CN109789248A - 增强医疗设备的粘接强度 - Google Patents

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Abstract

医疗设备的组件包括在其基础聚合制剂中的聚乙烯‑聚(环氧乙烷)两亲接枝共聚物(PE‑g‑PEO)。基础聚合制剂包含至少一种乙烯的聚合物或共聚物。这些组件适用于与其他组件溶剂粘接并且增强了医疗设备的粘接强度。

Description

增强医疗设备的粘接强度
技术领域
本发明的原理和实施方案通常涉及在其基础聚合制剂中包含聚乙烯-聚(环氧乙烷)两亲接枝共聚物(PE-g-PEO)的医疗设备。具体地，在含乙烯和/或丙烯的聚烯烃或热塑性弹性体(TPE)管材的制剂中包含PE-g-PEO，这增强了管材和由不同于管材的材料制成的连接器之间的粘接强度。
背景技术
背景
由聚烯烃(例如含乙烯或丙烯的聚烯烃)或热塑性弹性体(TPE)材料制成的医用管材用在例如用于输送静脉(IV)流体的输液器。连接器粘接到管材上，由此形成可单独或与其他医疗设备结合使用的医疗设备以例如输送流体。
溶剂粘接是用于连接医疗设备的模制塑料部件的技术。在粘接过程中，溶剂溶解两个配合部件的表面并使材料流到一起。一旦溶剂蒸发，结果是材料与材料的粘接。由塑料制成的许多医疗设备部件可在超声波粘接不起作用的应用中溶剂粘接。然而，对于不同的材料，溶剂粘接典型地不能实现令人满意的粘接。即，由于疏水性和低表面能，聚烯烃和热塑性弹性体(TPE)显示出与典型地由以下制成的连接器材料的差相互作用和溶剂粘接：聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA)、苯乙烯马来酸酐(SMA)、聚碳酸酯(PC)和甲基丙烯酸甲酯-丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(MABS)。对于某些应用，诸如具有与PMMA或SMA或PC或MABS连接器连接的聚乙烯管材或含聚乙烯的TPE管材的输液套件，聚乙烯或TPE与连接器之间的粘接性能尚难以接受。适用于溶剂粘接工艺的溶剂包括那些可沿接头部分地液化塑料并使接头固化而引起永久化学粘接的溶剂。其最终结果类似于热粘接金属或热塑性塑料。粘接接头与其他粘接剂相比具有的优势在于没有第三种材料生成接头。接头在适当生成时也是密闭的。溶剂粘接提供了如下额外的优点：与更传统的粘接剂相比，它更容易整合到快速自动的组装工艺中，并且也具有常见的成本优势。适用于医疗设备部件的溶剂粘接的溶剂需要不易燃、不致癌并且不会对部件造成机械应力，其实例为环己酮。
已经尝试改善粘接强度。例如，美国专利号6,613,187使用一种包含含环烯烃的聚合物和用于溶剂粘接第一和第二聚合物材料的溶剂的水泥组合物。WO01/18112还公开了一种水泥组合物，其为含有环烯烃的聚合物基水泥组合物或含有桥联多环烃的聚合物基。另外，WO01/18112公开了可被溶剂粘接的医疗产品，该产品包含含环烯烃的聚合物和含桥联多环烃的聚合物的均聚物和/或共聚物(有时统称为“COCs”)。美国专利号6,649,681使用溶剂基粘接剂来将聚合物配件粘接到医疗应用中使用的制品的组件上。美国专利号6,673,192使用用某些多胺化合物活化的氰基丙烯酸酯粘接剂来粘接聚烯烃基材。
一直需要改善医疗设备的粘接强度。特别是，当通过不易燃、不致癌且不会引起部件的机械应力的溶剂进行粘接时需要改善医疗设备的粘接强度。由于这些溶剂要求，寻找适用于溶剂粘接的医疗设备组件材料是一个持续的挑战。
发明内容
概述
提供表现出与其他部件如连接器的粘接增强的医疗设备的组件如管材。
以下列出了各种实施方案。应当理解，以下列出的实施方案不仅可以如下列出的方式组合，而且可根据本发明的范围以其他合适的组合方式进行组合。
第一方面是一种由包含以下物质的共混物形成的用于医疗设备的管材：基础聚合制剂，其包含至少一种乙烯或丙烯的聚合物或共聚物并且排除游离的聚(环氧乙烷)；和添加剂，其包含聚乙烯-聚(环氧乙烷)两亲接枝共聚物(PE-g-PEO)；该PE-g-PEO以该共混物重量的约0.01至约5.0％的量存在于该共混物中。
基础聚合制剂可包含聚乙烯、聚丙烯、聚乙烯-聚丙烯共聚物、含聚乙烯和/或聚丙烯的热塑性弹性体(TPE)、或其组合。基础聚合制剂可包含聚乙烯和聚丙烯的共聚物。含聚乙烯和/或聚丙烯的热塑性弹性体(TPE)可包含至少60mol％的总聚乙烯和/或聚丙烯。PE-g-PEO可为具有10-40重量％乙酸乙烯酯的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物的环氧乙烷开环聚合产物。在一种或多种实施方案中，PE-g-PEO有效地增强了管材与连接器的粘接。
另一方面是一种医疗设备，包括：包含聚合共混物的管材，该聚合共混物包含基础聚合制剂和添加剂，该基础聚合制剂包含至少一种乙烯或丙烯的聚合物或共聚物并且排除游离的聚(环氧乙烷)，该添加剂包含聚乙烯-聚(环氧乙烷)两亲性接枝共聚物(PE-g-PEO)，其中该PE-g-PEO以该共混物重量的约0.01至约5.0％的量存在于该共混物中；以及粘接到该管材的连接器，其中该PE-g-PEO有效地增强了管材与连接器的粘接。
基础聚合制剂可包含聚乙烯、聚丙烯、聚乙烯-聚丙烯共聚物、含聚乙烯和/或聚丙烯的热塑性弹性体(TPE)、或其组合。基础聚合制剂可包含聚乙烯和聚丙烯的共聚物。含聚乙烯和/或聚丙烯的热塑性弹性体(TPE)可包含至少60mol％的总聚乙烯和/或聚丙烯。PE-g-PEO可为具有10-40重量％乙酸乙烯酯的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物的环氧乙烷开环聚合产物。连接器可包含极性材料。极性材料可选自：聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA)、苯乙烯马来酸酐(SMA)、聚碳酸酯(PC)和甲基丙烯酸甲酯-丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(MABS)。连接器可与管材溶剂粘接。
额外的方面是一种制造医疗设备的方法，包括：获得聚乙烯-聚(环氧乙烷)两亲接枝共聚物(PE-g-PEO)；将该PE-g-PEO与包含至少一种乙烯或丙烯的聚合物或共聚物并且排除游离的聚(环氧乙烷)的基础聚合制剂合并以形成共混物，该PE-g-PEO以该共混物重量的约0.01至约5.0％的量存在于该共混物中；由该共混物形成管材；在溶剂存在下将该管材粘接到连接器以形成医疗设备。
