CN115192781A - 抗微生物的非致血栓性聚合物组合物 - Google Patents

Abstract

所公开的技术提供了具有抗微生物性能同时仍保持良好物理性质和良好防污性能的热塑性聚氨酯组合物，制备该热塑性聚氨酯组合物的方法，以及由这种组合物制成的制品，包括医疗装置。所公开的技术包括制备抗微生物聚合物组合物的方法，其中该方法包括将抗微生物添加剂混合到基础聚合物中，并且还包括在防污添加剂中混合，其中抗微生物添加剂化学地保持在组合物中并且抗微生物添加剂和防污添加剂不会对彼此的有效性产生负面影响。

Description

抗微生物的非致血栓性聚合物组合物

本申请是申请号为201880008889.4、申请日为2018年1月30日、发明名称为“抗微生物的非致血栓性聚合物组合物”的专利申请的分案申请。

技术领域

所公开的技术提供了具有抗微生物性质同时仍保持良好物理性质和良好非致血栓性性质的热塑性聚氨酯(TPU)组合物，制备该组合物的方法，以及由这些组合物制成的制品。

背景技术

抗微生物剂是减少和/或减轻微生物生长或发育的化学化合物。抗微生物添加剂通过多种机制起作用，这取决于作用方式，组成，活性程度和应用。如果使用得当，抗微生物化合物会导致目标微生物死亡或停滞生长。自20世纪初发现以来，抗微生物剂已经改变了传染病的预防和治疗方法。抗微生物添加剂目前用于非常广泛的应用，包括在各种医学应用中使用的聚合物材料中使用抗微生物剂。例如，包含抗微生物添加剂的聚合物材料可用于制造用于医学应用的制品和装置，其随后将消除，减少和/或减轻微生物的生长或发育，从而有助于预防和治疗传染病。

然而，抗微生物剂也可能对人类健康有害。因此，需要不会从使用它们的材料中洗脱出来而得到其活性的抗微生物添加剂。相反，需要这样抗微生物添加剂，其不会从使用它们的材料中洗脱出来并且在材料的使用寿命期间保持有效，或者由使用抗微生物添加剂的材料制成的制品或装置。具体而言，医疗装置工业需要减少生物材料相关感染发生的材料，所述材料在各种抗微生物测定中提供显著的抗微生物效力，在血液循环测定中还是非致血栓性的并且在抑制测试方法(AATCC 147测试方案)的标准区中不洗脱(non-eluding)地给出零抑制区。如果可以获得这样的性质而不需要额外的涂覆步骤，所述涂覆步骤增加了成本和额外的加工步骤，并且已经显示有时从植入物表面剥落，导致患者的不良健康结果，而是获得用于生物材料自身，则这种材料甚至更适用于制造医疗装置。

理想地，提供这些抗微生物特性的抗微生物剂将具有针对各种微生物的证明的使用历史和有效活性，而对患者的健康没有任何不利影响。抗微生物材料或含有抗微生物添加剂的其他材料应通过商业上可行的制造方法(例如模塑，挤出和所有其他热塑性“转化”方法或溶剂基加工，水性体系，和100％固体(可交联)液体)应用于医疗或其他保健产品和/或其表面。此外，抗微生物添加剂不应干扰处理过的材料，医疗或其他保健产品和/或其表面的生理化学和/或机械性质。

细菌感染是与医疗装置的使用相关的常见并发症。各种医疗设备的进步，包括但不限于导管，血管通路设备，外围线，静脉注射(IV)部位，排水管，胃饲管，气管导管，支架，导丝，起搏器和其他可植入设备，有利于诊断和治疗性医疗。然而，细菌感染正在成为与使用医疗装置相关的严重且常见的并发症，尤其是在患者体内植入和/或使用的医疗装置。

减少装置相关感染的一种方法是开发具有杀菌活性的表面，例如通过用将洗脱和/或释放抗微生物化合物的材料制造或涂覆表面。几乎所有处理都属于以下三类之一：1)抗微生物添加剂被动地或与表面活性剂结合或通过表面键合的聚合物吸附到材料表面；2)将抗微生物添加剂混入涂覆在材料表面上的聚合物涂层中；3)将抗微生物添加剂配混到包含该装置的体材料中。然而，所有这些方法都有缺点。

另外，许多提供抗微生物性能的方法可能难以与有效的防污(即非致血栓性)性能相结合。将医疗装置植入患者体内可导致对装置的各种反应。引入与血液接触的材料通常会引起凝血和致血栓性。另外，将材料引入人体导致身体免疫反应的激活，导致急性和有时慢性炎症。因此，人们非常重视生物材料表面的改性，特别是聚合物的表面改性，以减少或消除蛋白质的表面吸附并改善其生物相容性。聚合物表面改性的常用方法包括等离子体聚合表面，表面涂层，从表面或到表面的聚合物的接枝，以及表面改性材料在聚合物表面上的物理吸附。然而，这些方法中的每一种都具有显著的缺点，包括费用，难以应用于具有复杂表面几何形状的装置，以及赋予相对易碎的表面膜。热塑性聚氨酯(TPU)由于其优异的物理和机械性能而被广泛用作生物材料。用于生物医学应用的TPU的表面改性先前已通过各种方法实现，包括通过浸涂或喷涂将表面涂覆，或将适当材料的等离子体聚合到TPU的表面上。此外，添加诸如碳氟化合物的添加剂，其与TPU不相容并且自发地迁移到聚合物表面，已经用于改性聚合物表面。然而，碳氟化合物表面不能防止所有蛋白质结垢。因此，希望提供一种表面改性的聚合物，其具有防污和/或非致血栓性特性，而无需在制造装置后进行后处理。

然而，这些不同的性质有时会相互干扰和/或在组合时不会添加。需要具有良好抗微生物性能的组合物，其也是防污的。

因此，需要一种简单且成本有效的方法来制备抗微生物组合物，其可用于医学应用，并且其还可提供良好的防污性能，其中抗微生物添加剂和防污添加剂不会相互干扰。

发明内容

所公开的技术提供了具有抗微生物性能同时仍保持良好物理性能和良好的防污和/或非致血栓性性能的热塑性聚氨酯组合物，制备它们的方法，以及由这种组合物制成的制品，包括医疗装置。所公开的技术包括制备抗微生物聚合物组合物的方法，其中该方法包括将抗微生物添加剂混合到基础聚合物中，并且还包括在防污添加剂中混合，其中抗微生物添加剂不从组合物洗脱，如AATCC 147试验的零抑制区所示，并且抗微生物和防污添加剂不会对彼此的有效性产生负面影响至导致抗微生物或致血栓性试验失败的程度。

通过表面改性，如本文所用，包括通过浸涂或喷涂涂覆表面或适当材料等离子体聚合在TPU表面上，设计组合物以使具有所需性质的某些添加剂自发迁移(即，起霜)到聚合物表面，或其任何组合。

所公开的技术提供了一种表面改性聚合物组合物，其包括：(a)防污添加剂，其包含由以下两种或更多种形成的低聚物或聚合物添加剂：(i)两性离子单体或聚亚烷基二醇单体或组合物；(ii)硅氧烷或碳氟化合物单体，或其组合；或(iii)烷基取代的甲基丙烯酸酯，丙烯酸酯，丙烯酰胺或乙烯基单体，或其组合；(b)包含聚合物主链的基础聚合物；和(c)抗微生物添加剂，其包含(i)去质子化的胍化合物，其中一部分所述去质子化的胍化合物通过异氰酸酯键共价键合到所述基础聚合物的聚合物主链中，(ii)质子化的胍化合物，其中一部分所述质子化的胍化合物氢键合到所述基础聚合物的聚合物主链上，或(iii)其组合；其中组分(a)和组分(c)通过熔融加工或溶剂加工混入基础聚合物中。

所公开的技术还提供包含表面改性聚合物组合物的制品，其中表面改性聚合物组合物包括：(a)防污添加剂，其包含由以下两种或更多种形成的低聚物或聚合物添加剂：(i)两性离子单体或聚亚烷基二醇单体或其组合；(ii)硅氧烷或碳氟化合物单体，或其组合；或(iii)烷基取代的甲基丙烯酸酯，丙烯酸酯，丙烯酰胺或乙烯基单体，或其组合；(b)包含聚合物主链的基础聚合物；和(c)抗微生物添加剂，其包含(i)去质子化的胍化合物，其中一部分所述去质子化的胍化合物通过异氰酸酯键共价键合到所述基础聚合物的聚合物主链中，(ii)质子化的胍化合物，其中一部分所述质子化的胍化合物氢键合到所述基础聚合物的聚合物主链上，或(iii)其组合；其中组分(a)和组分(c)通过熔融加工或溶剂加工混入基础聚合物中。

所公开的技术提供了所述组合物和/或制品，其中去质子化的胍化合物包括去质子化的胍化合物，去质子化的双胍化合物或其混合物。在一些实施方案中，去质子化的胍化合物是去质子化的PHMB。

所公开的技术提供了所述的组合物，制品和方法，其中质子化的胍化合物包括质子化的胍化合物，质子化的双胍化合物或其混合物。在一些实施方案中，质子化的胍化合物是质子化的PHMB。

所公开的技术提供了所述组合物和/或制品，其中基础聚合物包括衍生自(a)二苯基甲烷二异氰酸酯，(b)聚醚多元醇和(c)丁二醇组分的热塑性聚氨酯。在一些实施方案中，基础聚合物包括衍生自(a)六亚甲基二异氰酸酯或二环己基甲烷-4,4'-二异氰酸酯(H12MDI)，(b)聚醚多元醇和(c)丁二醇组分的热塑性聚氨酯。

所公开的技术提供了所述组合物和/或制品，其中聚合物组合物涂覆在形成制品的材料上。

所公开的技术提供了所述组合物和/或制品，其中使用浸涂，辊对辊涂覆，旋涂或喷涂将聚合物组合物涂覆到材料上。

所公开的技术提供了所述组合物和/或制品，其中制品包括医疗装置，个人护理制品，药物制品，保健产品制品，食品加工制品或海洋制品。

所公开的技术提供了所述组合物和/或制品，其中所述制品是医疗装置，其包括PICC导管，CVC导管，血管造影导管，血管成形术导管，泌尿导管，导管连接器或医用管中的一种或多种。

