CN101263181A - 亲水性硅酮弹性体 - Google Patents

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Abstract

提供了具有亲水性能的硅酮弹性体。该弹性体是由可交联硅酮组合物形成的共聚物，该硅酮组合物包含有机聚硅氧烷组分和烯属不饱和单体组分。例如，该硅酮组合物可以包含：i)具有所述通式的有机聚硅氧烷：其中，每个R2单独地选自未取代的和取代的含1－20个碳原子的一价烃基；每个R3单独地选自未取代的和取代的含1－20个碳原子的链烯基；x＞1；y＞0并且是经选择使得该有机聚硅氧烷每个分子平均包含至少两个链烯基的整数；ii)烯属不饱和羧酸；iii)硅烷交联剂；和iv)铂基催化剂。

Description

亲水性硅酮弹性体
发明背景
聚(二甲基硅氧烷)(PDMS)由于其弹性特性和容易处理是微流体器件和微接触印刷的理想的印模材料。然而，PDMS具有实质性的缺陷。因为该表面是疏水性的，所以与水溶液一起使用这些材料由于极性的不匹配而具有固有的问题。因此，大多数微接触印刷技术限于非极性油墨，如链烷硫醇的应用。此外，由这一材料构成的许多微流体器件需要有源泵送以使流体移动穿过疏水性沟道。响应于此类问题，已经尝试制造具有亲水性表面的PDMS。例如，在用含极性分子的溶液为PDMS加墨水之前已经用O2基等离子将它们亲水化处理。然而，令人遗憾地，等离子处理在该印模表面上产生不稳定且脆性的层。还尝试了将亲水性单体接枝到该PDMS弹性体的表面上。例如，Bernard等人的美国专利申请公开号2002/0098364描述了其中用亲水性单体接枝PDMS弹性体的表面的方法。然而，此种接枝聚合技术需要多个反应步骤并因此实践起来是低效且昂贵的。
因此，当前仍需要用于形成具有亲水性能的硅酮弹性体的改进技术。
发明概述
根据本发明的一个实施方案，公开了具有亲水性能的弹性材料。该弹性材料包括由硅酮组合物形成的交联共聚物。该硅酮组合物包含有机聚硅氧烷组分和烯属不饱和单体组分。
根据本发明的另一个实施方案，公开了交联共聚物，该交联共聚物包含与烯属不饱和单体组分结合的有机聚硅氧烷聚合物骨架。此外，根据本发明的又一个实施方案，公开了通过将包含以下组分的硅酮组合物固化而形成的弹性体：
i)包括具有以下通式的有机聚硅氧烷的有机聚硅氧烷组分：
Figure A20068003135100071
其中，
每个R2单独地选自未取代的和取代的含1-20个碳原子的一价烃基；
每个R3单独地选自未取代的和取代的含1-20个碳原子的链烯基；
x≥1；
y≥0并且经选择使得该有机聚硅氧烷每个分子平均包含至少两个链烯基；
ii)包括烯属不饱和羧酸的烯属不饱和单体组分；
iii)硅烷交联剂；和
iv)铂基(基于铂的)催化剂。
下面将更详述地论述本发明的其它特征和方面。
代表性实施方案的详细描述
现将详细地参考本发明的各种实施方案，它们的一个或多个实施例在下面给出。每个实施例是出于对本发明的解释说明而提供的，并不限制本发明。事实上，对本领域技术人员显而易见的是，在不脱离本发明范围或精神的情况下可以对本发明作出各种修改和改变。例如，作为一个实施方案的一部分而说明或描述的特征可以使用于另一个实施方案以产生另外的实施方案。因此，本发明旨在涵盖落入所附权利要求及其等同方式的那些改进和改变。
一般地说，本发明涉及具有亲水性能的硅酮弹性体。术语“亲水性”泛指具有表面自由能的材料，该表面自由能使得该材料可被水介质湿润并且可以根据ASTM-D-724-89“接触角”试验步骤测量。本发明的亲水性弹性体具有比没有烯属不饱和单体组分但是在其它方面按相同方式形成的聚合物低的接触角。例如，亲水性弹性体可以与水具有等于或小于大约95°，在一些实施方案中小于大约85°，在一些实施方案中小于大约75°的初始接触角。术语“初始接触角”是指在将水滴滴在试验样品上大约5秒内测得的接触角测量值。
为了产生所需的亲水性能，使烯属不饱和单体组分与有机聚硅氧烷组分起反应以形成共聚物，满足烯属不饱和单体沿着有机聚硅氧烷骨架键接。这与其中嵌段不沿着聚合物骨架定位的接枝型硅酮弹性体相反。一般地说，该交联共聚物的有机聚硅氧烷组分由一种或多种具有以下通式的有机聚硅氧烷形成：
其中，
x≥1；
y≥0；
每个R单独地选自未取代的和取代的含1-20个碳原子的一价烃基。此类由“R”表示的硅原子键接的、取代或未取代的一价烃基的一些实例包括烷基(例如，甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、叔丁基、戊基、新戊基、己基、环己基、辛基、壬基和癸基)；芳基(例如，苯基、甲苯基、二甲苯基和萘基)；芳烷基(例如，苄基、苯乙基和苯丙基)；链烯基(例如，乙烯基、烯丙基、丙烯基、异丙烯基、丁烯基、己烯基、环己烯基和辛烯基)；上述基团的衍生物，其中一些或所有氢原子被卤素原子取代(例如，氯代甲基、氯代丙基、溴代甲基和三氟丙基)；氰基(例如，氰乙基)；羟基，酯基等。
在大多数情况下，有机聚硅氧烷包含至少两个不饱和官能团以促进交联。尤其希望的不饱和官能团是链烯基。该链烯基通常包含2-12个碳原子并且由以下通式表示：
R1-CH＝CH2
其中，
R1是单键或含2-10个碳原子的亚烷基。该亚烷基可以是线性或支化的。链烯基的一些实例包括乙烯基、2-丙烯基、3-丁烯基、5-己烯基、7-辛烯基和10-十一碳烯基。该有机聚硅氧烷通常每个分子平均包含至少0.5，在一些实施方案中至少1，在一些实施方案至少2个链烯基。同样地，链烯基的含量通常为全部“R”基团的大约0.0001-大约20摩尔％，在一些实施方案中大约0.001-10摩尔％，在一些实施方案中，大约0.01-5摩尔％。该链烯基可以在分子链的一端或多端(“端”)与硅原子键接和/或在该分子链内与硅原子键接。通常希望至少两个链烯基位于分子链的末端以降低空间位阻将抑制交联反应的可能性。这样一种含链烯基的有机聚硅氧烷的一个特定实例在下面给出：
Figure A20068003135100091
其中，
每个R2单独地选自未取代的和取代的含1-20个碳原子的一价烃基；
每个R3单独地选自未取代的和取代的含1-20个碳原子的链烯基；
x≥1；和
