包括聚合组件的压缩机

摘要

本发明公开了一种包括聚合组件的压缩机，通过使用在60℃暴露于制冷剂和/或润滑剂的混合物30天后保留它们的尺寸的至少90％的聚合组件实现压缩机制造的改进。聚合材料包括(i)聚醚酰亚胺、(ii)聚苯硫醚、(iii)聚酮、(iv)聚砜、(v)液晶聚合物、和(vi)它们的组合。

权利要求

1.一种压缩构件，包括：

含有聚合材料的元件，其在60℃暴露于至少一种润滑剂和至少一种制冷剂的混合物30天后保留其尺寸的至少90％，其中所述聚合材料配置为具有至少一种选自由以下组成的组中的加强形状：肋、凸台、法兰、环和它们的组合，并且其中所述聚合材料进一步包含交联的有机基础涂层。

2.根据权利要求1所述的压缩构件，其中，所述压缩构件暴露于润滑剂和制冷剂的混合物30天后保留其拉伸强度的至少90％。

3.根据权利要求1或2所述的压缩构件，其中，所述压缩构件在暴露于润滑剂和制冷剂的混合物30天后表现出小于或等于10％的蠕变。

4.根据权利要求1或2所述的压缩构件，其中，所述聚合材料是选自以下的组中的一种：(i)聚醚酰亚胺、(ii)聚苯硫醚、(iii)聚酮、(iv)聚砜、(v)液晶聚合物和(vi)它们的组合。

5.根据权利要求4所述的压缩构件，其中，所述聚合材料进一步包含选自由以下组成的组中的填充剂：玻璃纤维、碳纤维和它们的组合。

6.根据权利要求1或2所述的压缩构件，其中，所述压缩构件是往复运动元件。

7.根据权利要求6所述的压缩构件，其中，所述往复运动元件是活塞。

8.根据权利要求7所述的压缩构件，所述压缩构件与曲轴箱和气缸组合。

9.根据权利要求1或2所述的压缩构件，其中，所述压缩构件选自由以下组成的组中：(i)曲轴箱、(ii)阀板、(iii)气缸盖、(ⅳ)轴支架、(ⅴ)轴、(ⅵ)壳体和它们的组合。

10.根据权利要求1或2所述的压缩构件，其中，所述压缩构件是包括螺旋结构的涡旋压缩构件。

11.根据权利要求1或2所述的压缩构件，其中，所述压缩构件另外地包括金属承载构件。

12.根据权利要求11所述的压缩构件，其中，所述金属是钢。

13.根据权利要求11所述的压缩构件，其中，所述构件是具有弹簧组件的冲压钢输送板。

14.根据权利要求1所述的压缩构件，其中，所述制冷剂是氢氟烃。

15.根据权利要求14所述的压缩构件，其中，所述润滑剂是聚亚烷基二醇。

16.根据权利要求14至15中任一项所述的压缩构件，其中，在暴露于润滑剂和制冷剂的混合物期间存在20Mpa的负载。

17.根据权利要求14至15中任一项所述的压缩构件，其中，所述制冷剂是选自由以下组成的组中的一种：R410A、R134A和它们的组合。

18.根据权利要求1或2所述的压缩构件，其中，所述压缩构件进一步包括金属层。

19.根据权利要求18所述的压缩构件，其中，所述金属层选自由以下组成的组中：钢、铁、铝、铬、铜、前述项的合金和它们的组合。

20.根据权利要求1或2所述的压缩构件，其中，所述聚合材料包含(a)聚醚酰亚胺树脂，和(b)有效增加聚醚酰亚胺树脂的熔体稳定性的量的含磷稳定剂，其中，所述含磷稳定剂表现出低挥发性使得通过起始量的所述含磷稳定剂的样品的热重分析所测量的大于或等于按重量计10％的起始量的样品在将所述样品在惰性气氛下以20℃/分钟的加热速度从室温加热至300℃后仍未蒸发，其中，所述含磷稳定剂具有式P-R’a，其中，R’独立地是H、烷基、烷氧基、芳基、芳氧基、或者氧取代基且a是3或4。

21.根据权利要求1或2所述的压缩构件，其中，在基于挤出的数字制造系统中制造所述压缩构件，方法包括：将聚合材料的消耗性纤丝提供至基于挤出的数字制造系统，所述消耗性纤丝具有长度、外表面和沿着至少部分长度的多个轨道，其中，多个轨道为至少部分外表面提供分形维数，对于0.01毫米和1.0毫米间的长度尺度分形维数大于2；

将由所述基于挤出的数字制造系统保持的可旋转驱动机构的齿与多个消耗性纤丝的轨道啮合；

使用所述可旋转驱动机构将所述消耗性纤丝的连续部分进料至由所述基于挤出的数字制造系统保持的液化器，其中，当进料所述消耗性纤丝的连续部分时，所述可旋转驱动机构的连续齿与多个轨道的连续轨道持续啮合；

在所述液化器中熔融所述消耗性纤丝以提供熔融消耗性材料；

从所述液化器中挤出所述熔融消耗性材料；和

以层叠层方式沉积挤出的消耗性材料以形成至少部分所述压缩构件。

22.一种包括权利要求1至5和8至20中任一项所述的压缩构件的压缩机，进一步包括发动机。

23.根据权利要求22所述的压缩机，其是涡旋压缩机。

24.一种压缩机，所述压缩机包括：

(1)发动机；

(2)压缩构件，其中，所述压缩构件包括含有选自以下的组中的聚合材料的至少一个组件：(i)聚醚酰亚胺、(ii)聚苯硫醚、(iii)聚酮、(iv)聚砜、(v)液晶聚合物和(vi)它们的组合；其中，所述组件在60℃暴露于至少一种润滑剂和至少一种制冷剂的混合物30天后保留其尺寸的至少90％；和其中，所述压缩构件在暴露于润滑剂和制冷剂的混合物30天后保留其拉伸强度的至少

90％。

25.根据权利要求22至24中任一项所述的压缩机，其中，所述压缩机进一步包括封装所述发动机和所述压缩构件的壳体。

26.根据权利要求22至24中任一项所述的压缩机，其中，所述聚合材料是复合材料。

27.根据权利要求22至24中任一项所述的压缩机，其中，所述压缩机包括螺旋涡盘和上部涡盘，其中，所述螺旋涡盘和所述上部涡盘具有从0至10度范围的匹配的拔膜角。

28.根据权利要求24所述的压缩机，其中，所述聚醚酰亚胺包括(a)聚醚酰亚胺树脂，和(b)有效增加聚醚酰亚胺树脂的熔体稳定性的量的含磷稳定剂，其中，所述含磷稳定剂表现出低挥发性使得通过起始量的所述含磷稳定剂的样品的热重分析所测量的大于或等于按重量计10％的起始量的样品在将样品在惰性气氛下以20℃/分钟的加热速度从室温加热至

300℃后仍未蒸发。

29.根据权利要求28所述的压缩机，其中，所述含磷稳定剂具有式P-R’a，其中，R’独立地是H、烷基、烷氧基、芳基、芳氧基或者氧取代基且a是3或4。

30.根据权利要求22至24中任一项所述的压缩机，其中，在基于挤出的数字制造系统中制造所述压缩机的压缩组件，方法包括：将聚合材料的消耗性纤丝提供至所述基于挤出的数字制造系统，所述消耗性纤丝具有长度、外表面和沿着至少部分长度的多个轨道，其中，多个轨道为至少部分外表面提供分形维数，对于0.01毫米和1.0毫米间的长度尺度分形维数大于2；

将由所述基于挤出的数字制造系统保持的可旋转驱动机构的齿与多个消耗性纤丝轨道啮合；

使用所述可旋转驱动机构将所述消耗性纤丝的连续部分进料至由所述基于挤出的数字制造系统保持的液化器，其中，当进料所述消耗性纤丝的连续部分时，所述可旋转驱动机构的连续齿与多个轨道的连续轨道持续啮合；