所公开的技术还提供制备所述表面改性聚合物组合物的方法。这些方法包括以下步骤：(I)形成(a)低聚物或聚合物添加剂，所述低聚物或聚合物添加剂包含i)两性离子单体，或聚亚烷基二醇单体或其组合；ii)硅氧烷或碳氟化合物单体，或其组合；或iii)烷基取代的甲基丙烯酸酯，丙烯酸酯，丙烯酰胺或乙烯基单体，或其组合；(II)将组分(a)，(b)基础聚合物和(c)抗微生物添加剂相互混合；其中所述抗微生物添加剂包括(i)去质子化的胍或双胍化合物，其中一部分所述去质子化的胍化合物通过异氰酸酯基团与胍或双胍分子中的含氮基团之间的键共价键合到所述基础聚合物的聚合物主链中，(ii)质子化的胍化合物，其中一部分所述质子化的胍化合物氢键合到所述基础聚合物的聚合物主链上，或(iii)其组合；并产生具有防污/非致血栓性和抗微生物特性的表面改性聚合物组合物。

所公开的技术还提供了所述方法，其中组分(a)，(b)和(c)的混合通过将组分(a)和(c)熔融加工到(b)基础聚合物中来完成。

所公开的技术还提供了所述方法，其中将聚合物组合物涂覆到材料上。

所公开的技术还提供了所述方法，其中使用浸涂，辊对辊涂覆，旋涂或喷涂方法将聚合物组合物涂覆到材料上。

所公开的技术还提供了所述方法，其中所述方法还包括退火步骤。在一些实施方案中，退火在约50℃至约150℃的温度下进行约2小时至约72小时的时间。

所公开的技术还提供了通过所述方法制备的组合物，并用于制备所述制品。

具体实施方式

以下将通过非限制性说明描述各种优选特征和实施方案。

所公开的技术提供了表面改性聚合物组合物，其包括促进霜的单体，防污单体，粘附促进单体及其组合。在一个实施方案中，聚合物组合物包括a)由i)磷酸胆碱，羧基甜菜碱，磺基甜菜碱或聚亚烷基二醇单体或其组合；ii)硅氧烷或碳氟化合物单体，或其组合；和iii)烷基取代的单体中的一种或多种形成的低聚物或聚合物添加剂；和b)基础聚合物。

低聚物或聚合物添加剂

如本文所公开的表面改性聚合物组合物包括由i)两性离子单体形成的低聚物或聚合物添加剂。在一个实施方案中，两性离子单体包括磷酸胆碱，羧基甜菜碱，磺基甜菜碱或聚亚烷基二醇单体中的一种或多种。

本发明的添加剂可以是低聚的或聚合的。在一个实施方案中，添加剂包括二聚体，三聚体或四聚体。在一个实施方案中，添加剂包括嵌段，接枝或支化聚合物或共聚物。在一个实施方案中，低聚物或聚合物添加剂的分子量(Mn)为约1,000至约50,000道尔顿。在一个实施方案中，添加剂的分子量为约2,000至约15,000道尔顿。

两性离子单体

在一个实施方案中，组合物的添加剂可包括防污单体。防污单体可包括两性离子单体或聚亚烷基二醇单体。在一个实施方案中，如本文所公开的组合物的添加剂包括两性离子单体或聚亚烷基二醇单体。两性离子单体可包括磷酸胆碱，羧基甜菜碱或磺基甜菜碱单体，其衍生物或其组合中的一种或多种。两性离子是在同一分子内的非相邻原子上带有形式正负电荷的分子。含有两性离子官能团的天然和合成聚合物均已显示出抵抗蛋白质粘附。在一个实施方案中，两性离子单体包括磷酸胆碱结构部分，磺基甜菜碱结构部分，羧基甜菜碱结构部分，其衍生物或其组合。在一个实施方案中，两性离子单体包括甲基丙烯酸2-羟乙酯磷酸胆碱。

磺基甜菜碱单体可选自磺基甜菜碱丙烯酸酯，磺基甜菜碱丙烯酰胺，磺基甜菜碱乙烯基化合物，磺基甜菜碱环氧化物及其混合物中的一种或多种。在一个实施方案中，单体是包含磺基甜菜碱基团的甲基丙烯酸酯单体。

羧基甜菜碱单体可包括羧基甜菜碱丙烯酸酯，羧基甜菜碱丙烯酰胺，羧基甜菜碱乙烯基化合物，羧基甜菜碱环氧化物，及其混合物。在一个实施方案中，单体是羧基甜菜碱甲基丙烯酸酯。

在一些实施方案中，并入低聚物或聚合物添加剂中的两性离子单体的存在量为添加剂的总单体组合物的约10-40摩尔％。

聚亚烷基二醇单体

在一个实施方案中，低聚物或聚合物添加剂可进一步包括聚亚烷基二醇单体。在另一个实施方案中，低聚物或聚合物添加剂可以替代地包括聚亚烷基二醇单体，其中使用聚亚烷基二醇单体代替两性离子单体。合适的聚亚烷基二醇单体包括但不限于具有总共约2至约100个碳原子的聚醚多元醇的丙烯酸酯，甲基丙烯酸酯。有用的商业聚亚烷基二醇单体包括聚(乙二醇)，其包含与乙二醇或其他醇反应的环氧乙烷，例如具有各种分子量的聚(乙二醇)甲基醚甲基丙烯酸酯/丙烯酸酯，具有各种分子量的乙二醇丁基醚甲基丙烯酸酯/丙烯酸酯，具有各种分子量的聚(乙二醇)甲基丙烯酸酯/丙烯酸酯。在一些实施方案中，聚亚烷基二醇单体的存在量可为添加剂的总单体组合物的约10摩尔％至约50摩尔％。

硅氧烷或氟碳化合物单体

本文公开的表面改性聚合物组合物的低聚物或聚合物添加剂可包括促进霜的单体。促进霜的单体可包括硅氧烷或碳氟化合物单体，或其组合。

在一个实施方案中，硅氧烷单体包括官能化的聚硅氧烷。官能化聚硅氧烷可以是单官能或多官能的。官能化聚硅氧烷的合适实例包括单官能或多官能化丙烯酸酯，甲基丙烯酸酯，乙烯基或烯丙基官能化聚硅氧烷，例如单乙烯基封端的聚二甲基硅氧烷；单甲基丙烯酰氧基丙基封端的聚二甲基硅氧烷，乙烯基封端的三氟丙基甲基硅氧烷；和单烯丙基-单三甲基甲硅烷氧基封端的聚环氧乙烷。聚硅氧烷通常可具有约100至约100,000Da的分子量(Mn)。官能团可以是末端，内部，或末端和内部。

官能聚硅氧烷可由下式表示：A-B-C，其中A是选自乙烯基，丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯的可聚合基团或选自醇，胺或硫醇的活性氢基团；B是任选的连接基团，C是聚硅氧烷基团。

可用于本发明添加剂的官能化聚硅氧烷可从各种来源商购获得。例如，末端官能化的聚硅氧烷，包括线性有机官能聚二甲基硅氧烷，可从Evonik Industries以

产品系列获得，包括

C-Si 2342(二羧基烷基聚二甲基硅氧烷)，Tegomer E-Si 2330(二环氧基烷基聚二甲基硅氧烷)，

H-Si 2315(二羟烷基聚二甲基硅氧烷)和Tegomer V-Si(二丙烯酰氧基聚二甲基硅氧烷)。Gelest Inc.还拥有各种功能性聚硅氧烷，如MCR-C12，18，22系列(单甲醇封端的聚二甲基硅氧烷)，MCR-C61，62(单二甲醇封端的聚二甲基硅氧烷)，PDV系列(乙烯基封端二苯基硅氧烷-二甲基硅氧烷共聚物)，FMV(乙烯基封端的三氟丙基甲基硅氧烷-二甲基硅氧烷共聚物)，CMS((甲醇官能)甲基硅氧烷-二甲基硅氧烷共聚物)。

在一些实施方案中，低聚物或聚合物添加剂可包括碳氟化合物单体。碳氟化合物单体可由下式表示：D-E-F，其中D是选自丙烯酸酯，甲基丙烯酸酯或乙烯基的可聚合基团或选自醇，胺或硫醇的活性氢基团，E是任选的连接基团；F是氟碳基团，可以是全氟化或部分氟化的。

合适的碳氟化合物单体包括但不限于丙烯酸1,1,1,3,3,3-六氟异丙酯，甲基丙烯酸1,1,1,3,3,3-六氟异丙酯，甲基丙烯酸2,2,3,4,4,4-六氟丁酯，甲基丙烯酸2,2,3,3-四氟丙酯，甲基丙烯酸2,2,2-三氟乙酯，丙烯酸2,2,3,3,4,4,4-七氟丁酯，甲基丙烯酸2,2,3,3,4,4,4-七氟丁基酯，丙烯酸2,2,3,3,3-五氟丙酯，甲基丙烯酸2,2,3,3,4,4,5,5-八氟戊酯，甲基丙烯酸2,2,3,3,3-五氟丙酯，甲基丙烯酸3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-十三氟辛酯，甲基丙烯酸3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,10-十七烷基癸酯，丙烯酸3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-十三氟辛酯，丙烯酸3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,11,11,12,12,12-二十一氟癸酯，丙烯酸2,2,3,3,4,4,5,5-八氟戊酯，丙烯酸2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7-十二氟庚酯95％，丙烯酸2,2,3,4,4,4-六氟丁酯，丙烯酸1H，1H，2H，2H-全氟癸酯，甲基丙烯酸2-[(1'，1'，1'-三氟-2'-(三氟甲基)-2'-羟基)丙基]-3-降冰片酯，甲基丙烯酸1,1,1-三氟-2-(三氟甲基)-2-羟基-4-甲基-5-戊基酯，甲基丙烯酸2-(全氟己基)乙基酯，全氟己基乙基醇，4-乙烯基苄基六氟异丙醚，4-乙烯基苄基全氟辛酸酯，4-乙烯基苄基三氟乙酸酯，烯丙基七氟丁酸酯，烯丙基全氟庚酸酯，烯丙基全氟壬酸酯，烯丙基全氟辛酸酯，烯丙基四氟乙基醚，烯丙基三氟乙酸酯和烯丙基五氟苯

在一个实施方案中，硅氧烷或碳氟化合物单体可以以添加剂的总单体组合物的约5％至约40％的量存在。

烷基取代的单体

在一些实施方案中，低聚物或聚合物添加剂包括粘附促进单体。粘附促进单体可包括烷基取代的单体。在一个实施方案中，烷基取代的单体包括甲基丙烯酸酯，丙烯酸酯，丙烯酰胺或乙烯基单体，或其组合。合适的单体包括但不限于取代的丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯，例如甲基丙烯酸甲酯，丙烯酸乙酯，丙烯酸丁酯，甲基丙烯酸丁酯，甲基丙烯酸2-乙基己酯，以及对于本领域技术人员来说显而易见的其它类似单体。可以选择单体，使得当包含在添加剂中时，它将增加添加剂对基础聚合物的亲和力。在一些实施方案中，烷基取代的单体在添加剂中的存在量为添加剂的总单体组合物的约10摩尔％至约70摩尔％。