y≥0并且经选择使得该分子每个分子平均包含至少两个链烯基。优选地，R2是含少于7个碳原子的未取代的一价烃基或含小于7个碳原子的卤代烷基。例如，R2可以是烷基(例如，甲基或乙基)；环烷基(例如，环己基)；芳基(例如，苯基)；或上述基团的衍生物，其中一些或所有氢原子被卤素原子取代(例如，氯代甲基、氯代丙基、溴代甲基和三氟丙基)；氰基(例如，氰乙基)；羟基，酯基等。
在本发明的一个特定的实施方案中，使用乙烯基-封端的并且具有以下通式的一种或多种有机聚硅氧烷：
Figure A20068003135100092
其中，
每个R2单独地选自未取代的和取代的含1-20个碳原子的一价烃基；和
x为100-1200。
基于整个基础聚合物，该有机聚硅氧烷在构成其骨架的二有机基硅氧烷单元中可以包含至少大约5摩尔％，在一些实施方案中大约5摩尔％-大约50摩尔％，在一些实施方案中大约10％-大约30摩尔％二苯基硅氧烷单元。此外或备选地，根据全部的基础聚合物，该有机聚硅氧烷在构成其骨架的二有机基硅氧烷单元中可以包含至少大约10摩尔％，在一些实施方案中大约10摩尔％-大约50摩尔％，在一些实施方案中大约25％-大约35摩尔％甲基苯基硅氧烷单元。适合的有机聚硅氧烷的一些实例包括二甲基乙烯基甲硅烷氧基端基封端的聚二甲基硅氧烷、甲基二乙烯基甲硅烷氧基端基封端的聚二甲基硅氧烷、二甲基乙烯基甲硅烷氧基端基封端的二甲基硅氧烷(80摩尔％)/甲基苯基硅氧烷(20摩尔％)共聚物、二甲基乙烯基甲硅烷氧基端基封端的二甲基硅氧烷(80摩尔％)/二苯基硅氧烷(20摩尔％)共聚物、二甲基乙烯基甲硅烷氧基端基封端的二甲基硅氧烷(90摩尔％)/二苯基硅氧烷(10摩尔％)共聚物和三甲基甲硅烷氧基端基封端的二甲基硅氧烷/甲基乙烯基硅氧烷共聚物。除上述聚合物之外，其它的聚合物也可以用于本发明。例如，一些适合的乙烯基-改性的硅酮包括但不限于，乙烯基二甲基封端的聚二甲基硅氧烷；乙烯基甲基，二甲基聚硅氧烷共聚物；乙烯基二甲基封端的乙烯基甲基，二甲基聚硅氧烷共聚物；二乙烯基甲基封端的聚二甲基硅氧烷；一乙烯基，一正丁基二甲基封端的聚二甲基硅氧烷；和乙烯基苯基甲基封端的聚二甲基硅氧烷。此外，可以使用的一些甲基-改性的硅酮包括但不限于，二甲基氢封端的聚二甲基硅氧烷；甲基氢，二甲聚硅氧烷共聚物；甲基氢封端的甲基辛基硅氧烷共聚物；和甲基氢，苯基甲基硅氧烷共聚物。
所述有机聚硅氧烷除了两个不饱和基团之外还可以包含一个或多个可水解的基团。在此情况下，可以使用除加热以外的机理将该聚合物固化。例如，湿固化基团可以位于该有机聚硅氧烷上以赋予湿固化性能。适合的可水解基团可以包括烷氧基(例如，甲氧基、乙氧基和丙氧基)；烷氧基烷氧基(例如，甲氧基乙氧基、乙氧基乙氧基和甲氧基丙氧基)；酰氧基(例如，乙酰氧基和辛酰氧基)；酮肟基(例如，二甲基酮肟、甲基酮肟和甲基乙基酮肟)；链烯氧基(例如，乙烯氧基、异丙烯氧基和1-乙基-2-甲基乙烯氧基)；氨基(例如，二甲基氨基、二乙基氨基和丁基氨基)；氨氧基(例如，二甲基氨氧基和二乙基氨氧基)和酰胺基(例如，N-甲基乙酰胺和N-乙基乙酰胺)。
可以按足以获得所需结构完整性和弹性特性的任何量使用有机聚硅氧烷。在大多数实施方案中，所述有机聚硅氧烷以占整个可交联硅酮组合物的大约15wt％-大约90wt％，在一些实施方案，大约20wt％-大约50wt％的量存在。此外，所述有机聚硅氧烷通常具有大约10-大约500,000mPa-s，在一些实施方案中大约400-大约200,000mPa-s的在23℃下的粘度。所述有机聚硅氧烷还可以是均聚物、共聚物或它们的混合物。同样地，所述有机聚硅氧烷的分子结构可以是直链、支链、部分支化的直链和树枝状(三维网络)结构。
如上所述，本发明的交联共聚物的亲水性组分由一种或多种取代或未取代的烯属不饱和单体形成。该单体可以包含或经容易地改性而包含一个或多个极性官能团(即“极性单体”)。适合的极性官能团包括，例如，羧基(-COOH)、羟基(-OH)和胺基(-NH2)。包含极性羧基的一类特定的适合的单体是烯属不饱和羧酸，它们是未取代的或是被官能团，如酯、氰基、醚、乙缩醛等取代的。烯属不饱和羧酸的具体实例包括丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、山梨酸、富马酸、马来酸、油酸以及它们的酸酐(例如，马来酸酐)。其它仍适合的烯属不饱和单体可以包括烯属不饱和羧酸的衍生物，如酰胺衍生物(例如，丙烯酰胺和甲基丙烯酰胺)；脲衍生物(例如，亚乙基脲乙基甲基丙烯酰胺和亚乙基脲乙基甲基丙烯酸酯)；磷酸酯或膦酸酯衍生物(例如，乙烯基膦酸和乙烯叉基膦酸)；磺基衍生物(例如，乙烯基磺酸、苯乙烯磺酸、α-丙烯酰氨甲基丙烷磺酸和2-磺基亚乙基甲基丙烯酸酯)；胺衍生物(例如，(甲基)丙烯酸二甲氨基乙酯、(甲基)丙烯酸二甲基氨基丙酯、(甲基)丙烯酸二(叔丁基)氨乙基酯、二甲基氨甲基(甲基)丙烯酰胺和二甲基氨基丙基(甲基)丙烯酰胺)等等。其它仍适合的烯属不饱和单体也可以用于本发明，如苯乙烯和苯乙烯衍生物(例如，烷基苯乙烯)。
所选的烯属不饱和单体的特定类型取决于各种因素，包括有机聚硅氧烷、交联剂、催化剂等的性质。在很多情况下，例如，使空间阻碍最小化以促进烯属不饱和单体向有机聚硅氧烷骨架的引入是合乎需要的。例如，丙烯酸和甲基丙烯酸具有以下结构：
丙烯酸                    甲基丙烯酸
由于不存在额外的CH3基，丙烯酸具有比甲基丙烯酸低的空间阻碍度，因而，可以更容易地引入聚合物分子的骨架中。类似地，该分子的立体异构性质也可以影响其引入聚合物骨架中的能力。例如，顺式异构体通常显示比反式或孪位异构体低的空间阻碍度，并因此，更容易引入聚合物骨架中。例如，油酸的顺式和反式异构体在下面给出：
顺式                         反式
Figure A20068003135100122
由于分子的几何结构，所以油酸的顺式异构体通常将显示比相应的反式异构体低的空间阻碍度。
除空间阻碍之外，当选择烯属不饱和单体时，还可以考虑其它因素。例如，本发明的交联聚合物可以在某些应用(例如，印模、微流体等)中用作图案化(patterned)弹性体。为了有效地用作弹性体，该聚合物通常具有良好的整体性质和结构完整性。在这一方面，一些类型的单体认为与其它单体相比对结构完整性具有更低的影响。例如，甲基丙烯酸认为与丙烯酸相比对该交联聚合物的整体性质具有更小的影响。因此，虽然具有更大的空间阻碍度，但是在某些实施方案中使用甲基丙烯酸单体可能是合乎需要的。