可使用具有10-40重量％乙酸乙烯酯的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物的环氧乙烷开环聚合来形成PE-g-PEO。
以下列出了各种实施方案。应当理解，以下列出的实施方案不仅可以如下列出的方式组合，而且可根据本发明的范围以其他合适的组合方式进行组合。
附图说明
附图的简要说明
图1是说明包含管材、IV注射口和连接器的示例性静脉(IV)输液套件一部分的平面图；
图2是对比实施例1(0％)和实施例2(制剂重量的0.5wt％、1.0％、2.5％和5.0％)的粘接强度(N)与PE-g-PEO浓度(重量％)的关系图，实施例2使用PE-760-g-PEO-8作为基础制剂的添加剂；
图3是对比实施例1(0％)和实施例3(制剂重量的0.5重量％、1.0％、2.5％和5.0％)的粘接强度(N)与PE-g-PEO浓度(重量％)的关系图，实施例3使用PE-760-g-PEO-4作为基础制剂的添加剂；
图4提供了对比实施例1(仅PE)和实施例4(“z”：0.25、1、4和8)的朝向PMMA材料“B”的粘接强度(N)与PEO链长(“z”)的关系图，实施例4使用PE-760-g-PEO-z作为基础制剂的添加剂；
图5提供了对比实施例1(仅PE)和实施例4(“z”：0.25、1、4和8)的朝向SMA材料“B”的粘接强度(N)与PEO链长(“z”)的关系图，实施例4使用PE-760-g-PEO-z作为基础制剂的添加剂；
图6提供了对比实施例1(仅PE)和实施例4(“z”：0.25、1、4和8)的朝向PC材料“B”的粘接强度(N)与PEO链长(“z”)的关系图，实施例4使用PE-760-g-PEO-z作为基础制剂的添加剂；
图7提供了对比实施例1(仅PE)和实施例4(“z”：0.25、1、4和8)的朝向MABS材料“B”的粘接强度(N)和PEO链长(“z”)的关系图，实施例4使用PE-760-g-PEO-z作为基础制剂的添加剂；
图8提供了对比实施例1(仅PE)和实施例5(“PE1-g-PEO”，其中“XXX”和“z”分别为360和7；“PE2-g-PEO”，其中“XXX”和“z”分别为460和4；和“PE3-g-PEO”，其中“XXX”和“z”分别为660和3.5)的朝向PMMA材料“B”的粘接强度(N)和PE链段长度的关系图，实施例5使用PE-XXX-g-PEO-z作为基础制剂的添加剂；
图9提供了对比实施例1(仅PE)和实施例5(“PE1-g-PEO”，其中“XXX”和“z”分别为360和7；“PE2-g-PEO”，其中“XXX”和“z”分别为460和4；和“PE3-g-PEO”，其中“XXX”和“z”分别为660和3.5)的朝向SMA材料“B”的粘接强度(N)和PE链段长度的关系图，实施例5使用PE-XXX-g-PEO-z作为基础制剂的添加剂；
图10提供了对比实施例1(仅PE)和实施例5(“PE1-g-PEO”，其中“XXX”和“z”分别为360和7；“PE2-g-PEO”，其中“XXX”和“z”分别为460和4；和“PE3-g-PEO”，其中“XXX”和“z”分别为660和3.5)的朝向PC材料“B”的粘接强度(N)和PE链段长度的关系图，实施例5使用PE-XXX-g-PEO-z作为基础制剂的添加剂；以及
图11提供了对比实施例1(仅PE)和实施例5(“PE1-g-PEO”，其中“XXX”和“z”分别为360和7；“PE2-g-PEO”，其中“XXX”和“z”分别为460和4；和“PE3-g-PEO”，其中“XXX”和“z”分别为660和3.5)的朝向PC材料“B”的粘接强度(N)和PE链段长度的关系图，实施例5使用PE-XXX-g-PEO-z作为基础制剂的添加剂；
图12是实施例6(制剂重量的0％、0.5％、1.0％、2.5％和5.0％)的粘接强度(N)与基础制剂中的PE-g-PEO浓度(重量％)的关系图，实施例6使用PE-760-g-PEO-7作为TPE基础制剂的添加剂；
图13是实施例7(制剂重量的0％、0.5％、1.0％、2.5％和5.0％)的粘接强度(N)与基础制剂中的PE-g-PEO浓度(重量％)的关系图，实施例7使用PE-760-g-PEO-4作为TPE基础制剂的添加剂；以及
图14是示例性TPE基础制剂中的粘接强度(N)与PE浓度的关系图，该制剂使用0.5重量％的PE-760-g-PEO-4作为基础制剂的添加剂。
详细说明
在描述本发明的若干示例性实施方案之前，应当理解，本发明不限于以下说明中阐述的构造或方法步骤的细节。本发明能够具有其他实施方案并且能够以各种方式实践或实施。
出于本申请的目的，以下术语应具有以下阐述的相应含义。
基础聚合制剂是可由其制造医疗设备的材料。优选地，与本文公开的聚乙烯-聚(环氧乙烷)两亲接枝共聚物(PE-g-PEO)结合使用的基础聚合制剂包含至少一种乙烯的聚合物或共聚物。示例性的所需基础聚合制剂包括但不限于聚乙烯体系(例如但不限于线性低密度聚乙烯(LLDPE))、聚乙烯-聚丙烯共聚物、和/或含聚乙烯的热塑性弹性体(TPEs)。基础制剂还可进一步包括其它成分，独立地选自以下的一种或多种：增强和非增强填料、增塑剂、抗氧化剂、稳定剂、加工油、增量油、润滑剂、防粘连、抗静电剂、蜡、发泡剂、颜料、阻燃剂和配混领域中已知的其它加工助剂。可利用的填料和填充剂包括传统的无机物如碳酸钙、粘土、二氧化硅、滑石、二氧化钛、炭黑等。加工油通常为衍生自石油馏分的石蜡油、环烷油或芳烃油。这些油选自经常与制剂中存在的特定塑料或橡胶一起使用的那些。
提及的聚乙烯-聚(环氧乙烷)两亲接枝共聚物(PE-g-PEO)是指接枝共聚物由含乙烯-乙酸乙烯酯的单体或预聚物和聚(环氧乙烷)形成，得到聚乙烯主链和PEO侧链。含乙烯-乙酸乙烯酯的单体或预聚物可提供所需的官能性或反应性以接受侧链，并且它们可具有聚乙烯主链，该聚乙烯主链具有适于引入PEO的侧基。
提及的“游离的聚(环氧乙烷)”是指聚(环氧乙烷)不是聚乙烯-聚(环氧乙烷)两亲接枝共聚物的一部分。
如在本文中所用的术语“连接器”应理解为包括任何能够与二级静脉设备连接的静脉设备部分的结构。根据本发明的连接器的非限制性实例包括无针连接器、阳鲁尔连接器、阴鲁尔连接器、侧口(port)阀、Y形口阀、口阀和其他类似结构。连接器优选由极性材料形成，极性材料是如下这样的材料：其聚合物具有不对称分布的电子导致聚合物具有略微正的部分和略微负的部分。示例性极性材料包括但不限于聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA)、苯乙烯马来酸酐(SMA)、聚碳酸酯(PC)和甲基丙烯酸甲酯-丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(MABS)。