在所述液化器中熔融所述消耗性纤丝以提供熔融消耗性材料；

从所述液化器中挤出所述熔融消耗性材料；和

以层叠层方式沉积挤出的消耗性材料以形成至少部分所述压缩构件。

说明书

包括聚合组件的压缩机

[0001] 本申请是申请日为2013年3月28日、发明名称为“包括聚合组件的压缩机”的中国专利申请号201380018676.7的分案申请。

技术领域

[0002] 本发明总体上涉及包括聚合组件的压缩机，并且更具体地涉及选自由以下所组成的组中的压缩机：聚醚酰亚胺、聚苯硫醚、聚酮如聚芳醚酮、聚酮如聚醚醚酮、聚砜、液晶聚合物、和它们的组合；以及具有在其上的涂层包括金属涂层的前述聚合物的任一种。

背景技术

[0003] 压缩机已知用于压缩流体例如气体，包括制冷剂领域。现有技术的大部分压缩机使用电动机提供能量以驱动压缩元件。然而，现有技术还利用非电力的其他动力以驱动压缩元件，并且应该理解本发明也适用于这些类型的压缩机。

[0004] 在图1A中示出了根据现有技术的涡旋压缩机8。在图1A中示出的涡旋压缩机8包含壳体10和盖12。提供入口和出口用于进入和排出可压缩流体，例如气体。图1B示出了图1A的移除壳体10和盖的涡旋压缩机8。电动机14为压缩机提供动力。图2A是图1A的移除壳体10的涡旋压缩机8的分解图。图2B是压缩组件的放大图(没有发动机14)。

[0005] 应当理解的是，发动机14旋转具有螺旋结构的螺旋涡盘(spiral scroll)17。当螺旋在上部涡盘11中旋转，它压缩捕获在螺旋涡盘内的流体。导向器16将上部涡盘11定向至支撑轴环15。轴承20沿发动机14的轴安装并且安装在螺旋涡盘17之内。在一个实施方式中，螺旋涡盘17和上部涡盘11具有匹配的拔膜角(draft angle)。拔膜角可以根据使用者的需要改变。在一个实施方式中，例如，匹配的拔膜角范围从大于0至10度。螺旋涡盘17和上部涡盘11可以通过任何合适的方法制造。用于制造上部涡盘和/或者螺旋涡盘的这类方法的实例包括：注塑成型技术(包括但不限于去芯制造技术和可伸缩芯制造技术)，另外的制造法(三维打印)。在另一实施方式中，当螺旋涡盘17和/或上部涡盘11通过去芯制造技术、伸缩芯制造技术制造，匹配的拔膜角可以是0。在一个实施方式中，螺旋涡盘17和上部涡盘11通过注塑成型方法制造。已经通过注塑成型方法制造涡盘后，其可以经受第二机械加工操作例如抛光操作。

[0006] 在现有技术中，螺旋涡盘17由金属制造。上部涡盘11、导向器16、和支撑轴环15也由金属制造。

[0007] 这类组件制造昂贵，需要机械加工和/或者平衡在运行过程中是嘈杂且无效率地消耗动力，并且易于腐蚀。

[0008] 因此需要提供涡旋压缩机的压缩构件，其避免现有技术的这些缺陷。

发明内容

[0009] 本公开内容涉及压缩机制造和结构的改善。不同的实施方式使用指定性能的聚合组件作为目前已经制造的主要由金属构成的压缩机的替换物。具体使用聚合材料制造的组件，该聚合材料在60℃暴露于制冷剂和润滑剂的混合物中30天后，至少保留它的尺寸(dimension)的90％；和/或暴露于制冷剂和润滑剂的混合物中30天后保留它的拉伸强度的至少90％；和/或者暴露于制冷剂和润滑剂的混合物中30天后，表现出小于或等于105的蠕变。当达到这些要求时，各种实施方式可以使用选自由以下组成的组中的聚合材料：聚醚酰亚胺、聚苯硫醚、聚酮如聚芳醚酮、聚酮如聚醚醚酮、聚砜、液晶聚合物、以及它们的组合。根据各种实施方式，聚合材料可以具有金属涂层和/或可交联的有机基础涂层。可交联的有机基础涂层可以例如包含丙烯酸酯或者基于聚氨酯的聚合物。使用这些聚合组件形成的压缩机重量更轻且需要更少能量来实现现有技术的压缩机所完成的相同压缩。可替换地，当使用和现有技术的相同发动机时，它们相比全金属现有技术压缩机能达到更高的输出。相比金属形成的压缩机，聚合组件还表现出改善的抗腐蚀性。

[0010] 各种实施方式提供了如以下定义的“聚合”材料制造的螺旋涡盘。另外使用聚合材料以形成压缩机的其他组件，包括支撑轴环、导向器、上部涡盘、壳体和/或者帽也在本发明的范围内。

[0011] 在一个实施方式中，螺旋涡盘和上部涡盘具有匹配的拔膜角。拔膜角可以根据使用者的需要改变。在一个实施方式中，例如，匹配的拔膜角范围从大于0至10度。螺旋涡盘和上部涡盘可以通过任何合适的方法制造。用于制造上部涡盘和/或者螺旋涡盘的这类方法的实例包括：注塑成型技术(包括但不限于去芯制造技术和可伸缩芯制造技术)，另外的制造法(三维打印)。在另一实施方式中，当螺旋涡盘和/或者上部涡盘通过去芯制造技术、可伸缩芯制造技术制造时，匹配的拔膜角范围可以是0。在一个实施方式中，螺旋涡盘和上部涡盘可以通过注塑成型方法制造。已经通过注塑成型方法制造涡盘后，可以进行第二机械加工操作，例如抛光操作。聚合材料可以选自由以下组成的组中的一种：聚醚酰亚胺、聚苯硫醚、聚酮、聚砜、液晶聚合物、以及它们的组合。这些聚合材料表现出足够的性能：包括抵抗来自可压缩流体的腐蚀，包括气体，例如制冷剂以及与除此之外的润滑剂。具体遇到的制冷剂包括氢氟烃，包括R410A和R134A。与这类制冷剂相关的润滑剂可以包括聚亚烷基二醇。

[0012] 相比于现有技术的金属组件，根据本发明由聚合材料制造的组件重量更轻并且比金属构件更容易制造，因为它们可以通过现有成形技术，例如注塑成型、传递成型、压缩成型、锻造和相似的塑料成形技术制造。加强形状，例如凸台(bosses)、环、或者肋可以设计在聚合组件中。加强材料或者嵌件(insert)例如金属或者螺纹孔可以设计在本发明的组件中，如模制，和不需要经机械加工为金属组件所要求的构件。在压缩机组件的制造过程中，包括颗粒、纤维、编织或者非编制的絮垫、链、带、束和织物的填充剂可以包含在本发明的压缩机组件中，这是用金属形成的组件不可能的技术。可以调整这些填充剂以将期望的物理性能赋予压缩机的聚合组件。

附图说明

[0013] 参考下列描述、随附的权利要求和附图，将更好地理解本发明的这些和其它特征、方面和优点。其中：

[0014] 图1A是现有技术涡旋压缩机的示意图；

[0015] 图1B是图1A除去壳体和盖的现有技术涡旋压缩机的示意图；

[0016] 图2A是图1B的现有技术的涡旋压缩机的局部分解图的示意图；

[0017] 图2B是图2A的现有技术的涡旋压缩机的部分放大以显示细节的示意图；

[0018] 图3是根据本发明改进的涡旋压缩机的示意图。

[0019] 图4是本发明的涡旋压缩机的局部分解图以示出本发明细节。

[0020] 图5A示出了根据本发明关于聚醚酰亚胺壳体和盖的涡旋压缩机的分解视图的示意图；

[0021] 图5B是图5A的部分放大示意图，以示出细节；

[0022] 图6是关于聚醚酰亚胺壳体的支撑轴承的方形锁止塞头(square locking plug)的结构关系的部分剖面的示意图；和

[0023] 图7是另外的制造加工周期的流程图。

[0024] 图8-图18是测试样品在暴露前后的图片，以说明化学试剂对待测样品的影响或没有影响。

[0025] 应该理解各种实施方式并不限于图中所示的布置和手段。

具体实施方式

[0026] 本发明涉及压缩机制造和结构的改进。本发明利用指定性质的聚合组件作为迄今制造的压缩机(主要由金属构成)的替代物。具体使用聚合材料制造的组件，该聚合材料在60℃至127℃之间暴露于制冷剂和润滑剂的混合物中30天后，保留它的尺寸的至少90％；
和/或在暴露于制冷剂和润滑剂的混合物中30天后，保留它的拉伸强度的至少85％；和/或在暴露于制冷剂和润滑剂的混合物中30天后，表现出小于或等于105的蠕变。为达到这些要求，我们已经确认聚合材料选自由以下组成的组中的一种：(i)聚醚酰亚胺、(ii)聚苯硫醚、(iii)聚酮，例如聚芳醚酮、(iv)聚酮，例如聚醚醚酮、(v)聚砜、(vi)液晶聚合物、和(vii)它们的组合。使用金属涂层改善阻隔性能(barrier performance)(通过降低扩散，使得扩散速率＝10-7scc*cm/s/cm2/Pa)(未涂覆)至10-12scc*cm/s/cm2/Pa(涂覆)。使用金属涂层是用于壳体的优选实施方式。使用这些聚合组件形成的压缩机在重量上更轻并且需要更少的能量以实现通过现有技术的压缩机完成相同的压缩。可替代地，当使用和现有技术相同的发动机时，它们可以实现比所有现有技术的金属压缩机更高的输出。相比金属形成的压缩机，聚合组件还表现出改善的抗腐蚀性。

