的擊打力。在這樣的應(yīng)用中，本發(fā)明的配重可裝在球棍頭的不同位置處，例如裝在空心長(zhǎng)打棒頭(hollowdriverhead)中以改變球棍的擊打特性。本發(fā)明的組合物可加到乒乓球拍、棒球棍、曲棍球棍、或其它擊打器具中以增大擊打器具的力或?qū)⒘σ龑?dǎo)向特定的路徑或方向。本發(fā)明的組合物可用在用來(lái)在源自風(fēng)力載荷、地震力載荷、平常建筑震動(dòng)等的自然力載荷下穩(wěn)定高層建筑物的建筑壓載裝置中。所述壓載常安裝在大裝置中，或者在建筑物頂部或建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)，這樣安置使得壓載體可吸收地震力載荷或風(fēng)力載荷變化引起的力或?qū)顾隽?。所述壓栽安在許多建筑物的頂部或近頂部，以抑制因地震載荷或風(fēng)力栽荷強(qiáng)加于結(jié)構(gòu)上引起的極端運(yùn)動(dòng)。所述組合物的粘彈性使該組合物可理想地用作執(zhí)法擊打工具，包括警棍、警棒或其它結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的車(chē)輪配重可為具有規(guī)則橫截面和任意長(zhǎng)度以獲得適宜重量的線型擠出物。車(chē)輪配重可與分散的著色劑或者外部裝飾或信息面層(capstock)共擠出。所述配重的質(zhì)量可為1-250克和2-100克。橫截面為矩形，以便以較大的矩形輪廓尺寸靠著車(chē)輪而增大與車(chē)輪的粘附面積。矩形輪廓較大尺寸可為lmm到5cm,較小尺寸可為lmm到3cm。車(chē)輪配重可采用包括粘合劑層、膠粘帶或單獨(dú)添加粘合劑的粘合裝置連接。撕離襯里可保護(hù)粘合劑或膠粘帶的粘合表面。本發(fā)明的組合物的粘彈性使車(chē)輪配重可理想地膠連于輪上。雖然上面的說(shuō)明書(shū)對(duì)本發(fā)明的復(fù)合材料技術(shù)給出可行的公開(kāi)，但也可不偏離本發(fā)明的精神和范圍而實(shí)施本發(fā)明的其它實(shí)施方案。相應(yīng)地，本發(fā)明在附隨的權(quán)利要求書(shū)中體現(xiàn)。權(quán)利要求1.一種每單位尺寸密度增大的配重的結(jié)構(gòu)，所述配重的結(jié)構(gòu)包含金屬和聚合物粘彈性復(fù)合材料，所述復(fù)合材料包含(a)金屬顆粒，所述顆粒的粒徑大于約10微米，粒徑分布使得存在有效量的10到70微米和大于70微米的顆粒以形成所述復(fù)合材料，所述顆粒的圓形度大于13；和(b)聚合物相；其中所述粘彈性復(fù)合材料的拉伸伸長(zhǎng)率為約至少5％。2.權(quán)利要求l的配重，其中所述配重包含釣墜線。3.權(quán)利要求l的配重，其中所述配重包含馬用配重。4.權(quán)利要求1的配重，其中所述配重包含一系列用作壓載的球形配重。5.權(quán)利要求l的配重，其中所述配重包含箭弓配重。6.權(quán)利要求1的配重，其中所述配重用在高爾夫球或高爾夫球棍中。7.權(quán)利要求l的配重，其中所述配重用在手機(jī)震動(dòng)器中。8.權(quán)利要求l的配重，其中所述配重與轉(zhuǎn)環(huán)(swivel)組合用在釣墜中。9.權(quán)利要求1的配重，其中所述配重用在通氣管潛水員或水肺潛水員的配重帶中。10.權(quán)利要求l的配重，其中所述配重用作海錨。11.權(quán)利要求l的配重，其中所述配重用作機(jī)動(dòng)車(chē)中的壓載。12.包含金屬和聚合物粘彈性復(fù)合材料的墊圏，其中所述復(fù)合材料包含(a)金屬顆粒，所述顆粒的粒徑大于約IO微米，粒徑分布使得存在有效量的10到70微米和大于70微米的顆粒以形成所述復(fù)合材料，所述顆粒的圓形度大于13;和(b)聚合物相。13.權(quán)利要求12的墊圏，所述墊團(tuán)具有適合發(fā)動(dòng)機(jī)的尺寸和構(gòu)型。14.權(quán)利要求12的墊圏，所述墊圏具有適合內(nèi)燃機(jī)的尺寸和構(gòu)型。15.