添加剂是添加到制剂中的在制剂中不具有反应性的组分。
本发明的原理和实施方案通常涉及由基础聚合制剂制成的医疗设备和其中使用的组件，在该基础聚合制剂中经由熔融工艺添加包含聚乙烯-聚(环氧乙烷)两亲接枝共聚物(PE-g-PEO)的添加剂，也可经由其它机制(如溶解在相容的溶剂中)引入添加剂。本文中还提供了制造和使用这些医疗设备和组件的方法。
本发明的实施方案提供了优于现有技术的益处。例如，此处公开的发明是一种清洁系统，因为工艺中不含反应性试剂，这消除了未反应试剂或残留物的任何问题，特别是对于医学应用而言。此外，传统的溶剂粘接工艺保持不变，因为不需要额外的步骤如施加粘合剂(溶剂基粘合剂或本体粘合剂)的步骤。此外，少量添加剂实现了增强的粘接。也就是说，共聚物添加剂以医疗设备组件(例如管材)的基础聚合制剂重量的约0.01至约5.0％的量存在于基础聚合制剂中，该量预期对组件的最终性能或制作组件的方法不具有任何影响。PE-g-PEO共聚物被设计成具有极疏水的链段PE和极亲水的链段PEO。PE-g-PEO共聚物在0.5重量％的加载量下增强了PE与第二聚合物(如PMMA、SMA、PC和MABS)之间的界面结合强度。
PE-g-PEO接枝共聚物具有两种链段。PE链段可与聚烯烃(如聚乙烯)混溶，并且PEO链段可与第二种材料(如PMMA、SMA、PC或MABS)混溶/相容。当PE-g-PEO与聚烯烃(如聚乙烯)熔融共混时，尽管在低浓度或加载量(例如约5重量％或更小，或约1重量％或更小，或者甚至约0.5重量％或更小)下，接枝共聚物倾向于涌向聚合物表面并保留在那里，这归因于PEO链段的亲水性。这使其区别于其他增容剂体系。当用第二种材料溶剂粘接聚烯烃(含有PE-g-PEO共聚物)时，PE链段留在聚乙烯侧，而PEO链段与第二种材料(PMMA、SMA、PC或MABS)缠结(entangle)、粘附/相互作用。PE-PEO接枝共聚物用作连接另外的不混溶的聚乙烯/第二种材料的化学桥，并改善界面粘接强度。
典型地，优选反应性共混/增容作用，这归因于其在增强机械性能方面的优势。对于预制共聚物，其需要最少5-10％重量的加载量，以实现增容作用或机械性能的改进。对于PE-g-PEO体系，约5wt％或更少的共聚物的量实现了出乎意料的界面粘接强度的显著增加。不受理论束缚，这可以解释为由于如下事实：管材材料中存在的聚乙烯(PE)和/或聚丙烯(PP)与添加剂的PE链段具有极好的混溶性，同时其与PEO链段不混溶，这导致PEO链段从不同聚合物基质分离到表面。
用于合成PE-g-PEO以及制备具有基础聚合制剂的共混物的通用程序
聚乙烯-聚(环氧乙烷)两亲接枝共聚物(PE-g-PEO)是用于医疗设备组件的基础聚合制剂的添加剂。这些共聚物在共同受让人的美国专利号9,150,674中讨论，该专利通过引用并入本文。制作两亲接枝共聚物的方法包括使用含氧阴离子开环聚合化学将聚(环氧乙烷)接枝到乙烯-乙酸乙烯酯(EVA)平台上。聚乙烯基接枝共聚物从聚(乙烯-共-乙酸乙烯酯)开始制备。两亲特性将源自亲水性聚(环氧乙烷)(PEO)侧链的引入。
用于制备两亲聚乙烯基共聚物的方法包括：获得具有2-40重量％乙酸乙烯酯的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物；使乙烯-乙酸乙烯酯共聚物与甲醇钾反应，以制备聚合的醇钾和乙酸甲酯副产物的混合物；对聚合的醇钾和乙酸甲酯副产物的混合物进行蒸馏，以除去乙酸甲酯副产物；对聚合的醇钾进行环氧乙烷开环聚合；在环氧乙烷开环聚合期间除去等分试样，以使环氧乙烷侧链的聚合度发生系统变化(systemicvariation)；以及收集两亲聚乙烯基接枝共聚物。
一种示例性的PE-g-PEO共聚物如式(I)所示。
其中R为氢、烷基、取代的烷基、乙烯基取代的烷基、烃基、取代的烃基或乙烯基取代的烃基；m的摩尔值为2-40摩尔％；n的摩尔值为60-98摩尔％；p是5至500个环氧乙烷单元。“n”是指乙烯单元，“m”是指接枝的PEO单元，“p”是指接枝链的环氧乙烷单元。
m的摩尔百分比值可为10-40摩尔％。n的摩尔百分比值可为60-90摩尔％。p的摩尔百分比值可为5-400。
在一种或多种实施方案中，乙烯-乙酸乙烯酯共聚物具有0.3-500dg/min的熔体指数。
在一种或多种实施方案中，环氧乙烷开环聚合在-20-100℃的反应温度下进行。在一种具体的实施方案中，环氧乙烷开环聚合在大于30℃的反应温度下进行。在另一具体实施方案中，环氧乙烷开环聚合在60℃的反应温度下进行。
环氧乙烷开环聚合可在碱性条件下进行。环氧乙烷开环聚合可使用1,3丙烷磺内酯来进行。
在一种或多种实施方案中，两亲聚乙烯基接枝共聚物具有2-10、或甚至1.05-1.25的分散指数。
示例性的PE-g-PEO共聚物组合物列于表1中。
表1示例性PE-g-PEO共聚物
向基础聚合制剂中添加聚乙烯-聚(环氧乙烷)两亲接枝共聚物(PE-g-PEO)经由熔融加工完成。术语“熔融加工”用于表示聚合物(如聚烯烃)在其中熔融或软化的任何方法。熔融加工包括挤出、造粒、薄膜吹塑或浇注、热成型、以聚合物熔体的形式配混、纤维纺丝或其他熔融工艺。
可使用适用于熔融加工的任何装置，只要其提供充分的混合和温度控制。例如，可使用连续聚合物加工系统如挤出机、静态聚合物混合设备如布拉本德共混机(Brabenderblender)、或半连续聚合物加工系统如BANBURY混合器。术语“挤出机”包括用于聚烯烃和TPE挤出的任何机器。例如，该术语包括可以粉末或片剂、片材、纤维或其他所需形状和/或外形(profile)的形式挤出材料的机器。通常，挤出机通过经由与一个或多个螺杆接触的进料喉(筒后部附近的开口)进料来操作。旋转螺杆迫使聚烯烃向前进入一个或多个加热筒(例如每筒可有一个螺杆)。在许多工艺中，可为筒设定加热特性，其中三个或更多个独立的比例-积分-微分控制器(PID)控制的加热器区域可以从后部(塑料进入的地方)向前部逐渐增加筒的温度。当使用熔融挤出时，可在熔融挤出步骤期间进行混合。挤出步骤期间产生的热量提供了用于不同组分之间混合所需的能量。保持在聚合物熔融温度或之上的温度足够的时间以混合所有组分。例如，混合时间可为至少5秒、至少10秒或至少15秒。典型地，混合时间为15-90秒。
在聚烯烃或TPE与添加剂熔融混合期间，合适的共混温度应足以熔化或软化具有最高熔点或软化点的组合物的组分。温度典型地为60-300℃，如100-280℃、90-150℃。本领域技术人员理解，聚烯烃或其TPE混合物通常在一个温度范围内熔化或软化而不是在一个温度下急剧熔化或软化。因此，聚烯烃处于部分熔融状态可能就足够了。熔融或软化温度范围可由聚烯烃或其混合物的差示扫描量热(DSC)曲线估计。