在一些实施方案中，烷基取代的单体可包括丙烯酸羟烷基酯，具有伯，仲或叔氨基的丙烯酸酯，和反应性或可交联的丙烯酸酯，例如含有甲硅烷基，双键或其它反应性官能团的丙烯酸酯；丙烯酰胺，包括如上所述的丙烯酸酯的取代丙烯酰胺；乙烯基化合物；多官能分子，如二-，三-和四异氰酸酯，二-，三-和四醇，二-，三-和四胺，以及二-，三-和四硫氰酸酯；环状单体，如内酯和内酰胺；及其组合；甲基丙烯酸烷基酯或其它疏水甲基丙烯酸酯，如甲基丙烯酸乙酯，甲基丙烯酸丁酯，甲基丙烯酸己酯，甲基丙烯酸2-乙基己酯，甲基丙烯酸甲酯，甲基丙烯酸月桂酯，甲基丙烯酸异丁酯，甲基丙烯酸异癸酯，甲基丙烯酸苯酯，甲基丙烯酸癸酯，甲基丙烯酸3,3,5-三甲基环己酯，甲基丙烯酸苄酯，甲基丙烯酸环己酯，甲基丙烯酸十八烷基酯，甲基丙烯酸叔丁酯，甲基丙烯酸十三烷基酯和甲基丙烯酸2-萘基酯；反应性或可交联的甲基丙烯酸酯，例如2-(三甲基甲硅烷氧基)-乙基甲基丙烯酸酯，3-(三氯甲硅烷基)丙基甲基丙烯酸酯，3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基甲基丙烯酸酯，3-[三(三甲基甲硅烷氧基)甲硅烷基]丙基甲基丙烯酸酯，甲基丙烯酸三甲基甲硅烷酯，甲基丙烯酸烯丙酯，甲基丙烯酸乙烯酯，3-(丙烯酰氧基)-2-羟丙基甲基丙烯酸酯，3-(二乙氧基甲基甲硅烷基)丙基甲基丙烯酸酯，3-(二甲基氯甲硅烷基)丙基甲基丙烯酸酯，异氰酸酯，如甲基丙烯酸2-异氰酸根合乙酯，甲基丙烯酸缩水甘油酯，甲基丙烯酸2-羟乙酯，甲基丙烯酸3-氯-2-羟丙酯，甲基丙烯酸羟丁酯，甲基丙烯酸乙二醇酯，甲基丙烯酸羟丙酯和2-(甲基丙烯酰氧基)乙基邻苯二甲酸2-羟丙酯。

用于制备本发明添加剂的各种单体的量通常为总添加剂组合物的10-60摩尔％。可用于本发明的每种特定单体的量将取决于使用来自每类单体的哪种特定单体和添加剂混合其中的基础聚合物。例如，对于基于PTMEG的芳族TPU，已经显示含有约10至约30摩尔％的氟碳甲基丙烯酸酯，约10至约30％的聚乙二醇甲基丙烯酸酯和约40至约80％的甲基丙烯酸甲酯的添加剂有效地赋予与其混合的TPU基础聚合物的防污和/或非致血栓性表面。

低聚物或聚合物添加剂的合成

如本文所公开的低聚物或聚合物添加剂可通过加成聚合(自由基，阳离子和离子)或缩聚反应形成。在一个实施方案中，使用加成聚合形成添加剂，其中，例如，将混合的单体溶液和自由基引发剂计量加入反应器中以使反应进行约4小时以上并使其后反应另外14小时。反应温度和时间取决于所用的引发剂。例如，对于AIBN，反应温度为70℃，时间如上所述。然后通过汽提溶剂回收添加剂。

在一个实施方案中，使用缩聚反应形成添加剂，其中，例如，使二异氰酸酯与

(可从Evonik获得的具有PEG侧基的二醇单体)反应以形成具有游离末端异氰酸酯基团的预聚物。单官能氟化或聚硅氧烷如

62AL(可从DuPont获得)与预聚物反应以封端预聚物以形成具有氨基甲酸酯和/或脲键的低聚/聚合添加剂。

基础聚合物

本文所述的表面改性聚合物组合物包括基础聚合物。在一些实施方案中，基础聚合物包括热塑性聚氨酯，尼龙，聚乙烯，聚酯，聚氯乙烯，聚砜，聚硅氧烷，聚丙烯，聚碳酸酯及其组合。

在一个实施方案中，基础聚合物是热塑性聚氨酯。本文所述的TPU组合物使用以下物质制备：(a)多异氰酸酯；(b)多元醇；和任选的(扩链剂)。TPU可以以约80至约99.9重量％的量存在于表面改性的聚合物中。

多异氰酸酯

本文所述的TPU组合物使用a)多异氰酸酯组分制备。多异氰酸酯和/或多异氰酸酯组分包括一种或多种多异氰酸酯。在一些实施方案中，多异氰酸酯组分包括一种或多种二异氰酸酯。

在一些实施方案中，多异氰酸酯和/或多异氰酸酯组分包括具有约5至约20个碳原子的α，ω-亚烷基二异氰酸酯。

合适的多异氰酸酯包括芳族二异氰酸酯，脂族二异氰酸酯或其组合。在一些实施方案中，多异氰酸酯组分包括一种或多种芳族二异氰酸酯。在一些实施方案中，多异氰酸酯组分基本上不含或甚至完全不含脂族二异氰酸酯。在其他实施方案中，多异氰酸酯组分包括一种或多种脂族二异氰酸酯。在一些实施方案中，多异氰酸酯组分基本上不含或甚至完全不含芳族二异氰酸酯。

有用的多异氰酸酯的实例包括芳族二异氰酸酯，例如4,4'-亚甲基双(苯基异氰酸酯)(MDI)，间二甲苯二异氰酸酯(XDI)，亚苯基-1,4-二异氰酸酯，萘-1,5-二异氰酸酯，和甲苯二异氰酸酯(TDI)；以及脂肪族二异氰酸酯，如异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)，1,4-环己基二异氰酸酯(CHDI)，癸烷-1,10-二异氰酸酯，赖氨酸二异氰酸酯(LDI)，1,4-丁二异氰酸酯(BDI)，异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)，3,3'-二甲基-4,4'-亚联苯基二异氰酸酯(TODI)，1,5-萘二异氰酸酯(NDI)和二环己基甲烷-4,4'-二异氰酸酯(H12MDI)。可以使用两种或更多种多异氰酸酯的混合物。在一些实施方案中，多异氰酸酯是MDI和/或H12MDI。在一些实施方案中，多异氰酸酯包括MDI。在一些实施方案中，多异氰酸酯包括H12MDI。

在一些实施方案中，用包含H12MDI的多异氰酸酯组分制备热塑性聚氨酯。在一些实施方案中，热塑性聚氨酯用基本上由H12MDI组成的多异氰酸酯组分制备。在一些实施方案中，用由H12MDI组成的多异氰酸酯组分制备热塑性聚氨酯。

在一些实施方案中，热塑性聚氨酯用多异氰酸酯组分制备，所述多异氰酸酯组分包括(或基本上由…组成或甚至由…组成)H12MDI和MDI，HDI，TDI，IPDI，LDI，BDI，PDI，CHDI，TODI和NDI中的至少一种。

在一些实施方案中，用于制备本文所述的TPU和/或TPU组合物的多异氰酸酯以重量计为至少50％的脂环族二异氰酸酯。在一些实施方案中，多异氰酸酯包括具有约5至20个碳原子的α，ω-亚烷基二异氰酸酯。

在一些实施方案中，用于制备本文所述的TPU和/或TPU组合物的多异氰酸酯包括六亚甲基-1,6-二异氰酸酯，1,12-十二烷二异氰酸酯，2,2,4-三甲基-六亚甲基二异氰酸酯，2,4,4-三甲基-六亚甲基二异氰酸酯，2-甲基-1,5-戊亚甲基二异氰酸酯，或其组合。

多元醇组分

本文所述的TPU组合物使用以下物质制备：(b)多元醇组分。

多元醇包括聚醚多元醇，聚酯多元醇，聚碳酸酯多元醇，聚硅氧烷多元醇，以及它们的组合。

合适的多元醇，也可以描述为羟基封端的中间体，当存在时，可以包括一种或多种羟基封端的聚酯，一种或多种羟基封端的聚醚，一种或多种羟基封端的聚碳酸酯，一种或多种羟基封端的聚硅氧烷，或其混合物。

合适的羟基封端的聚酯中间体包括数均分子量(Mn)为约500至约10,000，约700-约5,000，或约700-约4,000的线性聚酯，并且通常具有小于1.3或小于0.5的酸值。分子量通过末端官能团的测定来确定，并且与数均分子量有关。聚酯中间体可以通过(1)一种或多种二醇与一种或多种二羧酸或酸酐的酯化反应或(2)通过酯交换反应，即一种或多种二醇与二羧酸酯的反应来制备。通常超过1摩尔的二醇与酸的摩尔比是优选的，以便获得具有优势的末端羟基的直链。合适的聚酯中间体还包括各种内酯，例如通常由ε-己内酯和双官能引发剂如二乙二醇制成的聚己内酯。所需聚酯的二羧酸可以是脂族，脂环族，芳族或其组合。可以单独使用或以混合物形式使用的合适的二羧酸通常具有总共约4至约15个碳原子，包括：琥珀酸，戊二酸，己二酸，庚二酸，辛二酸，壬二酸，癸二酸，十二烷二酸，间苯二甲酸，对苯二甲酸，环己烷二羧酸，等等。也可以使用上述二羧酸的酸酐，例如邻苯二甲酸酐，四氢邻苯二甲酸酐等。己二酸是优选的酸。反应形成所需聚酯中间体的二醇可以是脂族，芳族或其组合，包括上述扩链剂部分中所述的任何二醇，并且具有总共约2至约20或约2至约12个碳原子。合适的实例包括乙二醇，1,2-丙二醇，1,3-丙二醇，1,3-丁二醇，1,4-丁二醇，1,5-戊二醇，1,6-己二醇，2,2-二甲基-1,3-丙二醇，1,4-环己烷二甲醇，十亚甲基二醇，十二亚甲基二醇及其混合物。

多元醇组分还可包括一种或多种聚己内酯聚酯多元醇。可用于本文所述技术的聚己内酯聚酯二醇包括衍生自己内酯单体的聚酯二醇。聚己内酯聚酯多元醇由伯羟基封端。合适的聚己内酯聚酯多元醇可以由ε-己内酯和双官能引发剂如二乙二醇，1,4-丁二醇或本文列出的任何其他二醇和/或二元醇制成。在一些实施方案中，聚己内酯聚酯多元醇是衍生自己内酯单体的线性聚酯二醇。