權(quán)利要求12的墊圏，所述墊圍具有適合柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的尺寸和構(gòu)型。16.權(quán)利要求12的墊圍，所述墊團(tuán)具有適合汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的尺寸和構(gòu)型。17.權(quán)利要求12的墊圏，所述墊圏具有適合渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的尺寸和構(gòu)型。18.權(quán)利要求12的墊圏，所述墊團(tuán)具有適合用在航空應(yīng)用中的渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的尺寸和構(gòu)型。19.一種包含金屬和聚合物粘彈性復(fù)合材料的O形環(huán)，其中所述復(fù)合材料包含(a)金屬顆粒，所述顆粒的粒徑大于約IO微米，粒徑分布使得存在有效量的10到70微米和大于70微米的顆粒以形成所述復(fù)合材料，所述顆粒的圓形度大于13;和(b)聚合物相；其中所述粘彈性復(fù)合材料的拉伸伸長(zhǎng)率為約至少5%。20.—種包含金屬和聚合物粘彈性復(fù)合材料的能量或初始存儲(chǔ)裝置(energyorinitialstoragedevice)，其中所述復(fù)合材料包含(a)金屬顆粒，所述顆粒的粒徑大于約10微米，粒徑分布使得存在有效量的10到70微米和大于70微米的顆粒以形成所述復(fù)合材料，所述顆粒的圓形度大于13;和(b)聚合物相；其中所述粘彈性復(fù)合材料的拉伸伸長(zhǎng)率為約至少5%，所述裝置包含輸入軸和可操作地與所述軸連接的金屬聚合物復(fù)合材料的軸對(duì)稱(chēng)部分，其中能量可通過(guò)旋轉(zhuǎn)所述軸或向所述軸施加轉(zhuǎn)矩而存儲(chǔ)。21.—種包含金屬和聚合物粘彈性復(fù)合材料的絕緣層，其中所述復(fù)合材料包含(a)金屬顆粒，所述顆粒的粒徑大于約10微米，粒徑分布使得存在有效量的10到70微米和大于70微米的顆粒以形成所述復(fù)合材料，所述顆粒的圓形度大于13;和(b)聚合物相；其中所述粘彈性復(fù)合材料的拉伸伸長(zhǎng)率為約至少5%。22.權(quán)利要求21的層，其中所述層包含隔音層。23.權(quán)利要求21的層，其中所述層包含減震層。24.權(quán)利要求21的層，其中所述層包含輻射隔離層或阻隔層。25.—種包含金屬和聚合物粘彈性復(fù)合材料的馬掌，其中所述復(fù)合材料包含(a)金屬顆粒，所述顆粒的粒徑大于約IO微米，粒徑分布使得存在有效量的10到70微米和大于70微米的顆粒以形成所述復(fù)合材料，所述顆粒的圓形度大于13;和(b)聚合物相；其中所述粘彈性復(fù)合材料的拉伸伸長(zhǎng)率為約至少5%。26.—種具有壓載的建筑，所述壓載適應(yīng)并位于所述建筑中，使得施加到所述建筑上的運(yùn)動(dòng)通過(guò)配重的運(yùn)動(dòng)而消減，所述壓載包含金屬和聚合物粘彈性復(fù)合材料，所述復(fù)合材料包含(a)金屬顆粒，所述顆粒的粒徑大于約IO微米，粒徑分布使得存在有效量的10到70微米和大于70微米的顆粒以形成所述復(fù)合材料，所述顆粒的圓形度大于13;和(b)聚合物相；其中所述粘彈性復(fù)合材料的拉伸伸長(zhǎng)率為約至少5%。27.權(quán)利要求26的建筑，其中所述運(yùn)動(dòng)通過(guò)地震力賦予。28.權(quán)利要求26的建筑，其中所述運(yùn)動(dòng)通過(guò)風(fēng)力賦予。29.—種包含成型擠出物的著色玻璃窗凸輪件(camingmember),所述擠出物包含金屬和聚合物粘彈性復(fù)合材料，所述復(fù)合材料包含(a)金屬顆粒，所述顆粒的粒徑大于約IO微米，粒徑分布使得存在有效量的10到70微米和大于70微米的顆粒以形成所述復(fù)合材料，所述顆粒的圓形度大于13;和(b)聚合物相；其中所述粘彈性復(fù)合材料的拉伸伸長(zhǎng)率為約至少5%。30.