表2示例性制剂(条件是成分总计100％)
在包括示例性制剂A、B和C的一种或多种实施方案中，聚乙烯-聚(环氧乙烷)两亲接枝共聚物(PE-g-PEO)添加剂可以以约0.01至约5.0wt％、约0.1至约4.0wt％、约0.2至约2.0wt％、约0.25至约0.75wt％、或约0.5wt％的量存在。
用于本发明方法的合适的线性低密度聚乙烯(LLDPE)包括乙烯和α-烯烃的共聚物。α-烯烃包括1-丁烯、1-己烯和1-辛烯等，及其混合物。LLDPE的密度优选在约0.865至约0.925g/cm3(ASTM D792-13)的范围内，并且基于制造方法和终端应用的要求(190℃/2.16kg，ASTMD1238-13)，熔体质量流速为小于0.5g/10min至大于20g/10min。LLDPE是可商购的，例如来自Dow Chemical Company的DowlexTM2045.01G LLDPE。合适的LLDPE可通过齐格勒-纳塔催化剂、单中心催化剂或任何其他烯烃聚合催化剂来生产。
合适的聚乙烯-聚丙烯共聚物可包括具有或不具有聚烯烃弹性体的聚丙烯和聚乙烯的聚烯烃熔融共混混合物或反应器级(最终制剂含有但不限于约10wt％至约80wt％的乙烯和/或丙烯单体单元)。术语“共混物”或“聚合物共混物”通常是指两种或更多种组分的混合物。这样的共混物可混溶或可不混溶，并且可相分离或可不相分离。
合适的聚烯烃包括由具有2-20个碳原子、2-16个碳原子或2-12个碳原子的直链或支链烯烃制备的那些。典型地，用于制备聚烯烃的烯烃是α-烯烃。示例性的直链或支链α-烯烃包括但不限于乙烯、丙烯、1-丁烯、2-丁烯、1-戊烯、3-甲基-1-丁烯、4-甲基-1-戊烯、3-甲基-1-戊烯、1-己烯、3,5,5-三甲基-1-己烯、4,6-二甲基-1-庚烯、1-辛烯、1-癸烯、1-十一烯、1-十二烯、1-十四烯、1-十六烯、1-十八烯和1-二十烯。这些烯烃可含有一个或多个杂原子如氧、氮或硅。术语“聚烯烃”通常包括由单一类型的烯烃单体制备的均聚物以及由两种或更多种烯烃单体制备的共聚物。本文中提及的特定聚烯烃应指包含大于50％重量的衍生自该特定烯烃单体的单元的聚合物，包括该特定烯烃的均聚物或含有衍生自该特定烯烃单体的单元和一种或多种其它类型的烯烃共聚单体的共聚物。此处使用的聚烯烃可以是其中共聚单体沿聚合物链无规分布的共聚物、周期共聚物、交替共聚物、或包含两个或更多个通过共价键连接的均聚物嵌段的嵌段共聚物。典型的聚烯烃包括聚乙烯、聚丙烯、聚乙烯和聚丙烯的共聚物、以及含有聚乙烯、聚丙烯和/或聚乙烯和聚丙烯的共聚物的聚合物共混物。聚烯烃也可为富含乙烯的抗冲共聚物(可以至少10wt％且至多40wt％的量含有乙烯共聚单体)，即多相聚烯烃共聚物，在该多相聚烯烃共聚物中，一种聚烯烃为连续相且弹性体相均匀地分散在其中。这将包括例如多相聚丙烯共聚物，在该多相聚丙烯共聚物中，聚丙烯是连续相且弹性体相均匀地分散在其中。抗冲共聚物来自反应器内方法而不是物理共混。上述聚烯烃可通过传统的齐格勒/纳塔催化剂体系或通过单活性催化剂体系制成。
用于本发明方法的合适的聚烯烃弹性体包括乙丙橡胶(EPR)、三元乙丙橡胶(EPDM)等、及其混合物。如在本文中所用，术语“弹性体”是指具有橡胶状性质且结晶度很小或没有结晶度的产物。优选地，聚烯烃弹性体含有约10wt％至约80wt％的乙烯单体单元。可商购的示例性聚烯烃弹性体包括Lanxess Corporation的BUNA EP T 2070(22门尼(Mooney)ML(1+4)125℃，68％乙烯和32％丙烯)；BUNA EP T 2370(16门尼，3％亚乙基降冰片烯，72％乙烯和25％丙烯)；BUNA EP T 2460(21门尼，4％亚乙基降冰片烯，62％乙烯和34％丙烯)；ExxonMobil Chemical的VISTALON 707(72％乙烯，28％丙烯和22.5门尼)；VISTALON 722(72％乙烯，28％丙烯和16门尼)；和VISTALON 828(60％乙烯，40％丙烯和51门尼)。从商业来源可获得的合适的EP弹性体还包括ExxonMobil Chemical的VISTAMAXX系列的弹性体，特别是VISTAMAXX 6100、1100、3000级。这些材料为乙烯含量分别为16wt％、15wt％和11wt％且Tg为约-20至-30℃的乙烯-丙烯弹性体。VISTAMAXX 6100、1100和3000在230℃下分别具有3、4和7g/10min的熔体流动速率；0.858、0.862和0.871g/cm3的密度，以及48、47和64℃的200g维卡(Vicat)软化点。其他合适的弹性体包括Dow Chemical的VERSIFY丙烯-乙烯共聚物，特别是DP3200.01、DP3300.01和DP3400.01级，其分别具有9、12、15wt％的标称乙烯含量，以及分别对应于91、88、85wt％的标称丙烯含量。这些级具有在230℃下8克/10分钟的熔体流动速率；分别为0.876、0.866和0.858g/cm3的密度；分别为60、29和<20℃的维卡软化点；分别为-25、-28和-31℃的Tg。
优选地，聚烯烃弹性体含有但不限于约10wt％至约80wt％的乙烯单体单元。术语“热塑性弹性体”(TPE)通常定义为其中橡胶相的共混物未固化的聚烯烃和橡胶的共混物(即所谓的热塑性烯烃(TPO))，其中橡胶相的共混物通过硫化工艺已经部分或完全固化以形成热塑性硫化橡胶(TPV)的聚烯烃和橡胶的共混物，或未硫化的嵌段共聚物或其共混物。非极性热塑性弹性体可由以下物质制成：热塑性聚烯烃均聚物或共聚物，完全交联、部分交联或未交联的烯烃橡胶，和任选的常用添加剂；以及苯乙烯/共轭二烯/苯乙烯的嵌段共聚物和/或其全部或部分的氢化衍生物。
适合于用在TPE组合物中的聚烯烃包括热塑性、结晶聚烯烃均聚物和共聚物。它们理想地由具有但不限于2-7个碳原子的单烯烃(如乙烯、丙烯、1-丁烯、异丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-辛烯、3-甲基-1-戊烯、4-甲基-1-戊烯、5-甲基-1-己烯、其混合物)单体及其与(甲基)丙烯酸酯和/或乙酸乙烯酯的共聚物来制备。可用于TPE制剂的聚烯烃可为高密度、低密度、线性低密度、极低密度聚乙烯以及乙烯与(甲基)丙烯酸酯和/或乙酸乙烯酯的共聚物。聚烯烃可通过传统的齐格勒/纳塔催化剂体系或通过单活性催化剂体系、或其他聚烯烃催化剂技术与各种方法技术和方案的组合来制成。
