CN111253703A - 交联的苯乙烯嵌段共聚物 - Google Patents
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Abstract
一种弹性体苯乙烯嵌段共聚物(SBC)组合物,包含一种或多种SBC以及一种或多种与所述一种或多种SBC的苯乙烯末端嵌段可混溶的聚合物;其中,所述嵌段共聚物组合物是物理和化学交联的。还公开了一种可混溶的聚合物共混物,包含一种或多种SBC以及一种或多种与所述一种或多种SBC的苯乙烯末端嵌段可混溶的聚合物;其中,所述可混溶的聚合物共混物是物理和化学交联的;所述化学交联包括SBC的链之间的共价键;所述物理交联包括所述一种或多种SBC的苯乙烯末端嵌段与所述一种或多种与所述苯乙烯末端嵌段可混溶的聚合物之间的非共价相互作用。
Description
技术领域
本发明涉及物理和化学交联的苯乙烯嵌段共聚物。所述共聚物在弹性浸渍制品(例如,手套和避孕套)制造方面具有有利的用途。
背景技术
薄壁弹性浸渍制品传统上由天然橡胶(NR)、聚氯丁二烯(CR)、聚异戊二烯(IR)、聚氨酯(PU)、丁腈橡胶(NBR)、苯乙烯嵌段共聚物(SBC)、其混合物或其层压物。
天然橡胶用于这种应用中,因为它是提供卓越性能的天然产品。然而,导致即刻型超敏反应(I型过敏)的致敏蛋白的存在限制了其使用。为了解决这个缺点,已经开发出合成材料作为替代品。
典型加工
通常通过将适当形状的形式浸入聚合物的液体混合物中,将薄壁弹性薄膜成形为适应于预期的应用(手套、避孕套等),所述液体混合物可以是水(乳胶)中的分散体或者是一种或多种适当溶剂中的溶液。在蒸发水或其它溶剂后形成固体薄膜。
通过交联机制实现材料在力学性能和化学性能、弹性和耐久性方面的性能增强。硫化是大多数弹性体材料(如NR或IR)的传统化学交联机制。硫化产生将一条聚合物链连接到另一条聚合物链上的硫共价键。然而,由于仅用硫进行硫化需要太长时间并且需要非常高的温度等反应条件,因此添加诸如“促进剂”等化学添加剂。促进剂(accelerator)可以具有多种类型,通常分类在以下系列中:噻唑、氨基甲酸酯、胍、硫脲和秋兰姆(thiuram)。通常的做法是使用选自不同系列的不同促进剂的混合物来优化硫化速度和性能。
然而,硫通过共价键合结合到聚合物网络中,而促进剂并不结合到聚合物网络中。由聚异戊二烯制成的典型手套制剂可包含高达2%的促进剂。促进剂分子在水中的溶解性差,不能通过洗涤从手套中除去。此外,由于它们与橡胶的有限的相容性,它们可能随着时间的推移“浮现(bloom)”在薄膜的表面。促进剂也是强烈的皮肤致敏剂,可引起过敏性接触性皮炎(迟发型超敏反应,IV型)。
产品性能
材料、配混条件以及转变成薄壁薄膜的过程的特定组合通常限定了所得产品的性能。
NR、CR、IR和NBR是更常见的弹性体并且都是从水分散体,也称为晶格,开始转变成薄壁薄膜。然而,由晶格制成的薄壁薄膜具有的缺点是所得产品有时易于产生小孔。这些小孔通常直径为微米级,可能是胶乳中杂质含量低难以滤出并且所述方法将非均相体系(分散体)转化为薄膜的结果。在橡胶中存在一些固有的微孔性,这可归因于所有构成典型薄膜的胶乳颗粒不能彼此完全聚结且形成没有间隙空位的连续薄膜。用于乳胶稳定化和制造过程中使用的的天然蛋白质(存在于NR中)和化学品(表面活性剂,主要在合成聚合物的情况下)易于抑制聚结。
有利地,一些其它合成聚合物可以溶解在溶剂(如烃类溶剂)中以形成真正的溶液。因此,溶剂浇铸技术对于生产具有极高质量要求且几乎没有微孔性的薄膜具有吸引力。小孔也不太可能存在。
基于多嵌段橡胶的共聚物,尤其是苯乙烯嵌段共聚物(SBC)特别适合用于溶剂浇铸,因为它们可以形成具有可接受粘度的溶液,所述粘度可用于浸渍。
苯乙烯嵌段共聚物
SBC被分类为热塑性弹性体,其具有橡胶的力学性能和热塑性塑料的加工特性。这些性能源于其分子结构。SBC由至少三个嵌段组成,通常是两个硬质聚苯乙烯末端嵌段和一个软质弹性体(聚丁二烯、聚异戊二烯——氢化或未氢化)中间嵌段。更常见的SBC包括线性三嵌段共聚物,例如苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯(SEBS)、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)和苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯(SIS),但是其它体系结构(例如,由多于3个嵌段组成的共聚物)和其它结构(星形或径向)也是可以的。
硬质嵌段和软质嵌段是不混溶的,因此,在微观尺度上,聚苯乙烯嵌段在橡胶基质中形成单独的域。因此,SBC表现出两种玻璃化转变温度(Tg),其是相应均聚物的特性(例如,在聚丁二烯的情况下,聚苯乙烯末端嵌段:90-100℃,橡胶中间嵌段:约-90℃)。
除了从真正的溶液中处理的优点之外,SBC能够在不使用任何化学交联,诸如硫和促进剂的情况下形成具有高力学性能的弹性薄膜,由于每个橡胶嵌段的两端都由聚苯乙烯链段封端,并且这些刚性域充当多功能连接点以产生“物理地”交联的弹性体网络,因此在许多方面类似于常规硫化橡胶(“化学交联”)。
最后,这些弹性体可以用合适的增塑剂有利地配制成,从而提供例如,手术手套所需的拉伸强度、弹性和触感的理想组合。
最终断裂力和拉伸强度是评估薄壁可伸展薄膜(如避孕套或手套)的性能的重要因素,所述性能应按照国际标准进行评估。此外,外科手套应该提供高敏感度,而同时在长时间内不会压迫佩戴者的手。为了防止手受到压迫,优选100%伸长率下模量低于1.0MPa,理想地低于0.7MPa。
SBC适合与增塑剂一起配制,可满足所有国际标准并且可以实现与其它弹性体(如NRL、CR、IR)相当的柔韧性和力学性能,并且在许多情况下,可以实现优于其它弹性体(如NRL、CR、IR)的柔韧性和力学性能。这意味着所述材料可以以与其它弹性体相当或更优的方式机械地执行,同时避免了乳胶基弹性体的缺点,诸如促进剂和小孔。
总之,SBC特别适用于薄壁薄膜应用,例如,提供优异性能的医用手套,包括不含天然橡胶蛋白质的合成橡胶、不含促进剂、柔软以及几乎没有小孔且无水合作用的极高质量的薄膜。
EP0488021和EP1472315中描述了用于手术手套的合适的SBC组合物,其中,EP0488021公开了两种或更多种S-EB-S嵌段共聚物的组合,EP1472315公开了一种S-EB-S嵌段共聚物和一种S-EP-S-EP嵌段共聚物的组合。
苯乙烯嵌段共聚物的局限性
上述过程中提及的专利中所述的由SBC制成的产品具有一个主要的缺点。由于网络仅由物理交联而非化学交联构成,因此当与某些有机溶剂接触时,玻璃状聚苯乙烯域软化并失去其内聚力。
例如,由SBC制成的手术手套在放置成直接接触有机溶剂时会被破坏。几种有机溶剂和“侵蚀性”化学品可用于医学领域。一个示例是甲基丙烯酸甲酯单体(MMA),其存在于用于关节成形术的未固化骨水泥中。MMA的汉森(Hansen)溶解度参数为17.9MPa1/2,接近于PS的汉森溶解度参数(18.6)。另一个示例是二乙基醚,其在诸如火棉胶等一些制剂中用作溶剂。对这些溶剂的耐化学性差是这一系列弹性体用于手术用手套的主要限制。