当选择烯属不饱和单体时要考虑的另一个因素是其与交联催化剂的反应性。某些类型的烯属不饱和单体的质子/酸性性质可能由于将反应性部位封端而不利地干扰交联反应。为了抵消这种影响，可以使用包含非极性基的单体，所述非极性基当需要时转变成极性基团(例如，在交联之后)。例如，在一些实施方案中，可以最初地使用烯属不饱和羧酸的酰氯/酸酐(例如，油烯基氯)。包含非极性基的其它仍适合的单体包括烯属不饱和羧酸的取代和未取代的酯，例如丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸乙基己酯、丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸亚异丁酯、(甲基)丙烯酸羟乙酯和(甲基)丙烯酸乙酰乙酰氧基酯。这些单体的非极性基可以经由各种不同的机理转变成极性基团。在一个实施方案中，例如，在引入之后，非极性油烯基氯发生水解以致该氯原子被羟基(hydroxide)替代而形成油酸(极性分子)。
通常可以按足以赋予所需亲水性能的任何量将烯属不饱和单体用于可交联硅酮中。然而，如果以过大的量使用，则烯属不饱和单体可能抑制交联弹性体的结构性能。因此，在大多数情况下，按占可交联硅酮组合物的大约0.5-大约10wt％，在一些实施方案，大约1-大约8wt％，在一些实施方案中，大约2-大约6wt％的量使用烯属不饱和单体。
许多不同固化机理中的任一种可以用于本发明以使有机聚硅氧烷和烯属不饱和单体组分交联。适合的技术包括，例如，缩聚、光致聚合、加成聚合等。一类适合的加成聚合机理是自由基聚合。通过自由基引发剂，例如过氧化物或偶氮引发剂引发自由基聚合。适合的过氧化物催化剂的实例包括，例如，过氧化环己酮；过氧化3，3，5-三甲基环己酮；过氧化甲基环己酮；1，1-双(叔丁基过氧)-3，3，5-三甲基环己烷；1，1-双(叔丁基过氧)环己烷；正丁基-4，4，-双(叔丁基过氧)戊酸酯；氢过氧化枯烯；2，5-二甲基己烷-2，5-二氢过氧化物；1，3-双(叔丁基过氧)-间异丙基)苯；2，5-二甲基-2，5-二(叔丁基过氧)己烷；过氧化二异丙苯；过氧化叔丁基枯基；过氧化癸酰；过氧化月桂酰；过氧化苯甲酰；过氧化2，4-二氯苯甲酰；双(叔丁基环己基)过氧碳酸酯；叔丁基过氧苯甲酸酯和2，5-二甲基-2，5-二(苯甲酰基过氧)己烷。同样地，偶氮催化剂的实例包括2，2′-偶氮双(异丁腈)(“AIBN”)；1，1-偶氮双(环己烷-1-腈)；偶氮基枯烯；2，2′-偶氮双(2-甲基丁腈)；2，2′-偶氮基双二甲基戊腈；4，4′-偶氮双(4-氰戊酸)；2-(叔丁基偶氮基)-2-氰基丙烷；2，2′-偶氮双(2，4，4-三甲基戊烷)；2，2′-偶氮双(2-甲基丙烷)和二甲基2，2′-偶氮双(2-甲基丙酸酯)。
还可以使用硅氢化反应进行加成聚合。具体来说，在某些类型的催化剂存在下，硅烷交联剂可以与有机聚硅氧烷的硅键接的不饱和基(例如，链烯基)进行加成反应以使该组合物固化。这通常称为“硅氢化”反应。硅氢化交联剂可以具有是直链、支链、部分支化的直链和树枝状(三维网络)结构的分子结构。该交联剂也可以是均聚物、共聚物或它们的混合物。尤其适合的交联剂在25℃下具有大约0.01-大约10Pa.s的粘度。可以使用任何量的交联剂来提供所需的交联度。例如，相对于100份有机聚硅氧烷，可以按大约1-大约40重量份，在一些实施方案中，大约5-大约30重量份，在一些实施方案中，大约7-大约20重量份的量使用交联剂。同样地，交联剂可以按整个组合物的大约1wt％-大约10wt％的量存在。
硅氢化交联剂通常每个分子平均包含至少两个硅键接的氢原子，在一些实施方案中，每个分子平均包含至少三个硅键接的氢原子。该硅原子上的剩余化合价可以包含选自羟基；烷基(例如，甲基或乙基)、环烷基(例如，环己基)；卤代烷基(例如，氯代甲基、3-氯代丙基或3，3，3-三氟丙基)；和芳基(例如，苯基)的有机基团。适合的交联剂的具体实例包括聚甲基氢硅氧烷；三甲基甲硅烷氧基封端的聚甲基氢硅氧烷；二甲基硅氧烷、甲基氢硅氧烷和三甲基硅氧烷单元的共聚物；和二甲基硅氧烷、甲基氢硅氧烷和二甲基氢硅氧烷单元的共聚物。在一个特定的实施方案中，例如，硅氢化交联剂具有以下通式：
Figure A20068003135100141
其中，
R7、R8和R9各自独立地选自未取代的和取代的含1-20个碳原子的一价烃基，只要R7、R8和R9中至少两个是氢；
每个R10独立地选自未取代的和取代的含1-20个碳原子的一价烃基；
m是10-1,000的整数；
n是1-20的整数。
为了促进固化，有机聚硅氧烷中每个分子的硅键接的链烯基的平均数和交联剂中每个分子的硅键接的氢原子的平均数之和通常大于4。同样地，有机聚硅氧烷中硅键接的氢原子与不饱和烃基的摩尔比也可以经控制而实现交联弹性体的某些性能。最佳比例部分地取决于有机聚硅氧烷的分子量和交联剂的类型。然而，在大多数实施方案中，交联剂和有机聚硅氧烷的浓度经选择而达到大约0.5∶1-大约20∶1，在一些实施方案中，大约1∶1-大约5∶1的硅键接的氢原子与链烯基的摩尔比。
通常通过促进交联剂的硅键接的氢向有机聚硅氧烷的不饱和官能团加成的催化剂引发硅氢化反应。可以将任何硅氢化催化剂用于本发明以实现所需反应。例如，选自第VIII族过渡金属，例如铂、铑、钴、钯和镍的金属配合物可以用于本发明。尤其适合的金属催化剂是金属且细分散的铂，它可以担载(负载)在载体如二氧化硅、氧化铝或活性炭上；铂的化合物或配合物，例如卤铂(例如，Pt(IV)Cl4、H2Pt(IV)Cl6.6H2O、Na2Pt(II)Cl4.4H2O)；铂-烯烃配合物(例如，(1，5-环辛二烯)二甲基Pt(II))；铂-醇配合物；铂-醇盐配合物；铂-醚配合物；铂-醛配合物；铂-酮配合物(例如，乙酰丙酮合Pt(II)和H2PtCl6.6H2O和环己酮的反应产物)；铂-乙烯基硅氧烷配合物(例如，Pt(0)-1，3-二乙烯基-1，1，3，3-四甲基二硅氧烷配合物)和铂-卤化物配合物(例如，双(γ-皮考啉)二氯化铂、三亚甲基二吡啶二氯化铂、双环戊二烯二氯化铂、二甲基亚砜乙烯二氯化铂(II)、环辛二烯二氯化铂、降冰片二烯二氯化铂、γ-皮考啉二氯化铂和环戊二烯二氯化铂)。考虑到它们的硅氢化反应性和相对可获得性，氯铂酸(H2Pt(IV)Cl6.6H2O)、铂-乙烯基硅氧烷配合物、铂-烯烃配合物和双乙酰丙酮酸铂(II)尤其可用于本发明。术语“铂-乙烯基硅氧烷配合物”泛指其中含乙烯基的硅氧烷基配体与铂原子配位的化合物。此种硅氧烷基配体的一个实例是1，1，3，3-四甲基-1，3-二乙烯基二硅氧烷。同样地，术语“铂-烯烃配合物”泛指其中烯烃基配体与铂原子配位的化合物。烯烃基配体的具体实例包括1，5-己二烯、1，7-辛二烯、1，9-癸二烯、1，11-十二碳二烯和1，5-环辛二烯。