合适的单烯烃共聚物橡胶的烯烃橡胶包括两种或更多种α-单烯烃的非极性橡胶状共聚物，优选与至少一种多烯(通常为二烯)共聚。可使用饱和单烯烃共聚物橡胶，例如乙烯-丙烯共聚物橡胶(EPM)。然而，不饱和单烯烃橡胶如EPDM橡胶更合适。EPDM为乙烯、丙烯和非共轭二烯的三元共聚物。令人满意的非共轭二烯包括5-亚乙基-2-降冰片烯(ENB)、1,4-己二烯、5-亚甲基-2-降冰片烯(MNB)、1,6-辛二烯、5-甲基-1,4-己二烯、3,7-二甲基-1,6-辛二烯、1,3-环戊二烯、1,4-环己二烯、二环戊二烯(DCPD)和乙烯基降冰片烯(VNB)。丁基橡胶也用于TPE制剂中。术语“丁基橡胶”包括异烯烃和共轭单烯烃的共聚物、具有或不具有共轭单烯烃的异烯烃的三元共聚物、二乙烯基芳族单体、以及这些共聚物和三元共聚物的卤化衍生物。烯烃橡胶中的另一种合适的共聚物为C4-7异单烯烃和对烷基苯乙烯的共聚物。TPE中使用的其他烯烃橡胶为天然橡胶。天然橡胶的主要成分是线性聚合物顺式-1,4-聚异戊二烯。此外，也可使用聚丁二烯橡胶和苯乙烯-丁二烯-共聚物橡胶。可采用任何上述烯烃橡胶的共混物，而不是单一的烯烃橡胶。其他合适的橡胶是亚硝酸盐橡胶(nitriterubber)。含腈基橡胶的实例包括包含烯属不饱和腈化合物和共轭二烯的共聚物橡胶。此外，共聚物橡胶可以是其中共聚物橡胶的共轭二烯单元被氢化的共聚物橡胶。烯属不饱和腈化合物的具体实例包括丙烯腈、α-氯丙烯腈、α-氟丙烯腈和甲基丙烯腈。在它们之中，特别优选丙烯腈。其他合适的橡胶基于多氯化丁二烯如聚氯丁二烯橡胶。这些橡胶可以商品名和商购。
通过添加PE-g-PEO显示出一些益处的可商购的热塑性弹性体(TPE)是在没有增塑剂的情况下配制的，其具有0.888g/cm3(ASTM D792-13)的标称密度和33.0摩尔％丙烯、24.8摩尔％乙烯和42.2摩尔％丁烯的标称组成。
根据本发明的方法制备的具有PE-g-PEO添加剂的基础聚合材料可通过本领域已知的标准成型方法(例如通过吹塑膜挤出、浇注膜挤出、注射或吹塑、造粒、发泡、热成型、以聚合物熔体形式配混、或纤维纺丝)来形成有用的制品。例如，任何以上在描述熔融工艺的实施方案中所讨论的技术可用于制备经改性的聚合物，从而根据所用熔融加工技术的类型形成各种有用的制品。例如，混合物可用于制造膜如吹塑膜或浇注膜。吹塑膜挤出和浇注膜的技术是本领域技术人员在薄塑料膜生产领域中已知的。具有PE-g-PEO添加剂的聚合物也可用于共挤出膜中。共挤出吹塑膜的形成是本领域技术人员已知的。术语“共挤出”是指将两种或更多种材料挤出通过具有两个或更多个孔的单个模头的工艺，上述两个或更多个孔布置成使挤出物合并在一起形成层状结构，例如在急冷或淬火之前。
转至图1，示出了包括管材、IV注射口和连接的静脉(IV)输液套件的一部分。患者借助于静脉(IV)输液套件连接到IV源。该套件包括一段具有在端部上的连接器和一个或更多个注射位或口的管材。注射位或口能够经由注射器或其他IV源注射额外的药物等。如图所示，示例性套件包括连接到具有Y位(连接器)16的管材14的用于插入到患者的针12，和用于连接到IV流体源(未示出)的管材分支18。Y位包括传统的IV注射位或口，其包括在Y形管的一部分的端部或上方的氯丁橡胶等的弹性塞和帽组合20。用于注射流体的额外IV源的连接通过将传统针22穿过该位或口20插入到下面的管中来实现。本发明的实施方案包括由基础聚合制剂形成的管材14，该基础聚合制剂包含向其中添加有包含聚乙烯-聚(环氧乙烷)两亲接枝共聚物(PE-g-PEO)的添加剂的聚烯烃(例如聚乙烯或聚丙烯)或热塑性弹性体(TPE)。Y位(连接器)16可由选自以下物质的材料形成：聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA)、苯乙烯马来酸酐(SMA)、聚碳酸酯(PC)和甲基丙烯酸甲酯-丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(MABS)。管材14溶剂粘接到Y位(连接器)16上。
用于溶剂粘接的一般程序
用于处理管外表面的溶剂典型地选自一种或多种烃如环己酮、环己烷、己烷、二甲苯、甲苯、四氢呋喃(THF)、乙酸乙酯(EA)和甲乙酮(MEK)。溶剂处理典型地包括在将端部插入到连接器的管状主体的轴向通道之前，将溶剂施加到管端部的表面。
溶剂粘接是使两种或更多种材料在不使用粘合剂的情况下粘接在一起的方法。例如，材料“A”(如管材)为需要被永久粘贴(或粘接)到材料“B”(可为连接器)的第一组件。将材料“A”和“B”都浸入到适用于加工医疗设备的溶剂中。然后将材料重叠并固定(例如通过夹紧)以形成粘接区域。使材料彼此保持接触一段适合于使重叠区域固化并形成粘接的时间。
适用于组装医疗设备的溶剂包括但不限于：环己酮、二氯甲烷、甲乙酮(MEK)、四氢呋喃、丙酮、1,2-二氯乙烷、甲基苯、四氢呋喃、和溶剂的共混物(50/50％二氯甲烷/环己酮，50/50％或80/20％MEK/环己酮)；粘接溶剂可进一步加载有最高至25％重量的母体塑料或(管或连接器的)基础制剂材料的组分以增加粘度。
实施方案
以下列出了各种实施方案。应当理解，以下列出的实施方案可根据本发明的范围与所有方面和其他实施方案组合。
实施方案1。一种由以下物质的共混物形成的用于医疗设备的管材，包含：基础聚合制剂，其包含至少一种乙烯或丙烯的聚合物或共聚物并且排除游离的聚(环氧乙烷)；和添加剂，其包含聚乙烯-聚(环氧乙烷)两亲接枝共聚物(PE-g-PEO)；该PE-g-PEO以该共混物重量的约0.01至约5.0％的量存在于该共混物中。
实施方案2。实施方案1的管材，其中该PE-g-PEO根据式(I)：
其中R为氢、烷基、取代的烷基、乙烯基取代的烷基、烃基、取代的烃基或乙烯基取代的烃基基团；m的摩尔值为2-40摩尔％；n的摩尔值为60-98摩尔％；p为5至500个环氧乙烷单元。
实施方案3。实施方案1至2之一的管材，其中该基础聚合制剂包含聚乙烯、聚丙烯、聚乙烯-聚丙烯共聚物、含聚乙烯和/或聚丙烯的热塑性弹性体(TPE)、或其组合。
实施方案4。实施方案3的管材，其中该基础聚合制剂包含聚乙烯和聚丙烯的共聚物。
实施方案5。实施方案3的管材，其中含聚乙烯和/或聚丙烯的热塑性弹性体(TPE)包含至少60mol％的总聚乙烯和/或聚丙烯。
实施方案6。实施方案1至5之一的管材，其中PE-g-PEO是具有10-40wt％乙酸乙烯酯的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物的环氧乙烷开环聚合产物。