有用的实例包括CAPA ^TM 2202A，2,000数均分子量(Mn)线性聚酯二醇，和CAPA ^TM2302A，3,000Mn线性聚酯二醇，两者均可从Perstorp Polyols Inc.商购获得。这些材料也可以被描述为2-氧杂环己酮(2-oxepanone)和1,4-丁二醇的聚合物。

聚己内酯聚酯多元醇可以由2-氧杂环己酮和二醇制备，其中二醇可以是1,4-丁二醇，二乙二醇，单乙二醇，1,6-己二醇，2,2-二甲基-1,3-丙二醇，或其任何组合。在一些实施方案中，用于制备聚己内酯聚酯多元醇的二醇是线性的。在一些实施方案中，聚己内酯聚酯多元醇由1,4-丁二醇制备。在一些实施方案中，聚己内酯聚酯多元醇的数均分子量为500至10,000，或500至5,000，或1,000或甚至2,000至4,000或甚至3,000。

合适的羟基封端的聚醚中间体包括衍生自具有总共2至15个碳原子的二醇或多元醇的聚醚多元醇，在一些实施方案中，烷基二醇或二醇与包含具有2至6个碳原子的环氧烷的醚反应，通常是环氧乙烷或环氧丙烷或其混合物。例如，羟基官能聚醚可以通过首先使丙二醇与环氧丙烷反应，然后与环氧乙烷反应来制备。由环氧乙烷产生的伯羟基比仲羟基更具反应性，因此是优选的。有用的商业聚醚多元醇包括包含与乙二醇反应的环氧乙烷的聚(乙二醇)，包含与丙二醇反应的环氧丙烷的聚(丙二醇)，包含与四氢呋喃反应的水的聚(四亚甲基醚二醇)，其也可描述为聚合的四氢呋喃，通常称为PTMEG。在一些实施方案中，聚醚中间体包括PTMEG。合适的聚醚多元醇还包括环氧烷的聚酰胺加合物，并且可包括，例如，包含乙二胺和环氧丙烷的反应产物的乙二胺加合物，包含二亚乙基三胺与环氧丙烷的反应产物的二亚乙基三胺加合物，和类似的聚酰胺型聚醚多元醇。共聚醚也可用于所述组合物中。典型的共聚醚包括THF和环氧乙烷或THF和环氧丙烷的反应产物。这些可从BASF获得，作为嵌段共聚物的

B和无规共聚物的

R。各种聚醚中间体通常具有通过测定末端官能团测定的数均分子量(Mn)，所述数均分子量大于约700，例如约700-约10,000，约1,000-约5,000，或者约1,000-约2,500。在一些实施方案中，聚醚中间体包括两种或更多种不同分子量聚醚的共混物，例如2,000Mn和1,000Mn PTMEG的共混物。

合适的羟基封端的聚碳酸酯包括通过二醇与碳酸酯反应制备的那些。美国专利No.4,131,731在此引入作为参考，其公开了羟基封端的聚碳酸酯及其制备方法。这种聚碳酸酯是线性的并且具有末端羟基，基本上排除了其它末端基团。必需的反应物是二醇和碳酸酯。合适的二醇选自含有4至40，和或甚至4至12个碳原子的脂环族和脂族二醇，和选自每分子含有2至20个烷氧基的聚氧亚烷基二醇，每个烷氧基含有2至4个碳原子。合适的二醇包括含有4-12个碳原子的脂族二醇，如1,4-丁二醇，1,5-戊二醇，新戊二醇，1,6-己二醇，2,2,4-三甲基-1,6-己二醇，1,10-癸二醇，氢化二亚油基乙二醇，氢化二油基乙二醇，3-甲基-1,5-戊二醇；和脂环族二醇如1,3-环己二醇，1,4-二羟甲基环己烷，1,4-环己二醇，1,3-二羟甲基环己烷-，1,4-内亚甲基-2-羟基-5-羟甲基环己烷和聚亚烷基二醇。反应中使用的二醇可以是单一二醇或二醇的混合物，这取决于最终产品中所需的性质。羟基封端的聚碳酸酯中间体通常是本领域和文献中已知的那些。合适的碳酸酯选自由5至7元环组成的碳酸亚烷基酯。适用于本发明的碳酸酯包括碳酸亚乙酯，碳酸三亚甲基酯，碳酸四亚甲基酯，碳酸1,2-亚丙基酯，碳酸1,2-亚丁基酯，碳酸2,3-亚丁基酯，碳酸1,2-亚乙基酯，碳酸1,3-亚戊基酯，碳酸1,4-亚戊基酯，碳酸2,3-亚戊基酯和碳酸2,4-亚戊基酯。此外，合适的是碳酸二烷基酯，脂环族碳酸酯和碳酸二芳基酯。碳酸二烷基酯在每个烷基中可含有2-5个碳原子，其具体实例是碳酸二乙酯和碳酸二丙酯。脂环族碳酸酯，尤其是二脂环族碳酸酯，在每个环状结构中可含有4-7个碳原子，并且可存在一种或两种这样的结构。当一个基团是脂环族时，另一个基团可以是烷基或芳基。另一方面，如果一个基团是芳基，则另一个基团可以是烷基或脂环族。在每个芳基中可含有6-20个碳原子的合适的碳酸二芳基酯的实例是碳酸二苯酯，碳酸二甲苯酯和碳酸二萘酯。

合适的聚硅氧烷多元醇包括α-ω-羟基或胺或羧酸或硫醇或环氧封端的聚硅氧烷。实例包括以羟基或胺或羧酸或硫醇或环氧基封端的聚(二甲基硅氧烷)。在一些实施方案中，聚硅氧烷多元醇是羟基封端的聚硅氧烷。在一些实施方案中，聚硅氧烷多元醇的数均分子量为300-5,000，或400-3,000。

聚硅氧烷多元醇可通过聚硅氧烷氢化物与脂族多元醇或聚氧化烯醇之间的脱氢反应获得，以将醇羟基引入聚硅氧烷主链上。

在一些实施方案中，聚硅氧烷多元醇可由一种或多种具有下式的化合物表示：

其中：每个R¹和R²独立地为1至4个碳原子的烷基，苄基或苯基；每个E是OH或NHR³，其中R³是氢，1至6个碳原子的烷基，或5至8个碳原子的环烷基；a和b各自独立地为2至8的整数；c是3至50的整数。在含氨基的聚硅氧烷中，至少一个E基团是NHR³。在含羟基的聚硅氧烷中，至少一个E基团是OH。在一些实施方案中，R¹和R²均为甲基。

合适的实例包括α，ω-羟丙基封端的聚(二甲基硅氧烷)和α，ω-氨基丙基封端的聚(二甲基硅氧烷)，两者都是可商购的材料。其他实例包括聚(二甲基硅氧烷)材料与聚(环氧烷)的共聚物。

当存在时，多元醇组分可包括聚(乙二醇)，聚(四亚甲基醚二醇)，聚(三亚甲基氧化物)，环氧乙烷封端的聚(丙二醇)，聚(己二酸丁二醇酯)，聚(己二酸乙二醇酯)，聚(己二酸己二醇酯)，聚(四亚甲基-co-六亚甲基己二酸酯)，聚(己二酸3-甲基-1,5-戊二醇酯)，聚己内酯二醇，聚(碳酸六亚甲基酯)二醇，聚(碳酸五亚甲基酯)二醇，聚(碳酸三亚甲基酯)二醇，二聚物脂肪酸基聚酯多元醇，植物油基多元醇，或其任何组合。

可用于制备合适的聚酯多元醇的二聚物脂肪酸的实例包括可从Croda商购的Priplast ^TM聚酯二醇/多元醇和可从Oleon商购的

聚酯二醇。

在一些实施方案中，多元醇组分包括聚醚多元醇，聚碳酸酯多元醇，聚己内酯多元醇或其任何组合。

在一些实施方案中，多元醇组分包括聚醚多元醇。在一些实施方案中，多元醇组分基本上不含或甚至完全不含聚酯多元醇。在一些实施方案中，用于制备TPU的多元醇组分基本上不含或甚至完全不含聚硅氧烷。

在一些实施方案中，多元醇组分包括环氧乙烷，环氧丙烷，环氧丁烷，氧化苯乙烯的羟基封端的遥爪低聚物，聚(四亚甲基醚二醇)，聚(丙二醇)，聚(乙二醇)，聚(乙二醇)和聚(丙二醇)的共聚物，表氯醇等，或其组合。在一些实施方案中，多元醇组分包括聚(四亚甲基醚二醇)。

扩链剂

使用c)增链剂组分制备本文所述的TPU组合物。扩链剂包括二醇，二胺及其组合。

合适的扩链剂包括相对小的多羟基化合物，例如具有2至20，或2至12，或2至10个碳原子的低级脂族或短链二醇。合适的实例包括乙二醇，二乙二醇，丙二醇，二丙二醇，1,4-丁二醇(BDO)，1,6-己二醇(HDO)，1,3-丁二醇，1,5-戊二醇，新戊二醇，1,4-环己烷二甲醇(CHDM)，2,2-双[4-(2-羟基乙氧基)苯基]丙烷(HEPP)，六亚甲基二醇，庚二醇，壬二醇，十二烷二醇，3-甲基-1,5-戊二醇，乙二胺，丁二胺，六亚甲基二胺，和羟乙基间苯二酚(HER)等，以及它们的混合物。在一些实施方案中，扩链剂包括BDO，HDO，3-甲基-1,5-戊二醇或其组合。在一些实施方案中，扩链剂包括BDO。可以使用其他二醇，例如芳族二醇，但在一些实施方案中，本文所述的TPU基本上不含或甚至完全不含这类物质。

在一些实施方案中，用于制备TPU的扩链剂基本上不含或甚至完全不含1,6-己二醇。在一些实施方案中，用于制备TPU的扩链剂包括环状扩链剂。合适的实例包括CHDM，HEPP，HER及其组合。在一些实施方案中，用于制备TPU的扩链剂包括芳族环状扩链剂，例如HEPP，HER或其组合。在一些实施方案中，用于制备TPU的扩链剂包括脂族环状扩链剂，例如CHDM。在一些实施方案中，用于制备TPU的扩链剂基本上不含或甚至完全不含芳族扩链剂，例如芳族环状扩链剂。在一些实施方案中，用于制备TPU的扩链剂基本上不含或甚至完全不含聚硅氧烷。