[0027] 通过参考本发明的优选实施方式的以下详细描述以及其中包括的实例，可以更容易地理解本发明。不论是否明确表明，认为本发明中的所有的数值用术语“约”修饰。术语“约”通常涉及本领域技术人员认为与列举值等同(即具有相同的功能或者结果)的数字范围。在许多例子中，术语“约”可以包括四舍五入至最接近重要数字的数字。

[0028] 图1A、图1B、图2A和图2B是根据现有技术的压缩机的图。

[0029] 图3和图4是根据本发明的涡旋式压缩机的实施方式。

[0030] 螺旋涡盘27由聚合材料，优选聚醚酰亚胺组成，其可以是均聚物、聚苯硫醚、聚芳醚酮、聚醚醚酮、聚砜、和液晶聚合物。聚合材料可以包含选自由以下组成的组中的一种：聚醚酰亚胺、聚苯硫醚、聚芳醚酮、聚醚醚酮、聚砜、液晶聚合物和它们的组合。

[0031] 如图3和图4中所示，相比于图2B的支撑轴环15的形状，支撑轴环25是由配置有加强环252的聚合材料形成。加强环252可以包括方形锁止塞头251以适合支撑轴环25并从而相对于壳体30定位支撑轴环25(图5A)，加强轴环252也由聚合材料制造。

[0032] 类似地，导向器26可以通过上面提及的成型技术由聚合材料制造，从而避免由金属制造复杂形状的现有技术导向器16所需的机械加工。

[0033] 如图4所示，上部涡盘21也可以由所示的聚合材料形成。为避免任何疑问，组件21、25、26、27、30、32和33，每个可以不依赖其他组件由本发明的聚合材料形成，和每个不需要由相同的聚合材料形成在本发明范围内。另外，在本发明的范围内的是一个或多个现有技术组件可以与一个或多个聚合组件组合使用而不背离本发明。因此，在图4中，轴承20图解为与图2B中所示的现有技术的压缩机轴承20相同的方式由金属制成。

[0034] 图5B是聚合物壳体30的局部放大图，示出了在图5A的壳体30的上端部中匹配的方形锁止塞头的细节。电连接36可以通过连接插座37给发动机14提供电源。

[0035] 图6展示了图5A的部分剖面图中的组装的聚合壳体30、聚合盖32。加强肋31可以结合进聚合组件的设计，如图5A中为加强聚合壳体30所进行的。

[0036] 本发明中使用的聚合材料可以描述如下：

[0037] 聚醚酰亚胺可以选自聚醚酰亚胺均聚物，例如聚醚酰亚胺、聚醚酰亚胺共聚物，例如聚醚酰亚胺砜和它们的组合。聚醚酰亚胺是已知的聚合物并且在SABIC创新塑料的ULTEMTM、EXTEMTM和SiltemTM品牌下(SABIC Innovative Plastics IP B.V.的商标)出售。

[0038] 在一个实施方式中，聚醚酰亚胺具有式(1)：

[0039]

[0040] 其中，a大于1，例如10至1,000或更大，或更尤其是10至500。

[0041] 式(1)中的基团V是包含醚基的四价连接基(如本文中使用的“聚醚酰亚胺”)或醚基和亚芳基砜基的组合(“聚醚酰亚胺砜”)。这类连接基包括但不限于：(a)取代或未取代的，饱和、不饱和或者具有5至50个碳原子的芳香族单环和多环基团，可选地使用醚基、亚芳砜基或者醚基和亚芳砜基的组合取代；和(b)取代或者未取代的、直链或者支链，饱和或者不饱和的具有1至30个碳原子的烷基基团，和可选地使用醚基、或者醚基、亚芳砜基的组合、和亚芳砜基取代；或者包含前述项的至少一种的组合。合适的另外的取代基包括，但不限于醚、酰胺、酯、以及包括前述项中的至少一种的组合。

[0042] 式(1)的R基包括但不限于取代或者未取代的二价有机基团，例如：(a)具有6至20个碳原子的芳族烃基及其卤化衍生物；(b)具有2至20个碳原子的直链或者支链亚烷基；(c)具有3至20个碳原子的亚环烷基，或者(d)式(2)的二价基团：

[0043]

[0044] 其中，Q1包括但不限于二价部分如-O-、-S-、-C(O)-、-SO2-、-SO-、-CyH2y-(y是1至5的整数)及其卤代衍生物，包括全氟亚烷基基团。

[0045] 在一个实施方式中，连接基V包括但不限于式(3)的四价芳族基团：

[0046]

[0047] 其中，W是二价部分，包括-O-、-SO2-，或式-O-Z-O-的基团，其中，-O-或-O-Z-O-基团的二价键在3,3'、3,4'、4,3'、或4,4'位，并且，其中，Z包括，但不限于式(4)的二价基团：

[0048]

[0049] 其中，Q1包括，但不限于二价部分，包括-O-、-S-、-C(O)、-SO2-、-SO-、-CyH2y-(y是从1至5的整数)及其卤化衍生物，包括全氟亚烷基基团。

[0050] 在一个具体实施方式中，聚醚酰亚胺包括大于1，尤其是10至1,000，或更尤其是10至500个式(5)的结构单元：

[0051]

[0052] 其中，T是-O-或式-O-Z-O-的基团，其中，-O-或-O-Z-O-基团的二价键在3,3'、3,4’、4,3’、或4,4’位，Z是上面限定的式(3)的二价基团，和R是上面限定的式(2)的二价基团。

[0053] 在另一个具体实施方式中，聚醚酰亚胺砜是包含醚基和砜基的聚醚酰亚胺，其中，式(1)中的至少50mol％的连接基V和基团R包含二价亚芳基砜基。例如，所有的连接基V，但没有基团R，可以包含亚芳砜基；或者亚芳砜基可以以连接基V和R基团的某分数存在，条件是包含芳砜基的V和R基团的总摩尔分数大于或等于50mol％。

[0054] 甚至更具体地，聚醚酰亚胺砜可以包含大于1，尤其是10至1,000，或更尤其是10至500个式(6)的结构单元：

[0055]

[0056] 其中，Y是-O-、-SO2-、或式-O-Z-O-的基团，其中，-O-、-SO2-、或-O-Z-O-基团的二价键在3,3'、3,4'、4,3'、或4,4'位，其中，Z是以上限定的式(3)的二价基团，并且R是以上限定的式(2)的二价基团，条件是大于50mol％的式(2)中的Y摩尔数+R摩尔数的总和包含-SO2-基团。

[0057] 应当理解的是，聚醚酰亚胺和聚醚酰亚胺砜可以可选地包含不含有醚基或醚基和砜基的连接基V，例如式(7)的连接基：

[0058]

[0059] 包含这种连接基的酰亚胺单元通常以单元总数的0至10mol％，尤其是0至5mol％范围的量存在。在一个实施方式中，没有另外的连接基V存在于聚醚酰亚胺和聚醚酰亚胺砜中。