实施方案7。一种医疗设备，包括：包含聚合共混物的管材，该聚合共混物包含基础聚合制剂和添加剂，该基础聚合制剂包含至少一种乙烯或丙烯的聚合物或共聚物并且排除游离的聚(环氧乙烷)，该添加剂包含根据式(I)的聚乙烯-聚(环氧乙烷)两亲接枝共聚物(PE-g-PEO)，其中该基础聚合制剂不含任何游离的聚(环氧乙烷)并且PE-g-PEO以该共混物重量的约0.01至约5.0％的量存在于该共混物中；以及粘接到管材的连接器；其中该PE-g-PEO有效地增强了管材与连接器的粘接。
实施方案8。实施方案7的医疗设备，其中该基础聚合制剂包含聚乙烯、聚丙烯、聚乙烯-聚丙烯共聚物、含聚乙烯和/或聚丙烯的热塑性弹性体(TPE)、或其组合。
实施方案9。实施方案7至8之一的医疗设备，其中该基础聚合制剂包含聚乙烯和聚丙烯的共聚物。
实施方案10。实施方案7至8之一的医疗设备，其中该含聚乙烯和/或聚丙烯的热塑性弹性体(TPE)包含至少60mol％的聚乙烯和/或聚丙烯。
实施方案11。实施方案7至10之一的医疗设备，其中该PE-g-PEO为具有10至40wt％乙酸乙烯酯的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物的环氧乙烷开环聚合产物。
实施方案12。实施方案7至11之一的医疗设备，其中该连接器包含极性材料。
实施方案13。实施方案12的医疗设备，其中该极性材料选自：聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA)、苯乙烯马来酸酐(SMA)、聚碳酸酯(PC)和甲基丙烯酸甲酯-丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(MABS)。
实施方案14。实施方案7至13之一的医疗设备，其中该连接器溶剂粘接至该管材。
实施方案15。一种制作医疗设备的方法，包括：获得聚乙烯-聚(环氧乙烷)两亲接枝共聚物(PE-g-PEO)；将该PE-g-PEO与基础聚合制剂合并以形成共混物，该基础聚合制剂包含至少一种乙烯或丙烯的聚合物或共聚物并且排除游离的聚(环氧乙烷)，该PE-g-PEO以该共混物重量的约0.01至约5.0％的量存在于该共混物中；由该共混物形成管材；在溶剂存在下将该管材粘接到连接器以形成医疗设备；其中该PE-g-PEO有效地增强了管材与连接器的粘接。
实施方案16。实施方案15的方法，其中使用具有10-40wt％乙酸乙烯酯的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物的环氧乙烷开环聚合来形成根据式(I)的PE-g-PEO。
实施方案17。实施方案15至16任何之一的方法，其中该基础聚合制剂包含聚乙烯、聚丙烯、聚乙烯-聚丙烯共聚物、含聚乙烯和/或聚丙烯的热塑性弹性体(TPE)、或其组合。
实施方案18。实施方案15至17之一的方法，其中该基础聚合制剂包含聚乙烯和聚丙烯的共聚物。
实施方案19。实施方案15至17之一的方法，其中该含聚乙烯和/或聚丙烯的热塑性弹性体(TPE)包含至少60mol％的聚乙烯和/或聚丙烯。
实施方案20。对于任何的实施方案1至19，其中该PE-g-PEO具有2-10或甚至1.05-1.25的分散指数。
具体实施方式
实施例
根据美国专利号9,150,674的方法制备本文测试的PE-g-PEO接枝共聚物。具体地，聚乙烯基接枝共聚物由聚(乙烯-共-乙酸乙烯酯)原料制备。使用受控的开环聚合将环氧乙烷的聚合物侧链接枝到聚乙烯主链上，以制备具有官能化侧基的聚乙烯-接枝-聚(环氧乙烷)(PE-g-PEO)共聚物。引入亲水性聚(环氧乙烷)(PEO)侧链到聚乙烯主链上得到具有所需两亲特性的共聚物。
更具体地，本发明的两亲接枝共聚物以两步合成顺序来制备。首先，在EVA平台上进行水解反应，由此除去乙酸酯单元以生产乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)和乙酸甲酯副产物。乙酸酯单元通过与甲醇钾反应除去，并且副产物乙酸甲酯将通过蒸馏除去。然后将所得的聚合醇钾用于引发环氧乙烷开环聚合(ROP)。在该工艺的第二步中，对乙烯和乙酸乙烯酯的共聚物进行含氧阴离子聚合，以生产聚乙烯基接枝共聚物。
实施例1
对比
基于线性低密度聚乙烯(LLDPE)的第一基础聚合制剂仅由DowlexTM 2045.01G来制备。4”×4”压模样品在155℃下由基础聚合制剂制备。
实施例2
制备PE-g-PEO接枝共聚物作为PE-760-g-PEO-8，其中760表示侧链之间的平均距离，并且8为PEO侧链的平均长度。将PE-760-g-PEO-8接枝共聚物添加到实施例1的第一基础聚合制剂中以形成共混物，接枝共聚物以共混物重量的0.5wt％、1.0％、2.5％和5.0％的量存在。医疗设备的示例性组件如实施例1中所述通过压模来制备。
实施例3
制备PE-g-PEO接枝共聚物作为PE-760-g-PEO-4，其中760表示侧链之间的平均距离，并且4为PEO侧链的平均长度。将PE-760-g-PEO-4接枝共聚物添加到实施例1的第一基础聚合制剂中以形成共混物，接枝共聚物以共混物重量的0.5wt％、1.0％、2.5％和5.0％的量存在。医疗设备的示例性组件如实施例1中所述通过压模来制备。
实施例4
制备PE-g-PEO接枝共聚物作为PE-760-g-PEO-z，其中760表示侧链之间的平均距离，并且变化z(其为PEO侧链的平均长度)。将PE-760-g-PEO-z接枝共聚物添加到实施例1的第一基础聚合制剂中以形成共混物，接枝共聚物以共混物重量的0.5％的恒定量存在。变化的“z”值为：0.25、1、4和8。医疗设备的示例性组件如实施例1中所述通过压模来制备。
实施例5
制备PE-g-PEO接枝共聚物作为PE-XXX-g-PEO-z，其中XXX表示侧链之间的平均距离，并且变化z(其为PEO侧链平均长度)以保持PEO长度一致。将PE-XXX-g-PEO-z接枝共聚物添加到实施例1的第一基础聚合制剂中以形成共混物，接枝共聚物以共混物重量的0.5％的恒定量存在。变化的“XXX”和“z”的值为：360和7、460和4、以及660和3.5。如表1所提供的，PE-360-g-PEO-7也可称为PE1-g-PEO，PE-460-g-PEO-4可称为PE2-g-PEO，PE-660-g-PEO-3.5可称为PE3-g-PEO。医疗设备的示例性组件如实施例1中所述通过压模来制备。
实施例6
仅制备基于可商购的热塑性弹性体(TPE)的第二基础聚合制剂。TPE通过13C-NMR和FTIR分析以含有33.0mol％的丙烯、24.8mol％的乙烯和42.2mol％的丁烯。4”×4”压模样品在190℃下由基础聚合制剂制备。
