形成聚合物刷的组合物制造技术

本发明专利技术涉及适合于在固体部件的表面上形成聚合物刷的新型化学溶液。本发明专利技术进一步涉及使用该新型化学溶液，在固体部件的表面上形成聚合物刷的方法，以及具有在该表面上涂布的聚合物刷的固体部件，和这种固体部件的用途。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】形成聚合物刷的组合物专利
本专利技术涉及适合于在固体部件的表面上形成聚合物刷的新型化学溶液(反应组合物和聚合组合物)。本专利技术进一步涉及使用该新型组合物，在固体部件的表面上形成聚合物刷的方法，以及在表面上涂布有聚合物刷的固体部件。还涵盖这种聚合物刷涂布的固体部件的用途。专利技术背景在固体部件上明确的聚合物结构在许多技术中变得愈加重要。这种聚合物结构常常称为聚合物刷。基本上，聚合物刷是一端栓系在基底(典型地由例如金属，塑料，陶瓷以及其他固体材料制造的固体部件)上的大分子的组装体。新聚合技术的出现促进了具有严格分子控制和期望性能的聚合物刷的特定设计和合成。过去二十年来已利用聚合物刷，且它们以前作为显示出长期机械稳定性和化学坚固性的功能性表面涂层具有有限的应用。然而，最近已发现聚合物刷是具有宽范围用途的大于纳米级的“结构单元”，从氧化还原活性变化到生物相容性和表面改变，且由于聚合物刷的挠性导致可以相对于化学组成，厚度，接枝密度和结构，产生聚合物刷的高度微调的薄膜。事实上，聚合物刷是在组装不相容材料中的有利工具，不相容材料不可能通过胶粘或其他常规互锁方法容易地结合。聚合物刷提供材料实际上不可视的连接，甚至是透明的材料的连接。形成聚合物刷并附着到固体表面上是特殊的任务且要求特殊的设备。此外，化学反应(聚合)耗时且复杂。因此，聚合物刷涂布的表面大多数在专门的设施中制备。主要的挑战之一是形成聚合物刷所要求的反应混合物不稳定，因此要求特殊的反应条件，例如严格的惰性氛围和温度控制，以便控制反应并形成聚合物刷。r>因此，需要开发比较容易且不那么复杂的聚合物刷涂布的表面的制造方法和试剂。
技术实现思路
在第一方面中，本专利技术涉及反应组合物。该反应组合物用于在固体部件的表面上形成聚合物刷。该反应组合物包含至少一种聚合组合物和至少一种活化剂。特别地，聚合组合物包含一种或多种休眠的过渡金属催化剂，和活化剂包括一种或多种氧清除剂。根据本专利技术的反应组合物的主要优点是，可使得聚合组合物在储存下稳定，和进一步地，可通过活化剂视需要活化聚合组合物。反应组合物优选包含至少一种聚合组合物和作为离散组合物提供的至少一种活化剂。进而可视需要活化聚合组合物。在第二方面中，本专利技术涉及在固体部件上形成聚合物刷的方法。该方法包括提供具有在固体部件的表面上固定的聚合引发剂的固体部件，且进一步包括：-使固体部件与通过混合聚合组合物与活化剂形成的反应组合物接触。在某些实施方案中，本专利技术涉及在具有固体部件的表面上固定了聚合引发剂的固体部件上形成聚合物刷的方法，其中该方法包括下述步骤：-提供聚合组合物和活化剂，-混合聚合组合物和活化剂，形成反应组合物，和-使反应组合物与固体部件接触，进而在固体部件上引发表面聚合，其中借助聚合引发剂在固体部件的表面上形成聚合物刷。本专利技术进一步涉及聚合物刷涂布的固体部件，它通过根据本专利技术的方法可获得。本专利技术还涵盖根据本专利技术的反应组合物用于在固体部件的表面上形成聚合物刷的用途。本专利技术使得可使用聚合物刷涂布的固体部件以供制备用于各种目的的各种产品。聚合组合物还形成本专利技术的一部分。聚合组合物包含一种或多种休眠的过渡金属催化剂。聚合物组合物具有独特的稳定性，进而使得可在一段时间内储存，同时保持反应活性。由于存在一种或多种休眠的过渡金属催化剂导致可视需要活化聚合组合物。附图说明在附图中阐述了本专利技术的某些实施方案。附图绝不打算限制本专利技术。图1阐述了聚合组合物的某些合适配体(含氮化合物)。图2阐述了本专利技术的方法。图3A阐述了使用接枝固定的聚合引发剂。图3B阐述了使用接枝固定的聚合引发剂。图4阐述了在表面上一步(硅烷接枝)固定引发剂分子。图5阐述了在表面上一步(重氮接枝)固定引发剂分子。图6阐述了在表面上两步(重氮接枝)固定引发剂分子。图7示出了使用原子吸收光谱(ASS)vsUV-VIS峰吸收，Cu催化剂的浓度。图8示出了在形成PGMA聚合物刷过程中，使用Cu催化剂和抗坏血酸钠(NaAsc)作为活化剂，在不同氧含量下获得的PGMA聚合物刷厚度。图9示出了对于在相同固体部件上第一和第二聚合物刷形成来说，PGMA聚合物刷的厚度。图10示出了使用各种Cu催化剂浓度，NaAsc活化剂的PGMA聚合物刷的厚度，和在21％氧氛围下形成聚合物刷的方法。具体实施方式以下更加详细地描述本专利技术及其方面。本专利技术涉及反应组合物，其包含至少一种聚合组合物，和至少一种活化剂，其中至少一种聚合组合物包含一种或多种休眠的过渡金属催化剂，和其中活化剂包含一种或多种氧清除剂。该聚合组合物包含至少一种休眠的过渡金属催化剂，即聚合催化剂可包含一种休眠的过渡金属催化剂，或者大于一种休眠的过渡金属催化剂。例如，该聚合组合物可包含两种，三种，四种，五种或更多的休眠的过渡金属催化剂。在一些实施方案中，可提供若干种聚合组合物，例如两种，三种或四种，其中每一种或一些聚合组合物包含一种或多种过渡金属催化剂。休眠的过渡金属催化剂可合适地衍生于铜(Cu)，铁(Fe)，铝(Al)，镉(Cd)，钨(W)，铼(Re)，钌(Ru)，铂(Pt)，钛(Ti)，锰(Mn)，镍(Ni)，钐(sm)，或钯(Pd)。还涵盖这种休眠的过渡金属催化剂的组合。休眠的过渡金属催化剂的非限制性实例包括下述：Cu:Cu2O，CuO，和Cu(0)Fe:FeO，Fe2O3，Fe3O4Sm:Sm2O3Al:Al2O3Cd:CdOW:WO3Re:ReO3，Re2O7Ru:RuO2Pt:PtO2Ti:TiO2Mn:MnO2Ni:NiOPd:PdO休眠的金属可特别地与能和过渡金属配位的配体结合提供。于是实现催化效果。因此，与配体缔合的过渡金属形成过渡金属催化剂，且可以是休眠或活化的。一般地，过渡金属可以变得休眠(失活)，当氧化时。在一个实施方案中，一种或多种休眠的过渡金属催化剂衍生于铜(Cu)。特别地，当一种或多种休眠的过渡金属催化剂衍生于铜(Cu)时，该过渡金属催化剂可选自Cu2O，CuO，Cu(0)，和CuSO4*5H2O。还涵盖这种过渡金属催化剂的组合。在另一实施方案中，一种或多种休眠的过渡金属催化剂衍生于铁(Fe)。特别地，当一种或多种休眠的过渡金属催化剂衍生于铁(Fe)时，该过渡金属催化剂可选自FeO，Fe2O3，和Fe3O4。还涵盖这种过渡金属催化剂的组合。在第三实施方案中，休眠的过渡金属催化剂衍生于铜(Cu)和铁(Fe)的组合。因此，休眠的过渡金属催化剂可以是Cu2O，CuO，Cu(0)，和CuSO4*5H2O，与FeO，Fe2O3，和Fe3O4的组合。休眠的过渡金属催化剂经活化，则能引发聚合。在本专利技术的反应组合物的一个实施方案中，一种或多种聚合组合物，和本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种反应组合物，其特征在于该反应组合物包含至少一种聚合组合物，和至少一种活化剂，其中至少一种聚合组合物包含一种或多种休眠的过渡金属催化剂，和其中活化剂包括一种或多种氧清除剂。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180411 DK PA2018001531.一种反应组合物，其特征在于该反应组合物包含至少一种聚合组合物，和至少一种活化剂，其中至少一种聚合组合物包含一种或多种休眠的过渡金属催化剂，和其中活化剂包括一种或多种氧清除剂。