可以通过经由永久共价键添加化学网络来强化物理网络,所述永久共价键将弹性体相的链连接在一起得到不溶性物质。德克等人在《应用聚合物科学杂志》第77卷1902-1912,2000(Decker et al,Journal of Applied Polymer Science(vol.77,1902-1912,2000))中描述了一个示例,其使用在自由基型光引发剂存在的情况下通过UV辐射而交联的商用SBS和SIS三嵌段共聚物。通过添加诸如丙烯酸酯或硫醇单体等多官能有机分子,可显著加速交联过程,这些多官能有机分子可与不饱和聚丁二烯或聚异戊二烯发生共聚。
然而,这种化学交联过程导致薄膜的力学性能显著降低,因为两个网络(一个“物理”网络和一个“化学”网络)的共存降低了力学抗性并增加了材料的刚性。
这些材料不能达到例如,外科手套情况下的国际标准,如ASTM D3577中描述的最小拉伸强度。
因此,希望提供能够解决一个或多个上述突出问题和缺陷的替代的SBC组合物及其制备方法。
本说明书中对任何先前出版物(或从其衍生的信息)或任何已知事项的引用不是,也不应被视为确认或承认或以任何形式建议该先前出版物(或从中获得的信息)或已知事项构成本说明书所涉及领域中的公知常识的一部分。
发明内容
一方面,本发明提供一种弹性体苯乙烯嵌段共聚物(SBC)组合物,包含:一种或多种SBC以及一种或多种与所述一种或多种SBC的苯乙烯末端嵌段可混溶的聚合物;
其中,所述嵌段共聚物组合物是物理和化学交联的;
其中,所述化学交联包括SBC的链之间的共价键;
其中,所述物理交联包括所述一种或多种SBC的苯乙烯末端嵌段与所述一种或多种与所述苯乙烯末端嵌段可混溶的聚合物之间的非共价相互作用。
另一方面,本发明提供一种可混溶的聚合物共混物(blend),包含:一种或多种SBC以及一种或多种与所述一种或多种SBC的苯乙烯末端嵌段可混溶的聚合物;
其中,所述可混溶的聚合物共混物是物理和化学交联的;
其中,所述化学交联包括SBC的链之间的共价键;
其中,所述物理交联包括所述一种或多种SBC的苯乙烯末端嵌段与所述一种或多种与所述苯乙烯末端嵌段可混溶的聚合物之间的非共价相互作用。
本文中公开的包含物理和化学交联的苯乙烯嵌段共聚物的独特组合物或共混物用于例如,诸如避孕套或医用手套等薄壁浸渍制品的制造中。所述独特组合物或共混物克服了目前可用的SBC中耐化学性的缺点,同时保持高水平的力学抗性和柔韧性。
另一方面,本发明提供一种弹性体苯乙烯嵌段共聚物组合物,包含:
(a)一种或多种SBC;
(b)一种或多种与所述一种或多种SBC的聚苯乙烯末端嵌段可混溶的聚合物;和
(c)一种或多种能够在所述一种或多种SBC的链之间诱导共价键合的交联剂。
另一方面,提供了一种制备SBC组合物的方法,包括以下步骤:将一种或多种SBC、一种或多种与所述一种或多种SBC的聚苯乙烯末端嵌段可混溶的聚合物以及一种或多种能够在所述一种或多种SBC的链之间诱导共价键合的交联剂进行组合。
所述组合物或共混物可进一步包含一种或多种可与所述一种或多种SBC的弹性体中间嵌段相容的增塑剂/增韧剂。
所述组合物或共混物可进一步包含一种或多种增强所述一种或多种SBC的苯乙烯末端嵌段与所述一种或多种可混溶的聚合物之间的混溶性的增容剂。这些增容剂可以是,例如,表面活性剂,特别是聚合物表面活性剂,如包含PS链段的二嵌段共聚物,或具有适当溶解度参数的低分子量聚合物或树脂。
所述一种或多种SBC可具有完全不饱和或部分不饱和的弹性体中间嵌段或可具有完全饱和的弹性体中间嵌段。
所述一种或多种SBC可选自以下群组:SIS、SBS、SIBS、S-异丁烯-S、SEBS、SEPS、SEEPS或用接枝在中间橡胶嵌段中的反应性基团官能化的SBC,所述反应性基团诸如羧酸基团、胺基团、醇基团、马来酸酐基团、环氧基团、异氰酸酯基团和氮丙啶基团或其混合物。
优选地,所述SBC由分子量(Mn)高于100,000g/mol的一种SBC或SBC的混合物组成。优选地,至少一种SBC的弹性体中间嵌段包含反应性官能团,诸如双键,以实现化学交联。
所述与聚苯乙烯末端嵌段可混溶的聚合物可以是能够在一定程度上与聚苯乙烯末端嵌段在分子水平上形成紧密共混物的聚合物。可混溶的聚合物可以是与聚苯乙烯可混溶的聚合物,即,所述SBC和所述可混溶的聚合物可以通过化学相似性和/或通过特定的相互作用(如芳烃环中的π键之间)形成均质共混物。这种相互作用本质上可以是非共价的。这种相互作用可以不包括SBC和可混溶的聚合物之间的共价键。
优选地,所述可混溶的聚合物的数均分子量(Mn)低于10,000g/mol,并且更优选低于3,000g/mol。
优选地,所述可混溶的聚合物具有宽分子量多分散指数,例如,大于2.0,或大于3.0,或大于4.0,或大于5.0。所述可混溶的聚合物优选具有与聚苯乙烯类似的极性。
在优选的实施例中,所述可混溶的聚合物选自烷基芳烃单体的低分子量共聚物。
所述可混溶的聚合物可选自以下群组:聚苯乙烯树脂、苯并呋喃-茚树脂、聚茚树脂、聚(甲基茚)树脂、乙烯基甲苯-α-甲基苯乙烯树脂、α-甲基苯乙烯树脂、聚苯醚(polyphenylene ether)、烷基芳烃单体(例如α-甲基苯乙烯和对甲基苯乙烯)的共聚物、松香酯、苯乙烯化萜烯、多萜烯(polyterpene)、萜烯酚类,及其混合物。
所述交联剂可选自以下群组:含有至少两个碳-碳双键的芳族、脂族和杂原子单体和低聚物,例如:多官能丙烯酸酯,诸如三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(TMPTMA)、环氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、三烯丙基氰脲酸酯、三烯丙基异氰脲酸酯,官能硫醇,诸如1,8-二巯基-3,6-二氧杂辛烷、三羟甲基丙烷三-3巯基丙酸酯、季戊四醇四-3-巯基丙酸酯、乙氧基化三羟甲基丙烷三(3-巯基丙酸酯),和其它具有乙烯基或烯丙基的多官能化合物,及其混合物。
所述交联剂也可以是金属盐、选自以下群组的胺交联剂:有机胺、有机二胺和有机多胺或多元醇。
所述化学交联也可以通过所谓的“硫化”进行,并且在这种情况下,交联剂可选自常规的硫、金属氧化物和通常用于诸如避孕套和手套等薄壁弹性薄膜中橡胶的硫化的促进剂。就本发明而言,硫化不被认为是优选的交联途径,因为促进剂是强烈的皮肤致敏剂没有结合到化学网络中并且可能浮现在表面上。
在优选的实施例中,交联反应是硫醇-烯反应。硫醇-烯反应是所谓的“点击”反应,其可以作为自由基介导的加成反应发生。
优选地,所述交联剂选自,例如,在其主链(backbone)中含有醚基或酯基的二硫醇、三硫醇和四硫醇分子。
有利地,所述交联反应可以通过辐射触发,例如UV、γ辐射,X射线或电子束辐射。辐射提供多个优势:能量高到足以从现有的化学物质中产生自由基,紫外线固化可以观察到阴影效应的风险较小,并且该技术还可以提供良好和准确的剂量控制。还应注意,大多数手术手套通过辐射(电子束或γ辐射)进行灭菌,因此交联可有利地在与手套灭菌本身相同的过程中发生。
在另一个实施例中,所述交联反应可以通过自由基型光引发剂中的一种或其混合物而引发或增强。
当使用时,所述光引发剂优选地选自这样的化合物:提供宽UV吸收光谱和在辐射时有效产生反应性自由基,且兼具在树脂体系中具有良好溶解性以及与人体皮肤接触时的良好耐受性。所述光引发剂可以,例如,选自以下群组:酰基膦氧化物,例如,单酰基膦氧化物、双酰基膦氧化物、2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基膦氧化物或其它,诸如2-羟基-甲基-1-苯基丙酮、甲基苯甲酰基甲酸酯和苯基乙醛酸甲基酯。