[0060] 在另一具体实施方式中，聚醚酰亚胺包含10至500个式(5)的结构单元和聚醚酰亚胺砜包含10至500个式(6)的结构单元。

[0061] 在一个实施方式中，聚醚酰亚胺包括聚醚酰亚胺热塑性树脂组合物，包含：(a)聚醚酰亚胺树脂，和(b)有效增加聚醚酰亚胺树脂的熔体稳定性的量含磷稳定剂，其中含磷稳定剂表现出低挥发性使得通过起始量的含磷稳定剂的样品的热重分析所测量的大于或等于按重量计10％的起始量的样品在将所述样品在惰性气氛下以20℃/分钟的加热速度从室温加热至300℃后仍未蒸发。在一个实施方式中，含磷稳定剂具有式P-R'a，其中，R'独立地是H、烷基、烷氧基、芳基、芳氧基、或者氧取代基和a是3或4。这类合适的稳定聚醚酰亚胺的实例可以在美国专利号6,001,957中发现，其全部结合于此。

[0062] 聚醚酰亚胺和聚醚酰亚胺砜可以通过多种方法制备，包括但不限于，式(8)的双(邻苯二甲酰亚胺)的反应：

[0063]

[0064] 其中，R如上所述，和X是硝基基团或卤素。例如，通过式(9)的相应酸酐与式(10)的有机二胺的缩合，可以形成双邻苯二甲酰亚胺(8)：

[0065]

[0066] 其中，X是硝基基团或者卤素：

[0067] H2N-R-NH2(10)，

[0068] 其中，R如上所述。

[0069] 式(10)的胺化合物的示例性实例包括：乙二胺、丙二胺、三亚甲基二胺、二亚乙基三胺、三亚乙基四胺、六亚甲基二胺、七亚甲基二胺、辛二胺、壬二胺、癸二胺、1,12-十二烷二胺、1,18-十八烷二胺、3-甲基七亚甲基二胺、4,4-二甲基七亚甲基二胺、4-甲基壬二胺、5-甲基壬二胺、2,5-二甲基六亚甲基二胺、2,5-二甲基七亚甲基二胺、2,2-二甲基丙二胺、N-甲基-双(3-氨基丙基)胺、3-甲氧基六亚甲基二胺、1,2-双(3-氨基丙氧基)乙烷、双(3-氨基丙基)硫醚、1,4-环己烷二胺、双-(4-氨基环己基)甲烷、间苯二胺、对苯二胺、2,4-二氨基甲苯、2,6-二氨基甲苯、间苯二甲胺、对苯二甲胺、2-甲基-4,6-二乙基-1,3-亚苯基二胺、5-甲基-4,6-二乙基-1,3-亚苯基二胺、联苯胺、3,3'-二甲基联苯胺、3,3'-二甲氧基联苯胺、
1,5-二氨基萘、双(4-氨基苯基)甲烷、双(2-氯-4-氨基-3,5-二乙基苯基)甲烷、双(4-氨基苯基)丙烷、2,4-双(b-氨基叔丁基)甲苯、双(对b-氨基叔丁基苯基)醚、双(对b-甲基邻氨基苯基)苯、双(对b-甲基邻氨基戊基)苯、1,3-二氨基-4-异丙基苯、双(4-氨基苯基)醚和1,3-双(3-氨基丙基)四甲基二硅氧烷。可以使用这些胺的混合物。包含砜基的式(10)的胺化合物的示例性实例包括但不限于二氨基二苯砜(DDS)和双(氨基苯氧基苯基)砜(BAPS)。可以使用包含任何上述胺的组合。

[0070] 在存在或不存在相转移催化剂情况下，可以通过双(邻苯二甲酰亚胺)(8)与式HO-V-OH(其中，V如上所述)的二羟基取代的芳族烃的碱金属盐反应合成聚醚酰亚胺。在美国专利第5,229,482号中公开了适合的相转移催化剂。具体地，可以使用二羟基取代的芳族烃双酚如双酚A、或双酚的碱金属盐和另一个二羟基取代的芳族烃的碱金属盐的组合。

[0071] 在一个实施方式中，聚醚酰亚胺包含式(5)的结构单元，其中，每个R独立地是对亚苯基或者间亚苯基或者包含前述项的至少一个的混合物；和T是式-O-Z-O-的基团，其中，-O-Z-O-基团的二价键是在3,3'位，和Z是2,2-二亚苯基丙烷基团(双酚A组)。此外，聚醚酰亚胺砜包含式(6)的结构单元，其中，至少50mol％的R基团具有式(4)，其中，Q是–SO2-以及剩余的R基团独立地是对亚苯基或者间亚苯基或者包含前述项的至少一个的组合；和T是式-O-Z-O-的基团，其中，-O-Z-O-基团的二价键是在3,3'位，和Z是2,2-二亚苯基丙烷基团。

[0072] 可以单独或者彼此组合和/或与本发明公开的其他制造聚合组件的聚合材料组合使用聚醚酰亚胺和聚醚酰亚胺砜。在一个实施方式中，仅使用聚醚酰亚胺。在另一个实施方式中，聚醚酰亚胺：聚醚酰亚胺砜的重量比可以从99：1至50：50。

[0073] 聚醚酰亚胺可以具有通过凝胶渗透色谱(GPC)测量的5,000克/摩尔(g/mol)至100,000g/mol的重均分子量(Mw)。在一些实施方式中，Mw可以是10,000至80,000。在本文中使用的分子量是指绝对重均分子量(Mw)。

[0074] 聚醚酰亚胺可以具有大于或等于0.2分升/克(dl/g)的固有粘度，其在25℃在间苯甲酚中测量。在此范围内，固有粘度可以是0.35至1.0dl/g，其在25℃在间-苯甲酚中测量。

[0075] 聚醚酰亚胺可以具有根据ASTM测试D3418使用差式扫描量热法(DSC)测量的大于180℃，尤其是200℃至500℃的玻璃化转变温度。在一些实施方式中，聚醚酰亚胺和，具体地，聚醚酰亚胺具有240至350℃的玻璃化转变温度。

[0076] 聚醚酰亚胺可以具有通过美国材料与试验协会(ASTM)DI 238在340℃至370℃使用6.7千克(kg)重量测量的0.1克/分钟(g/min)至10g/min的熔体指数。

[0077] 一种用于制备具有结构(1)的聚醚酰亚胺的方法称为硝基取代法(式(8)中X是硝基)。在硝基取代法的一个实例中，N-甲基邻苯二甲酰亚胺使用99％的硝酸硝化以产生N-甲基-4-硝基邻苯二甲酰亚胺(4-NPI)和N-甲基-3-硝基邻苯二甲酰亚胺(3-NPI)的混合物。在纯化之后，在相转移催化剂的存在下，包含约95份的4-NPI和5份的3-NPI的混合物在甲苯中与双酚A(BPA)的二钠盐反应。该反应在已知为硝基取代的步骤中产生BPA-双酰亚胺和NaNO2。纯化后，在酰亚胺交换反应中，BPA-二酰亚胺与邻苯二甲酸酐反应以提供BPA-二酐(BPADA)，在邻二氯苯中，在亚胺化聚合步骤中，其进而与间苯二胺(MPD)反应以提供产物聚醚酰亚胺。

[0078] 用于制备具有结构(1)的聚醚酰亚胺的可替换的化学途径是称作氯取代法的方法(在式(8)中，X是Cl)。氯取代法描述如下：在催化量的苯基次膦酸钠催化剂的存在下，4-氯邻苯二甲酸酐与间苯二胺反应以产生间苯二胺的双氯邻苯二甲酰亚胺(CAS号：148935-94-8)。然后，在催化剂的存在下，在邻二氯苯或苯甲醚溶剂中通过使用BPA的二钠盐的氯取代反应，将双氯邻苯二甲酰亚胺进行聚合。可替代地，可以使用3-氯邻苯二甲酸酐和4-氯邻苯二甲酸酐的混合物以提供异构双氯邻苯二甲酰亚胺

[0079] 的混合物，其可以通过使用如上所述的BPA二钠盐的氯取代聚合。

[0080] 基于嵌段共聚物的总重量，硅氧烷聚醚酰亚胺可以包括具有大于0且小于40重量百分数(wt％)的硅氧烷含量的聚硅氧烷/聚醚酰亚胺嵌段共聚物。嵌段共聚物包含式(I)的硅氧烷嵌段：

[0081]