2.权利要求1的反应组合物，其特征在于至少一种聚合组合物和至少一种活化剂以离散的组合物形式提供。


3.权利要求1或2的反应组合物，其特征在于一种或多种休眠的过渡金属催化剂衍生于铜(Cu)，铁(Fe)，铝(Al)，镉(Cd)，钨(W)，铼(Re)，钌(Ru)，铂(Pt)，钛(Ti)，锰(Mn)，镍(Ni)，钐(sm)，或钯(Pd)，及其组合。


4.权利要求3的反应组合物，其特征在于铜(Cu)过渡金属催化剂选自Cu2O，CuO，和Cu，及其组合。


5.权利要求1或2的反应组合物，其特征在于一种或多种氧清除剂选自抗坏血酸钠，抗坏血酸，肼，水合肼，次磷酸钠，铁粉和氯化钠的混合物，碳酸氢盐(hydrogencarbonate)，柠檬酸，和焦性没食子酸及其混合物。


6.权利要求1-5任何一项的反应组合物，其特征在于聚合组合物和/或活化剂进一步包含一种或多种单体，一种或多种配体，或者一种或多种溶剂，及其组合。


7.权利要求6的反应组合物，其特征在于单体选自丙烯酸酯类，甲基丙烯酸酯类，卤素取代的链烯烃，丙烯酰胺类，甲基丙烯酰胺类，和苯乙烯类，及其混合物。


8.权利要求1-7任何一项的反应组合物，其特征在于通过混合聚合组合物和...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·U·聂尔森，M·S·康格斯菲尔特，
申请(专利权)人：拉迪瑟夫私人有限责任公司，
类型：发明
国别省市：丹麦;DK