制备PE-g-PEO接枝共聚物作为PE-760-g-PEO-7，其中760表示侧链之间的平均距离，并且7为PEO侧链的平均长度。将PE-760-g-PEO-7接枝共聚物添加到第二基础聚合制剂中以形成共混物，接枝共聚物以共混物重量的0.5wt％、1.0％、2.5％和5.0％的量存在。医疗设备的示例性组件如实施例1中所述通过压模来制备。
实施例7
制备PE-g-PEO接枝共聚物作为PE-760-g-PEO-4，其中760表示侧链之间的平均距离，并且4为PEO侧链的平均长度。将PE-760-g-PEO-4接枝共聚物添加到实施例6的第二基础聚合制剂中以形成共混物，接枝共聚物以共混物重量的0.1％、0.5wt％、1.0％、2.5％和5.0％的量存在。医疗设备的示例性组件如实施例1中所述通过压模来制备。
实施例8
确定聚乙烯(PE)含量对根据实施例6-7的TPE的粘接强度的影响。将变化量的PE与0.5wt％的PE760-g-PEO4一起添加到TPE中。医疗设备的示例性组件如实施例1中所述通过压模来制备。
实施例9
测试
溶剂粘接程序。将每一个根据实施例1-8(材料“A”)的医疗设备的示例性组件溶剂粘接到由每一个以下材料制成的医疗设备的示例性第二组件(材料“B”)：聚(甲基丙烯酸甲酯))(PMMA)(SG10)、苯乙烯马来酸酐(SMA)(960)、聚碳酸酯(PC)(2558)和甲基丙烯酸甲酯-丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(MABS)(2802HD)。将材料“A”和“B”都浸入到环己酮溶剂中，并且然后重叠以产生1平方英寸的粘接面积。然后将样品夹紧在一起并使其固化2天。
各测试的系统是一次一个因素(one-factor-at-a-time，OFAT)，其中材料“A”为变量且材料“B”恒定。
图2提供了对比实施例1(0％)和实施例2(共混物重量的0.5wt％、1.0％、2.5％和5.0％)的粘接强度(N)与PE-g-PEO浓度(wt％)的关系图，实施例2使用PE-760-g-PEO-8作为基础制剂的添加剂。粘接强度随着PEO％的增加而增加。0.5％加载量显示出比对比0％实施例显著的改进。
图3提供了对比实施例1(0％)和实施例3(共混物重量的0.5wt％、1.0％、2.5％和5.0％)的粘接强度(N)与PE-g-PEO浓度(wt％)的关系图，实施例3使用PE-760-g-PEO-4作为基础制剂的添加剂。显示了关于所有“B”材料的结果。粘接强度随着PEO％的增加而增加。0.5％加载量显示出比对比0％实施例显著的改进。
图4提供了对比实施例1(仅PE)和实施例4(“z”：0.25、1、4和8)的朝向PMMA材料“B”的粘接强度(N)与PEO链长(“z”)的关系图，实施例4使用PE-760-g-PEO-z作为基础制剂的添加剂。PEO链的存在导致增加的粘接强度。最高的粘接强度出现于z＝1和z＝4。
图5提供了对比实施例1(仅PE)和实施例4(“z”：0.25、1、4和8)的朝向SMA材料“B”的粘接强度(N)与PEO链长(“z”)的关系图，实施例4使用PE-760-g-PEO-z作为基础制剂的添加剂。PEO链的存在导致增加的粘接强度。最高的粘接强度出现于z＝1和z＝4。
图6提供了对比实施例1(仅PE)和实施例4(“z”：0.25、1、4和8)的朝向PC材料“B”的粘接强度(N)与PEO链长(“z”)的关系图，实施例4使用PE-760-g-PEO-z作为基础制剂的添加剂。PEO链的存在导致增加的粘接强度。最高的粘接强度出现于z＝1和z＝4。
图7提供了对比实施例1(仅PE)和实施例4(“z”：0.25、1、4和8)的朝向PC材料“B”的粘接强度(N)与PEO链长(“z”)的关系图，实施例4使用PE-760-g-PEO-z作为基础制剂的添加剂。PEO链的存在导致增加的粘接强度。最高的粘接强度出现于z＝1和z＝4。
图8提供了对比实施例1(仅PE)和实施例5(“PE1-g-PEO”，其中“XXX”和“z”分别为360和7；“PE2-g-PEO”，其中“XXX”和“z”分别为460和4；和“PE3-g-PEO”，其中“XXX”和“z”分别为660和3.5)的朝向PMMA材料“B”的粘接强度(N)与PE链段长度的关系图，实施例5使用PE-XXX-g-PEO-z作为基础制剂的添加剂。如图4所示，相对于对比实施例1，PEO链的存在导致增加的粘接强度。变化的共聚物的粘接强度在统计学上均相同。基于PE链段长度未观察到显著趋势。
图9提供了对比实施例1(仅PE)和实施例5(“PE1-g-PEO”，其中“XXX”和“z”分别为360和7；“PE2-g-PEO”，其中“XXX”和“z”分别为460和4；和“PE3-g-PEO”，其中“XXX”和“z”分别为660和3.5)的朝向SMA材料“B”的粘接强度(N)和PE链段长度的关系图，实施例5使用PE-XXX-g-PEO-z作为基础制剂的添加剂。变化的共聚物的粘接强度在统计学上均相同。基于PE链段长度未观察到显著趋势。
图10提供了对比实施例1(仅PE)和实施例5(“PE1-g-PEO”，其中“XXX”和“z”分别为360和7；“PE2-g-PEO”，其中“XXX”和“z”分别为460和4；和“PE3-g-PEO”，其中“XXX”和“z”分别为660和3.5)的朝向PC材料“B”的粘接强度(N)和PE链段长度的关系图，实施例5使用PE-XXX-g-PEO-z作为基础制剂的添加剂。PE3-g-PEO和PE2-g-PEO的粘接强度在统计学上均相同。对于具有最长PE链段长度的共聚物而言，对于PE1-g-PEO，粘接强度显著提高。
图11提供了对比实施例1(仅PE)和实施例5(“PE1-g-PEO”，其中“XXX”和“z”分别为360和7；“PE2-g-PEO”，其中“XXX”和“z”分别为460和4；和“PE3-g-PEO”，其中“XXX”和“z”分别为660和3.5)的朝向MABS材料“B”的粘接强度(N)和PE链段长度的关系图，实施例5使用PE-XXX-g-PEO-z作为基础制剂的添加剂。变化的共聚物的粘接强度在统计学上均相同。基于PE链段长度未观察到显著趋势。
图12是实施例6(0％、0.5％、1.0％、2.5％和5.0％重量)的粘接强度(N)与基础制剂中的PE-g-PEO浓度(wt％)的关系图，实施例6使用PE-760-g-PEO-7作为基础制剂的添加剂。对于0.5wt％的加载量，通过四种类型的连接器材料中的每一种实现了粘接强度的适度增加。
图13是实施例7(0％、0.5％、1.0％、2.5％和5.0％重量)的粘接强度(N)与基础制剂中的PE-g-PEO浓度(wt％)的关系图，实施例7使用PE-760-g-PEO-4作为基础制剂的添加剂。对于在1wt％处的PC以及在1wt％和2.5wt％处的PMMA，粘接强度有增加。