在一些实施方案中，扩链剂组分包括1,4-丁二醇，2-乙基-1,3-己二醇，2,2,4-三甲基戊-1,3-二醇，1,6-己二醇，1,4-环己烷二羟甲基，1,3-丙二醇，3-甲基-1,5-戊二醇或其组合。在一些实施方案中，扩链剂组分包括1,4-丁二醇，3-甲基-1,5-戊二醇或其组合。在一些实施方案中，扩链剂组分包括1,4-丁二醇。

所述组合物包括上述TPU材料以及包含这种TPU材料和一种或多种另外组分的TPU组合物。这些另外的组分包括可与本文所述的TPU共混的其他聚合物材料。这些另外的组分还包括可以添加到TPU中的一种或多种添加剂，或含有TPU的共混物，以影响组合物的性质。

本文所述的TPU还可以与一种或多种其他聚合物共混。与本文所述的TPU可以共混的聚合物不受过度限制。在一些实施方案中，所述组合物包含两种或更多种所述TPU材料。在一些实施方案中，组合物包含至少一种所述TPU材料和至少一种其他聚合物，其不是所述TPU材料之一。在一些实施方案中，所述共混物将具有与上述TPU组合物相同的性质组合。在其他实施方案中，TPU组合物当然具有所述的性质组合，而TPU组合物与一种或多种上述其它聚合物材料的共混物可以是或可以不是。

可与本文所述的TPU材料组合使用的聚合物还包括更常规的TPU材料，例如基于非己内酯聚酯的TPU，基于聚醚的TPU，或包含非己内酯聚酯和聚醚基团的TPU。可与本文所述的TPU材料共混的其它合适材料包括聚碳酸酯，聚烯烃，苯乙烯聚合物，丙烯酸聚合物，聚甲醛聚合物，聚酰胺，聚苯醚，聚苯硫醚，聚氯乙烯，氯化聚氯乙烯，聚乳酸或其组合。

用于本文所述共混物的聚合物包括均聚物和共聚物。合适的实例包括：(i)聚烯烃(PO)，例如聚乙烯(PE)，聚丙烯(PP)，聚丁烯，乙丙橡胶(EPR)，聚氧乙烯(POE)，环烯烃共聚物(COC)，或它们的组合；(ii)苯乙烯类，如聚苯乙烯(PS)，丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)，苯乙烯丙烯腈(SAN)，丁苯橡胶(SBR或HIPS)，聚α-甲基苯乙烯，苯乙烯马来酸酐(SMA)，苯乙烯-丁二烯共聚物(SBC))(如苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(SBS)和苯乙烯-乙烯/丁二烯-苯乙烯共聚物(SEBS))，苯乙烯-乙烯/丙烯-苯乙烯共聚物(SEPS)，苯乙烯丁二烯胶乳(SBL)，乙烯丙烯二烯单体(EPDM)改性的SAN和/或丙烯酸弹性体(例如，PS-SBR共聚物)，或其组合；(iii)除上述之外的热塑性聚氨酯(TPU)；(iv)聚酰胺，例如Nylon ^TM，包括聚酰胺6,6(PA66)，聚酰胺1,1(PA11)，聚酰胺1,2(PA12)，共聚酰胺(COPA)或其组合；(v)丙烯酸类聚合物，例如聚丙烯酸甲酯，聚甲基丙烯酸甲酯，甲基丙烯酸甲酯苯乙烯(MS)共聚物，或它们的组合；(vi)聚氯乙烯(PVC)，氯化聚氯乙烯(CPVC)或其组合；(vii)聚甲醛，如聚缩醛；(viii)聚酯，例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)，聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)，共聚酯和/或聚酯弹性体(COPE)，包括聚醚-酯嵌段共聚物，例如乙二醇改性的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PETG)，聚乳酸(PLA)，聚乙醇酸(PGA)，PLA和PGA的共聚物，或它们的组合；(ix)聚碳酸酯(PC)，聚苯硫醚(PPS)，聚苯醚(PPO)或其组合；或其组合。

在一些实施方案中，这些共混物包括一种或多种选自组(i)，(iii)，(vii)，(viii)或其某些组合的其他聚合物材料。在一些实施方案中，这些共混物包括一种或多种选自组(i)的其他聚合物材料。在一些实施方案中，这些共混物包括一种或多种选自组(iii)的其他聚合物材料。在一些实施方案中，这些共混物包括一种或多种选自组(vii)的其他聚合物材料。在一些实施方案中，这些共混物包括一种或多种选自组(viii)的其他聚合物材料。

适用于本文所述TPU组合物的其他添加剂不受过度限制。合适的添加剂包括颜料，UV稳定剂，UV吸收剂，抗氧化剂，润滑剂，热稳定剂，水解稳定剂，交联活化剂，阻燃剂，层状硅酸盐，填料，着色剂，增强剂，粘合介质，冲击强度改性剂，抗微生物剂，放射性-不透明添加剂，例如硫酸钡，次碳酸铋，三氧化铋，氯氧化铋，钽和钨等，以及它们的任意组合。

在一些实施方案中，另外的组分是阻燃剂。合适的阻燃剂不受过度限制，可包括磷酸硼阻燃剂，氧化镁，二季戊四醇，聚四氟乙烯(PTFE)聚合物或其任何组合。在一些实施方案中，该阻燃剂可包括磷酸硼阻燃剂，氧化镁，二季戊四醇或其任何组合。磷酸硼阻燃剂的合适实例是

-326，可从Budenheim USA，Inc.商购获得。当存在时，阻燃剂组分可以以总TPU组合物的0至10重量％的量存在，在其它实施方案中为总TPU组合物的0.5至10，或1至10，或0.5或1至5，或0.5至3，或甚至1至3重量％。

本文所述的TPU组合物还可包含其他添加剂，其可称为稳定剂。稳定剂可包括抗氧化剂如酚类，亚磷酸酯，硫酯和胺，光稳定剂如受阻胺光稳定剂和苯并噻唑UV吸收剂，以及其它加工稳定剂及其组合。在一个实施方案中，优选的稳定剂是BASF的

-1010和Chemtura的

-445。稳定剂的用量为TPU组合物的约0.1重量％至约5重量％，在另一个实施方案中为TPU组合物的约0.1重量％至约3重量％，在另一个实施方案中为约0.5重量％至约1.5重量％。

此外，各种常规的无机阻燃组分可用于TPU组合物中。合适的无机阻燃剂包括本领域技术人员已知的任何一种，例如金属氧化物，金属氧化物水合物，金属碳酸盐，磷酸铵，多磷酸铵，碳酸钙，氧化锑，粘土，矿物粘土，包括滑石，高岭土，硅灰石，纳米粘土，蒙脱石粘土，通常称为纳米粘土，及其混合物。在一个实施方案中，阻燃剂包包含滑石。阻燃剂包中的滑石促进了高限氧指数(LOI)的特性。无机阻燃剂的用量可以为TPU组合物总重量的0至约30重量％，约0.1重量％至约20重量％，在另一个实施方案中为约0.5重量％至约15重量％。

更进一步的任选添加剂可用于本文所述的TPU组合物中。添加剂包括着色剂，抗氧化剂(包括酚类，亚磷酸酯，硫酯和/或胺)，抗臭氧剂，稳定剂，惰性填料，润滑剂，抑制剂，水解稳定剂，光稳定剂，受阻胺光稳定剂，苯并三唑紫外线吸收剂，热稳定剂，防止变色稳定剂，染料，颜料，无机和有机填料，增强剂及其组合。

上述所有添加剂可以以这些物质的常规有效量使用。非阻燃剂添加剂的用量可以为TPU组合物总重量的约0至约30重量％，在一个实施方案中为约0.1至约25重量％，在另一个实施方案中为约0.1至约20重量％。

这些另外的添加剂可以混入到TPU树脂的组分中或反应混合物中用于TPU组合物的制备，或者在制备TPU树脂之后混入。在另一种方法中，所有材料可以与TPU树脂混合然后熔化，或者它们可以直接混入TPU树脂的熔体中。

本发明的热塑性聚氨酯可通过本领域用于合成聚氨酯弹性体的常规方法制备，例如但不限于间歇法或一步法。在间歇方法中，如果需要，将组分，即二异氰酸酯，多元醇和扩链剂，以及催化剂和任何其他添加剂，引入容器中，混合，分配到托盘中并使其固化。然后可以将固化的TPU造粒和粒化。一步法在挤出机中进行，例如单螺杆，双螺杆挤出机，其中形成组分单独或作为混合物引入挤出机中，并且在一个实施方案中通常在约100℃至约300℃的温度下反应，在另一个实施方案中为约150℃至约250℃，甚至约150℃至约240℃。

在聚合反应期间可以存在一种或多种聚合催化剂。通常，任何常规催化剂可用于使二异氰酸酯与多元醇中间体或扩链剂反应。特别是加速二异氰酸酯的NCO基团与多元醇和扩链剂的羟基之间反应的合适催化剂的实例是现有技术中已知的常规叔胺，例如，三乙胺，二甲基环己胺，N-甲基吗啉，N，N'-二甲基哌嗪，2-(二甲基氨基乙氧基)乙醇，二氮杂双环[2.2.2]辛烷等，特别是有机金属化合物，如钛酸酯，铁化合物，例如乙酰丙酮铁，锡化合物，例如二乙酸亚锡，二辛酸亚锡，二月桂酸亚锡，或脂族羧酸的二烷基锡盐，例如二乙酸二丁基锡，二月桂酸二丁基锡等。催化剂的通常用量为每100重量份多羟基化合物(b)0.0001-0.1重量份。

该方法可以进一步包括以下步骤：(II)将步骤(I)的TPU组合物与一种或多种共混物组分混合，所述共混物组分包括一种或多种另外的TPU材料和/或聚合物，包括任何上述那些。

该方法可以进一步包括以下步骤：(II)将步骤(I)的TPU组合物与一种或多种选自颜料，UV稳定剂，UV吸收剂，抗氧化剂，润滑剂，热稳定剂，水解稳定剂，交联活化剂，阻燃剂，层状硅酸盐，填料，着色剂，增强剂，粘合介质，冲击强度改性剂和抗微生物剂的其他添加剂混合。

该方法可以进一步包括以下步骤：(II)将步骤(I)的TPU组合物与一种或多种共混物组分混合，所述共混物组分包括一种或多种另外的TPU材料和/或聚合物，包括上述任何一种，和/或步骤：(III)将步骤(I)的TPU组合物与一种或多种选自颜料，UV稳定剂，UV吸收剂，抗氧化剂，润滑剂，热稳定剂，水解稳定剂，交联活化剂，阻燃剂，层状硅酸盐，填料，着色剂，增强剂，粘合介质，冲击强度改性剂和抗微生物剂的其它添加剂混合。