[0082] 其中，R1-6独立地在每次出现时选自由以下组成的组：取代的或未取代的、饱和的、不饱和的、或者具有5至30个碳原子的单环芳基、取代或者未取代的、饱和的、不饱和的或者具有5至30个碳原子的多环芳基，具有1至30个碳原子的取代或者未取代的烷基基团和具有2至30个碳原子的取代或者未取代的烯基基团，V是选自由以下组成的组的4价连接基：取代或者未取代的、饱和的、不饱和的具有5至50个碳原子的单环芳基和多环芳基，具有2至30个碳原子的取代或者未取代的烯基和包含至少一个前述连接基的组合，g等于1至30，和d是2至20。可商购的硅氧烷聚醚酰亚胺可以获得自SABIC创新塑料的商品名SILTEM*下(*SABIC Innovative Plastics IP B.V.的商标)。

[0083] 聚醚酰亚胺树脂可以具有在具有下限和/或上限范围内的重均分子量(Mw)。所述范围可以包括或者不包括下限和/或上限。下限和/或者上限可以选自5000、6000、7000、8000、9000、10000、11000、12000、13000、14000、15000、16000、17000、18000、19000、20000、
21000、22000、23000、24000、25000、26000、27000、28000、29000、30000、31000、32000、
33000、34000、35000、36000、37000、38000、39000、40000、41000、42000、43000、44000、
45000、46000、47000、48000、49000、50000、51000、52000、53000、54000、55000、56000、
57000、58000、59000、60000、61000、62000、63000、64000、65000、66000、67000、68000、
69000、70000、71000、72000、73000、74000、75000、76000、77000、78000、79000、80000、
81000、82000、83000、84000、85000、86000、87000、88000、89000、90000、91000、92000、
93000、94000、95000、96000、97000、98000、99000、100000、101000、102000、103000、104000、
105000、106000、107000、108000、109000、和110000道尔顿。例如，聚醚酰亚胺树脂可以具有
5,000至100,000道尔顿、5,000道尔顿至80,000道尔顿、或5,000道尔顿至70,000道尔顿的重均分子量(Mw)。与起始的未改性的聚醚酰亚胺相比，伯烷基胺改性的聚醚酰亚胺将具有更低的分子量和更高的熔体流动。

[0084] 聚醚酰亚胺树脂可以选自由以下组成的组：聚醚酰亚胺，例如，如在美国专利3,875,116、6,919,422和6,355,723中描述的，硅酮聚醚酰亚胺，例如，如在美国专利4,690,
997、4,808,686中描述的，聚醚酰亚胺砜树脂，如在美国专利7,041,773中描述的，和它们的组合，这些专利中的每一个将其全部结合于此。

[0085] 聚醚酰亚胺树脂可以具有在具有下限和/或上限的范围内的玻璃化转变温度。所述范围可以包括或不包括下限和/或上限。下限和/或上限可以选自100、110、120、130、140、150、160、170、180、190、200、210、220、230、240、250、260、270、280、290、300和300摄氏度。例如，聚醚酰亚胺树脂可以具有大于约200℃的玻璃化转变温度(Tg)。

[0086] 聚醚酰亚胺树脂可以基本上不含(小于100ppm的)苄型质子。聚醚酰亚胺树脂可以不含苄型质子。聚醚酰亚胺树脂可以具有低于100ppm的量的苄型质子。在一个实施方式中，苄型质子的量在大于0至低于100ppm的范围内。在另一个实施方式中，苄型质子的量是不可测的。

[0087] 聚醚酰亚胺树脂可以基本不含(小于100ppm的)卤素原子。聚醚酰亚胺树脂可以不含卤素原子。聚醚酰亚胺树脂可以具有低于100ppm的量的卤素原子。在一个实施方式中，卤素原子的量在大于0至低于100ppm的范围内。在另一个实施方式中，卤素原子的量是不可测的。

[0088] 在具有Tm大于280℃的聚酰胺中，可以尺寸的是那些可商购的称为尼龙6和尼龙66的聚酰胺。

[0089] 聚(亚芳基硫醚)是已知的包含通过硫原子分隔的亚芳基基团的聚合物。它们包括聚苯硫醚类，例如聚苯硫醚和取代的聚苯硫醚类。典型的聚(亚芳基硫醚)聚合物包含至少70mol％，优选至少90mol％以下结构式的重复单元：

[0090]

[0091] 聚(亚芳基硫醚)是线性聚合物。直链聚(亚芳基硫醚)可以通过如美国专利第3,354,129号或者第3,919,177号公开的方法制备，二者都通过引用结合于此。直链聚(亚芳基硫醚)作为 PPS可商购自Ticona和作为 PPS商购自Chevron Phillips。聚
(亚芳基硫醚)可以是官能化的或者未官能化的。如果聚(亚芳基硫醚)是官能化的，官能化的基团可以包括但不限于氨基、羧酸、金属羧酸盐、二硫化物、硫代和金属硫醇盐基团。可以在美国专利第4,769,424号中发现用于将官能团结合至聚(亚芳基硫醚)的方法，通过引用结合于此，其公开了取代的苯硫酚结合至卤素取代的聚(亚芳基硫醚)。另一种方法包括与碱金属硫化物反应的含有期望官能团的氯取代芳族化合物与氯代芳族化合物的结合。第三种方法包括聚(亚芳基硫醚)与包含期望官能团的二硫化物反应，典型地在熔融或者在合适的高沸点溶剂例如氯萘中。虽然聚(亚芳基硫醚)的熔体粘度没有和可获得的模制品一样具体限制，但在熔融加工温度中，熔体粘度可以为大于或等于100泊至小于或等于10,000泊。
通过将聚合物浸泡在去离子水中或者通过酸处理，典型的是盐酸、硫酸、磷酸、或者乙酸也可以处理聚(亚芳基硫醚)以除去杂质离子，如在10本专利公开号3236930-A，1774562-A，
12299872-A和3236931-A中发现的。对于一些产物应用，优选聚(亚芳基硫醚)中具有非常低的杂质水平，表示为在燃烧聚(亚芳基硫醚)的样品后灰分残余的重量百分数。聚(亚芳基硫醚)的灰分含量可以小于按重量计约1％，更尤其是按重量计小于0.5％，或者甚至更尤其是按重量计小于约0.1％。

[0092] 基于组合物的总重量，聚(亚芳基硫醚)以24至85重量百分数的量存在。在该范围内，聚(亚芳基硫醚)的量可以大于或等于30重量百分数，或者更尤其是大于或等于40重量百分数。在该范围内，聚(亚芳基硫醚)的量还可以小于或等于80，或者更尤其是小于或等于75重量百分数。

[0093] 合适的液晶聚合物可以是任何液晶聚合物，当其结合本发明使用时，在本发明的范围内使得其可以生产压缩构件或者压缩机。液晶聚合物包括芳族聚酯。聚酮可以是任意聚酮，例如聚芳醚酮，(vi)聚醚醚酮，当其结合本发明使用时，在本发明的范围内使得制造压缩构件和压缩机成为可能。芳族聚酮可以包括式(II)的重复单元

[0094]

[0095] 其中，Ar在每次出现时独立地是具有6至30个碳的取代的或者未取代的、单环或者多环芳基。示例性Ar基团包括苯基、甲苯基、萘基和联苯基。在WO 02/02158中公开了另外的芳基。芳族聚酮可以是聚芳醚酮，在这种情况下，它包含式(II)的重复单元和式(III)的重复单元

[0096] -Ar-O-  (III)

[0097] 其中，Ar如上面所限定。在一些实施方式中，芳族聚酮包含聚醚酮。聚醚酮包含式(IV)的重复单元

[0098]

[0099] 其中，Ar如上面限定的和Ar1。Ar1每次出现时独立地是具有6至30个碳的取代或者未取代的单环或者多环的芳基。Ar可以和Ar1相同或者不同。在一些实施方式中，Ar和Ar1是苯基基团。在一些实施方式中，芳族聚酮包含聚醚醚酮。聚醚醚酮包含式(V)的重复单元[0100]

[0101] 其中，Ar和Ar1是如上面限定。Ar2每次出现独立地是具有6至30个碳的取代或者未取代的单环或者多环的芳基。Ar、Ar1、和Ar2可以彼此相同的或者不同。此外，Ar、Ar1、Ar2中的两个可以是彼此相同的和第3个可以是不同的。在一些实施方式中，Ar、Ar1、Ar2是苯基基团。

