聚合物珠和聚合物珠的制备方法技术

本发明专利技术描述了聚合物珠和制备聚合物珠的方法。聚合物珠为交联的水凝胶或干燥的水凝胶。聚合物珠由接触辐射的前体组合物的小滴形成。小滴完全被气体相所包围。前体组合物包含极性溶剂和在极性溶剂中可混溶的可聚合材料。可聚合材料每单体分子具有的烯键式不饱和基团的平均数目等于至少１．２。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及。
技术介绍
聚合物珠在商业上有许多应用，例如生物应用、医疗应用、以及 工业应用。聚合物珠的应用范围一直在不断地增加和扩展。对具有独 特物理性质、化学性质、和附加的多功能性的聚合物珠的需求一直是 不断的。已知有多种方法来制备聚合物珠。在大多数方法中，使可聚 合材料的小滴发生反应，以形成基本上是球形的聚合物珠。例如，乳液聚合方法是熟知的聚合物珠的制备方法。使油或水乳 液中的可聚合材料的小滴发生反应以形成聚合物珠。虽然这些方法是 行之有效的，但所得的聚合物珠往往是多孔的。此外，常常需要对所 得的聚合物珠彻底清洗以清除残余的非可聚合材料，例如油和乳化剂。 在许多情况下，这种清洗除去的往往只是表面的污染，但并不能清除 聚合物珠内可能夹带的油或其他化合物。虽然通常是加热可聚合材料 以引发聚合反应，但也可以应用辐射。在另一个例子中，可以以这种方式形成可聚合材料的小滴，艮P， 使之在重力作用下而下落。同时对下落的小滴施加辐射以引发聚合。 当小滴下落时发生聚合，从而导致形成聚合物珠。或者，可以使可聚合材料在形成小滴之前经受辐射，但当小滴下落时继续进行聚合，由 此导致形成聚合物珠。
技术实现思路
本文描述了。聚合物珠包含交联 的水凝胶，所述交联的水凝胶任选可以被干燥。在一些实施例中，聚 合物珠可以包含活性剂。也就是说，聚合物珠可以起到作为各种活性 剂之载体的作用。在第一方面，提供聚合物珠的制备方法。该方法包括形成前体组 合物，所述前体组合物包含(a)按前体组合物的总重量计大于IO重量 %的极性溶剂，和(b)与极性溶剂可混溶的可聚合材料。可聚合材料每 单体分子具有的烯键式不饱和基团的平均数目等于至少1.2。该方法还 包括形成前体组合物的小滴，其中小滴完全被气体相所包围。使小滴 接触辐射，接触的时间足以至少部分地使可聚合材料聚合，从而形成 首次溶胀的聚合物珠。在第二方面，提供聚合物珠的另一种制备方法。该方法包括形成 前体组合物，所述前体组合物包含(a)按前体组合物的总重量计大于 10重量％至85重量。Z的极性溶剂，和(b)按前体组合物的总重量计为 15重量％至小于90重量％的可聚合材料。可聚合材料与极性溶剂可混 溶，并且每单体分子具有的烯键式不饱和基团的平均数目等于至少1.2。 可聚合材料包括具有至少2个(甲基)丙烯酰基并具有至少5个亚烷基氧 单元的聚(亚烷基氧(甲基)丙烯酸酯)。可聚合材料还可以包括按可聚合 材料的总重量计为0至小于20重量％的阴离子单体。阴离子单体除酸 性基团、酸性基团的盐、或其混合物之外还包含烯键式不饱和基团。 该方法还包括形成前体组合物的小滴，其中小滴完全被气体相所包围。 使小滴接触辐射，接触时间足以至少部分地使可聚合材料聚合并形成 首次溶胀的聚合物珠。在第三方面，提供包含聚合物珠的制品。聚合物珠具有的长宽比 不大于3:1，并且是如下前体组合物的自由基聚合反应产物，所述前体组合物包含(a)按前体组合物的总重量计大于10重量％至85重量％ 的极性溶剂，和(b)按前体组合物的总重量计为15重量％至小于90重 量％的可聚合材料。可聚合材料与极性溶剂可混溶，并且每单体分子 具有的烯键式不饱和基团的平均数目等于至少1.2。可聚合材料包括具 有至少2个(甲基)丙烯酰基并具有至少5个亚垸基氧单元的聚(亚垸基 氧(甲基)丙烯酸酯)。可聚合材料还可以包括按可聚合材料的总重量计 为0至小于20重量％的阴离子单体。阴离子单体除酸性基团、酸性基 团的盐、或其混合物之外还包含烯键式不饱和基团。在第四方面，提供包含聚合物珠的制品，所述聚合物珠包含活性 剂。聚合物珠具有的长宽比不大于3:1，并且包含(a)前体组合物的反 应产物，所述前体组合物包含每单体分子具有的烯键式不饱和基团的 平均数目等于至少1.2的可聚合材料，和(b)活性齐U。可聚合材料包含具 有至少2个(甲基)丙烯酰基并具有至少5个亚垸基氧单元的聚(亚垸基 氧(甲基)丙烯酸酯)。可聚合材料还可以包含按可聚合材料的总重量计 为0至小于20重量％的阴离子单体。阴离子单体除酸性基团、酸性基 团的盐、或其混合物之外还包含烯键式不饱和基团。本专利技术的上述