虽然通常可以使用任何硅氢化催化剂，但是某些类型的催化剂可以更好地提高烯属不饱和单体引入交联聚合物网络中的能力而不会不利地影响该弹性体的整体性质。例如，包含氨基官能团的一些类型的铂催化剂实际上可能抑制硅氢化反应。然而，活性铂(0)催化剂，如铂(0)乙烯基硅氧烷配合物，如Pt(0)-1，3-二乙烯基-1，1，3，3-四甲基二硅氧烷可以允许硅氢化反应在适中的温度下进行。
为了帮助催化剂分散到硅酮组合物中，可以在使用之前将它溶解或分散在溶剂中。在此情况下，催化剂通常构成溶剂分散体的大约0.01-大约5wt％，在一些实施方案中，大约0.1-大约3M％，在一些实施方案中，大约0.5-大约2wt％。通常可以使用各种溶剂中的任一种，如有机溶剂、硅酮流体等。有机溶剂是尤其希望的，因为它们很少会干扰交联机理。所述溶剂也是挥发性的并且在交联之后能够从固化材料中除去。用于硅氢化反应的适合的有机溶剂的一些实例包括脂族烃(例如，戊烷、己烷、庚烷、五甲基庚烷和石油蒸馏馏分)；芳族烃(例如，苯、甲苯和二甲苯、邻二甲苯、对二甲苯和间二甲苯)；卤代脂族或芳族烃(例如，四氯乙烯)；醚(例如，四氢呋喃和二噁烷)等。分散在二甲苯溶剂中的可商购的铂催化剂可以从United Chemical Technologies，Inc.of Bristol，Pennsylvania以品名PC072、PC073和PC074获得。
如果需要的话，还可以将其它添加剂引入可交联硅酮组合物中以提供各种益处。例如，可以使用一种或多种填料来改进所得硅酮弹性体的硬度和结构完整性。这些填料的实例包括二氧化硅、石英、碳酸钙、二氧化钛、硅藻土、氧化铝、氢氧化铝、氧化锌、碳酸锌等。本领域中众所周知，许多填料(例如，二氧化硅)包含引起它们是亲水性的羟基官能团。然而，亲水性填料可能难以引入到包含疏水性有机聚硅氧烷的硅酮组合物中。因此，这些填料的表面可以任选地用有机硅烷或有机硅氧烷处理以赋予它疏水性。此类疏水表面处理剂的实例包括甲基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基乙氧基硅烷或类似的有机烷氧基硅烷；三甲基氯代硅烷或类似的有机卤代硅烷；六甲基二硅氮烷，或类似的有机硅氮烷；具有两个用羟基封端的分子末端的二甲基硅氧烷低聚物，具有两个用羟基封端的分子末端的甲基苯基硅氧烷低聚物，具有两个用羟基封端的分子末端的甲基乙烯基硅氧烷低聚物，或类似的硅氧烷低聚物；高级脂肪酸，或它们的金属盐。其它化学改性的填料也在美国专利号DeGroot，Jr.的5,990,223和Berqstrom等人的6,384,125中进行了描述，为了所有目的，上述文献在此以其全文引入作为参考。
除填料之外，本发明的可交联硅酮组合物还可以包含有效量自键接有机硅烷(即，粘合促进剂)以帮助所得的弹性体更好粘附到表面。这些有机硅烷的一些实例包括乙烯基三氯硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基甲基二氯甲硅烷、乙烯基甲基二甲氧基硅烷、乙烯基甲基二乙氧基硅烷、5-己烯基三甲氧基硅烷、3-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷、3-缩水甘油氧基丙基三乙氧基硅烷、3-缩水甘油氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-缩水甘油氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、3-(甲基)丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-(甲基)丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷、3-(甲基)丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-(甲基)丙烯酰氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、4-乙烯基苯基三甲氧基硅烷、3-(4-乙烯基苯基)丙基三甲氧基硅烷、4-乙烯基苯基甲基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、3-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-氨基丙基甲基二乙氧基硅烷、3-(2-氨乙基)氨基丙基三甲氧基硅烷、3-巯基丙基三甲氧基硅烷、3-巯基丙基三乙氧基硅烷、3-巯基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-巯基丙基甲基二乙氧基硅烷，和它们的偏水解产物。
如本领域技术人员熟知的那样，用来形成交联硅酮弹性体的聚合条件可以改变。例如，交联发生的温度通常处于室温或在室温附近，例如大约20℃-大约30℃。或者，与环境室温的偏差可以用来引起或加速交联反应。可以使用本领域中已知的任何技术进行聚合。例如，可以使用本体聚合、溶液聚合、悬浮聚合、乳液聚合等。通过包括以下步骤的工艺进行溶液聚合：将单体和/或其它的成分溶于溶剂并在氮气或氧气氛围下搅拌该混合物。溶剂可以是水和/或有机溶剂，例如甲醇、乙醇、异丙醇、甲苯、二甲苯等。虽然不作要求，但是通常希望保持一种或多种聚合物成分分离直到想要引起交联。例如，在两部份体系中，保持聚合引发剂(例如，铂催化剂)和有机聚硅氧烷分离直到想要引起交联。也可以将剩余成分添加到任一部分中以获得所需性能。