所述增塑剂可以增强本文中公开的SBC组合物和聚合物共混物的拉伸和柔韧性。优选地,所述增塑剂由与所述SBC的中间嵌段(弹性体嵌段)相容的液体饱和聚烯烃或液体饱和聚烯烃的混合物组成。更优选地,所述增塑剂可选自倾点小于或等于35℃的化合物。在本发明的上下文中,优选使用增塑油,优选矿物增塑油,尤其是由纯化的液体饱和烃混合物形成的矿物油,所述液体饱和烃由具有链烷烃或环烷烃性质的化合物或由不同比例的具有链烷烃或环烷烃性质的化合物的混合物形成。
优选的增塑矿物油是晶莹透明的水白色产品,其不含有毒杂质且不含MOAH(矿物油芳烃)并且符合美国FDA 21CFR 178.3620(a)对于白色矿物油,美国药典、欧洲药典(液体石蜡)以及欧洲法规(EU)10/2011对于塑料材料和预期与食品接触的物品——白色矿物油的规定。优选的矿物油是药用白油,其在15℃下的比重为0.85-0.90。
所述增塑剂也可以是这样的低聚物或其它弹性体:其与橡胶中间嵌段具有充分相容性,且在这种情况下,其可以更多地被视为“增韧剂”。这种增韧剂可选自聚丁二烯、聚异戊二烯、丁基橡胶和已知与所述橡胶嵌段具有充分相容性的其它聚合物。还可以使用官能化或反应性增韧剂,诸如丙烯酸改性或羟基改性的聚丁二烯。这些反应性增韧剂可以参与化学交联网络。
根据本发明的实施例的SBC组合物或可混溶的聚合物共混物以每百份橡胶(PerHundred Rubber,PHR)表示,其中的橡胶是一种或多种SBC。组合物中组分的示例性范围包括:
·可混溶的聚合物:0.25至100phr,优选5至50phr
·增塑剂/增韧剂:0至200phr,优选20至75phr
·交联剂:0.01至5phr,优选0.05至1phr
·光引发剂:0至5phr,优选0至2phr。
另一方面,提供了一种用于由本文中所公开的至少一种SBC组合物或可混溶的聚合物共混物制备浸渍制品的方法,其中,将外部轮廓对应于待制备的所述浸渍制品的外部轮廓的模具在包含所述一种或多种SBC组合物或可混溶的聚合物共混物的浸渍溶液中浸渍预先指定的时间段,并且随后从所述溶液中取出所述浸渍制品并进行干燥。
随后可以将制品,特别是干燥的制品暴露于辐射中,例如,电子束、γ、UV或X射线辐射。
另一方面,提供了一种薄膜,包含:一种或多种SBC组合物或可混溶的聚合物共混物,其中,根据ASTM 3577测得,所述薄膜的拉伸强度大于17MPa,并且其中所述薄膜基本上不溶于有机溶剂。
“基本上不溶”可以指,例如,所述薄膜的至少80%或者所述薄膜的至少95%不溶于可用于医疗领域的有机溶剂,诸如甲基丙烯酸甲酯(MMA)或二乙基醚。
另一方面,提供了一种弹性体苯乙烯嵌段共聚物组合物或可混溶的聚合物共混物,其中,所述组合物的拉伸强度为至少17MPa,并且其中所述组合物基本上不溶于有机溶剂。
“基本上不溶”可以指,例如,所述组合物的至少80%或者所述组合物的至少95%不溶于可用于医疗领域的有机溶剂,诸如甲基丙烯酸甲酯(MMA)或二乙基醚。
另一方面,提供了一种多层薄膜,所述多层薄膜包含一个或多个层,所述一个或多个层包括本文中公开的SBC组合物或可混溶的聚合物共混物。
另一方面,提供了一种多层薄膜,所述多层薄膜包含一个或多个层,所述一个或多个层包含SBC组合物或可混溶的聚合物共混物,其中,所述组合物或可混溶的聚合物共混物的拉伸强度为至少17MPa,并且其中所述组合物或可混溶的聚合物共混物基本上不溶于有机溶剂。
所述多层薄膜可以通过叠加若干个由相同的SBC组合物或不同的SBC组合物制成的薄层来获得。目前公开的不同的SBC组合物可以组合在不同的层中。此外,具有目前公开的组合物的至少一个层可以与其它弹性体(一种或多种)组合,所述弹性体选自以下群组:天然橡胶、聚丁二烯、聚异戊二烯、聚氯丁二烯、丁基橡胶、聚氨酯、丙烯酸聚合物和共聚物、硅氧烷弹性体、其它SBC、环状嵌段共聚物(CBC)及其共混物。应理解,构成每个层的弹性体的性质可以彼此相同或不同。
根据本发明,SBS、SEBS和丁基橡胶是多层薄膜的优选成分。在一个实施例中,包含由本文公开的组合物和丁基橡胶制成的叠加层的多层手套提供对化学品(如甲基丙烯酸甲酯单体)增加的耐渗透性。这种手套可以包括,例如,外层上的薄丁基橡胶层或/和夹在包含当前公开的SBC组合物的其它层中间的薄丁基橡胶层。
包括薄壁弹性薄膜的每个层也可以包含常规用于聚合物工业中,特别是手套工业中的其它助剂,例如,润滑剂、抗静电剂、抗氧化剂、着色剂、加工剂等。
另一方面,提供了一种制品,包含:如本文中所公开的一种或多种SBC组合物或可混溶的聚合物共混物。
所述制品可以是医疗装置,诸如医用手套、避孕套或个人防护设备,诸如实验室手套或清洁工业手套。
所述薄膜或多层薄膜还可包括活性化学物质。
可以根据所需的性能来选择这种活性物质的性质。这种活性化学物质尤其可以选自抗腐蚀剂、润滑剂、化学标记物、相变产物、高能粒子(辐射)减速剂、具有消毒能力的试剂、有气味的试剂或保湿剂、用于检测切割的染料、金属颗粒及其混合物。
当所述活性化学物质是具有消毒能力的产品时,其优选地选自能够通过简单接触(通过化学反应或通过物理化学效应,诸如表面张力的改变)造成蛋白质几乎瞬时变性的物质。在这些物质中,尤其可以提及生物杀灭剂,诸如季铵,更特别地是二甲基二癸基氯化铵和苯扎氯铵、双胍类,如氯己定的水溶性盐,例如,氯己定二葡糖酸盐、苯二醛、酚衍生物,如六氯酚或苄基衍生物、甲醛、非离子表面活性剂,包括至少一种聚氧乙烯序列,如辛苯聚醇(X100)、六脒、碘化聚乙烯吡咯烷酮化合物、具有杀病毒活性的非离子表面活性剂、重铬酸钠和重铬酸钾及其混合物。
本发明涉及包含SBC的组合物,其能够形成化学和物理交联的薄壁弹性制品,其中,力学性能得以改进。
具体实施方式
在公开和描述本发明的组合物、组分、制品和/或方法之前,除非另有说明,否则应当理解,本发明不限于特定的组合物、组分、制品、方法等,因此,除非另有说明,否则可以改变。还应理解,本文中使用的术语仅在于描述特定实施例的目的,而不意欲进行限制。
还必须注意,如说明书和所附权利要求中所使用的,除非另有说明,否则单数形式的“一种”、“一个”和“所述”包括复数指示物。因此,例如,提及一种“SBC”时可以包括多于一种的SBC等。
本文中公开了有利的SBC组合物和可混溶的聚合物共混物及其制备方法。
在一个示例性实施例中,提供了一种弹性体苯乙烯嵌段共聚物(SBC)组合物,包含:一种或多种SBC以及一种或多种与所述一种或多种SBC的苯乙烯末端嵌段可混溶的聚合物;
其中,所述嵌段共聚物组合物是物理和化学交联的;
其中,所述化学交联包括SBC的链之间的共价键;
其中,所述物理交联包括所述一种或多种SBC的苯乙烯末端嵌段与所述一种或多种与苯乙烯末端嵌段可混溶的聚合物之间的非共价相互作用;
其中,所述一种或多种SBC选自以下群组:SIS、SBS、SIBS、S-异丁烯-S、SEBS、SEPS、SEEPS或用接枝在中间橡胶嵌段中的反应性基团官能化的SBC,所述反应性基团诸如羧酸基团、胺基团、醇基团、马来酸酐基团、环氧基团、异氰酸酯基团和氮丙啶基团或其混合物;
其中,所述一种或多种可混溶的聚合物选自以下群组:聚苯乙烯树脂、苯并呋喃-茚树脂、聚茚树脂、聚(甲基茚)树脂、乙烯基甲苯-α-甲基苯乙烯树脂、α-甲基苯乙烯树脂、聚苯醚、烷基芳烃单体(例如α-甲基苯乙烯和对甲基苯乙烯)的共聚物、松香酯、苯乙烯化萜烯、多萜烯、萜烯酚类,及其混合物。
