形成微孔和抗微生物制品的方法技术

本发明专利技术描述了一种形成微孔及抗微生物制品的方法。该方法包括制备包含半结晶聚乳酸材料、非聚合脂族酯稀释液和成核剂的初始组合物。该初始组合物被加热以形成熔融共混组合物。一旦冷却，该熔融共混组合物就相分离成具有两种连续相的组合物。可以通过拉伸该组合物、通过将至少一部分该非聚合脂族酯稀释剂从该组合物中去除、或通过这二者的组合而形成互连微孔的网络。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及形成微孔及抗微生物制品。
技术介绍
微孔材料被用在很宽范围的应用中，包括纤维、可透气膜、吸收制品、过滤制品以 及电化学电池中的扩散隔膜或隔板。许多方法已经被用于制作微孔材料。热致相分离法已经被用来制备微孔材料。当聚合物在高温下可溶于稀释剂而在低温下不溶于同样的稀释剂时，便发生热致相分离。在低温下，聚合物和稀释剂各自分离 为富聚合物区域和富稀释剂区域。相分离可以通过液_液机制、固_液机制、或液_液 和固-液机制的组合而发生。相分离机制已经在美国专利No. 4，539，256 (Shipman)、 No. 4，247，498 (Castro)、和 No. 4，867，881 (Kinzer)中有所描述。
技术实现思路
本专利技术涉及形成微孔及抗微生物制品的方法。更具体地讲，描述了一种形成包含 半结晶聚乳酸材料的微孔制品的方法。半结晶聚乳酸材料、非聚合脂族酯稀释剂及成核剂 被加热到高于半结晶聚乳酸材料的熔融温度，以形成熔融共混组合物。熔融共混组合物随 后被冷却，以使得半结晶聚乳酸材料和非聚合脂族酯稀释剂相分离成具有两种连续相的组 合物。通过拉伸、通过去除非聚合脂族酯稀释剂，或通过拉伸和稀释剂去除相组合而在组合 物内形成互连微孔的网络。在第一方面，本专利技术提供了一种形成微孔制品的方法。该方法包括制备包含半结 晶聚乳酸材料、非聚合脂族酯稀释剂和成核剂的初始组合物。该方法还包括将该初始组合 物加热到至少半结晶聚乳酸材料的熔融温度，以形成熔融共混组合物。熔融共混组合物的 半结晶聚乳酸材料和非聚合脂族酯稀释剂形成单一液相。熔融共混组合物的成核剂均勻地 分散或溶解于该单一液相中。熔融共混组合物随后被冷却到足以让该熔融共混组合物相分 离成具有两种连续相的组合物的温度。该组合物包括第一相和第二相。第一相包含半结晶 聚乳酸基质以及分散在整个半结晶聚乳酸基质中的成核剂。第二相包含非聚合脂族酯稀释 齐U。互连微孔的网络是通过以下步骤形成的(a)将组合物在至少一个方向上拉伸，(b)去 除至少一部分非聚合脂族酯稀释剂，或(c)将在至少一个方向拉伸以及在拉伸前或拉伸后 去除至少一部分非聚合脂族酯稀释剂相组合而实现。在第二方面，本专利技术提供了具有包括第一相和第二相的两种连续相的组合物。更 具体地讲，组合物包括第一相，第一相具有40-80重量％的半结晶聚乳酸材料和0. 01重 量％-10重量％的成核剂。第二相包括20重量％-60重量％的非聚合脂族酯稀释剂。半结 晶聚乳酸材料、成核剂和非聚合脂族酯稀释剂的重量百分比独立地基于组合物的总重量。 第一相至少部分地被第二相包围。在第三方面，本专利技术提供了一种微孔制品，其包括半结晶聚乳酸材料、成核剂，并 且可任选地包括非聚合脂族酯稀释剂。可以从微孔制品中去除非聚合脂族酯稀释剂中的一些或全部。微孔制品具有在其间互连的微孔的网络，其特征在于多个间隔开的、球晶状的半结晶聚乳酸材料畴。相邻的半结晶聚乳酸材料畴通过多个包含聚乳酸材料的原纤而彼此连接。在第四方面，本专利技术提供了一种抗微生物微孔制品，其包含半结晶聚乳酸材料、成 核剂、抗微生物组分、增强剂，并且可任选地包括非聚合脂族酯稀释剂。可以从微孔制品中 去除非聚合脂族酯稀释剂中的一些或全部。抗微生物微孔制品具有在其间互连的微孔的网 络，其特征在于多个间隔开的、球晶状的半结晶聚乳酸材料畴。相邻的半结晶聚乳酸材料畴 通过多个包含聚乳酸材料的原纤而彼此连接。