如本领域中为人熟知的那样，一旦已经发生了所需的交联水平，就可以让该弹性体经历萃取法处理，例如索格利特萃取、液-液萃取、加速溶剂萃取、微波辅助溶剂萃取、固相萃取、超临界流体萃取等。此种萃取法通常包括在一段期间内使该弹性体与有机溶剂(例如，四氢呋喃或乙醇)接触。不希望受理论的限制，应该相信萃取帮助从弹性体中除去未反应的疏水性组分，从而赋予它更加亲水性。
本发明的交联性弹性体包含响应力的作用容易地进行扭转移动而允许主链展开的聚合物链，其中在没有力的情况下该主链会重新卷起而呈现先前的形状。当施加力时该弹性体变形，然而当撤除该力时返回到它们原来的形状。弹性可以由杨氏模量表征，其通常为大约1Pa-大约1000GPa，在一些实施方案中，大约10Pa-大约1GPa，在一些实施方案中，大约100Pa-大约1MPa。由于其弹性和良好的强度性能，该交联弹性体可以用于各种各样的应用。交联弹性体的一种尤其适合的用途是作为微接触印刷印模。微印刷是柔软性平版印刷制造技术，其允许将具有所需物理、化学或生物性质的微特征构图。例如，弹性印模可用来经由接触将油墨转移到基材表面上。如下制造印模：将硅酮组合物浇铸在具有所需印刷图案的反相的主体上，这因此将产生所需的沟道图案。主体是使用标准光刻技术制备的，或是由现有的具有微刻度表面特征的材料构成的。
在一个实施方案中，通过将可交联硅酮组合物(例如，有机聚硅氧烷、烯属不饱和单体、铂催化剂、硅氢化交联剂，及其它任选的添加剂的混合物)施加到载体，如硅晶片、玻璃或聚合物材料上来形成光刻制备的主体。在一些情形下，载体的高表面能导致它不希望地粘附到交联弹性体上。因此，可以任选地用降低表面能的试剂预处理载体(即，钝化)。尤其令人希望地，表面能降低剂是显示防水性能的那些，如氟烃化合物。该氟烃化合物可以包含具有以下通式的硅烷偶联剂：
Rn-Si-X(4-n)
其中，
n是1-3；
R是烷基；和
X是可水解的基团，如卤素或酯(例如，甲氧基、乙氧基或乙酰氧基)。通过使用具有用于R的氟代烷基的氟硅烷偶联剂(氟代烷基硅烷)作为硅烷偶联剂的代表性实例，可以降低湿润性。此类氟烃化合物可以包括，例如，十七氟四氢癸基三乙氧基硅烷、十七氟四氢癸基三氯硅烷、十三氟四氢辛基三氯硅烷和三氟丙基三甲氧基硅烷。其它适合的材料包括氟树脂，如聚四氟乙烯、全氟烷氧基烷烃、四氟乙烯丙烯共聚物、乙烯-四氟乙烯共聚物、聚偏二氟乙烯、聚氯三氟乙烯、乙烯-三氟氯乙烯共聚物、聚四氟乙烯-全氟代间二氧杂环戊烯(dioxol)共聚物、聚氟乙烯等。
与它的形成方式无关，用所需的用于固化的硅酮组合物涂覆该载体。通常，在室温下(即，大约20℃-大约30℃)进行固化，但是可以使用更高的温度以加速固化反应。一旦固化，就从载体上轻轻地剥离该弹性体。通过将所得的弹性印模暴露在所需材料的溶液中而将该印模“加墨”。这通常通过将该印模正面放入该溶液中保持大约10秒-大约10分钟来完成。允许该印模干燥，在环境条件下干燥或通过暴露在空气或氮气流下干燥。加墨之后，将该印模施加到基材的表面上。使用光压力来确保该印模和基材之间的完全接触。在大约1秒-大约5分钟之后，然后轻轻地将该印模与基材剥离。在移除印模之后，可以冲洗和干燥该基材。
使用如上所述的技术，本发明的弹性印模可以用于各种应用。例如，由于其亲水性，本发明的弹性印模可以有利地用来有效地将极性分子印刷到表面上。在一些实施方案中，弹性印模可用来将生物分子(例如，抗体)印刷到用于生物传感器的表面上。生物分子通常认为是极性，这归因于各种极性官能团，如氨基存在于分子表面上。生物分子可以是特定结合对(即，两种不同的分子)的成员，其中所述分子中的一种化学和/或物理地与第二种分子键接。例如，免疫活性的特定结合成员可以包括抗原、半抗原、适配子(aptamers)、抗体(主或副)和它们的复合物，包括由重组DNA方法或肽合成形成的那些。抗体可以是单克隆或多克隆的抗体、重组蛋白质或它们的混合物或片段，以及抗体及其它特定结合成员的混合物。此类抗体的制备和它们用作特定结合成员的适合性的细节是为本领域技术人员人熟知的。其它常用的特定结合对包括但不限于生物素和抗生物素蛋白(或它们的衍生物)，生物素和抗生蛋白链菌素，碳水化合物和植物凝血素，互补核苷酸序列(包括用于DNA杂交试验以检测目标核酸顺序的探针和俘获核酸顺序)，互补肽顺序，包括由重组方法形成的那些，效应物和受纳体分子，激素和激素结合蛋白，酶协同因子和酶，酶抑制剂和酶等。另外，特定结合对可以包括是初始特定结合对的类似物的成员。例如，可以使用分析物(即，“类似物”)的衍生物或片段，只要它具有至少一种与该分析物同样的抗原表位。
按某种图案将极性生物分子印刷到基材上的能力提供许多益处。例如，生物材料的图案化层可以用于光学敏感器件以在将聚合物薄膜暴露在分析物和光(即，经由该薄膜反射或传输)下时产生光衍射图案。衍射图案根据生物材料与所考虑的分析物的反应而不同。此类光衍射体系的各种实例在Everhart等人的美国专利号6,436,451中进行了描述，为了所有目的，将该文献在此以其全文引入作为参考。
弹性印模还可以用来将一个或多个自装配的有机单层施加到基材表面上。该单层可以在基材上自装配以充当纳米抗蚀剂，从而保护该支撑基材免受腐蚀并且允许将流体选择性布置在图案的亲水性区域上。此种自装配单层还可以用于光衍射体系，其中衍射图案根据该自装配单层与所考虑的分析物的反应而不同。该自装配单层通常由链烷硫醇“油墨”形成，该链烷硫醇“油墨”不进行反应性铺展(在涂覆到基材上之后)。对于在空气中盖印，可以使用自憎链烷硫醇(例如，十六烷硫醇)。当在液体中盖印时，非自憎链烷硫醇(例如，HS(CH2)15COOH)的微接触印刷可能是更加适合的。将自装配单层施加到基材，例如金属涂覆的聚合物薄膜上的各种技术在美国专利号：Kumar等人的5,512,131；Everhart的6,020,047和Everhart等人的6,048,623中进行了描述，为了所有目的，将这些文献在此以其全文引入作为参考。