在另一个示例性实施例中,提供了一种弹性体苯乙烯嵌段共聚物(SBC)组合物,包含:一种或多种SBC以及一种或多种与所述一种或多种SBC的苯乙烯末端嵌段可混溶的聚合物;
其中,所述嵌段共聚物组合物是物理和化学交联的;
其中,所述化学交联包括SBC链之间的共价键;
其中,所述物理交联包括所述一种或多种SBC的苯乙烯末端嵌段与所述一种或多种与所述苯乙烯末端嵌段可混溶的聚合物之间的非共价相互作用;
其中,所述一种或多种SBC选自以下群组:SIS、SBS、SIBS、S-异丁烯-S、SEBS、SEPS、SEEPS或用接枝在中间橡胶嵌段中的反应性基团官能化的SBC,所述反应性基团诸如羧酸基团、胺基团、醇基团、马来酸酐基团、环氧基团、异氰酸酯基团和氮丙啶基团或其混合物;
其中,所述一种或多种可混溶的聚合物选自以下群组:聚苯乙烯树脂、苯并呋喃-茚树脂、聚茚树脂、聚(甲基茚)树脂、乙烯基甲苯-α-甲基苯乙烯树脂、α-甲基苯乙烯树脂、聚苯醚、烷基芳烃单体(例如α-甲基苯乙烯和对甲基苯乙烯)的共聚物、松香酯、苯乙烯化萜烯、多萜烯、萜烯酚类,及其混合物,所述SBC的分子量(Mn)高于100,000g/mol,所述可混溶的聚合物的分子量(Mn)低于10,000g/mol。
在另一个示例性实施例中,提供了一种弹性体苯乙烯嵌段共聚物(SBC)组合物,包含:一种或多种SBC以及一种或多种与所述一种或多种SBC的苯乙烯末端嵌段可混溶的聚合物;
其中,所述嵌段共聚物组合物是物理和化学交联的;
其中,所述化学交联包括SBC链之间的共价键;
其中,所述物理交联包括所述一种或多种SBC的苯乙烯末端嵌段与所述一种或多种与所述苯乙烯末端嵌段可混溶的聚合物之间的非共价相互作用;
其中,至少一种SBC的弹性体中间嵌段包含反应性官能团,诸如双键,以实现化学交联;
其中,所述一种或多种可混溶的聚合物选自以下群组:聚苯乙烯树脂、苯并呋喃-茚树脂、聚茚树脂、聚(甲基茚)树脂、乙烯基甲苯-α-甲基苯乙烯树脂、α-甲基苯乙烯树脂、聚苯醚、烷基芳烃单体(例如α-甲基苯乙烯和对甲基苯乙烯)的共聚物、松香酯、苯乙烯化萜烯、多萜烯、萜烯酚类,及其混合物,所述SBC的分子量(Mn)高于100,000g/mol,所述可混溶的聚合物的分子量(Mn)低于10,000g/mol。
在另一个示例性实施例中,提供了一种弹性体苯乙烯嵌段共聚物(SBC)组合物,包含:一种或多种SBC以及一种或多种与所述一种或多种SBC的苯乙烯末端嵌段可混溶的聚合物;
其中,所述嵌段共聚物组合物是物理和化学交联的;
其中,所述化学交联包括SBC链之间的共价键;
其中,所述物理交联包括所述一种或多种SBC的苯乙烯末端嵌段与所述一种或多种与所述苯乙烯末端嵌段可混溶的聚合物之间的非共价相互作用;
其中,至少一种SBC的弹性体中间嵌段包含反应性官能团,诸如双键,以实现化学交联;
其中,所述一种或多种可混溶的聚合物选自以下群组:聚苯乙烯树脂、α-甲基苯乙烯树脂、烷基芳烃单体的共聚物,所述烷基芳烃单体诸如α-甲基苯乙烯和对甲基苯乙烯,及其混合物,所述SBC的分子量(Mn)高于100,000g/mol,所述可混溶的聚合物的分子量(Mn)低于10,000g/mol。
在另一个示例性实施例中,提供了一种可混溶的聚合物共混物,包含:一种或多种SBC以及一种或多种与所述一种或多种SBC的苯乙烯末端嵌段可混溶的聚合物;
其中,所述可混溶的聚合物共混物是物理和化学交联的;
其中,所述化学交联包括SBC链之间的共价键;
其中,所述物理交联包括所述一种或多种SBC的苯乙烯末端嵌段与所述一种或多种与苯乙烯末端嵌段可混溶的聚合物之间的非共价相互作用;
其中,所述一种或多种SBC选自以下群组:SIS、SBS、SIBS、S-异丁烯-S、SEBS、SEPS、SEEPS或用接枝在中间橡胶嵌段中的反应性基团官能化的SBC,所述反应性基团诸如羧酸基团、胺基团、醇基团、马来酸酐基团、环氧基团、异氰酸酯基团和氮丙啶基团或其混合物;
其中,所述一种或多种可混溶的聚合物选自以下群组:聚苯乙烯树脂、苯并呋喃-茚树脂、聚茚树脂、聚(甲基茚)树脂、乙烯基甲苯-α-甲基苯乙烯树脂、α-甲基苯乙烯树脂、聚苯醚、烷基芳烃单体(例如α-甲基苯乙烯和对甲基苯乙烯)的共聚物、松香酯、苯乙烯化萜烯、多萜烯、萜烯酚类,及其混合物。
在另一个示例性实施例中,提供了一种可混溶的聚合物共混物,包含:一种或多种SBC以及一种或多种与所述一种或多种SBC的苯乙烯末端嵌段可混溶的聚合物;
其中,所述可混溶的聚合物共混物是物理和化学交联的;
其中,所述化学交联包括SBC链之间的共价键;
其中,所述物理交联包括所述一种或多种SBC的苯乙烯末端嵌段与所述一种或多种与苯乙烯末端嵌段可混溶的聚合物之间的非共价相互作用;
其中,所述一种或多种SBC选自以下群组:SIS、SBS、SIBS、S-异丁烯-S、SEBS、SEPS、SEEPS或用接枝在中间橡胶嵌段中的反应性基团官能化的SBC,所述反应性基团诸如羧酸基团、胺基团、醇基团、马来酸酐基团、环氧基团、异氰酸酯基团和氮丙啶基团或其混合物;
其中,所述一种或多种可混溶的聚合物选自以下群组:聚苯乙烯树脂、苯并呋喃-茚树脂、聚茚树脂、聚(甲基茚)树脂、乙烯基甲苯-α-甲基苯乙烯树脂、α-甲基苯乙烯树脂、聚苯醚、烷基芳烃单体(例如α-甲基苯乙烯和对甲基苯乙烯)的共聚物、松香酯、苯乙烯化萜烯、多萜烯、萜烯酚类,及其混合物,所述SBC的分子量(Mn)高于100,000g/mol,所述可混溶的聚合物的分子量(Mn)低于10,000g/mol。
在另一个示例性实施例中,提供了一种可混溶的聚合物共混物,包含:一种或多种SBC以及一种或多种与所述一种或多种SBC的苯乙烯末端嵌段可混溶的聚合物;
其中,所述可混溶的聚合物共混物是物理和化学交联的;
其中,所述化学交联包括SBC链之间的共价键;
其中,所述物理交联包括所述一种或多种SBC的苯乙烯末端嵌段与所述一种或多种与所述苯乙烯末端嵌段可混溶的聚合物之间的非共价相互作用;
其中,至少一种SBC的弹性体中间嵌段包含反应性官能团,诸如双键,以实现化学交联;
其中,所述一种或多种可混溶的聚合物选自以下群组:聚苯乙烯树脂、苯并呋喃-茚树脂、聚茚树脂、聚(甲基茚)树脂、乙烯基甲苯-α-甲基苯乙烯树脂、α-甲基苯乙烯树脂、聚苯醚、烷基芳烃单体(例如α-甲基苯乙烯和对甲基苯乙烯)的共聚物、松香酯、苯乙烯化萜烯、多萜烯、萜烯酚类,及其混合物,所述SBC的分子量(Mn)高于100,000g/mol,所述可混溶的聚合物的分子量(Mn)低于10,000g/mol。
在另一个示例性实施例中,提供了一种可混溶的聚合物共混物,包含:一种或多种SBC以及一种或多种与所述一种或多种SBC的苯乙烯末端嵌段可混溶的聚合物;
其中,所述可混溶的聚合物共混物是物理和化学交联的;
其中,所述化学交联包括SBC链之间的共价键;
其中,所述物理交联包括所述一种或多种SBC的苯乙烯末端嵌段与所述一种或多种与所述苯乙烯末端嵌段可混溶的聚合物之间的非共价相互作用;
其中,至少一种SBC的弹性体中间嵌段包含反应性官能团,诸如双键,以实现化学交联;
其中,所述一种或多种可混溶的聚合物选自以下群组:聚苯乙烯树脂、α-甲基苯乙烯树脂、烷基芳烃单体的共聚物,所述烷基芳烃单体诸如α-甲基苯乙烯和对甲基苯乙烯,及其混合物,所述SBC的分子量(Mn)高于100,000g/mol,所述可混溶的聚合物的分子量(Mn)低于10,000g/mol。
