稳定且相容的聚合物共混物制造技术

本发明专利技术涉及与包含至少一种磺化的聚合物和至少一种非磺化的聚合物的相容性聚合物共混物相关的产品和过程。磺化的聚合物可使用许多磺化剂，包括三氧化硫的配位络合物而被产生。本文描述的聚合物共混材料可用于许多应用中，包括用作以下物品的涂层：医学装置、防护服和防护织物、实验室设备、血管支架和分流器、吸收材料和分离隔膜、三维结构体、装置以及其他用途。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本文公开的主题涉及包含磺化的聚合物(包括，例如，大分子、共聚物)和其他聚 合物的共混材料。某些方面涉及由本文公开的共混材料构成的制造物品。在其他特定方面， 该共混聚合物材料可作为部件被结合在医学装置、医学仪器、血管支架和血管分流器、衣 服、织物和其他服装、纺织纤维(spun fiber)、机织织物或针织织物、线或纱、其他消费品、 水分转移隔膜及其相应应用(包括热和/或流体转移隔膜)、水分和/或热转移涂层、三维 结构物、装置以及其他应用中。相关申请的交叉引用本申请要求2007年6月26日提交的美国临时申请第60/937，195号的利益，通过 引用将该申请以其完整形式合并至本文中。专利技术的背景在塑料工业中已公认的是，不同聚合物的共混可导致产生具有比每种单个成分的 性质更优越性质的组合物。但是，共混聚合物材料的局限性之一在于，大多数聚合物结构与 其他(结构上不同的)聚合物是不混溶的(例如，不相容的)，且当被组合时，各个材料形成 多个相，导致产生相对于单个成分来说不具有更优越性质的产物。具体地，不混溶的聚合物共混物不是热力学稳定的。另外，混合后处理(例如成型 或退火)可影响共混物形态学并减小或消除共混的任何益处。为了克服这点，通常将添加 剂与聚合物共混材料结合。在其他情况下，当两种结构以嵌段或接枝共聚物结构的形式连接在一起时，聚合 物经常在微观级别分成多个相。当分离的相的成分被共价连接至聚合物骨架时，总的分离 (gross separation)被消除了，且更容易产生相容性聚合物，特别是嵌段共聚物和接枝共 聚物。在嵌段聚合物中，这种微相分离可导致产生改善的材料性质。本文描述的磺化的聚合物可通过任何种类的方法被磺化，包括但不限于，本文描 述的特定的示例性磺化方法。磺化通常是指导致碳-硫键的形成的有机化学反应。当起反 应的化合物含有芳环时，由活性(磺化)化合物进行的在芳环处的磺化常常依靠亲电子芳 族取代反应通过使用磺酸基官能团替代芳环上的氢原子来进行。但是，对于特定的化合物 (例如苯基链烷酸)，磺化可发生在邻近羧基的碳上，而非芳环上。与芳族硝化或其他亲电 子芳族取代相反，芳族磺化是可逆的。使用三氧化硫、硫酸、氯磺酸或硫酸乙酰酯(acetyl sulfate)作为磺化剂的芳 族化合物的磺化在过去已经实现，并获得了不同程度的成功。(Gilbert，Chem. Rev. 62 549-589(1962)；德国专利第DE 580，366号)。这些方法可能昂贵、困难且经常导致化合物 的不完全磺化，特别是对于大分子量低聚物或聚合物而言。(Gilbert，见前)。而且，使用三氧化硫作为磺化剂的技术导致在磺化反应和后续的精加工 (work-up)期间由于三氧化硫的高活性而产生大量的不合需要的副产物。磺化副产物常常 难以除去且可能污染最终的磺化的聚合物产物。(Gilbert，见前)。因此，描述使用三氧化硫作为磺化剂来磺化化合物的现有方法已导致不均勻、不完全的磺化，以及不合需要的副产物的高速形成。另外，使用三氧化硫和其他试剂的磺化反 应在一些情况下已导致产生磺化产物的能力受限，特别是对于磺化大分子聚合物而言。而 且，由于使用硫酸乙酰酯而产生的过量硫酸和乙酸仅可通过复杂且昂贵的吸收或萃取清洁 过程或其他手段被除去。此外，硫酸的使用将水引入反应，这可改变反应成分使靶标聚合物 有效溶剂化的能力。通过使用硫酸而将水引入反应还抑制使用易变的或水解不稳定的官能 团或部分来磺化聚合物。磺化的嵌段共聚物已通过传统磺化被产生。参见，例如，美国专利第3，577，357 号。所产生的共聚物的特征是具有通式A-B-(B-A) 1-5，其中每个A是非弹性的、磺化的单乙 烯基(monovinyl)芳烃聚合物嵌段，且每个B是基本饱和的弹性烯烃聚合物嵌段，所述 嵌段共聚物被磺化的程度足以提供至少1衬％的总聚合物中的硫，且对于每个单乙烯基芳 烃单元提供至多一个磺化的成分。