抗微生物添加剂

用于所公开技术的抗微生物添加剂为混入它们的组合物提供抗微生物特性，并且在一些实施方案中，它们具有至少两个可与异氰酸酯基团反应形成共价键的基团和/或反应性位点。这使得它们能够反应到本文所述的基础聚合物的主链中，并且导致得到所述抗微生物聚合物组合物。在其他实施方案中，抗微生物添加剂适合于氢键效应。这使得它们可以化学保持在本文所述的组合物中，并且导致得到所述抗微生物聚合物组合物。

合适的抗微生物添加剂包括去质子化的胍化合物，去质子化的双胍化合物或其混合物。这些去质子化的化合物可以是部分去质子化的胍和/或双胍化合物，完全去质子化的胍和/或双胍化合物，或其混合物。在一些实施方案中，抗微生物添加剂是去质子化的聚六亚甲基双胍(PHMB)，也称为游离碱PHMB，并且在一些实施方案中，抗微生物添加剂基本上不含或甚至完全不含质子化的PHMB。在其他实施方案中，抗微生物添加剂包括质子化的PHMB。在这些实施方案的一些中，抗微生物添加剂基本上不含或甚至完全不含去质子化的PHMB。

除了上述抗微生物添加剂之外，一种或多种另外的抗微生物添加剂可用于本文所述的组合物中。这些添加剂不会以所述添加剂的方式反应到主链中，但是可以以更常规的方式将另外的抗微生物添加剂添加到组合物中，包括(i)将抗微生物添加剂被动地或与表面活性剂结合或通过表面键合聚合物的方式吸附到材料表面上；(ii)将抗微生物添加剂加入涂在材料表面的聚合物涂层中；(iii)将抗微生物添加剂复合到包含装置的体材料中。

可以用作这些另外的抗微生物添加剂的合适的抗微生物添加剂不受过度限制。

它们可以是有机或有机金属化合物，例如季铵盐，酚，醇，醛，碘伏，聚季铵盐(例如由烯键式不饱和二胺和烯键式不饱和二卤代化合物衍生的低聚季铵盐)，双胍，苯甲酸酯，对羟基苯甲酸酯，山梨酸酯，丙酸酯，咪唑烷基脲，1-(3-氯烯丙基)-3,5,7-三氮杂-1-氮杂金刚烷氯化物(Dowacil 200，Quaternium)，异噻唑酮，DMDM乙内酰脲(2,3-咪唑烷二酮)，苯氧乙醇，溴硝醇，氟喹诺酮(如环丙沙星)，“强效”β-内酰胺类(第三代和第四代头孢菌素，碳青霉烯类)，β-内酰胺类/β-内酰胺酶抑制剂，糖肽类，氨基糖苷类，抗生素类药物，肝素，磷酸胆碱化合物，磺基甜菜碱，羧基甜菜碱，和选自银盐，锌盐和铜盐及其衍生物的有机金属盐。这些抗微生物剂的实例包括药物，例如青霉素，三氯生，功能性双胍，单官能聚季铵盐，季铵化单官能聚乙烯吡咯烷酮(PVP)，硅烷季铵化合物和其他季铵盐。

在一个实施方案中，所述另外的抗微生物添加剂是美国专利No.6,492,445 B2中公开的季铵分子(通过引用并入本文)。

合适的单官能抗微生物化合物的其他实例包括2-羟乙基二甲基十二烷基氯化铵，2-羟乙基二甲基十八烷基氯化铵，酯季铵盐，例如来自Mason Chemical Company的Behenoyl PG-trimonium chloride(山嵛酰氧基PG-三甲基氯化铵)，Fluoroquats。其他带有抗微生物活性中心的小分子二醇可以作为扩链剂并入聚氨酯主链中。这种抗微生物扩链剂的实例包括：二酯季铵化合物，例如甲基双[乙基(牛油酸酯)]-2-羟乙基]甲基硫酸铵(CAS号91995-81-2)，乙基季铵盐(Ethoquads)例如十八烷基甲基双(2-羟乙基)氯化铵(CASNo.3010-24-0)，油基-双-(2-羟乙基)甲基氯化铵，聚氧乙烯(15)椰油烷基甲基氯化铵(CASNo.61791-10-4)，可从Lion Akzo Co.Ltd获得，等等。

然而，在一些实施方案中，不存在另外的抗微生物添加剂。而是仅上述抗微生物添加剂，其具有至少两个可与异氰酸酯基团反应形成共价键的基团和/或反应性位点，或者与基础聚合物分子广泛氢键结合，用于本文所述的方法和制备本文所述的组合物。换句话说，在一些实施方案中，抗微生物添加剂不含不具有至少两个可与异氰酸酯基团反应形成共价键的基团和/或反应性位点的添加剂。

抗微生物添加剂可以以任何有效量存在于本文所述的组合物中，即，提供良好抗微生物性能的量。在一些实施方案中，良好的抗微生物性能意指在本文所述的一个或多个测试中的通过结果。在一些实施方案中，抗微生物添加剂在所述组合物中的存在量为总组合物的0.1至10重量％，或0.1至5重量％，或0.1至4重量％。在其他实施方案中，抗微生物添加剂在所述组合物中以下限0.1，0.5或1.0至上限2.0，4.0，5.0或10重量％存在。在一些实施方案中，抗微生物添加剂在所述组合物中的存在量为1.0至6.0重量％。在其他实施方案中，抗微生物添加剂在所述组合物中以下限1.5或2.0至上限3.0或3.5重量％，或甚至2.5重量％存在。

表面改性聚合物组合物

表面改性聚合物组合物可以通过将添加剂熔融加工到聚合物中，在聚合物合成期间混入添加剂，浇铸或纺丝含有添加剂和聚合物的溶剂混合物，或者由含有添加剂和聚合物的溶剂混合物将添加剂涂覆到基础聚合物上来制备。

在一些实施方案中，当基础聚合物是TPU时，二异氰酸酯，多元醇和扩链剂在有或没有催化剂的情况下混合在一起，这取决于所用TPU的类型。在反应过程中，将在100℃预热的聚合或低聚表面改性添加剂倒入反应混合物中。然后可将所得表面改性的TPU聚合物切成饼干并造粒以进行挤出或压缩模塑过程。

表面改性聚合物组合物可以通过使用具有混合碗附件的BrabenderPlasticorder熔融混合低聚物或聚合物添加剂来制备。在一些实施方案中，共混物与添加剂一起运行，并且TPU在熔融混合之前作为固体(盐和胡椒)的混合物混合。在一些实施方案中，在基础TPU的初始加料熔化并且扭矩稳定之后，可以将添加剂添加到基础聚合物中。或者，可以使用双螺杆挤出机通过本领域技术人员已知的典型方法将添加剂熔融混合到TPU中。

本文所述的聚合物材料和/或组合物可用于制备一种或多种制品。可由本文所述的聚合物材料和/或组合物制成的特定类型的制品不受过度限制。通常，本文所述的聚合物材料和/或组合物可用于需要防污或非致血栓性表面的任何应用中。

本发明进一步提供用本文所述的表面改性的聚合物材料和/或组合物制成的制品。在一些实施方案中，该制品可包括医疗装置。实例包括但不限于医学应用，例如，其中本文所述的聚合物可用于PICC，CVC，血管造影术，血管成形术和泌尿学导管，导管连接器，医用管等，以及用于个人护理应用，制药应用，保健产品应用，海洋应用或任何其他数量的应用。在一些实施方案中，这些制品通过挤出，注塑或其任何组合制备。

用本文所述的表面改性的聚合物材料和/或组合物制备的制品可在形成后进行进一步处理。在一个实施例中，进一步处理包括退火。在一个实施方案中，退火可以在烘箱中在约50℃至约150℃的温度下完成。在一些实施方案中，退火可以进行约2小时至约72小时。在一个实施方案中，退火时间可以是至少2小时，或至少12小时，或至少48小时的时间段。

在一些实施方案中，用于形成制品的材料可以用表面改性的聚合物组合物涂覆。涂层的涂覆方法不受过度限制，可包括浸涂，喷涂，辊对辊涂覆或旋涂。涂层可以以约1至几微米，或约2至约200微米的厚度涂覆。在其他实施方案中，涂层的厚度为100nm至1mm或1μm至100μm。在一些实施方案中，在涂覆用于形成医疗装置的材料之后，可以进行进一步的退火步骤，如上所述。

如本文所述的表面改性聚合物组合物可以为用该组合物制备的制品提供防污和/或非致血栓性性质。在一些实施方案中，聚合物组合物使蛋白质吸收降低至少50％，或至少60％，或70％。

在一些实施方案中，当抗微生物添加剂具有两个或更多个能够与异氰酸酯反应的所述反应性基团时，当在AATCC 147测试中测定时，所公开的技术提供基于抑制结果的零区域的非洗脱抗微生物聚合物组合物。基础聚合物与抗微生物添加剂和低聚物或聚合物添加剂的混合在受控条件下进行，这导致基础聚合物的聚合物主链中的少量氨基甲酸酯键反转或离解，并且相对少量的现在具有反应性异氰酸酯基团的断裂聚合物链与抗微生物添加剂反应，从而形成新聚合物，其中断裂的聚合物主链与新主链中存在的抗微生物添加剂一起重组。因此，抗微生物添加剂不作为与聚合物主链连接或键合的侧基存在。此外，抗微生物添加剂不作为与基础聚合物的聚合物主链的末端连接或键合的末端基团存在。相反，所公开技术的抗微生物添加剂结合到基础聚合物本身的主链中。更进一步地，如果在聚合物材料的合成过程中添加抗微生物添加剂，则不能实现所公开技术的益处，因为抗微生物添加剂不能在所得基础聚合物的整个主链中适当地分配。此外，由于大多数抗微生物添加剂具有两个以上的反应性位点，它们将充当交联剂，形成不适合本文所述的用途和应用的不可用的高度交联的基础聚合物，如果它们在TPU合成期间在反应性氨基甲酸酯基团丰富时而不是在挤出过程中当异氰酸酯基团的数量明显更受限制时加入。最后，在不产生本文所述的主链断裂和重组的条件下简单地将抗微生物添加剂添加到基础聚合物中将不会导致具有键合到主链中的抗微生物添加剂的基础组合物，而仅是抗微生物添加剂不键合聚合物材料并发生浸出的简单混合物。

通过仔细控制混合基础聚合物和抗微生物添加剂的条件，实现所公开技术的非浸出抗微生物聚合物组合物，其中抗微生物添加剂键合到基础聚合物的主链中。

进一步注意到，可以在将抗微生物添加剂添加到基础聚合物中的同时，或者在将抗微生物添加剂添加到基础聚合物之前，或者在抗微生物添加剂之后，将低聚物或聚合物添加剂添加到基础聚合物中。