在另一个示例性实施例中,提供了一种弹性体苯乙烯嵌段共聚物组合物,包含:
(a)一种或多种SBC;
(b)一种或多种与所述一种或多种SBC的聚苯乙烯末端嵌段可混溶的聚合物;和
(c)一种或多种能够在所述一种或多种SBC的链之间诱导共价键合的交联剂;
其中,所述一种或多种SBC选自以下群组:SIS、SBS、SIBS、S-异丁烯-S、SEBS、SEPS、SEEPS或用接枝在中间橡胶嵌段中的反应性基团官能化的SBC,所述反应性基团诸如羧酸基团、胺基团、醇基团、马来酸酐基团、环氧基团、异氰酸酯基团和氮丙啶基团或其混合物;
其中,所述一种或多种可混溶的聚合物选自以下群组:聚苯乙烯树脂、苯并呋喃-茚树脂、聚茚树脂、聚(甲基茚)树脂、乙烯基甲苯-α-甲基苯乙烯树脂、α-甲基苯乙烯树脂、聚苯醚、烷基芳烃单体(例如α-甲基苯乙烯和对甲基苯乙烯)的共聚物、松香酯、苯乙烯化萜烯、多萜烯、萜烯酚类,及其混合物;
其中,所述一种或多种交联剂选自以下群组:含有至少两个碳-碳双键的芳族、脂族和杂原子单体和低聚物,例如,多官能丙烯酸酯,诸如三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(TMPTMA)、环氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、三烯丙基氰脲酸酯、三烯丙基异氰脲酸酯,官能硫醇,诸如1,8-二巯基-3,6-二氧杂辛烷、三羟甲基丙烷三-3-巯基丙酸酯、季戊四醇四-3-巯基丙酸酯、乙氧基化三羟甲基丙烷三(3-巯基丙酸酯),和其它具有乙烯基或烯丙基的多官能化合物,及其混合物。
在另一个示例性实施例中,提供了一种弹性体苯乙烯嵌段共聚物组合物,包含:
(a)一种或多种SBC;
(b)一种或多种与所述一种或多种SBC的聚苯乙烯末端嵌段可混溶的聚合物;和
(c)一种或多种能够在所述一种或多种SBC的链之间诱导共价键合的交联剂;
其中,所述一种或多种SBC选自以下群组:SIS、SBS、SIBS、S-异丁烯-S、SEBS、SEPS、SEEPS或用接枝在中间橡胶嵌段中的反应性基团官能化的SBC,所述反应性基团诸如羧酸基团、胺基团、醇基团、马来酸酐基团、环氧基团、异氰酸酯基团和氮丙啶基团或其混合物;
其中,所述一种或多种可混溶的聚合物选自以下群组:聚苯乙烯树脂、苯并呋喃-茚树脂、聚茚树脂、聚(甲基茚)树脂、乙烯基甲苯-α-甲基苯乙烯树脂、α-甲基苯乙烯树脂、聚苯醚、烷基芳烃单体(例如α-甲基苯乙烯和对甲基苯乙烯)的共聚物、松香酯、苯乙烯化萜烯、多萜烯、萜烯酚类,及其混合物;
其中,所述一种或多种交联剂选自以下群组:含有至少两个碳-碳双键的芳族、脂族和杂原子单体和低聚物,例如,多官能丙烯酸酯,诸如三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(TMPTMA)、环氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、三烯丙基氰脲酸酯、三烯丙基异氰脲酸酯,官能硫醇,诸如1,8-二巯基-3,6-二氧杂辛烷、三羟甲基丙烷三-3-巯基丙酸酯、季戊四醇四-3-巯基丙酸酯、乙氧基化三羟甲基丙烷三(3-巯基丙酸酯),和其它具有乙烯基或烯丙基的多官能化合物,及其混合物,所述SBC的分子量(Mn)高于100,000g/mol,所述可混溶的聚合物的分子量(Mn)小于10,000g/mol。
在另一个示例性实施例中,提供了一种弹性体苯乙烯嵌段共聚物组合物,包含:
(a)一种或多种SBC;
(b)一种或多种与所述一种或多种SBC的聚苯乙烯末端嵌段可混溶的聚合物;和
(c)一种或多种能够在所述一种或多种SBC的链之间诱导共价键合的交联剂;
其中,至少一种SBC的弹性体中间嵌段包含反应性官能团,诸如双键,以实现化学交联;
其中,所述一种或多种可混溶的聚合物选自以下群组:聚苯乙烯树脂、苯并呋喃-茚树脂、聚茚树脂、聚(甲基茚)树脂、乙烯基甲苯-α-甲基苯乙烯树脂、α-甲基苯乙烯树脂、聚苯醚、烷基芳烃单体(例如α-甲基苯乙烯和对甲基苯乙烯)的共聚物、松香酯、苯乙烯化萜烯、多萜烯、萜烯酚类,及其混合物;
其中,所述一种或多种交联剂选自以下群组:含有至少两个碳-碳双键的芳族、脂族和杂原子单体和低聚物,例如,多官能丙烯酸酯,诸如三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(TMPTMA)、环氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、三烯丙基氰脲酸酯、三烯丙基异氰脲酸酯,官能硫醇,诸如1,8-二巯基-3,6-二氧杂辛烷、三羟甲基丙烷三-3-巯基丙酸酯、季戊四醇四-3-巯基丙酸酯、乙氧基化三羟甲基丙烷三(3-巯基丙酸酯),和其它具有乙烯基或烯丙基的多官能化合物,及其混合物,所述SBC的分子量(Mn)高于100,000g/mol,所述可混溶的聚合物的分子量(Mn)小于10,000g/mol。
在另一个示例性实施例中,提供了一种弹性体苯乙烯嵌段共聚物组合物,包含:
(a)一种或多种SBC;
(b)一种或多种与所述一种或多种SBC的聚苯乙烯末端嵌段可混溶的聚合物;和
(c)一种或多种能够在所述一种或多种SBC的链之间诱导共价键合的交联剂;
其中,至少一种SBC的弹性体中间嵌段包含反应性官能团,诸如双键,以实现化学交联;
其中,所述一种或多种可混溶的聚合物选自以下群组:聚苯乙烯树脂、α-甲基苯乙烯树脂、烷基芳烃单体的共聚物,所述烷基芳烃单体诸如α-甲基苯乙烯和对甲基苯乙烯,及其混合物;
其中,所述一种或多种交联剂选自以下群组:含有至少两个碳-碳双键的芳族、脂族和杂原子单体和低聚物,例如,多官能丙烯酸酯,诸如三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(TMPTMA)、环氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、三烯丙基氰脲酸酯、三烯丙基异氰脲酸酯,官能硫醇,诸如1,8-二巯基-3,6-二氧杂辛烷、三羟甲基丙烷三-3-巯基丙酸酯、季戊四醇四-3-巯基丙酸酯、乙氧基化三羟甲基丙烷三(3-巯基丙酸酯),和其它具有乙烯基或烯丙基的多官能化合物,及其混合物,所述SBC的分子量(Mn)高于100,000g/mol,所述可混溶的聚合物的分子量(Mn)小于10,000g/mol。
在另一个示例性实施例中,提供了一种弹性体苯乙烯嵌段共聚物组合物,包含:
(a)一种或多种SBC;
(b)一种或多种与所述一种或多种SBC的聚苯乙烯末端嵌段可混溶的聚合物;和
(c)一种或多种能够在所述一种或多种SBC的链之间诱导共价键合的交联剂;
其中,所述一种或多种SBC选自以下群组:SIS或SBS或其混合物;
其中,至少一种SBC的弹性体中间嵌段包含反应性官能团,诸如双键,以实现化学交联;
其中,所述一种或多种可混溶的聚合物选自以下群组:聚苯乙烯树脂、α-甲基苯乙烯树脂、烷基芳烃单体的共聚物,所述烷基芳烃单体诸如α-甲基苯乙烯和对甲基苯乙烯,及其混合物;