[0102] 芳族聚酮是熟知的并且是可商购的。可商购的芳族聚酮的实例包括VICTREX的PEEKTM聚合物。

[0103] 在一个实施方式中，聚合材料可以进一步包含填充剂。优选的填充剂包括玻璃纤维，例如玻璃纤维填充剂和碳纤维填充剂。玻璃填充剂和碳纤维填充剂是已知的。合适的玻璃和碳纤维的实例包括，但不限于具有非环形剖面的加强纤维。在一个实施方式中，可以使用扁平玻璃纤维。其他类型的合适填充剂可以包括S-玻璃、E-玻璃、连续玻璃、工业碳纤维、航空碳纤维、连续碳纤维和它们的组合。填充剂的量可以根据应用改变且可以在大于0到小于或等于60重量百分数的范围。当这类填充剂存在时，在一些实施方式中，聚合材料是以复合材料的形式。

[0104] 可以通过各种方法制造压缩构件。用于开发和制造压缩机组件的合适的转化方法的实例可能但不限于(i)高压注塑成型，(ii)型材挤出，(iii)压缩成型方法，其使用或者不使用基于油、超热水、蒸汽或者诱导的高温控制，(iv)热成型的变体，包括但不限于匹配的金属成型，(v)在插入的结构中旋转成型。在另一实施方式中，本发明的组件可以另外制造。

[0105] 总之，实施方式1是包含含有聚合材料的元件的压缩构件：该聚合材料在60℃暴露于至少一种润滑剂和至少一种制冷剂的混合物中30天后，保留至少90％的其尺寸。

[0106] 实施方式2是实施方式1的构件，其中，构件暴露于润滑剂和制冷剂的混合物中30天后，保留至少90％的其拉伸强度。

[0107] 实施方式3是实施方式1或实施方式2的构件，其中，构件表现出小于或等于10％蠕变。

[0108] 实施方式4是实施方式1至3中任意一个的构件，其中，聚合材料选自以下组中的一种：(i)聚醚酰亚胺、(ii)聚苯硫醚、(iii)聚酮(iv)聚砜、(v)液晶聚合物、和(vi)它们的组合。

[0109] 实施方式5是实施方式4的构件，其中，聚合材料进一步包含选自由以下构成的组中的填充剂：玻璃纤维、碳纤维和它们的组合。

[0110] 实施方式6是实施方式1至5中任意一个的构件，其中，压缩构件是往复运动元件。

[0111] 实施方式7是实施方式5的构件，其中，往复运动元件是活塞。

[0112] 实施方式8是实施方式6的构件，与曲轴箱和气缸组合。

[0113] 实施方式9是实施方式1至8中任意一个的构件，其中，构件选自由以下组成组：(i)曲轴箱、(ii)阀板、(iii)气缸盖、(iv)轴支架(shaft support)、(v)轴(shaft)、(vi)壳体、和它们的组合。

[0114] 实施方式10是实施方式1至9中任意一个的构件，其中，构件是包含螺旋结构的涡旋压缩构件。

[0115] 实施方式11是实施方式1至10中的任意一个的构件，其中，构件另外地包含金属承载构件(metal load bearing member)。

[0116] 实施方式12是实施方式11的构件，其中，金属是钢。

[0117] 实施方式13是实施方式12的构件，其中，构件是具有弹簧组件的冲压钢输送板(stamped steel transfer plate)。

[0118] 实施方式14是实施方式1至13中任意一个的构件，其中，聚合材料配制为具有至少一个选自由以下组成的组中的加强形状：肋、凸台、法兰、环和它们的组合。

[0119] 实施方式15是实施方式1至14中的任意一个的构件，其中，制冷剂是氢氟烃(hydrofluorocarbon)。

[0120] 实施方式16是实施方式15的构件，其中，润滑剂是聚亚烷基二醇。

[0121] 实施方式17是实施方式15至16中的任意一个的构件，其中，在暴露至润滑剂和制冷剂的混合物期间存在约20Mpa的载量。

[0122] 实施方式18是实施方式15至18的中的任意一个的构件，其中，制冷剂是选自由以下组成的组中的一个：R410A、R13 4A和它们的组合。

[0123] 实施方式19是实施方式1至18中任意一个的构件，其中，聚合材料进一步包含交联有机基础涂层。

[0124] 实施方式20是实施方式1至19中任意一项的构件，其中，构件进一步包含金属层。

[0125] 实施方式21是实施方式20的构件，其中，金属层选自以下构成的组：钢、铁、铝、铬、铜、前述项的合金和它们的组合。

[0126] 实施方式22是实施方式1至21中任意一个的构件，其中，聚合材料包含(a)聚醚酰亚胺树脂，和(b)以有效增加聚醚酰亚胺树脂的熔体稳定性的量的含磷稳定剂，其中，含磷稳定剂表现出低挥发性使得通过起始量的含磷稳定剂的样品的热重分析所测量的大于或等于按重量计10％的起始量的样品在将所述样品在惰性气氛下以20℃/分钟的加热速度从室温加热至300℃后仍未蒸发。

[0127] 实施方式23是实施方式22的压缩构件，其中，含磷稳定剂具有式P-R’a，其中，R’独立地是H、烷基、烷氧基、芳基、芳氧基、或者氧取代基且a是3或者4。

[0128] 实施方式24是包括实施方式1至23中任一项的压缩构件的压缩机，并且进一步含有发动机。

[0129] 实施方式24是实施方式24的压缩机，其是涡旋压缩机。

[0130] 实施方式25是压缩机，所述压缩机包括：

[0131] (1)发动机元件

[0132] (2)压缩构件，其中，压缩构件包含含有选自以下组中的材料的至少一个组件：(i)聚醚酰亚胺、(ii)聚苯硫醚、(iii)聚酮、(iv)聚砜、(v)液晶聚合物、和(vi)它们的组合；

[0133] 其中，组件在60℃暴露在至少一种润滑剂和至少一种制冷剂的混合物中30天后保留其尺寸的至少90％；和

[0134] 其中，压缩构件暴露于润滑剂和制冷剂的混合物中30天后保留其拉伸强度的至少90％。

[0135] 实施方式26是实施方式24至26中任意一个的压缩机，其中，压缩机进一步包含封装发动机构件和压缩构件的壳体。

[0136] 实施方式27是实施方式24至27中任意一个的压缩机，其中，聚合材料是复合物。

[0137] 实施方式28是实施方式24至28中任意一项的压缩机，其中，压缩机包含螺旋涡盘和上部涡盘，其中，螺旋涡盘和上部涡盘具有匹配的拔膜角度，其范围为0至10度。

[0138] 实施方式29是实施方式24至29中任意一个的压缩机，其中，聚醚酰亚胺包含(a)聚醚酰亚胺树脂，和有效增加聚醚酰亚胺树脂的熔体稳定性的量的(b)含磷稳定剂，其中，含磷稳定剂表现出低挥发性使得通过起始量的含磷稳定剂的样品的热重分析所测量的大于或等于按重量计10％的起始量的样品在将所述样品在惰性气氛下以20℃/分钟的加热速度从室温加热至300℃后仍未蒸发。

[0139] 实施方式30是实施方式30的压缩机，其中，含磷稳定剂具有式P-R’a，其中，R’独立地是H、烷基、烷氧基、芳基、芳氧基、或者氧取代基且a是3或者4。

[0140] 实施方式31是实施方式1至23中任意一个的构件，其中，压缩构件在基于挤出的数字操作系统中制造，方法包括：

[0141] 将聚合材料的消耗性纤丝提供至基于挤出的数字制造系统，消耗性纤丝具有长度、外表面和多个沿着至少其部分长度的轨道，其中，多个轨道为至少部分的外表面提供分形维数(fractal dimensionality)，其对于在0.01毫米和1.0毫米间的长度范围是大于2。

[0142] 将由基于挤出的数字制造系统保持的可旋转驱动机构的齿与多个消耗性纤丝轨道啮合。

[0143] 使用旋转驱动机构将消耗性纤丝连续部分供料至由基于挤出的数字制造系统保持的液化器，其中，当进料消耗性纤丝的连续部分时，旋转驱动机构的连续齿持续地与多个轨道的连续轨道啮合。