附图说明图1是在拉伸前实例5的微孔制品的扫描式电子显微照片(SEM)。图2是在拉伸后实例10的微孔制品的扫描式电子显微照片(SEM)。具体实施例方式对于以下所定义的术语，应当应用这些定义，除非权利要求书或本说明书的其它 地方给出不同的定义。术语“微孔”是指平均孔径尺寸在0. 1微米至100微米、0. 1微米至85微米、 0. 1微米至70微米、0. 1微米至50微米、0. 1微米至25微米、0. 1微米至15微米范围内 或在0. 1微米至10微米的范围内的膜、隔膜层或膜层。平均孔径尺寸可以通过泡点测量 (ASTM-F-316-80)来描述。术语“半结晶”是指具有至少部分结晶结构的聚合物材料。通过差示扫描量热法 (DSC)测量，聚合物材料一般具有大于10重量％的结晶度。百分结晶度可以通过用DSC量化 与聚合物材料的熔融有关的热量而确定的。通过将所观察到的熔融热正规化到相同聚合物 材料的100%结晶样品的熔融热(如果知道)，可将该热量以百分结晶度的形式进行报告。 例如，结晶度可以大于25重量％、大于30重量％、大于40重量％或大于50重量％。术语 “结晶，，和“半结晶”可以互换。术语“熔融温度”一般是指半结晶聚合物材料从固态转变为液态时的温度。更具 体地讲，通过DSC记录的半结晶聚合物材料的熔融吸热峰可以被描述为熔融温度。吸热峰 的峰宽主要与聚合物材料的聚合物晶体的尺寸和完美度相关。当用DSC分析时，非晶态聚 合物材料一般缺少熔融吸热。可以用其他分析技术来确定半结晶聚合物材料的熔融温度。术语“液-固相分离”是指一种用于分离至少包括聚合物和稀释剂的熔融共混组 合物的机制。熔融共混组合物还可以包括成核剂。随着熔融共混组合物被冷却，成核剂可以 引发聚合物内结晶位点的形成。稀释剂与聚合物的结晶位点相分离，从而形成两种相。相 分离的组合物包括具有半晶态聚合物的第一相和具有稀释剂的第二相。第一和第二相形成 具有两种连续相的组合物。术语“液-液相分离”是指一种用于分离至少包括聚合物和稀释剂的熔融共混组 合物的机制。熔融共混组合物还可以包括成核剂。稀释剂相可以与熔融聚合物分离，从而 形成两种相。相分离的组合物包括具有稀释剂的第一相和包括聚合物的第二相。术语“固_液相分离和液_液相分离的组合”是指上述的两种相分离机制的组合。术语“可混溶的”特指各种物质，尤其是液体(例如，熔融的聚合物材料和稀释 剂)，其能够以任何比例混合以形成不会分离成不同相的单一相。这些物质形成均勻的混合 物，并被视为可以在不发生相分离的情况下以任何比例溶于彼此。术语“不能混溶的”特指各种物质，尤其是液体(例如，熔融的聚合物材料和稀释 剂)，其不能够混合或共混以形成单一相，而是甚至在经过混合之后也分离成不同的相。术语“亲水的”是指具有促进水分渗透的特性的材料。材料的亲水表面一般具有 小于90度的接触角。当水被吸收进材料时，该表面可以视为是亲水的。亲水表面通常可以 吸收极性物质。例如，基于水通过表面被吸收或改变制品的透明度所需要的时间量，微孔制 品可以被归类为亲水类。术语“疏水的”是指具有防止或抑制水渗透的特性的材料。材料的疏水表面一般 具有大于90度的接触角。疏水表面可以吸收油或一般非极性物质。例如，基于油或非聚合 脂族酯稀释剂通过表面被吸收或改变制品的透明度所需要的时间量，微孔制品可以被归类 为疏水类。用作形容词的术语“抗微生物的”或“抗微生物活性”表示杀灭包括细菌、真 菌、藻类和病毒在内的病原和非病原微生物的能力。