也可以使用本发明的弹性材料在基材上制造流体性微通道。在一个实施方案中，例如，用显著改变基材表面能的材料为弹性材料加墨以致它可以对用来制造微通道的单体或预聚合物(如果后固化)，或聚合物是选择性“可润湿的”。该弹性材料可能具有凸起的特征以印刷所需微通道图案。示例性的印刷方法可以包括用润湿剂，例如亲水性自装配单层(SAM)，包括羧基封端的那些为弹性材料加墨。在另一个实施方案中，可以使用疏水性湿润剂。具体来说，将所需图案的反相印刷到亲水性基材上。在暴露于所述单体或预聚合物(如果后固化)，或聚合物下时，该油墨可能仅在基材上选择性地湿润，从而产生所需的沟道图案。另一种技术可能简单地包括用所述单体或预聚合物(如果后固化)或聚合物的溶液为弹性材料加墨。该弹性材料可以具有凸起的特征以与所需的沟道图案匹配以致可能在该基材上进行沟道形成材料的直接转移。
可以参照以下实施例更好地理解本发明。
实施例1
最初地，混合以下组分以形成溶液：10.0克184硅酮弹性体基料；1.0克
Figure A20068003135100202
184弹性体固化剂；1.16毫升(1.0克)甲苯；0.500毫升新鲜蒸馏的丙烯酸；和数粒AIBN。
Figure A20068003135100203
184硅酮弹性体基料可从Dow Corning Corp.商购并且认为包含(1)＞60wt％二甲基乙烯基封端的二甲基硅氧烷；(2)30-60wt％二甲基乙烯基化和三甲基化的二氧化硅；(3)1-5wt％四(三甲基甲硅烷氧基)硅烷和(4)0.7wt％二甲苯。
Figure A20068003135100211
184弹性体固化剂也可以从Dow Corning Corp.获得并且认为包含(1)40-70wt％二甲基氢硅氧烷；(2)15-40wt％二甲基乙烯基封端的二甲基硅氧烷；(3)10-30wt％二甲基乙烯基化和三甲基化的二氧化硅；(4)四甲基四乙烯基环四硅氧烷；(5)铂基硅氢化催化剂和(6)0.3wt％二甲苯。
此后，将该溶液的大约70体积％倒入铝称量舟中并将剩余部分倒入闪烁管中。将该称量舟放入干燥器，并让缓慢的氮气流流过它。让该闪烁管保持对气氛开放。稍微地将该两种样品以增加引发剂的热分解速度。注意不让样品过热，因为丙烯酸具有大约110℃的较低沸点。
样品在氮气气氛下比保持暴露于氧气下的闪烁管固化得更快，并且所得的聚合物具有比在环境条件下固化的聚合物更大的硬度。然而，在氮气下固化的PDMS不能在不损害该聚合物的情况下从该盘子中取出。在AIBN添加部位附近，该两种样品具有少许夹带在树脂中的气泡。大概地，这些气泡来自AIBN的分解(氮气是副产物)。使用过氧化苯甲酰因为引发剂进行类似的实验。这些样品没有在AIBN固化的样品中发现的气泡。此外，具有丙烯酸的样品是可被0.1N NaOH润湿的，这暗示丙烯酸已经引入聚合物中。
实施例2
根据实施例1中给出的程序试验以下硅氢化催化剂的有效性。
1 Pt(0)-1，3-二乙烯基-1，1，3，3-四甲基二硅氧烷配合物，0.1M，在二甲苯中
2 Pt(0)-1，3-二乙烯基-1，1，3，3-四甲基二硅氧烷配合物，0.104M，在甲基乙烯基硅氧烷中
3(1，5环辛二烯)二甲基Pt(II)
4六氯铂酸(IV)氢水合物(hydrogen hexachloroplatinate(IV)hydrate)
5乙酰丙酮酸Pt(II)
当添加到PDMS中时，催化剂1和2大大地提高总固化速度。同样地，催化剂3也导致固化速度的稍微增加，而催化剂4和5没有显示显著的效果。为了更好地评价这些催化剂将极性掺杂剂(例如，丙烯酸)引入PDMS的能力，尝试通过添加异丙醇(“IPA”)从树脂中除去初始催化剂。具体来说，将一毫升IPA添加到包含10克
Figure A20068003135100221
184弹性体基料和1.0克
Figure A20068003135100222
184固化剂的混合物中。该反应混合物没有交联。此后，将20毫升催化剂1添加到该混合物中；然而，该PDMS仍没有交联。这暗示IPA(和可能地，其它极性化合物)没有使初始催化剂失活，而是改为将该极性化合物引入聚合物中，从而占据活性部位并阻止交联。
实施例3
对使用铂基催化剂将丙烯酸引入PDMS的能力进行试验。具体来说，由10.0克
Figure A20068003135100223
184弹性体基料，1.0克
Figure A20068003135100224
184固化剂和0.500毫升蒸馏丙烯酸形成反应混合物。平分这一溶液。然后向一半中添加10毫升Pt(0)-1，3-二乙烯基-1，1，3，3-四甲基二硅氧烷配合物(0.1M，在二甲苯中)。紧紧地封闭两种样品并使之在室温下静置。在数小时之后，对照部分仍是粘性液体，并且具有催化剂的部分已经开始固化。在静置一整夜之后，对照样品保持为液体。具有催化剂的样品已经凝胶但没有硬化，因此暗示该催化剂没有引入聚合物骨架中或者丙烯酸的浓度对于聚合物太高而不能硬化。
实施例4
对使用铂基催化剂将丙烯酸引入PDMS的能力进行试验。具体来说，由50克
Figure A20068003135100225
184弹性体基料和5.0克
Figure A20068003135100226
184固化剂制成混合物。然后将这一混合物的5.0克部分放入十个(10)不同的聚碳酸酯陪氏(Petri)培养皿，确定为培养皿A至I。然后向每个培养皿中添加10毫升Pt(0)-1，3-二乙烯基-1，1，3，3-四甲基二硅氧烷配合物(0.1M，在二甲苯中)催化剂。此外，还分别以25、50、75、100、125、150、200和250毫升的量将丙烯酸添加到培养皿B至I中。紧紧地封闭每个培养皿以阻止丙烯酸蒸发。
在室温下静置过夜之后，据测定培养皿A、B、C和D中的混合物已经固化。其余培养皿中的混合物已经凝胶或保持液态。在已经固化的那些当中，培养皿A和B中的混合物可以容易地从陪氏培养皿中取出。将所得的聚合物薄片切成长条并使用索格利特萃取器进行萃取。具体来说，用四氢呋喃(“THF”)洗涤该长条大约8小时，用乙醇洗涤大约8小时，然后用水洗涤大约6小时。然后冷冻干燥该长条一整夜。经洗涤的样品在暴露在该THF中后都变暗，这暗示该THF与存在的额外催化剂结合。
预萃取和萃取后长条的接触角测量值如下测定(值越低意味着液体更好地使表面湿润/该表面是更加亲水性的)：
       水
预萃取    萃取后