[0144] 在液化器中熔融消耗性纤丝以提供熔融的消耗性材料；

[0145] 从液化器中挤出熔融的消耗性材料；和

[0146] 以层叠层的方式沉积挤出的消耗性材料以形成至少部分压缩构件。

[0147] 实施方式32是实施方式22至30中任意一个的压缩机，其中，压缩机的压缩构件是在基于挤出的数字制造系统中制造，方法包括：

[0148] 将聚合材料的消耗性纤丝提供至基于挤出的数字制造系统，消耗性纤丝具有长度、外表面和多个沿着至少其部分长度的轨道，其中，多个轨道为至少部分的外表面提供分形维数，其对于在0.01毫米和1.0毫米间的长度范围是大于2。

[0149] 将由基于挤出的数字制造系统保持的可旋转驱动机构的齿与多个消耗性纤丝轨道啮合；

[0150] 使用旋转驱动机构将消耗性纤丝连续部分供料至由基于挤出的数字制造系统保持的液化器，其中，当进料消耗性纤丝的连续部分时，旋转驱动机构的连续齿持续地与多个轨道的连续轨道啮合。

[0151] 在液化器中熔融消耗性纤丝以提供熔融消耗性材料；

[0152] 从液化器中挤出熔融的消耗性材料；和

[0153] 以层叠层的方式沉积挤出的消耗性材料以形成至少部分压缩构件。

[0154] 实施例

[0155] 实施例1–6

[0156] 这些实施例的目的是评价当聚合物模制的样品在60℃在氮气(N2)中单独地暴露于温度(60℃)、润滑剂(10CST，32CST)、制冷剂(R134A，R410A)和在它们的组合中暴30天时经历的尺寸变化。

[0157]

[0158]

[0159] 在实施例1-6的概述中鉴定的拉伸棒的形式的材料的注塑成型样品(类型V，ASTM标准棒)在标准成型条件下成型。将这些样品封闭在钢管中并暴露在上述条件和环境中。相对成型值，在30天末通过测量样品的剖面面积变化记录尺寸变化。表1示出了暴露30天末的尺寸变化(相对于最初尺寸的百分数)

[0160]

[0161] 实施例1至6表明在60℃使用的聚合物显示出小于10％的剖面面积的变化。

[0162] 实施例7–12

[0163] 这些实施例的目的是评价当聚合物成型的样品在127摄氏度单独地暴露于在氮(N2)气下的温度(127℃)、润滑剂(10CST，32CST)、制冷剂(R134A，T410A)和在它们的组合30天时聚合物成型的样品经历的尺寸变化。

[0164]

[0165] 在实施例7-12概述中鉴定的材料拉伸棒形式的注塑成型样品(类型V，ASTM标准棒)在标准成型条件下成型。这些样品封闭在钢管中并暴露在上述条件和环境中。相对成型的值，通过测量样品的剖面面积变化在30天末记录尺寸变化，表2示出了在暴露30天末的尺寸变化(相对于最初尺寸的百分数)。

[0166]

[0167] 实施例7至实施例12表明在127℃下所有使用的聚合物显示出小于10％的剖面面积的变化。

[0168] 实施例13–18

[0169] 这些实施例的目的是在60℃暴露于温度(60℃)、润滑剂(10CST，32CST)、制冷剂(R134A，T410A)和它们的组合下30天前后，相对于未暴露的成型样品评估拉伸强度和拉伸强度的变化。

[0170]

[0171] 在标准成型条件下，以拉伸棒的方式成型注塑成型样品(类型V，ASTM标准棒)。这些样品在Instron拉伸试验机上以0.2英寸/分钟的位移速率根据全ASTM标准测试方案测试。表3中显示了结果，其表明在60℃暴露至不同环境后Mpa的拉伸强度。

[0172]

[0173] 实施例19-24

[0174] 这些实施例的目的是在60℃下暴露于温度(60℃)、润滑剂(10cst，32cst)、制冷剂(R134A，T410A)和在它们的组合30天前后，相对于未暴露的聚合物成型样品评估拉伸强度和拉伸强度的变化。

[0175]

[0176] 注塑成型样品(类型V，ASTM标准棒)在标准成型条件下以拉伸棒形式成型。这些样品在Instron拉伸试验机上根据ASTM标准试验方案以0.2英寸/分钟的位移速率测试。结果显示于表4，其表明在60℃暴露在不同环境下后拉伸强度百分率变化。

[0177]

[0178]

[0179] 如表4中所示，当暴露至压缩机中的操作环境时，实施例19、20和21的拉伸强度保留相对于实施例22、23和24是高的。

[0180] 实施例25–30

[0181] 这些实施例的目的是在127℃暴露在温度(127℃)、润滑剂(10cst，32cst)、制冷剂(R134A，T410A和它们的组合)30天时间段前后相对于未暴露的聚合物成型样品评估拉伸强度和拉伸强度变化。

[0182]

[0183] 注塑成型样品(类型V，ASTM标准棒)在标准成型条件下以拉伸棒形式成型。这些样品在Instron拉伸试验机上根据ASTM标准试验方案以0.2英寸/分钟的位移速率测试。表5总结了在127℃下暴露至不同环境后的拉伸强度数据(Mpa)。

[0184]

[0185] 实施例31-36

[0186] 这些实施例的目的是在127℃暴露在温度(127℃)、润滑剂(10cst，32cst)、制冷剂(R134A，T410A和它们的组合)30天时间前后相对于未暴露的聚合物成型样品评估拉伸强度和拉伸强度变化。

[0187]

[0188] 注塑成型样品(类型V，ASTM标准棒)在标准成型条件下以拉伸棒形式成型。这些样品在Instron拉伸试验机上根据ASTM标准试验方案以0.2英寸/分钟的位移速率测试。表6总结了在127℃暴露至不同的环境下后用于拉伸强度(Mpa)的数据。

[0189]

[0190] 实施例24-29示出了在暴露至温度、润滑剂、制冷剂和它们的组合后测量的拉伸强度。拉伸特性的保留对于力学性能(mechanical performance，机械性能)是重要的。

[0191] 实施例30-32示出了相对于未暴露的条件，拉伸强度小于10％的降低，这表明注塑聚合物的稳定性，而对于实施例33-35，拉伸强度的下降可以大到30％。该拉伸强度的下降与观察到的拉伸样品的颜色变化一致，这表明了下列实施例中的化学变化。

[0192] 实施例37–42

[0193] 这些实施例的目的是在暴露于不同的操作条件包括温度为60℃暴露30天后，视觉上评价观察到的样品的颜色变化和劣化。定量评价为1用于特性的保留以及10用于最差的保留或者颜色的劣化。

[0194]

[0195] 表7总结了定量评价为1用于性质的保留和10为最差的保留或者在暴露至不同的条件后，颜色的劣化。

[0196]

[0197] 图8是实施例37-42中的测试样品在60℃暴露于惰性气氛(N2)30天前后的照片。

[0198] 图10是实施例37-42中的测试样品在60℃暴露于润滑剂10CST 30天前后的照片。

[0199] 图12是实施例37-42中测试样品在60℃暴露于润滑剂32CST 30天前后的图片。

[0200] 图14是实施例37-42中的测试样品在60℃暴露于制冷剂R134A 30天前后的照片。

[0201] 图15是实施例37-42中的测试样品在60℃暴露至制冷剂R410A 30天前后的照片。

[0202] 图17是在实施例37和42中的测试样品在60℃在300psi压力下暴露至具有制冷剂R41A+润滑剂10CST的压缩机的条件30天前后的图片。

[0203] 实施例43–48

[0204] 这些实施例的目的是在暴露至各种操作条件下包括127℃30天后，视觉上评价样品的颜色变化和劣化。定量的分级为1用于特性的保留和10用于最差的保留或者颜色的劣化。

[0205]

[0206] 表8总结了定量分级为1用于性质的保留至10为在暴露至不同条件后最差的保留或者颜色的劣化。

[0207]

[0208] 图9是实施例43-48中的测试样品在127℃惰性气氛(N2)下暴露30天前后的照片。

[0209] 图11是实施例43-48中的测试样品在127℃润滑剂10CST下暴露30天前后的照片。

[0210] 图13是实施例43-48中的测试样品在127℃润滑剂32CST下暴露30天前后的照片。

[0211] 图16是实施例43-48中的测试样品在127℃下压力为300psi在具有制冷剂R410A+润滑剂32CST的压缩机的条件下暴露30天前后的照片。

[0212] 图18是实施例43-48中的测试样品在127℃下压力为300psi，具有制冷剂R410A+润滑剂10CST的压缩机的条件下暴露30天前后的照片。

[0213] 实施例49-54

[0214] 这些实施例的目的是证明通过金属化技术改善的阻隔性能，具体地，1010的穿透性和玻璃填充的1010至制冷剂R134A和R410A的填充性。

[0215]