其中,所述一种或多种交联剂选自以下群组:官能硫醇,诸如1,8-二巯基-3,6-二氧杂辛烷、三羟甲基丙烷三-3-巯基丙酸酯、季戊四醇四-3-巯基丙酸酯、乙氧基化三羟甲基丙烷三(3-巯基丙酸酯)及其混合物,所述SBC的分子量(Mn)高于100,000g/mol,所述可混溶的聚合物的分子量(Mn)小于10,000g/mol。
在另一个示例性实施例中,提供了一种制备SBC组合物的方法,包括以下步骤:将一种或多种SBC、一种或多种与所述一种或多种SBC的一个或多个聚苯乙烯末端嵌段可混溶的聚合物以及一种或多种能够在所述一种或多种SBC的链之间诱导共价键合的交联剂进行组合;
其中,所述一种或多种SBC选自以下群组:SIS、SBS、SIBS、S-异丁烯-S、SEBS、SEPS、SEEPS或用接枝在中间橡胶嵌段中的反应性基团官能化的SBC,所述反应性基团诸如羧酸基团、胺基团、醇基团、马来酸酐基团、环氧基团、异氰酸酯基团和氮丙啶基团或其混合物;
其中,所述一种或多种可混溶的聚合物选自以下群组:聚苯乙烯树脂、苯并呋喃-茚树脂、聚茚树脂、聚(甲基茚)树脂、乙烯基甲苯-α-甲基苯乙烯树脂、α-甲基苯乙烯树脂、聚苯醚、烷基芳烃单体(例如α-甲基苯乙烯和对甲基苯乙烯)的共聚物、松香酯、苯乙烯化萜烯、多萜烯、萜烯酚类,及其混合物;
其中,所述一种或多种交联剂选自以下群组:含有至少两个碳-碳双键的芳族、脂族和杂原子单体和低聚物,例如,多官能丙烯酸酯,诸如三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(TMPTMA)、环氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、三烯丙基氰脲酸酯、三烯丙基异氰脲酸酯,官能硫醇,诸如1,8-二巯基-3,6-二氧杂辛烷、三羟甲基丙烷三-3-巯基丙酸酯、季戊四醇四-3-巯基丙酸酯、乙氧基化三羟甲基丙烷三(3-巯基丙酸酯),和其它具有乙烯基或烯丙基的多官能化合物,及其混合物。
在另一个示例性实施例中,提供了一种制备SBC组合物的方法,包括以下步骤:将一种或多种SBC、一种或多种与所述一种或多种SBC的一个或多个聚苯乙烯末端嵌段可混溶的聚合物以及一种或多种能够在所述一种或多种SBC的链之间诱导共价键合的交联剂进行组合;
其中,所述一种或多种SBC选自以下群组:SIS、SBS、SIBS、S-异丁烯-S、SEBS、SEPS、SEEPS或用接枝在中间橡胶嵌段中的反应性基团官能化的SBC,所述反应性基团诸如羧酸基团、胺基团、醇基团、马来酸酐基团、环氧基团、异氰酸酯基团和氮丙啶基团或其混合物;
其中,所述一种或多种可混溶的聚合物选自以下群组:聚苯乙烯树脂、苯并呋喃-茚树脂、聚茚树脂、聚(甲基茚)树脂、乙烯基甲苯-α-甲基苯乙烯树脂、α-甲基苯乙烯树脂、聚苯醚、烷基芳烃单体(例如α-甲基苯乙烯和对甲基苯乙烯)的共聚物、松香酯、苯乙烯化萜烯、多萜烯、萜烯酚类,及其混合物;
其中,所述一种或多种交联剂选自以下群组:含有至少两个碳-碳双键的芳族、脂族和杂原子单体和低聚物,例如,多官能丙烯酸酯,诸如三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(TMPTMA)、环氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、三烯丙基氰脲酸酯、三烯丙基异氰脲酸酯,官能硫醇,诸如1,8-二巯基-3,6-二氧杂辛烷、三羟甲基丙烷三-3-巯基丙酸酯、季戊四醇四-3-巯基丙酸酯、乙氧基化三羟甲基丙烷三(3-巯基丙酸酯),和其它具有乙烯基或烯丙基的多官能化合物,及其混合物,所述SBC的分子量(Mn)高于100,000g/mol,所述可混溶的聚合物的分子量(Mn)小于10,000g/mol。
在另一个示例性实施例中,提供了一种制备SBC组合物的方法,包括以下步骤:将一种或多种SBC、一种或多种与所述一种或多种SBC的一个或多个聚苯乙烯末端嵌段可混溶的聚合物以及一种或多种能够在所述一种或多种SBC的链之间诱导共价键合的交联剂进行组合;
其中,至少一种SBC的弹性体中间嵌段包含反应性官能团,诸如双键,以实现化学交联;
其中,所述一种或多种可混溶的聚合物选自以下群组:聚苯乙烯树脂、苯并呋喃-茚树脂、聚茚树脂、聚(甲基茚)树脂、乙烯基甲苯-α-甲基苯乙烯树脂、α-甲基苯乙烯树脂、聚苯醚、烷基芳烃单体(例如α-甲基苯乙烯和对甲基苯乙烯)的共聚物、松香酯、苯乙烯化萜烯、多萜烯、萜烯酚类,及其混合物;
其中,所述一种或多种交联剂选自以下群组:含有至少两个碳-碳双键的芳族、脂族和杂原子单体和低聚物,例如,多官能丙烯酸酯,诸如三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(TMPTMA)、环氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、三烯丙基氰脲酸酯、三烯丙基异氰脲酸酯,官能硫醇,诸如1,8-二巯基-3,6-二氧杂辛烷、三羟甲基丙烷三-3-巯基丙酸酯、季戊四醇四-3-巯基丙酸酯、乙氧基化三羟甲基丙烷三(3-巯基丙酸酯),和其它具有乙烯基或烯丙基的多官能化合物,及其混合物,所述SBC的分子量(Mn)高于100,000g/mol,所述可混溶的聚合物的分子量(Mn)小于10,000g/mol。
在另一个示例性实施例中,提供了一种制备SBC组合物的方法,包括以下步骤:将一种或多种SBC、一种或多种与所述一种或多种SBC的一个或多个聚苯乙烯末端嵌段可混溶的聚合物以及一种或多种能够在所述一种或多种SBC的链之间诱导共价键合的交联剂进行组合;
其中,至少一种SBC的弹性体中间嵌段包含反应性官能团,诸如双键,以实现化学交联;
其中,所述一种或多种可混溶的聚合物选自以下群组:聚苯乙烯树脂、α-甲基苯乙烯树脂、烷基芳烃单体的共聚物,所述烷基芳烃单体诸如α-甲基苯乙烯和对甲基苯乙烯,及其混合物;
其中,所述一种或多种交联剂选自以下群组:含有至少两个碳-碳双键的芳族、脂族和杂原子单体和低聚物,例如,多官能丙烯酸酯,诸如三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(TMPTMA)、环氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、三烯丙基氰脲酸酯、三烯丙基异氰脲酸酯,官能硫醇,诸如1,8-二巯基-3,6-二氧杂辛烷、三羟甲基丙烷三-3-巯基丙酸酯、季戊四醇四-3-巯基丙酸酯、乙氧基化三羟甲基丙烷三(3-巯基丙酸酯),和其它具有乙烯基或烯丙基的多官能化合物,及其混合物,所述SBC的分子量(Mn)高于100,000g/mol,所述可混溶的聚合物的分子量(Mn)小于10,000g/mol。
在另一个示例性实施例中,提供了一种制备SBC组合物的方法,包括以下步骤:将一种或多种SBC、一种或多种与所述一种或多种SBC的一个或多个聚苯乙烯末端嵌段可混溶的聚合物以及一种或多种能够在所述一种或多种SBC的链之间诱导共价键合的交联剂进行组合;
其中,至少一种SBC的弹性体中间嵌段包含反应性官能团,诸如双键,以实现化学交联;
其中,所述一种或多种可混溶的聚合物选自以下群组:聚苯乙烯树脂、α-甲基苯乙烯树脂、烷基芳烃单体的共聚物,所述烷基芳烃单体诸如α-甲基苯乙烯和对甲基苯乙烯,及其混合物;