如在G.Nicoletti，V. Boghossian, F. Gurevitch、R. Borland 禾口 P.Mogenroth 的The Antimicrobial Activity in Vitro of Chlorhexidi本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种形成微孔制品的方法，所述方法包括：制备初始组合物，所述初始组合物包括（ａ）半结晶聚乳酸材料；（ｂ）非聚合脂族酯稀释剂；以及（ｃ）成核剂；将所述初始组合物加热到至少所述半结晶聚乳酸材料的熔融温度以形成熔融共混组合物，其中所述半结晶聚乳酸材料和所述非聚合脂族酯稀释剂形成单一液相，并且所述成核剂均匀地分散或溶解在所述单一液相中；将所述熔融共混组合物冷却到对于所述熔融共混组合物而言足以将所述熔融共混组合物相分离成具有两种连续相的组合物的温度，所述两种连续相包括（ａ）第一相，所述第一相包括半结晶聚乳酸材料基质和在整个所述半结晶聚乳酸材料基质中分散的成核剂，以及（ｂ）第二相，所述第二相包括所述非聚合脂族酯稀释剂；以及通过在至少一个方向上拉伸所述组合物、或通过去除至少一部分所述非聚合脂族酯稀释剂、或通过将二者相组合而形成互连微孔的网络。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2007-11-26 60/989,999一种形成微孔制品的方法，所述方法包括制备初始组合物，所述初始组合物包括(a)半结晶聚乳酸材料；(b)非聚合脂族酯稀释剂；以及(c)成核剂；将所述初始组合物加热到至少所述半结晶聚乳酸材料的熔融温度以形成熔融共混组合物，其中所述半结晶聚乳酸材料和所述非聚合脂族酯稀释剂形成单一液相，并且所述成核剂均匀地分散或溶解在所述单一液相中；将所述熔融共混组合物冷却到对于所述熔融共混组合物而言足以将所述熔融共混组合物相分离成具有两种连续相的组合物的温度，所述两种连续相包括(a)第一相，所述第一相包括半结晶聚乳酸材料基质和在整个所述半结晶聚乳酸材料基质中分散的成核剂，以及(b)第二相，所述第二相包括所述非聚合脂族酯稀释剂；以及通过在至少一个方向上拉伸所述组合物、或通过去除至少一部分所述非聚合脂族酯稀释剂、或通过将二者相组合而形成互连微孔的网络。2.根据权利要求1所述的方法，其中形成互连微孔的网络包括在至少一个方向上拉 伸所述组合物之后，去除至少一部分所述非聚合脂族酯稀释剂。3.根据权利要求1所述的方法，其中形成互连微孔的网络包括在冷却后并在至少一 个方向上拉伸所述组合物之前，去除至少一部分所述非聚合脂族酯稀释剂。4.根据权利要求1至3中的任一项所述的方法，其中所述半结晶聚乳酸材料包括聚 (D-乳酸)、聚(L-乳酸)、聚(D，L-乳酸)、D，L-乳酸和脂族羟基羧酸的共聚物或它们的组5.根据权利要求1至4中的任一项所述的方法，其中所述非聚合脂族酯稀释剂由下面 的化学式表示 其中R包括具有6至24个碳原子的酰基； R2包括氢或具有2至6个碳原子的酰基；以及 R3包括氢或具有2至6个碳原子的酰基。6. 根据权利要求1至4中的任一项所述的方法，其中所述非聚合脂族酯稀释剂由下面 的化学式表示 其中R4包括具有6至24个碳原子的酰基； R5包括氢或具有2至6个碳原子的酰基；以及 R6包括具有1至4个碳原子的烷基。7.根据权利要求1至4中的任一项所述的方法，其中所述非聚合脂族酯稀释剂由下面 的化学式表示 其中R7独立地包括氢或具有1至8个碳原子的烷基；以及 R8包括具有2至5个碳原子的酰基。8.根据权利要求1至7中的任一项所述的方法，其中所述非聚合脂族酯稀释剂的沸点 至少等于所述半结晶聚乳酸材料的熔融温度。9.根据权利要求1至8中的任一项所述的方法，其中在所述过程的加热步骤期间，损失 了少于非聚合脂族酯稀释剂的初始量的10重量％。10.根据权利要求1至9中的任一项所述的方法，其中所述成核剂包括铜酞菁、苯基膦 酸锌、滑石、粘土、云母、聚L-乳酸和聚D-乳酸的立体络合物、全同立构聚丙烯、或它们的组I=I ο11.根据权利要求1至10中的任一项所述的方法，其中所述成核剂的熔融温度等于或 大于所述半结晶聚乳酸材料的熔融温度。1...

【专利技术属性】
技术研发人员：樱井爱三，齐藤香奈，鸟海尚之，詹姆士S姆罗津斯基，马修J施密特，
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]