聚合物纤维及其制备方法技术

本文描述了聚合物纤维和聚合物纤维的制备方法。该聚合物纤维为由前体组合物制备的交联水凝胶或干燥的水凝胶，该前体组合物含有每单体分子的烯键式不饱和基团的平均数大于１．０的可聚合材料。该聚合物纤维可以含有可选的活性剂。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及聚合物纤维和聚合物纤维的制备方法。
技术介绍
聚合物纤维有许多商业用途，例如生物用途、医疗用途、以及工业用途。聚合物纤维的应用范围一直在不断地增加和扩展。一直存在对于具有独特物理性质和附加的多功能性的聚合物纤维的需要。已知多种用于制备聚合物纤维的方法。 对于改善聚合物纤维和它们的制备方法一直存在需求。具体地讲，对于适用于医疗应用的新纤维存在需求。
技术实现思路
本文描述了聚合物纤维和聚合物纤维的制备方法。聚合物纤维含有可任选地被干燥的交联的水凝胶。在一些实施例中，聚合物纤维可以含有活性剂。即，聚合物纤维可以起到作为多种活性剂的载体的作用。 在第一方面，提供聚合物纤维的制备方法。该方法包括形成前体组合物，该前体组合物含有(a)基于前体组合物的总重量计至少5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大于1.0。该方法还包括形成前体组合物料流并使料流暴露于辐射，暴露的时间足以至少部分地使可聚合材料聚合。形成纵横比大于3∶1的第一溶胀的聚合物纤维。 在第二方面，提供聚合物纤维的另一种制备方法。这种方法包括形成前体组合物，该前体组合物含有(a)基于前体组合物的总重量计为5重量％至85重量％的极性溶剂，和(b)根据前体组合物的总重量计为15重量％至95重量％的可聚合材料，其中可聚合材料与极性溶剂可混溶。可聚合材料包括具有至少两个(甲基)丙烯酰基并具有至少5个环氧烷单元的聚(环氧烷(甲基)丙烯酸酯)。该方法还包括形成前体组合物料流并使料流暴露于辐射，暴露的时间足以至少部分地使可聚合材料聚合。形成纵横比大于3∶1的第一溶胀的聚合物纤维。 在第三方面，提供包括聚合物纤维的制品，聚合物纤维的纵横比大于3∶1。聚合物纤维为前体组合物的自由基聚合反应产物，该前体组合物含有(a)基于前体组合物的总重量计为5重量％至85重量％的极性溶剂，和(b)根据前体组合物的总重量计为15重量％至95重量％的可聚合材料，其中可聚合材料与极性溶剂可混溶。可聚合材料包括具有至少两个(甲基)丙烯酰基并具有至少5个环氧烷单元的聚(环氧烷(甲基)丙烯酸酯)。 在第四方面，提供包括聚合物纤维并且含有活性剂的制品，聚合物纤维的纵横比大于3∶1。聚合物纤维包括(a)前体组合物的反应产物，和(b)活性剂，前体组合物含有可聚合材料，其包括具有至少两个(甲基)丙烯酰基并且具有至少5个环氧烷单元的聚(环氧烷(甲基)丙烯酸酯)。 本专利技术的上述
技术实现思路
并非意图描述本专利技术的每一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举例说明这些实施例。 附图说明 图1为多个示例性聚合物纤维的示意图，该聚合物纤维中的两个以横截面示出； 图2为制备图1的聚合物纤维的方法及设备的第一实施例的示意图；以及 图3为制备图1的聚合物纤维的方法及设备的第二实施例的示意图。 图4为放大50倍的示例性的两个溶胀聚合物纤维的环境扫描电子显微图。 图5为放大50倍的示例性的两个干燥聚合物纤维的环境扫描电子显微图。 具体实施例方式 本文描述了聚合物纤维和聚合物纤维的制备方法。聚合物纤维是交联的水凝胶或干燥的水凝胶。如本文所用，术语“水凝胶”是指这样的聚合物材料，即它是亲水性的，并且是溶胀的或能够被极性溶剂溶胀的。聚合物材料与极性溶剂接触时通常会溶胀但不溶解。即，水凝胶不溶于极性溶剂。可以干燥溶胀的聚合物纤维以移除至少一些极性溶剂。在一些实施例中，聚合物纤维还含有活性剂。 聚合物纤维可以由前体组合物的料流形成。如本文所用，术语“前体组合物”是指经受辐射以形成聚合物纤维的反应混合物。即，前体组合物描述聚合之前的反应混合物。前体组合物含有极性溶剂和与极性溶剂可混溶的可聚合材料。前体组合物也可以包括其它可选的添加剂，例如处理剂、活性剂、或其混合物。前体组合物的料流往往被气相围绕。一旦暴露于辐射，前体组合物之内的可聚合材料就发生自由基聚合反应并形成聚合物纤维。