首先，本发明的热塑性聚氨酯可通过本领域用于合成聚氨酯弹性体的常规方法制备，例如但不限于两步法，间歇法或一步法。在两步法中，使聚合物中间体与过量的二异氰酸酯反应，然后使形成的预聚物链延长。在间歇方法中，将组分，即二异氰酸酯，多元醇和扩链剂，以及催化剂和任何其他添加剂，如果需要，引入反应器中。在初始反应放热发生后，将聚合物熔体置于125-150℃的烘箱中进行后续固化。然后可以将固化的TPU造粒和粒化。一步法在挤出机中进行，通常是双螺杆挤出机，其中形成组分单独或作为混合物引入挤出机中。

在聚合反应期间可以存在一种或多种聚合催化剂。通常，任何常规催化剂可用于使二异氰酸酯与多元醇中间体或扩链剂反应。特别是加速二异氰酸酯的NCO基团与多元醇和扩链剂的羟基之间反应的合适催化剂的实例是现有技术中已知的常规叔胺，例如，三乙胺，二甲基环己胺，N-甲基吗啉，N，N'-二甲基哌嗪，2-(二甲基氨基乙氧基)乙醇，二氮杂双环[2.2.2]辛烷等，特别是有机金属化合物，如钛酸酯，铁化合物，例如乙酰丙酮铁，锡化合物，例如二乙酸亚锡，二辛酸亚锡，二月桂酸亚锡，或脂族羧酸的二烷基锡盐，例如二乙酸二丁基锡，二月桂酸二丁基锡等。催化剂的通常用量为每100重量份多羟基化合物(b)0.0001-0.1重量份。

上述TPU材料可通过包括以下步骤的方法制备：(I)使以下组分反应：a)上述多异氰酸酯组分，其包括至少一种脂族二异氰酸酯；b)上述多元醇组分，其包括至少一种聚酯多元醇；c)如上所述的扩链剂组分，其包括取代的2,5-二酮哌嗪，如上所述。

该方法可以进一步包括以下步骤：(II)将步骤(I)的TPU组合物与一种或多种共混物组分混合，所述共混物组分包括一种或多种另外的TPU材料和/或聚合物，包括任何上述那些。

该方法可以进一步包括以下步骤：(II)将步骤(I)的TPU组合物与一种或多种选自颜料，UV稳定剂，UV吸收剂，抗氧化剂，润滑剂，热稳定剂，水解稳定剂，交联活化剂，阻燃剂，层状硅酸盐，填料，着色剂，增强剂，粘合介质，冲击强度改性剂和抗微生物剂的其他添加剂混合。

该方法可以进一步包括以下步骤：(II)将步骤(I)的TPU组合物与一种或多种共混物组分混合，所述共混物组分包括一种或多种另外的TPU材料和/或聚合物，包括任何上述那些，和/或步骤：(III)将步骤(I)的TPU组合物与一种或多种选自颜料，UV稳定剂，UV吸收剂，抗氧化剂，润滑剂，热稳定剂，水解稳定剂，交联活化剂，阻燃剂，层状硅酸盐，填料，着色剂，增强剂，粘合介质，放射性遮光剂(如BaSO₄)，冲击强度改性剂和抗微生物剂的其它添加剂混合。

该方法可以进一步包括在步骤I中包括共扩链剂组分，该共扩链剂组分包括至少一种通式HO-(CH₂)_x-OH的二醇扩链剂，其中x是2至6的整数。

一旦TPU准备好，它就可以用作所公开方法的基础聚合物材料，并且它可以与上述抗微生物添加剂混合。

精心控制的混合条件必须有效地熔融聚合物材料，有效地将抗微生物添加剂混合到聚合物材料中，并且还有效地反转或离解聚合物材料主链中的少量氨基甲酸酯键。

在一些实施方案中，虽然不希望受理论束缚，但申请人相信在聚合物材料的主链中存在少量氨基甲酸酯键离解。在一些实施方案中，这意味着小于聚合物材料主链中所有键的20％，或小于10％，或小于5％或小于2％。在其他实施方案中，它意指0.1至20％的键，或0.1至10，0.1至5，0.2至2％的氨基甲酸酯键。在其他实施方案中，其意指1至20％的键，或1至10，1至5，1至2％的氨基甲酸酯键。在其他实施方案中，它意指约0.1，0.2，0.5或1％至2，3或5％的氨基甲酸酯键。在一些实施方案中，在聚合物材料的主链中离解少量氨基甲酸酯键意指聚合物材料主链中所有氨基甲酸酯键的0.1％至2％或0.1至5％。关于氨基甲酸酯键断裂的其他信息，参见Chemical Review，2013，113(1)，第80-118页和MacromolecularMaterials and Engineering，2003，288(6)，第525-530页，它们均通过引用并入本文。

所公开的技术还公开了所述方法，其中混合在混合装置中在160至225℃的温度下发生。混合也可以发生在180至225℃，或160至200℃。

在一些实施方案中，其中聚合物材料包括脂族TPU(由脂族二异氰酸酯制成的TPU)，混合在混合装置中在160至200℃的温度下发生。混合也可以发生在155至175，或160至180，或甚至165至185℃。

在一些实施方案中，其中聚合物材料包括芳族TPU(由芳族二异氰酸酯制成的TPU)，混合在混合装置中在180至220℃的温度下发生。混合也可以发生在175至215，或180至220，或甚至185至225℃。

所公开的技术还公开了所述方法，其中混合在挤出机中进行，其中抗微生物添加剂和低聚物或聚合物添加剂被加入到聚合物材料中，并且其中所述混合发生在180和225℃之间的温度，其中挤出机包括双螺杆挤出机，带有同向旋转，自动擦拭螺杆，混合的输送和混合元件，长径比为20:1至50:1，或30:1至50:1。在其他实施方案中，所述挤出机中所述的方法发生在160至200，155至175，160至180或165至185℃。在其他实施方案中，所述挤出机中描述的方法发生在180至220，175至215，180至220或185至225℃。

除非另有说明，否则所描述的每种化学组分的量不包括通常存在于商业材料中的任何溶剂，即基于活性化学物质。然而，除非另有说明，否则本文提及的每种化学品或组合物应解释为商品级材料，其可含有异构体，副产物，衍生物和通常理解存在于商业级中的其它此类物质。

抗微生物性能

本领域技术人员充分意识到术语“抗微生物”的含义。此外，本领域技术人员熟悉具有抗微生物特性的各种化学物质。然而，申请人在本发明的上下文中提供了术语“抗微生物”的定量定义。本发明的抗微生物添加剂是一种添加剂，它赋予含有它的聚合物能够将聚合物表面的大肠杆菌(E.coli)浓度降低50％的能力，参考其他类似聚合物的效果

在其他实施方案中，本文所述的TPU材料和/或组合物可用作医疗装置，例如植入物上的植入物或涂层，其中TPU在植入部位递送一种或多种治疗剂。术语“治疗剂”和“药物”在本文中可互换使用，意指在植入部位具有治疗效果的任何材料。此外，如本文所用，据说本发明的装置“递送”或“洗脱”治疗剂-这些术语同义使用并且通常是指治疗剂从聚合物迁移到生物组织的任何机制，和这样做提供治疗效果。

可以以多种方式递送治疗剂。在一个实例中，将治疗剂包埋在涂层内，所述涂层使用本文所述的TPU材料和/或组合物制成，所述TPU材料和/或组合物粘附到植入物或其他医学制品或医疗装置的一个或多个表面上。在一些实施方案中，涂层由一种或多种本文所述的TPU材料和/或组合物与治疗剂混合制成，使得该试剂随着时间的推移从聚合物中洗脱，或者在体内降解时从涂层中释放出来。在一些实施方案中，将一种或多种治疗剂施用在植入物或其他医学制品或医疗装置的一个或多个单独部分或表面上的离散区域中。

制品

本文所述的组合物可用于制备一种或多种制品。可由本文所述的TPU材料和/或组合物制成的特定类型的制品不受过度限制。

本发明进一步提供用本文所述的TPU材料和/或组合物制成的制品。实例包括但不限于医学应用，以及用于个人护理应用，药物应用，保健产品应用或任何其他数量的应用。在一些实施方案中，这些制品通过挤出，注塑，压塑，纺丝或流延薄膜或纤维或其任何组合来制备。

在一些实施方案中，本文描述的组合物用于制备管状医疗装置。本发明意义上的管状医疗制品是可以传导流体的那些医疗制品。特别地，医疗制品选自导管，中心静脉导管，外周静脉导管，呼吸管，支架，接头，端口，导管系统，连接器，钉，阀，三通旋塞，注射器，导管，注射口，伤口引流管，胸腔引流管和探头。

可以使用本文所述的组合物制备的其他合适的医疗制品包括中心静脉导管；外周静脉导管；呼吸管，支架；用于区域麻醉的产品，尤其是导管，接头，过滤器；用于输液治疗的产品，尤其是容器，端口，导管系统，过滤器；附件，如连接器，钉，阀，三通旋塞，注射器，导管，注射口；配方产品，特别是转移套，混合套；透析膜；泌尿科产品，尤其是导尿管，尿液测量和收集装置；伤口排水；伤口敷料；手术缝合材料；植入辅助设备以及植入物，尤其是塑料植入物，例如，疝网，非织造物，针织衫/针织物，端口，端口导管，血管假体；消毒剂；一次性手术器械；胸腔引流；探头；导管；医疗设备的外壳，尤其是输液泵，透析设备和屏幕；人造假牙；液体容器，特别是隐形眼镜容器。

在一些实施方案中，本文所述的组合物用于制备PICC导管和CVC导管。

已知上述一些材料可以在最终制剂中相互作用，使得最终制剂的组分可以与最初添加的组分不同。例如，金属离子(例如阻燃剂)可以迁移到其他分子的其他酸性或阴离子位点。由此形成的产物，包括在其预期用途中使用本文所述技术的组合物时形成的产物，可能不易于描述。然而，所有这些修饰和反应产物都包括在本文所述技术的范围内；本文描述的技术包括通过混合上述组分制备的组合物。

实施例

参考以下非限制性实施例可以更好地理解本文所述的技术。

通过各种测试(包括JIS Z2801和Innovotech Best Assay)评估下面提供的实施例以确定它们的抗微生物性能，并通过Throbodyne牛血液循环测定法测试它们的非致血栓性性质。