技术实现思路
并非旨在描述本专利技术的每个公开的实施例 或每种实施方式。在下面的具体实施方式和实例中将更具体地例示这 些实施例。附图说明参照下面结合附图对本专利技术的各种实施例进行的详细描述，可以 更全面地理解本专利技术，其中图1是根据本专利技术的多个聚合物珠的示意图形，其中聚合物珠之 一示出于横截面中；图2是制备聚合物珠的方法及设备的第一实施例的示意图；图3是制备聚合物珠的方法及设备的第二实施例的示意图4是放大50倍的多个示例性聚合物珠的光学显微图5是放大200倍的多个其他示例性聚合物珠的光学显微图6A是放大50倍的示例性的溶胀聚合物珠的环境扫描电子显微图6B是放大50倍的示例性的干燥聚合物珠的环境扫描电子显微 图；并且图7是示例性珠的光学显微图(放大IOO倍)，所述示例性珠已经被 粉碎，从而显示出了表面上的银涂层。具体实施例方式本文描述了。聚合物珠是交联的 水凝胶或干燥的水凝胶。本文中的术语"水凝胶"是指这样的聚合材 料，即它是亲水性的，并且是溶胀的或能够被极性溶剂溶胀的。聚合 材料与极性溶剂接触时通常会溶胀但不溶解。也就是说，水凝胶不溶 于极性溶剂。可以干燥溶胀的聚合物珠以除去至少一些极性溶剂。在 一些实施例中，聚合物珠还包含活性剂。聚合物珠由前体组合物的小滴形成。本文中的术语"前体组合物" 是指经受辐射以形成聚合物珠的反应物的混合物。也就是说，前体组 合物指的是聚合之前的反应混合物。前体组合物包含极性溶剂和与极 性溶剂可混溶的可聚合材料。前体组合物可以还包含其他任选的添加 剂，例如处理剂、活性剂、或其混合物。前体组合物的小滴通常完全 被气相所包围。 一旦接触到辐射，前体组合物之内的可聚合材料进行 自由基聚合反应，形成聚合物珠。反应产物是包含可聚合材料、极性 溶剂、和任何任选的添加剂的水凝胶。本文中的术语"珠"与"聚合物珠"可互换使用，指的是这样的 粒子，其包含聚合材料，具有光滑的表面，且长宽比不大于3:1、不大 于2.5:1、不大于2:1、不大于1.5:1、或l:l。也就是说，长宽比范围是93:1至1:1。长宽比是指聚合物珠的最长尺寸与垂直于最长尺寸的尺寸 之比。聚合物珠的形状常常是球形或椭圆形的；然而，当聚合物珠被干燥时，球形或椭圆形的形状可以瓦解。本文中的术语"光滑"是指 没有不连续和尖锐边缘的表面。由小滴制备的聚合物珠的形状与通过 诸如碾磨或研磨的方法制备的粒子的形状不同，后两种方法产生不规 则的表面。图1是具有外表面12和内部组成15的聚合物珠10的代表性示意 图。聚合物珠IO往往是均质的，其外表面12与内部组成15之间没有 任何可辨别的界面，即使当在诸如扫描电镜或光学显微镜的显微镜下 观察时也是如此。干燥的聚合物珠常常保持是均质的，不包含诸如宏 观(即，大于100nm)孔隙或通道的内部孔隙或通道。聚合物珠及干燥的 聚合物珠的这种均质性指的是包含聚合的材料和极性溶剂的聚合物基 质。如果存在活性剂，活性剂在整个聚合物珠中的分布可以是均匀或 不均匀的。此外，活性剂可以存在于聚合物基质之外的单独的相中。一般来说，当在显微本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备聚合物珠的方法，所述方法包括：　提供前体组合物，所述前体组合物包含：　ａ）按所述前体组合物的总重量计大于１０重量％的极性溶剂；和　ｂ）能够进行自由基聚合且每单体分子具有的烯键式不饱和基团的平均数目等于至少１．２的可 聚合材料，其中所述可聚合材料与所述极性溶剂可混溶；　形成所述前体组合物的小滴，其中所述小滴完全被气体相所包围；并且　使所述小滴接触辐射，接触的时间足以至少部分地使所述可聚合材料聚合，从而形成首次溶胀的聚合物珠。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴安娜R沃尔克，杰西卡M布赫霍尔茨，卡罗琳M伊利诺洛，理查德L沃尔特，琳达KM奥尔森，路易斯C哈达德，罗宾E赖特，马赫福扎B阿里，马修T斯科尔茨，迈克尔J斯瓦罗夫斯基，纳里纳Y斯捷潘诺娃，张亦帆，
申请(专利权)人：三M创新有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]