96               88.3
      0.1N NaOH
预萃取    萃取后
82.5*         71*
*在与液体保持接触时，接触角降低。
因此，丙烯酸不但被引入树脂中，而且可以看出，萃取帮助使聚合物更亲水。还如下测定有和没有丙烯酸的树脂的接触角测量值：
           水
具有丙烯酸    不具有(对照)
91.5          90.3
           0.1N NaOH
具有丙烯酸    不具有(对照)
72.3*         91.3
*在与液体保持接触时，接触角降低。
这两组实验之间获得的接触角(即0.1N NaOH的接触角)存在某种改变。倘若接触角随着时间降低，则在将小液滴引入到表面上之后简单地在不同时期测量接触角差异。用丙烯酸掺杂的PDMS的亲水性和对照样品之间仍存在大的差异。
实施例5
对使用铂基催化剂将甲基丙烯酸引入PDMS的能力进行试验。具体来说，由100克184弹性体基料和10.0克
Figure A20068003135100232
184固化剂制成混合物。然后将该混合物的10.0克部分放入十个(10)不同的聚碳酸酯陪氏培养皿，确定为培养皿J至Q。然后向每个培养皿中添加20毫升Pt(0)-1，3-二乙烯基-1，1，3，3-四甲基二硅氧烷配合物(0.1M，在二甲苯中)催化剂。此外，分别按50、100和150毫升的量将刚蒸馏的丙烯酸添加到该皿K至M中。同样地，还分别按50、100和200毫升的量将刚蒸馏的甲基丙烯酸添加到该皿N至Q中。然后剧烈地搅拌该平台以将催化剂和掺杂剂分布在整个树脂中。紧紧地封闭每个陪氏培养皿以阻止该酸蒸发。然后测定所得的聚合物的硬度并且将结果在下表1和2中给出。
表1：丙烯酸掺杂的PDMS的A型硬度计读数
    样品     硬度(A型硬度计)
    J     55
    K     43
    L     24
    M     5
表2：甲基丙烯酸掺杂的PDMS的A型硬度计读数
    样品     硬度(A型硬度计)
    N     41
    O     29
    P     20
    Q     19
如表1所示，在添加丙烯酸后该PDMS的硬度迅速地降低。同样，如果将丙烯酸引入聚合物骨架中，则这是合理的，从而阻止树脂完全地交联。另一方面，如表2所示，甲基丙烯酸的添加显示稍有不同的趋势。例如，样品P和Q保持透明并且相当硬。这暗示甲基丙烯酸对催化剂有更好的耐受性或者它没有被引入到树脂中。因为硬度最终达到相当恒定的值，所以甲基丙烯酸似乎还没有被引入。
实施例6
对使用铂基催化剂将甲基丙烯酸引入PDMS的能力进行试验。具体来说，由40克184弹性体基料，4.0克
Figure A20068003135100242
184固化剂和80毫升Pt(0)-1，3-二乙烯基-1，1，3，3-四甲基二硅氧烷配合物(0.1M，在二甲苯中)催化剂制成混合物。允许该混合物的一半在紧密覆盖的陪氏培养皿中在室温下固化一整夜。向该未固化树脂的另一半中添加200毫升刚蒸馏的甲基丙烯酸。将该酸充分地混入该树脂，并且在室温下在紧密覆盖的陪氏培养皿中将所得的混合物固化过夜。在从该陪氏培养皿取出后，将所得的甲基丙烯酸掺杂的聚合物薄片切成长条。使用索格利特萃取器萃取该长条的一半。具体来说，用四氢呋喃(“THF”)洗涤该长条大约8小时，用乙醇洗涤大约8小时，然后用水洗涤大约6小时。然后冷冻干燥该长条一整夜。经洗涤的样品在暴露在该THF中后都变暗，这暗示该THF与存在的额外催化剂结合。如下测定预萃取(pre-extraction)和萃取后(post-extraction)长条的接触角测量值：
       水
预萃取    萃取后
100.8      112.5
       0.1N NaOH
预萃取    萃取后
102.1*    100.2
*在与液体保持接触时，接触角降低。
如所示，萃取似乎对甲基丙烯酸掺杂的树脂的湿润性不具有大的影响。还如下测定有和没有甲基丙烯酸的树脂的接触角测量值：
               水
具有甲基丙烯酸    不具有(对照)
112.5              101.6
              0.1N NaOH
具有甲基丙烯酸 *   不具有(对照)
100.2             101.1
*萃取后
所有三个样品的接触角之间的差异较小。这暗示该酸的甲基抑制向聚合物中的引入。
实施例7
对形成根据本发明的图案化弹性材料的能力进行证实。最初地，如下清洁经蚀刻的晶片：将它悬浮在沸腾的庚烷蒸气中，接着悬浮在沸腾的乙醇蒸气中。然后将该清洁的晶片放入聚碳酸酯陪氏培养皿中。将包含40克
Figure A20068003135100261
184弹性体基料，4.0克
Figure A20068003135100262
184固化剂，200毫升蒸馏的丙烯酸和80毫升Pt(0)-1，3-二乙烯基-1，1，3，3-四甲基二硅氧烷配合物(0.1M，在二甲苯中)催化剂的反应混合物置于晶片上。覆盖该培养皿并且允许该树脂固化。在固化后，据测定，该树脂已经在晶片下渗出，在其底面上形成使得它难以移除的薄膜。
实施例8
对形成根据本发明的图案化弹性材料的能力进行证实。最初地，如下清洁经蚀刻的晶片：将它悬浮在沸腾的庚烷蒸气中，接着悬浮在沸腾的乙醇蒸气中。然后将该清洁的晶片放入聚碳酸酯陪氏培养皿中。然后如下将该晶片的表面钝化：将它放置在具有一瓶纯(C6F13-CH2CH2)3-Si-Cl的真空烘箱中，该瓶子经由20规格针状体穿透隔膜而对该烘箱气氛开放。允许该晶片和全氟化剂在室温下并且在真空下(大约20英寸水银柱)静置过夜。将包含40克184弹性体基料，4.0克
Figure A20068003135100264
184固化剂，200毫升蒸馏的丙烯酸和80毫升Pt(0)-1，3-二乙烯基-1，1，3，3-四甲基二硅氧烷配合物(0.1M，在二甲苯中)催化剂的反应混合物置于晶片上。覆盖该培养皿并且允许该树脂固化。在固化后，据测定，该树脂易于从晶片的两侧移除。
实施例9