其中,所述一种或多种交联剂选自以下群组:官能硫醇,诸如1,8-二巯基-3,6-二氧杂辛烷、三羟甲基丙烷三-3-巯基丙酸酯、季戊四醇四-3-巯基丙酸酯、乙氧基化三羟甲基丙烷三(3-巯基丙酸酯)及其混合物,所述SBC的分子量(Mn)高于100,000g/mol,所述可混溶的聚合物的分子量(Mn)小于10,000g/mol。
在另一个示例性实施例中,提供了一种用于由任一本文所述的示例性实施例中公开的至少一种SBC组合物或可混溶的聚合物共混物制备浸渍制品的方法,其中,将外部轮廓对应于待制备的所述浸渍制品的外部轮廓的模具在包含所述一种或多种SBC组合物或可混溶的聚合物共混物的浸渍溶液中浸渍预先指定的时间段,并且随后从所述溶液中取出所述浸渍制品并进行干燥。
随后可以将所述制品,特别是干燥的制品暴露于辐射中,例如,电子束、γ、UV或X射线辐射。
在另一个示例性实施例中,提供了一种薄膜,包含:如本文中任一所述示例性实施例中公开的一种或多种SBC组合物或可混溶的聚合物共混物,其中,根据ASTM 3577测得,所述薄膜的拉伸强度大于17MPa,并且所述薄膜基本上不溶于有机溶剂。
在另一个示例性实施例中,提供了一种制品,诸如手套或避孕套,所述制品包含如本文中任一所述示例性实施例中公开的一种或多种SBC组合物或可混溶的聚合物共混物。
力学性能
根据本发明的SBC组合物或可混溶的聚合物共混物在100%伸长率下可具有低于1.0MPa或低于0.70MPa的模量。
根据本发明的薄壁弹性制品的模量在100%伸长率下可具有低于1.0MPa或低于0.70MPa的模量。
根据本发明的薄壁弹性制品可具有符合EN455-2和ISO10282的断裂力,即,高于9N(针对未老化的薄膜测量所得)。
根据本发明的薄壁弹性制品可具有符合ASTMD3577的拉伸强度,即,高于17MPas(未老化的薄膜)。
所述SBC组合物或可混溶的聚合物共混物或薄壁弹性制品可具有上述公开的力学性能的任一组合。
组合物
根据本发明实施例的组合物以PHR(每百份橡胶)表示,其中的橡胶是一种或多种SBC。组合物中组分的示例性范围包括:
·可混溶的聚合物:0.25至100phr,优选5至50phr
·增塑剂/增韧剂:0至200phr,优选20至75phr
·交联剂:0.01至5phr,优选0.05至1phr
·光引发剂:0至5phr,优选0至2phr。
定义和组合物
本文所公开的薄壁弹性浸渍制品,例如手套(特别是医用手套)和避孕套的厚度可以为约10至约500微米或约150至约250微米。
所述浸渍制品可包括单个层或可以是多层的。多层制品可包括含有相同聚合物组合物或不同聚合物组合物的多个层。
实施例
以下实施例描述了根据本发明的组合物并且旨在说明本发明。实施例不应被解释为以任何方式限制本发明的范围。
应理解,虽然已经结合本发明的具体实施方案描述了本发明,但是前述描述旨在说明而不是限制本发明的范围。其它方面、优点和修改对于本发明所属领域的技术人员而言将是显而易见的。因此,提出以上实施例以向本领域技术人员提供如何制备和使用所公开的组合物的完整公开和描述,并且不旨在限制本发明的范围。
以下实施例证明了根据本发明的组合物的改进性能(力学性能和耐化学性)。
将甲苯(10%浓度)中粘度为在25℃下150mPas的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(SBS)、基于苯乙烯和取代苯乙烯的可混溶聚合物(Mn=800g/mol,多分散指数=2.8)、为白矿物油的增塑剂(在40°下粘度为68mPas)和为三甲基丙烷三(3-巯基丙酸酯)的交联剂溶解在甲基环己烷和甲苯(8:2)的混合物中,形成固含量为18重量%的溶液。
如下表所示,使用不同量的交联剂和可混溶的聚合物(“P”)。
增塑剂的量为50phr。
将所述溶液在环境温度下储存在适当容器中并盖住以防止溶剂蒸发。在使用具有受控浸渍速度的浸渍机器人将瓷制模具浸入溶液中之后,蒸发掉溶剂后获得薄膜。在溶剂汽提之前将薄膜在70℃下干燥1小时,然后在50℃下最后干燥6小时以除去痕量的残余溶剂。
然后将薄膜暴露于25±2kGy剂量的电子束辐射中。
通过不同方式评估经辐射的薄膜的耐化学性。理想情况下,测试方法应重现真实暴露于化学品的条件。
在本实施例中,SBC组合物旨在用于手套,因此使用以下试验来评估薄膜的耐化学性:
-1)拭子试验(swab test):将0.5g纯甲基丙烯酸甲酯单体沉积在棉签上,然后将其涂在预先带有轻微张力的薄膜上。在轻微压力下接触时间为10秒。试验重复三次,然后检查薄膜抗性。
-2)膨胀试验:从薄膜上切下直径为25mm的圆片,并放入装有20ml MEK的烧杯中在轻微搅拌下达5分钟。5分钟后,取出圆片,用纸巾清洁其外表面并测量圆片的直径。测得膨胀率为100*(膨胀后以mm计的直径-25mm)/25。
根据ASTM 3577测量手术手套的力学性能。对于未老化的合成II型材料,拉伸强度的最小限度为17MPa。
结果如下表所示:
这些结果表明SBS薄膜可以用三羟甲基丙烷三(3-巯基丙酸酯)有效地化学交联。
该实施例表明将SBC、交联剂和可混溶的聚合物进行组合得到的组合物表现出比下列更大的力学性能:
-仅SBC(参考1)
-SBC与可混溶的聚合物组合且不含交联剂(参考2)
-SBS与交联剂组合且不含可混溶的聚合物(参考4)
参考3还显示出与参考1或参考2相比显著改善的耐化学性。最后可以看出,参考3的手套是唯一通过关于拉伸强度的ASTM规范的样品。所得薄膜也非常柔软(100%伸长率下的模量=0.68MPa)。
为简洁起见,本文仅明确公开了某些范围。然而,任何下限的范围可以与任何上限组合以记载未明确列举的范围,并且任何下限的范围可以与任何其它下限组合以记载未明确记载的范围。同样地,任何上限的范围可以与任何其它上限组合以记载未明确记载的范围。
所有引用的文献针对允许这种并入的司法管辖区通过应用全部并入本文,并且此类公开内容与本发明的描述一致。
Claims (33)
1.一种弹性体苯乙烯嵌段共聚物(SBC)组合物,包含:一种或多种SBC以及一种或多种与所述一种或多种SBC的苯乙烯末端嵌段可混溶的聚合物;
其中,所述嵌段共聚物组合物是物理和化学交联的;
其中,所述化学交联包括SBC链之间的共价键;
其中,所述物理交联包括所述一种或多种SBC的苯乙烯末端嵌段与所述一种或多种与所述苯乙烯末端嵌段可混溶的聚合物之间的非共价相互作用。
2.一种可混溶的聚合物共混物,包含:一种或多种SBC以及一种或多种与所述一种或多种SBC的苯乙烯末端嵌段可混溶的聚合物;
其中,所述可混溶的聚合物共混物是物理和化学交联的;
其中,所述化学交联包括SBC链之间的共价键;
其中,所述物理交联包括所述一种或多种SBC的苯乙烯末端嵌段与所述一种或多种与所述苯乙烯末端嵌段可混溶的聚合物之间的非共价相互作用。
3.一种弹性体苯乙烯嵌段共聚物组合物,包含:
一种或多种SBC;
一种或多种与所述一种或多种SBC的一个或多个聚苯乙烯末端嵌段可混溶的聚合物;和
一种或多种能够在所述一种或多种SBC的链之间诱导共价键合的交联剂。
4.一种制备SBC组合物的方法,包括以下步骤:
将一种或多种SBC、一种或多种与所述一种或多种SBC的一个或多个聚苯乙烯末端嵌段可混溶的聚合物以及一种或多种能够在所述一种或多种SBC的链之间诱导共价键合的交联剂进行组合。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的组合物或共混物或权利要求4所述的方法,还包含:一种或多种与所述一种或多种SBC的弹性体中间嵌段相容的增塑剂/增韧剂。