反应产物为含有聚合材料、极性溶剂、和任何可选的添加剂的水凝胶。极性溶剂溶胀聚合物材料并且是水凝胶的一部分，而不是分离相。 如本文所用，术语“纤维”和“聚合物纤维”可互换使用。聚合物纤维可以具有任何长度，但是其往往在1毫米至100米的范围内。聚合物纤维的纵横比(即，长度与直径之比)大于3∶1。例如，纵横比可以大于4∶1、大于5∶1、大于6∶1、大于8∶1、或大于10∶1。纵横比是指聚合物纤维的最长维度与垂直于最长维度的维度之比。沿直径截取的横截面形状可以为任何形状。在一些实施例中，横截面形状为圆形或椭圆形。如本文所用，术语“圆形”是指圆形或几乎圆形的形状。同样，术语“椭圆形”是指椭圆形或几乎椭圆形的形状。 图1为多个聚合物纤维的示意图。每一个聚合物纤维10具有外表面12和内部组成15。聚合物纤维10为均匀的，其外表面12与内部组成15之间没有任何可识别的界面，即使当在例如扫描电镜或光学显微镜的显微镜下观察时也是如此。如所制备的，聚合物纤维被包括在前体组合物中的极性溶剂溶胀。当干燥以移除极性溶剂的至少一部分时，干燥的聚合物纤维往往保持均匀并且不含有例如宏观(即，大于100nm)孔或通道的内部孔或通道。聚合物纤维以及干燥的聚合物纤维的这种均匀性是指含有聚合的材料以及可以存在的任何极性溶剂的聚合物基质。如果存在活性剂，则活性剂在整个聚合物纤维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分离相中。 一般来说，当在显微镜下观察时，聚合物纤维(特别是不带有活性剂的那些)不具有可识别的孔隙或空隙。例如，当使用环境扫描电子显微镜法观察聚合物纤维时，在放大率高达50倍的情况下没有可识别的孔隙，如在图4中示出的两个示例性的溶胀聚合物纤维。当使用场发射扫描电子显微镜法观察聚合物纤维时，在放大率高达100倍、高达200倍、高达500倍、高达1,000倍、高达5,000倍、高达10,000倍、高达20,000倍、或高达50,000的情况下往往看不到可识别的孔隙。 聚合物纤维由前体组合物形成，该前体组合物含有(i)根据前体组合物的总重量计至少5重量％的极性溶剂，和(ii)与极性溶剂可混溶的可聚合材料。可聚合材料含有至少一种能够进行自由基聚合并且每单体分子具有的烯键式不饱和基团的平均数目大于1.0的单体。在一些实施例中，前体组合物中可以存在其它可选的添加剂，例如处理剂、活性剂、或其混合物。这些可选的添加剂如果存在的话，它们可以溶解或分散在前体组合物中。 如本文所用，术语“极性溶剂”是指水、与水可混溶的有机溶剂、或其混合物。虽然极性溶剂在前体组合物中为非活性的(即，极性溶剂不是单体)，但极性溶剂通常使所得的聚合物纤维溶胀。即，在极性溶剂的存在下使可聚合材料聚合，从而使所得的聚合物纤维被极性溶剂溶胀。溶胀的聚合物纤维含有至少一些包括在前体组合物中的极性溶剂。通常，溶胀的聚合物纤维含有大部分或全部包括在前体组合物中的极性溶剂。 前体组合物中使用的任何水可以为自来水、井水、去离子水、泉水、蒸馏水、消毒水、或任何其它合适类型的水。与水可混溶的有机溶剂是指通常能够形成氢键并且当与水混合时形成单相溶液的有机溶剂。例如，当与水混溶的有机溶剂以根据本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备聚合物纤维的方法，所述方法包括：　提供前体组合物，所述前体组合物包含：　ａ）极性溶剂，所述极性溶剂基于所述前体组合物的总重量计至少为５重量％；以及　ｂ）可聚合材料，所述可聚合材料能够进行自由基聚合并且每单体分子具有 的烯键式不饱和基团的平均数目大于１．０，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料流；以及　使所述料流暴露于辐射，所述暴露的时间足以至少部分地使所述可聚合材料聚合并形成具有大于３∶１的纵横比的第一溶胀的聚合 物纤维。

【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：罗宾E赖特，马赫福扎B阿里，杰西卡M布赫霍尔茨，路易斯C哈达德，琳达KM奥尔森，马修T斯科尔茨，纳里纳Y斯捷潘诺娃，迈克尔J斯瓦罗夫斯基，理查德L沃尔特，卡罗琳M伊利塔洛，戴安娜R沃尔克，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]