[0216] ULTEM和玻璃填充的ULTEM的环形样品是使用铝金属作为金属涂层的溅射涂层。样品安装在溅射单元和达到60nm至180nm的涂层厚度。

[0217] 为改善聚合物基底和金属层之间的黏着性，在进行金属化之前，将25微米基础涂层施加到聚合物基底。对这些样品进行渗透性的测量。在表9中概述了结果，其以scc*cm/s/cm2/Pa示出了渗透性。

[0218]

[0219] 如表9中所示，相比于未金属化的加强聚醚酰亚胺，金属镀层施加至加强聚醚酰亚胺的实施例表现出较低的渗透性。

[0220] 浸洗的研究

[0221] 目的是确定当在60℃和127℃暴露于润滑剂时，低mol.Wt种类是否扩散出聚合物进入润滑剂。

[0222] 结果

[0223] 使用GCMS技术分析润滑剂样品用于小于或等于10ppm的有机化合物和聚合物。

[0224] 在10ppm检测水平内，在润滑剂中，GCMS技术未检测到低分子量种类(F542，PAMI)。

[0225] 实施例-组件

[0226] 目的：

[0227] 选择来自拆卸的样品的“上部涡盘”组件以复制用于证明目的的热塑性。该组件目前来自钢材机械加工。使用的材料是ultem 9085，来自Sabic的聚醚亚酰胺。

[0228] 用于3-D打印/另外的制造&过程的技术

[0229] 在常规的方法中为了复制钢上部涡盘组件，必须切割钢工具(steel toll)，其随后用于使用注塑成型方法生产构件。然而，使用不同方法来用于制造涡旋组件。在这种情况下使用另外的制造原理制造热塑性复制品，其中，热塑性材料以层叠层的方式沉积以制造完整的构件。此处使用的具体的技术称为由Stratasys公司开发的熔融沉积成型。

[0230] 为使得添加过程可能，需要构件的3D数字CAD模型作为机器的输入。这可以通过使用CAD设计软件或者使用3D扫描仪来自实际构件的反向设计模制该构件产生。3D扫描仪是分析真实世界物体或者环境以收集其形状和可能的外形数据(例如，颜色)。该收集的数据可以随后使用以构造数字3D模型。该方法的流程图在图7中示出。

[0231] 为复制在热塑性树脂中的钢制上部涡盘组件，首选需要产生现存应用的三维模型。使用激光扫描方法创造测试组件的数学模型。

[0232] 为创造实际的热塑性样品，使用Stratasys公司的“熔融沉积造型”(FDM)技术。这是另外的方法，其中，以层叠层建造模型直到完成。

[0233] 使用ULTEM*9085制造模型，挤出层的厚度为约0.010英寸。

[0234] 更具体地，钢制上部涡盘组件可以在如下的基于挤出的数字制造系统中制造。聚醚酰亚胺的消耗性纤丝商业上出售为Ultem 9085树脂，由SABIC Innovative Plastics，US LLC制造和销售，提供至基于挤出的数字制造系统，购于Stratysys公司并且已知为FORTUSTM-400mc。在美国专利第8,236,227号中描述了该系统，该专利的全部公开通过引用结合于此。

[0235] 消耗性纤丝具有长度、外表面、和多个沿着至少部分长度的轨道，使得多个轨道为至少部分的外表面提供分形维数，对于在0.01毫米和1.0毫米之间的长度范围其大于2。由基于挤出的数字制造系统保持的旋转驱动机构的齿与消耗性纤丝的多个轨道啮合。部分消耗性纤丝使用旋转驱动机构连续进料至由基于挤出的数字制造系统保持的液化器。当进料消耗性纤丝的连续部分时，旋转驱动机构的连续齿与多个轨道的连续轨道持续啮合。在液化器中熔融消耗性的纤丝以提供熔融的消耗性材料。挤出来自液化器的熔融的消耗性材料且挤出的熔融消耗性材料以层叠层的方式沉积以形成钢制上部涡盘构件。

[0236] 在使用另外的制造技术制造压缩构件的实施方式中，我们的压缩构件可以通过任何合适的方法制造，其使用另外的制造策略。在一个实施方式中，我们的发明包括用于在基于挤出的数字制造系统中制造三维压缩构件的方法，该方法包括：将聚合材料的消耗性纤丝提供至基于挤出的数字制造系统，消耗性纤丝具有一定长度、外表面和多个沿着至少部分长度的轨道，其中，多个轨道为至少部分外表面提供分形维数，对于合适的长度尺度，其大于2，例如长度尺度在0.01微米和1.0微米之间；将通过基于挤出的数字制造系统保持的旋转驱动机构的齿和多个消耗性纤丝的多个轨道啮合；使用旋转驱动机构将消耗性纤丝的连续部分提供至由基于挤出的数字制造系统保留的液化器，其中，当消耗性纤丝的连续部分进料时，旋转驱动机构的连续齿持续地与多个轨道的连续轨道部分啮合；在液化器中熔融消耗性纤丝以提供熔融消耗性材料；从液化器中挤出熔融消耗性材料；和以层叠层的方式沉积挤出的消耗性材料一形成至少部分压缩构件，其可以在液化器中产生背压。可以通过任何合适的几何形状制造消耗性纤丝。在一个实施方式中，消耗性纤丝具有平均直径范围为约1.143毫米至约2.54毫米的大致圆柱形状。在另一个实施方式中，消耗性纤丝具有大致为矩形的剖面轮廓。多个轨道选自由矩形轨道、抛物线轨道、螺纹轨道、波形轨道、纹理轨道、印痕文件型轨道(impressed file-type track)、人字形轨道、链齿轨道、面向边缘的轨道、交错轨道、和它们的组合组成的组。

[0237] 结果

[0238] 根据上面描述的步骤制造压缩机的压缩构件的上部涡盘组件。

[0239] 制造聚醚酰亚胺上部涡盘组件。上部涡盘组件具有下列尺寸：大约5-1/2英寸直径×3英寸高。热塑性钢制构件的一对一的复制品提供物理样品以证明重量节省，其可以通过从金属改变为ULTEM聚合物实现。对于实际的热塑性应用，根据热塑性设计原理，包括半径、和壁厚的均匀性，需要设计修饰以满足强度要求。在需要更高力学性能的部分中，可以选择印刷构件中的纤维方向具有最大的强度。

[0240] 聚醚酰亚胺涡盘在润滑剂和制冷剂的混合物中暴露30天后，期望保留它的强度的至少90％。当组件在润滑剂和制冷剂的混合物中暴露30天后，还期望聚醚酰亚胺涡盘表现出小于或等于10％的蠕变。

[0241] 使用三维印刷方法制造的样品不具有相同的力学性能，该性能可以期望来自相似几何形状的注塑成型部分。三维印刷方法导致完成构件中多孔性和，因此，成品将具有使用相同聚合物生产的注塑成型构件的强度的约80％(最大)。

[0242] 在本发明中公开的所有特征(包括摘要、和附图)，除非另有说明，可以被用于相同的、等效或者相似目的的可选特征替换。因此，除非另有说明，公开的每个特征仅是一个通用系列的等效或者相似特征的一个实例。

[0243] 权利要求中的任何元件并没有明确陈述用于进行特定功能的“方法”或者用于进行特定功能的“步骤”并未解释为35U.S.C§112第6段指明的“方法”或者“步骤”条款。具体地，本文权利要求中使用的“的步骤”并不旨在引用35U.S.C§112第6段的条款。

[0244] 尽管参照某些优选版本已经相当详细地描述了本发明，但是其它版本也是可以的。同样，所附权利要求的精神和范围不应限于包含在其中的优选版本的描述。

[0245] 读者的注意在于其和本说明书同时提交的所有的论文和文献，和所有这类论文与本说明书公开用于公众查阅，并且所有这类论文和文献的内容通过引用结合于此。

[0246] 涡旋压缩机参考标号的清单

[0247]