磺化聚合物可以它们被产生的形式使用，或以它们的酸、 碱金属盐或铵盐(包括配位胺)的形式被使用。不饱和苯乙烯-二烯嵌段共聚物的磺化也已被尝试制造过。参见，例如，美国专利 第3，642，953号。在该特定的例子中，使用在二乙醚中的氯磺酸来磺化聚苯乙烯_聚异戊 二烯-聚苯乙烯。但是，并入到聚合物中的磺酸官能团促进了氧化，且留在聚合物骨架中的 残留烯烃(C = C)位点易于快速氧化，限制了这些聚合物的效用。因此，使用这些聚合物生 产的隔膜很脆弱，且不能被稳定化以使它们可被用于成形或塑形。相似地，在其他例子中，已进行了叔丁基苯乙烯/异戊二烯无规共聚物和苯乙烯/ 丁二烯共聚物的磺化，但产物易于氧化降解，且缺少被成形或塑形的柔性。参见，例如，美国 专利第3，870，841号和第6，110，616号。最后，已制备出脂族烃油与官能化的、选择性氢化 的嵌段共聚物(已接枝有磺酸基官能团)的共混物。参见美国专利第5，516，831号。因此，本领域需要新的且有效的方法用来改善磺化的聚合物以及包含磺化的聚合 物的共混材料(包括大分子、共聚物)的处理、机械性能和尺寸稳定性。专利技术的示例性方面的概述特定的方面提供一种聚合物材料，该聚合物材料是不溶于水的且包含至少一种 磺化的含芳基共聚物和至少一种选自以下物质的热塑性或热固性的非磺化的均聚物或 共聚物聚氨酯、链段式聚氨酯、聚醚氨酯、碳酸酯-氨基甲酸酯共聚物、聚甲硅烷氧基氨 基甲酸酯(p0ly(sil0Xy urethane))、聚氨酯脲、含亚芳基-乙烯基的嵌段共聚物、聚硅 氧烷、聚酰胺、聚氨酯脲、聚酮、聚酯、聚醚酯、聚酐、聚胺、聚原酸酯、聚丙烯酸酯、聚亚烷 基(polyalkylene)、聚碳酸酯、碳酸酯-氨基甲酸酯共聚物、含氟聚合物、聚砜、碳水化合 物聚合物、多肽、多膦嗪、聚醚、聚醚砜、聚乙烯醇、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、乙烯-乙烯 醇共聚物、聚环氧化物-聚胺固化系统和丙烯酸酯，其中所述磺化的含芳基共聚物是至少 20-80mol %磺化的。在某些实施方式中，磺化的共聚物包含至少一种嵌段共聚物，该嵌段共 聚物包含至少两个聚合物端部嵌段(A)和至少一个聚合物内部嵌段(B)，其中每个(A)嵌 段是抗磺化的，且每个(B)嵌段是可磺化的。在特定的方面，磺化的共聚物包含由至少一种 以下方法制备的含亚芳基_乙烯基共聚物自由基聚合、基于配位催化剂的聚合、基于金属 茂的聚合、缩聚、开环聚合、反应(逐步增长)聚合和阴离子聚合或阳离子聚合。在某些实 施方式中，该聚合物材料进一步包含氢化的或饱和的中部嵌段。在某些方面，所述(A)嵌段 和(B)嵌段不含有大量的烯烃不饱和部分，且每个(A)嵌段具有1000至60000的平均分子6量，每个(B)嵌段具有2000至300000的平均分子量。在特定的实施方式中，每个(A)嵌段 包含一种或多种选自以下的聚合链段对位取代的苯乙烯单体、乙烯、具有3至18个碳原 子的α-烯烃、1，3_环戊二烯单体、氢化前乙烯基含量小于35mol%的共轭二烯的单体、丙 烯酸酯、甲基丙烯酸酯和它们的混合物。在特定的方面，所述对位取代的苯乙烯单体选自 对甲基苯乙烯、对乙基苯乙烯、对正丙基苯乙烯、对异丙基苯乙烯、对正丁基苯乙烯、对仲丁 基苯乙烯、对异丁基苯乙烯、对叔丁基苯乙烯、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚合物材料，其不溶于水且包含至少一种磺化的含芳基共聚物和至少一种选自以下物质的热塑性或热固性的非磺化的均聚物或共聚物：聚氨酯、链段式聚氨酯、聚醚氨酯、碳酸酯－氨基甲酸酯共聚物、聚甲硅烷氧基氨基甲酸酯、聚氨酯脲、含亚芳基－乙烯基的嵌段共聚物、聚硅氧烷、聚酰胺、聚氨酯脲、聚酮、聚酯、聚醚酯、聚酐、聚胺、聚原酸酯、聚丙烯酸酯、聚亚烷基、聚碳酸酯、碳酸酯－氨基甲酸酯共聚物、含氟聚合物、聚砜、碳水化合物聚合物、多肽、多膦嗪、聚醚、聚醚砜、聚乙烯醇、乙烯－乙酸乙烯酯共聚物、乙烯－乙烯醇共聚物、聚环氧化物－聚胺固化系统和丙烯酸酯，其中所述磺化的含芳基共聚物是至少２０－８０ｍｏｌ％磺化的。

【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：DJ瓦雄，曹丽薇，G弗内克，
申请(专利权)人：艺杰斯生物科学有限责任公司，戴斯分析公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]