6.根据权利要求1至3和5中任一项所述的组合物或共混物或者权利要求4或权利要求5所述的方法,其中,所述一种或多种SBC包含完全不饱和或部分不饱和的弹性体中间嵌段或可具有完全饱和的弹性体中间嵌段。
7.根据权利要求1至3和5中任一项所述的组合物或共混物或者权利要求4或权利要求5所述的方法,其中,所述一种或多种SBC包含完全饱和的弹性体中间嵌段,所述完全饱和的弹性体中间嵌段在暴露于辐射时是可裂解的,所述辐射例如电子束辐射。
8.根据权利要求1至3和5至7中任一项所述的组合物或共混物或者权利要求4至7中任一项所述的方法,其中,所述一种或多种SBC选自以下群组:SIS、SBS、SIBS、S-异丁烯-S、SEBS、SEPS、SEEPS或用接枝在中间橡胶嵌段中的反应性基团官能化的SBC,所述反应性基团诸如羧酸基团、胺基团、醇基团、马来酸酐基团、环氧基团、异氰酸酯基团和氮丙啶基团及其混合物。
9.根据权利要求1至3和5至8中任一项所述的组合物或共混物或者权利要求4至8中任一项所述的方法,其中,所述一种或多种SBC的分子量(Mn)高于100,000g/mol。
10.根据权利要求1至3和5至9中任一项所述的组合物或共混物或者权利要求4至9中任一项所述的方法,其中,至少一种SBC具有含有反应性官能团的弹性体中间嵌段,所述反应性官能团诸如双键。
11.根据权利要求1至3和5至10中任一项所述的组合物或共混物或者权利要求4至10中任一项所述的方法,其中,所述可混溶的聚合物的数均分子量(Mn)低于10,000g/mol,并且更优选低于3,000g/mol。
12.根据权利要求1至3和5至11中任一项所述的组合物或共混物或者权利要求4至11中任一项所述的方法,其中,所述可混溶的聚合物具有宽的分子量多分散指数,例如,大于2.0,或大于3.0,或大于4.0,或大于5.0。
13.根据权利要求1至3和5至12中任一项所述的组合物或共混物或者权利要求4至12中任一项所述的方法,其中,所述可混溶的聚合物选自以下群组:聚苯乙烯树脂、苯并呋喃-茚树脂、聚茚树脂、聚(甲基茚)树脂、乙烯基甲苯-α-甲基苯乙烯树脂、α-甲基苯乙烯树脂、聚苯醚、烷基芳烃单体例如α-甲基苯乙烯和对甲基苯乙烯的共聚物、松香酯、苯乙烯化萜烯、多萜烯、萜烯酚类,及其混合物。
14.根据权利要求1至3和5至13中任一项所述的组合物或共混物或者权利要求4至13中任一项所述的方法,其中,所述交联剂选自以下群组:多官能丙烯酸酯,诸如三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(TMPTMA)、环氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、三烯丙基氰脲酸酯、三烯丙基异氰脲酸酯,官能硫醇,诸如1,8-二巯基-3,6-二氧杂辛烷、三羟甲基丙烷三-3-巯基丙酸酯、季戊四醇四-3-巯基丙酸酯、乙氧基化三羟甲基丙烷三(3-巯基丙酸酯),和其它具有乙烯基或烯丙基的多官能化合物,及其混合物。
15.根据权利要求1至3和5-14中任一项所述的组合物或共混物或者权利要求4-14中任一项所述的方法,其中,所述交联剂是金属盐、选自有机胺、有机二胺和有机多胺的胺交联剂,或多元醇。
16.根据权利要求1至3和5至15中任一项所述的组合物或共混物或者权利要求4至15中任一项所述的方法,其中,所述交联剂选自常规的硫、金属氧化物和通常用于橡胶硫化的促进剂。
17.根据权利要求1至3和5至16中任一项所述的组合物或共混物或者权利要求4至16中任一项所述的方法,其中,所述交联剂选自例如,在其主链中含有醚基或酯基的二硫醇、三硫醇和四硫醇分子。
18.根据权利要求5-16中任一项所述的方法,其中,所述组合物通过施加辐射而交联,所述辐射例如,UV、电子束、γ或X射线辐射。
19.根据权利要求5-18中任一项所述的方法,其中,交联反应通过一种自由基型光引发剂或自由基型光引发剂的混合物而引发或增强。
20.根据权利要求19所述的方法,其中,所述交联光引发剂选自以下群组:酰基膦氧化物,例如,单酰基膦氧化物、双酰基膦氧化物、2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基膦氧化物或其它,诸如2-羟基-甲基-1-苯基丙酮、甲基苯甲酰基甲酸酯和苯基乙醛酸甲基酯。
21.根据权利要求1至3和5至17中任一项所述的组合物或共混物或者权利要求4至20中任一项所述的方法,其中,所述增塑剂包含与所述SBC的中间嵌段(弹性体嵌段)相容的液体饱和聚烯烃或液体饱和聚烯烃的混合物。
22.根据权利要求1至3和5至17中任一项所述的组合物或共混物或者权利要求4至21中任一项所述的方法,其中,所述增塑剂包含增塑油,优选矿物增塑油,尤其是由纯化的液体饱和烃混合物形成的矿物油,所述液体饱和烃由具有链烷烃或环烷烃性质的化合物或由不同比例的具有链烷烃或环烷烃性质的化合物的混合物形成。
23.根据权利要求1至3和5至17中任一项所述的组合物或共混物或者权利要求4至22中任一项所述的方法,还包含增韧剂,所述增韧剂选自聚丁二烯、聚异戊二烯、丁基橡胶和已知与所述弹性体嵌段具有充分相容性的其它弹性体。
24.一种由至少一种根据前述权利要求中任一项所述的SBC组合物或可混溶的聚合物共混物制备浸渍制品的方法,其中,将外部轮廓对应于待制备的所述浸渍制品的外部轮廓的模具在包含一种或多种SBC组合物或可混溶的聚合物共混物的浸渍溶液中浸渍预先指定的时间段,并且随后从所述溶液中取出所述浸渍制品并进行干燥。
25.根据权利要求24所述的方法,还包括:将干燥的制品暴露于辐射,优选电子束辐射。
26.一种薄膜,包含:一种或多种SBC组合物或可混溶的聚合物共混物,其中,当根据ASTM 3577进行评估时,所述薄膜的拉伸强度大于17MPa,并且所述薄膜基本上不溶于有机溶剂。
27.根据权利要求26所述的薄膜,其中,所述薄膜的至少80%或者所述薄膜的至少95%不溶于有机溶剂,特别是那些通常用于医疗领域的有机溶剂。
28.一种多层薄膜,所述多层薄膜包含一个或多个层,所述一个或多个层包括根据前述权利要求中任一项所述的SBC组合物或可混溶的聚合物共混物。
29.一种多层薄膜,所述多层薄膜包含一个或多个层,所述一个或多个层包含SBC组合物或可混溶的聚合物共混物,其中,所述组合物或可混溶的聚合物共混物的拉伸强度为至少17MPa,并且所述组合物或可混溶的聚合物共混物基本上不溶于有机溶剂。
30.根据权利要求28所述的多层薄膜,其中,所述多层薄膜包括由相同的SBC组合物或不同的SBC组合物制成的几个薄层。
31.根据权利要求30的多层薄膜,其中,至少一层选自以下群组:天然橡胶、聚丁二烯、聚异戊二烯、聚氯丁二烯、丁基橡胶、聚氨酯、丙烯酸聚合物和共聚物、硅氧烷弹性体、其它SBC、环状嵌段共聚物(CBC)及其共混物。
32.一种制品,包含:一种或多种根据前述权利要求中任一项所述的SBC组合物或可混溶的聚合物共混物。
33.根据权利要求32所述的制品,其中,所述制品是医疗装置,诸如医用手套、避孕套,或个人防护装备,诸如实验室手套或清洁工业手套。
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