图14提供了使用0.5wt％的PE-760-g-PEO-4作为基础制剂中的添加剂的示例性TPE基础制剂中的粘接强度(N)与PE浓度的关系图。由图14看出，当TPE富含聚乙烯(PE)或聚丙烯(PP)时，共聚物PE-g-PEO更有效。在向TPE添加10％PE后，[TPE+0.5wt％PE-g-PEO]样品的粘接强度增加了23％。
接枝共聚物显示出对于富含PP和PE的TPE样品的溶剂粘接强度增加；表明共聚物在含有至少30-40mol％或更高的各个丙烯(C3)和/或乙烯(2)单一组分的TPE(TPE应富含C3或C2)中更有效。由此看出，优选的基础聚合制剂含有60-100mol％(或65-100mol％或甚至70-100mol％)的聚乙烯和聚丙烯。
贯穿本说明书参考“一种实施方案”、“某些实施方案”、“一种或多种实施方案”或“实施方案”意味着结合该实施方案所描述的特定特征、结构、材料或特性包括在至少一种本发明的实施方案中。因此，贯穿本说明书在各个地方出现的诸如“在一种或多种实施方案中”，“在某些实施方案中”，“在一种实施方案中”或“在实施方案中”的短语不必然指本发明的相同实施方案。此外，特定特征、结构、材料或特性可在一种或多种实施方案中以任何合适的方式组合。
尽管此处本发明已经参考特定实施方案进行了描述，但是应当理解，这些实施方案仅仅是对本发明的原理和应用的说明。对于本领域技术人员显而易见的是，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可对本发明的方法和装置进行各种修改和变化。因此，本发明旨在包括在所附权利要求及其等同物的范围内的修改和变化。

Claims (20)

1.一种由包含以下物质的共混物形成的用于医疗设备的管材：
基础聚合制剂，其包含至少一种乙烯或丙烯的聚合物或共聚物并且排除游离的聚(环氧乙烷)；和
添加剂，其包含聚乙烯-聚(环氧乙烷)两亲接枝共聚物(PE-g-PEO)；
所述PE-g-PEO以所述共混物重量的约0.01至约5.0％的量存在于所述共混物中。
2.权利要求1的管材，其中所述PE-g-PEO根据式(I)：
其中R为氢、烷基、取代的烷基、乙烯基取代的烷基、烃基、取代的烃基、或乙烯基取代的烃基基团；m的摩尔值为2-40摩尔％；n的摩尔值为60-98摩尔％；并且p为5至500个环氧乙烷单元。
3.权利要求1的管材，其中所述基础聚合制剂包含聚乙烯、聚丙烯、聚乙烯-聚丙烯共聚物、含聚乙烯和/或聚丙烯的热塑性弹性体(TPE)、或其组合。
4.权利要求3的管材，其中所述基础聚合制剂包含聚乙烯和聚丙烯的共聚物。
5.权利要求3的管材，其中所述含聚乙烯和/或聚丙烯的热塑性弹性体(TPE)包含至少60mol％的总聚乙烯和/或聚丙烯。
6.权利要求1的管材，其中所述PE-g-PEO是具有10-40重量％乙酸乙烯酯的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物的环氧乙烷开环聚合产物。
7.权利要求1的管材，其中所述PE-g-PEO具有2-10的分散指数。
8.一种医疗设备，包括：
包含聚合共混物的管材，所述聚合共混物包含基础聚合制剂和添加剂，所述基础聚合制剂包含至少一种乙烯或丙烯的聚合物或共聚物并且排除游离的聚(环氧乙烷)，所述添加剂包含根据式(I)的聚乙烯-聚(环氧乙烷)两亲接枝共聚物(PE-g-PEO)：
其中R为氢、烷基、取代的烷基、乙烯基取代的烷基、烃基、取代的烃基、或乙烯基取代的烃基；m的摩尔值为2-40摩尔％；n的摩尔值为60-98摩尔％；p为5至500个环氧乙烷单元；
其中所述PE-g-PEO以所述共混物重量的约0.01至约5.0％的量存在于所述共混物中；和
粘接至所述管材的连接器；
其中所述PE-g-PEO有效地增强了所述管材与连接器的粘接。
9.权利要求8的医疗设备，其中所述基础聚合制剂包含聚乙烯、聚丙烯、聚乙烯-聚丙烯共聚物、含聚乙烯和/或聚丙烯的热塑性弹性体(TPE)、或其组合。
10.权利要求8的医疗设备，其中所述基础聚合制剂包含聚乙烯和聚丙烯的共聚物。
11.权利要求8的医疗设备，其中所述含聚乙烯和/或聚丙烯的热塑性弹性体(TPE)包含至少60mol％的聚乙烯和/或聚丙烯。
12.权利要求8的医疗设备，其中所述PE-g-PEO是具有10-40重量％乙酸乙烯酯的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物的环氧乙烷开环聚合产物。
13.权利要求8的医疗设备，其中所述连接器包含极性材料。
14.权利要求13的医疗设备，其中所述极性材料选自：聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA)、苯乙烯马来酸酐(SMA)、聚碳酸酯(PC)和甲基丙烯酸甲酯-丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(MABS)。
15.权利要求8的医疗设备，其中所述连接器与所述管材溶剂粘接。
16.一种制造医疗设备的方法，包括：
获得聚乙烯-聚(环氧乙烷)两亲接枝共聚物(PE-g-PEO)；
将所述PE-g-PEO与包含至少一种乙烯或丙烯的聚合物或共聚物并且排除游离的聚(环氧乙烷)的基础聚合制剂合并以形成共混物，所述PE-g-PEO以所述共混物重量的约0.01至约5.0％的量存在于所述共混物中；
由所述共混物形成管材；和
在溶剂存在下将所述管材粘接到连接器上以形成所述医疗设备；
其中所述PE-g-PEO有效地增强了所述管材与连接器的粘接。
17.权利要求16的方法，其中使用具有10-40重量％乙酸乙烯酯的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物的环氧乙烷开环聚合形成根据式(I)的PE-g-PEO：
其中R为氢、烷基、取代的烷基、乙烯基取代的烷基、烃基、取代的烃基、或乙烯基取代的烃基；m的摩尔值为2-40摩尔％；n的摩尔值为60-98摩尔％；p为5至500个环氧乙烷单元。
18.权利要求16的方法，其中所述基础聚合制剂包含聚乙烯、聚丙烯、聚乙烯-聚丙烯共聚物、含聚乙烯和/或聚丙烯的热塑性弹性体(TPE)、或其组合。
19.权利要求16的方法，其中所述基础聚合制剂包含聚乙烯和聚丙烯的共聚物。
20.权利要求16的方法，其中所述含聚乙烯和/或聚丙烯的热塑性弹性体(TPE)包含至少60mol％的聚乙烯和/或聚丙烯。
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