—種層狀結(jié)構(gòu)，所述層狀結(jié)構(gòu)包含第一層和第二層，所述第一層包含聚合物泡沫，所述第二層包含含有金屬和聚合物粘彈性復(fù)合材料的層，所述復(fù)合材料包含(a)金屬顆粒，所述顆粒的粒徑大于約IO微米，粒徑分布使得存在有效量的10到70微米和大于70微米的顆粒以形成所述復(fù)合材料，所述顆粒的圓形度大于13;和(b)聚合物相；其中所述粘彈性復(fù)合材料的拉伸伸長(zhǎng)率為約至少5%。31.權(quán)利要求30的層狀結(jié)構(gòu)，其中所述層狀結(jié)構(gòu)還包含粘合層。32.權(quán)利要求30的層狀結(jié)構(gòu)，其中所述粘合劑層包含撕離襯里層。33.—種構(gòu)造為向接收面施加力的裝置，所述裝置包含金屬和聚合物粘彈性復(fù)合材料，所述復(fù)合材料包含(a)金屬顆粒，所述顆粒的粒徑大于約IO微米，粒徑分布使得存在有效量的10到70微米和大于70微米的顆粒以形成所述復(fù)合材料，所述顆粒的圓形度大于13;和(b)聚合物相；其中所述粘彈性復(fù)合材料的拉伸伸長(zhǎng)率為約至少5%。34.權(quán)利要求33的裝置，其中所述裝置包括警棍。35.權(quán)利要求33的裝置，其中所述裝置包括錘。36.—種包含本發(fā)明的金屬聚合物復(fù)合材料的半導(dǎo)體器件，所述復(fù)合材料包含電阻率為約10到約102歐姆/米的材料，其中所述半導(dǎo)體器件包含第一N區(qū)和第二P區(qū)，所述N區(qū)含N-型摻雜劑，所述P區(qū)含P-型摻雜劑，所述器件包含金屬和聚合物粘彈性復(fù)合材料，所述復(fù)合材料包含(a)金屬顆粒，所述顆粒的粒徑大于約IO微米，粒徑分布使得存在有效量的10到70微米和大于70微米的顆粒以形成所述復(fù)合材料，所述顆粒的圓形度大于13;和(b)聚合物相；其中所述粘彈性復(fù)合材料的拉伸伸長(zhǎng)率為約至少5%。37.—種柔性機(jī)動(dòng)車(chē)配重，所述配重包含(i)成型制品，所述成型制品包含金屬和聚合物粘彈性復(fù)合材料；和(ii)粘合連接裝置；其中所述粘彈性復(fù)合材料的拉伸伸長(zhǎng)率為約至少5%;并包含(a)金屬顆粒，所述顆粒的粒徑大于約IO微米，粒徑分布使得存在有效量的10到70微米和大于70微米的顆粒以形成所述復(fù)合材料，所述顆粒的圓形度大于13;和(b)聚合物相。38.權(quán)利要求37的配重，其中所述連接裝置包含膠粘帶和撕離襯里。39.權(quán)利要求38的配重，其中所述連接裝置包含泡沫聚合物帶。40.權(quán)利要求37的配重，其中所述連接裝置包含粘合劑層。41.權(quán)利要求37的配重，所述配重包含具有面層的線型擠出物。42.權(quán)利要求37的配重，其中所述配重在模量或泊松比方面具有粘彈特性，允許與彎曲的輪面適形。43.權(quán)利要求37的配重，其中所述粘彈性復(fù)合材料的拉伸伸長(zhǎng)率為至少100%。44.權(quán)利要求37的配重，其中所述金屬顆粒包含合金顆粒。45.權(quán)利要求37的配重，其中所述顆粒包含雙金屬顆粒。46.權(quán)利要求37的配重，其中所述復(fù)合材料含約至少5重量％的約10到70微米的顆粒和約至少5重量％的約70到250微米的顆粒。47.權(quán)利要求37的配重，其中所述顆粒還包含約至少5重量％的約250到500的顆粒。48.權(quán)利要求37的配重，其中所述聚合物包含氟聚合物。49.權(quán)利要求37的配重，其中所述復(fù)合材料包含約0.005到4重量%的界面改性劑。50.權(quán)利要求37的配重，其中所述金屬顆粒包含鵠、鉍、黑色金屬或其'混合物。51.權(quán)利要求37的配重，其中所述黑色金屬包含不銹鋼。全文摘要本發(fā)明涉及采用在復(fù)合材料具有增強(qiáng)或提高的性能的金屬聚合物復(fù)合材料的多種產(chǎn)品。所述性能包括顏色、磁性、導(dǎo)熱性、導(dǎo)電性、密度、改善的可延展性和韌性以及熱塑性或注射成型性。文檔編號(hào)C08K3/00GK101400727SQ200680053901公開(kāi)日2009年4月1日申請(qǐng)日期2006年2月10日優(yōu)先權(quán)日2006年2月10日發(fā)明者庫(kù)爾特·E·海基萊申請(qǐng)人:瓦爾德瑞沃咨詢集團(tuán)公司