材料：

在制备实施例1至3中使用以下材料：

(1)游离碱PHMB，从Matrix获得的游离碱(去质子化)PHMB。

(2)中性PHMB，从Lonza获得的中性pH质子化PHMB。

(3)TPU A，Tecothane ^TM TT1095A和93肖氏A硬度的芳族聚醚TPU，可从Lubrizol商购获得。

(4)TPU B，Tecoflex ^TM EG93A-B30，一种90肖氏A硬度的脂族聚醚TPU，可从Lubrizol商购，用辐射遮光剂改性。

(5)PEGFOM，聚乙二醇甲基丙烯酸酯，Capstone 62MA和甲基丙烯酸甲酯的无规共聚物，其进一步描述于WO 2016/172460中。

抗微生物聚合物组合物的制备：对于每个实施例，将抗微生物添加剂PHMB和TPU用重力进料器一起进料到26mm双螺杆挤出机中，所述双螺杆挤出机具有带有输送和混合元件和L/D比例为39:1的同向旋转自擦拭螺杆。将线料挤出到冷水浴中并切成粒料。随后将粒料压塑成薄膜或挤出成管以进行另外的测试。通过NMR确认添加剂负载水平，并且在所有情况下基本上等于进料到挤出机中的添加剂的比例。配方和性能结果总结在表1中。

通过标准测试方法JIS Z2801以及Innovotech BEST^TM测定法测试以下所示的实施例的抗微生物功效。⁵对各种组合物的抗微生物功效测试结果示于表1中。

还评估了以下所示的实施例的抗微生物和非致血栓性性质。将实施例挤出成管(外径为千分之60英寸)，在50℃下退火两天，在犹他州盐湖城的Thrombodyne的牛血液循环试验中进行测试。该试验的程序包括将管暴露于牛血流回路中。报告的血液循环测定试验的结果是致血栓性的控制百分比，即致血栓性累积的相对量，相对于基线TPU的样品经历，其报告为100％。因此，较低的值表示更好的防污性能。

关于Innovotech BESTTM测试的更多信息，参见Omar，A.，Nadworny，P.，综述:Antimicrobial efficacy validation using in vitro and in vivo testing methods(使用体外和体内测试方法的抗微生物功效验证)，Advanced Drug Delivery Reviews，在印刷中，通过引用并入本文。有关牛血液循环测定的更多信息，请参见Zhang，Z.；Borenstein，J.；Guiney，L.；Miller，R.；Sukavaneshvar，S.；Loose C.，Polybetainemodification of PDMS microfluidic devices to resist thrombus formation inwhole blood PDMS(PDMS微流体装置的聚甜菜碱改性以抵抗全血PDMS中的血栓形成)，Labon a Chip 2013，13(10)，1963-1968和Sukavaneshvar，S.，Device thrombosis and pre-clinical blood flow models for assessing antithrombogenic efficacy of drug-device combinations(装置血栓形成和临床前血流模型，用于评估药物-装置组合的抗血栓形成功效)，Advanced Drug Delivery Reviews，通过引用并入本文。

JIS Z 2801方法(作为国际标准化组织程序，ISO 22196采用)测试包括塑料在内的材料抑制微生物生长或杀死它们的能力。该方法对抗微生物活性非常敏感，并且已成为美国抗微生物硬表面性能的最常见测试。JIS Z 2801测试方法设计用于定量测试硬表面在24小时接触期间抑制微生物生长或杀死它们的能力。在JIS Z 2801测试中：(i)制备测试微生物，(ii)通过在营养肉汤中稀释来标准化测试微生物的悬浮液，(iii)对照和测试表面接种微生物并且使用薄的无菌膜覆盖微生物接种物，(iv)通过洗脱，然后稀释和平板，在“零时间”测定微生物浓度，(v)用样品进行对照，(vi)将样品在潮湿环境中不受干扰地孵育24小时，(vii)在孵育之后，测定微生物浓度。计算相对于初始浓度和对照表面的微生物减少，因此更高的结果表明更好的抗微生物性能。

表1：

结果显示，当使用PHMB(以去质子化或去质子化形式)时，与TPU本身相比，抗微生物性能显著提高。此外，结果表明，当PHMB与PEGFOM组合使用时，所得TPU组合物具有良好的抗微生物性和良好的防污性能，即，添加剂不会彼此干扰并且能够在所得组合物中提供两种益处。

表2显示了可以测试其抗微生物性能的其他实施例，其中使用不同形式和量的PHMB：

表2

上面提到的每篇文献都通过引用并入本文，包括任何先前的申请，无论是否具体列在上面，要求优先权。提及任何文件并不是承认该文件有资格作为现有技术或构成任何管辖区域内技术人员的一般知识。除了在实施例中或另外明确指出之外，本说明书中指定材料量，反应条件，分子量，碳原子数等的所有数值量应理解为由词语“约”修饰。应理解，本文所述的上限和下限，范围和比例限制可以独立地组合。类似地，本文描述的技术的每个元素的范围和量可以与任何其他元素的范围或量一起使用。

如下文所述，上述材料的分子量已使用已知方法测定，例如使用聚苯乙烯标准的GPC分析。测定聚合物分子量的方法是众所周知的。该方法描述于例如：(i)P.J.Flory，“Principles of star polymer Chemistry”，Cornell University Press 91953)，第VII章，第266-315页；或(ii)“Macromolecules，Introduction to star polymer Science”，F.A.Bovey和F.H.Winslow，编辑，Academic Press(1979)，第296-312页。如本文所用，所述材料的重均分子量和数均重分子量是通过将对应于目标材料的峰下面积积分而得到的，不包括与稀释剂，杂质，未偶联的星形聚合物链和其它添加剂相关的峰。

如本文所用，与“包含”，“含有”或“特征在于”同义的过渡术语“包括”是包含性的或开放式的，并且不排除另外的，未列举的元素或方法步骤。然而，在本文的每个“包含”的叙述中，该术语还意图包括，作为替代实施方案，短语“基本上由......组成”和“由......组成”，其中“由...组成”排除未指定的任何要素或步骤，“基本上由...组成”允许包括额外的未列举的元素或步骤，这些元素或步骤不会实质上影响所考虑的组合物或方法的基本和新颖的特征。即“基本上由......组成”允许包含在考虑时不会显著影响组合物的基本和新颖特征的物质。

尽管出于说明本文描述的主题技术的目的已经示出了某些代表性实施方案和细节，但是对于本领域技术人员来说显而易见的是，在不脱离本主题的范围的情况下，可以在本文中进行各种改变和修改。在这方面，本文描述的技术的范围仅由以下根据权利要求限制。

Claims (15)

1.一种表面改性聚合物组合物，其包含：

a)由以下两种或多种形成的低聚物或聚合物添加剂：

i)两性离子单体或聚亚烷基二醇单体；

ii)硅氧烷或碳氟化合物单体，或其组合；或

iii)烷基取代的甲基丙烯酸酯，丙烯酸酯，丙烯酰胺或乙烯基单体，或其组合；

b)包含聚合物主链的基础聚合物；和

c)抗微生物添加剂，其包含(i)去质子化的胍化合物，其中一部分所述去质子化的胍化合物通过异氰酸酯键共价键合到所述基础聚合物的聚合物主链中，(ii)质子化的胍化合物，其中一部分所述质子化的胍化合物氢键合到所述基础聚合物的聚合物主链上，或(iii)其组合；

其中组分(a)和组分(c)通过熔融加工混入基础聚合物中。

2.根据权利要求1的组合物，其中所述去质子化的胍化合物包括去质子化的胍化合物，去质子化的双胍化合物或其混合物。

3.根据权利要求1的组合物，其中所述质子化的胍化合物包括质子化的胍化合物，质子化的双胍化合物或其混合物。

4.根据权利要求1的组合物，其中所述基础聚合物包括衍生自(a)二苯基甲烷二异氰酸酯，(b)聚醚多元醇和(c)丁二醇扩链剂组分的热塑性聚氨酯。

5.根据权利要求1的组合物，其中将聚合物组合物涂覆到形成制品的材料上。

6.根据权利要求5的组合物，其中使用浸涂，辊对辊涂覆，旋涂或喷涂涂覆聚合物组合物。

7.根据权利要求1的组合物，其中所述制品包括医疗装置，个人护理制品，药物制品，保健产品制品或海洋制品。

8.根据权利要求7的组合物，其中所述制品是医疗装置，其包括血管造影导管，血管成形术导管，泌尿导管，导管连接器或医用管中的一种或多种。

9.一种制备表面改性聚合物组合物的方法，包括以下步骤：

I.形成(a)低聚物或聚合物添加剂，其包含i)两性离子单体或聚亚烷基二醇单体；ii)硅氧烷或碳氟化合物单体，或其组合；或iii)烷基取代的甲基丙烯酸酯，丙烯酸酯，丙烯酰胺或乙烯基单体，或其组合；和

II.将组分(a)，(b)基础聚合物和(c)抗微生物添加剂彼此混合；

其中所述抗微生物添加剂包含(i)去质子化的胍化合物，其中一部分所述去质子化的胍化合物通过异氰酸酯键共价键合到所述基础聚合物的聚合物主链中，(ii)质子化的胍化合物，其中一部分所述质子化的胍化合物氢键合到所述基础聚合物的聚合物主链上，或(iii)其组合；

得到具有防污和抗微生物性能的表面改性聚合物组合物。

10.根据权利要求9的方法，其中组分(a)，(b)和(c)的混合包括将组分(a)和(c)熔融加工到(b)基础聚合物中。

11.根据权利要求9的方法，其中将所述聚合物组合物涂覆到材料上。

12.根据权利要求11的方法，其中使用浸涂，辊对辊涂覆，旋涂或喷涂方法将聚合物组合物涂覆到材料上。

13.根据权利要求9的方法，还包括退火步骤。

14.根据权利要求13的方法，其中退火在约50℃至约150℃的温度下进行约2小时至约72小时的时间。

15.一种包含表面改性聚合物组合物的制品，所述表面改性聚合物组合物包含：

a)由以下两种或多种形成的低聚物或聚合物添加剂：

i)两性离子单体或聚亚烷基二醇单体；

ii)硅氧烷或碳氟化合物单体，或其组合；或

iii)烷基取代的甲基丙烯酸酯，丙烯酸酯，丙烯酰胺或乙烯基单体，或其组合；

b)包含聚合物主链的基础聚合物；和

c)抗微生物添加剂，其包含(i)去质子化的胍化合物，其中一部分所述去质子化的胍化合物通过异氰酸酯键共价键合到所述基础聚合物的聚合物主链中，(ii)质子化的胍化合物，其中一部分所述质子化的胍化合物氢键合到所述基础聚合物的聚合物主链上，或(iii)其组合；

其中组分(a)和组分(c)通过熔融加工混入基础聚合物中。