对形成根据本发明的图案化弹性材料的能力进行证实。最初地，如下清洁经蚀刻的晶片：将它悬浮在沸腾的庚烷蒸气中，接着悬浮在沸腾的乙醇蒸气中。然后将该清洁的晶片放入聚碳酸酯陪氏培养皿中。然后如下将该晶片的表面钝化：将它放置在具有一瓶纯(C6F13-CH2CH2)3-Si-Cl的真空烘箱中，该瓶子经由20规格针状体穿透隔膜而对该烘箱气氛开放。允许该晶片和全氟化剂在室温下并且在真空下(大约20英寸水银柱)静置过夜。将包含100.0克
Figure A20068003135100265
184弹性体基料，10.0克
Figure A20068003135100266
184固化剂，500毫升蒸馏的丙烯酸和200毫升Pt(0)-1，3-二乙烯基-1，1，3，3-四甲基二硅氧烷配合物(0.1M，在二甲苯中)催化剂的反应混合物置于晶片上。覆盖该培养皿并且允许该树脂固化。在该晶片经蚀刻区域上面的树脂中出现了气泡。结果，仅中心区可以用作印模。
实施例10
对形成根据本发明的图案化弹性材料的能力进行证实。最初地，如下清洁经蚀刻的晶片：将它悬浮在被加热到90℃并且包含30体积％过氧化氢和70体积％浓硫酸的溶液中。然后在真空下在200℃下干燥经该处理的晶片。然后将该清洁的晶片放入聚碳酸酯陪氏培养皿中。然后如下将该晶片的表面钝化：将它放置在具有一瓶纯(C6F13-CH2CH2)3-Si-Cl的真空烘箱中，该瓶子经由20规格针状体穿透隔膜而对该烘箱气氛开放。允许该晶片和全氟化剂在室温下并且在真空下(大约20英寸水银柱)静置过夜。将包含100.0克184弹性体基料，10.0克
Figure A20068003135100272
184固化剂，500毫升蒸馏的丙烯酸和200毫升Pt(0)-1，3-二乙烯基-1，1，3，3-四甲基二硅氧烷配合物(0.1M，在二甲苯中)催化剂的反应混合物置于晶片上。覆盖该培养皿并且允许该树脂固化。如实施例9所述再次产生气泡。显然地，这与通过蚀刻曝光的晶片的晶格相关并且可以通过使用真空而消除。在此情况下，由于比丙烯酸更低的挥发性，所以甲基丙烯酸(大约160℃的沸点)可以用作掺杂剂。
虽然已经相对于本发明的特定实施方案详细对本发明进行了描述，但是本领域技术人员应当理解，在理解了上面的描述后，可以容易地想象到这些实施方案的改变、变化和等同物。因此，本发明的范围应该由所附权利要求书及其任何等同物评定。

Claims (20)

1.具有亲水性能的弹性材料，其中该弹性材料包含由硅酮组合物形成的交联共聚物，该硅酮组合物包含有机聚硅氧烷组分和烯属不饱和单体组分。
2.权利要求1的弹性材料，其中该有机聚硅氧烷组分包含具有以下通式的有机聚硅氧烷：
Figure A20068003135100021
其中，
X≥0；
y≥1；
每个R单独地选自未取代的和取代的含1-20个碳原子的一价烃基。
3.权利要求2的弹性材料，其中该有机聚硅氧烷具有以下通式：
Figure A20068003135100022
其中，每个R2单独地选自未取代的和取代的含1-20个碳原子的一价烃基；
每个R3单独地选自未取代的和取代的含1-20个碳原子的链烯基；
x≥1；
y≥0并且经选择使得该有机聚硅氧烷每个分子平均包含至少两个链烯基。
4.权利要求1的弹性材料，其中该有机聚硅氧烷组分占该硅酮组合物的大约20wt％-大约50wt％。
5.权利要求1的弹性材料，其中该烯属不饱和单体组分包括烯属不饱和羧酸。
6.权利要求5的弹性材料，其中该羧酸选自丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、山梨酸、富马酸、马来酸、油酸和它们的酸酐。
7.权利要求1的弹性材料，其中该烯属不饱和单体组分包括烯属不饱和羧酸的盐或酯。
8.权利要求1的弹性材料，其中该烯属不饱和单体组分占该硅酮组合物的大约0.5-大约10wt％。
9.权利要求1的弹性材料，其中该烯属不饱和单体组分占该硅酮组合物的大约2-大约6wt％。
10.权利要求1的弹性材料，其中该硅酮组合物还包含交联剂。
11.权利要求10的弹性材料，其中该交联剂是能够与该有机聚硅氧烷组分进行硅氢化反应的甲硅烷。
12.权利要求14的弹性材料，其中该硅烷交联剂具有以下通式：
Figure A20068003135100031
其中，
R7、R8和R9各自独立地选自未取代的和取代的含1-20个碳原子的一价烃基，其中R7、R8和R9中至少两个是氢；
每个R10独立地选自未取代的和取代的含1-20个碳原子的一价烃基；
m是10-1,000的整数；
n是1-20的整数。
13.权利要求11的弹性材料，其中该硅酮组合物还包含硅氢化催化剂。
14.权利要求13的弹性材料，其中该催化剂包含第VIII族过渡金属。
15.权利要求14的弹性材料，其中该催化剂是铂-乙烯基硅氧烷配合物。
16.具有有机聚硅氧烷聚合物骨架的交联共聚物，其中将烯属不饱和单体组分引入该聚合物骨架。
17.权利要求16的交联共聚物，其中该有机聚硅氧烷聚合物骨架由具有以下通式的至少一种有机聚硅氧烷形成：
Figure A20068003135100041
其中，
每个R2单独地选自未取代的和取代的含1-20个碳原子的一价烃基；
每个R3单独地选自未取代的和取代的含1-20个碳原子的链烯基；
x≥1；
y≥0并且经选择使得该有机聚硅氧烷每个分子平均包含至少两个链烯基。
18.权利要求17的交联共聚物，其中该有机聚硅氧烷具有以下通式：
Figure A20068003135100042
其中，
每个R2单独地选自未取代的和取代的含1-20个碳原子的一价烃基；
x为100-1200。
19.权利要求16的交联共聚物，其中该烯属不饱和单体组分包括一种或多种烯属不饱和羧酸。
20.通过将包含以下组分的硅酮组合物固化而形成的弹性体：
i)包括具有以下通式的有机聚硅氧烷的有机聚硅氧烷组分：
Figure A20068003135100043
其中，
每个R2单独地选自未取代的和取代的含1-20个碳原子的一价烃基；
每个R3单独地选自未取代的和取代的含1-20个碳原子的链烯基；
x≥1；
y≥0并且经选择使得该有机聚硅氧烷每个分子平均包含至少两个链烯基；
ii)包括烯属不饱和羧酸的烯属不饱和单体组分；
iii)硅烷交联剂；和
iv)铂基催化剂。
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