DE19754565A1 - Verfahren zur Modifizierung der Oberfläche von Polymersubstraten durch Pfropfpolymerisation - Google Patents
Verfahren zur Modifizierung der Oberfläche von Polymersubstraten durch PfropfpolymerisationInfo
- Publication number
- DE19754565A1 DE19754565A1 DE1997154565 DE19754565A DE19754565A1 DE 19754565 A1 DE19754565 A1 DE 19754565A1 DE 1997154565 DE1997154565 DE 1997154565 DE 19754565 A DE19754565 A DE 19754565A DE 19754565 A1 DE19754565 A1 DE 19754565A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- groups
- monomer
- pretreatment
- substrate
- monomers
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J7/00—Chemical treatment or coating of shaped articles made of macromolecular substances
- C08J7/12—Chemical modification
- C08J7/16—Chemical modification with polymerisable compounds
- C08J7/18—Chemical modification with polymerisable compounds using wave energy or particle radiation
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Modifizierung der Oberflä
che von Polymersubstraten durch kontrollierte, thermisch induzierte
Pfropfpolymerisation aliphatisch ungesättigter Verbindungen. Die Er
findung betrifft weiterhin die Verwendung der modifizierten Polymer
substrate sowie Erzeugnisse, die erfindungsgemäß modifizierte Poly
mersubstrate sind oder enthalten.
Die Modifizierung von Kunststoffoberflächen, speziell von technisch
genutzen Produkten, ist von großem wirtschaftlichen Interesse. Als
technisch und wirtschaftlich bedeutend hat sich in diesem Zusammen
hang vor allem die Pfropfpolymerisation aliphatisch ungesättigter
Monomerer erwiesen, da hierdurch neue Verwendungsmöglichkeiten für
bereits im Markt etablierte Standardkunststoffe gefunden werden kön
nen. Durch die Veränderungen der Kunststoffoberflächen können auf
eine effiziente und ökonomische Art Produkte mit auf den speziellen
Einsatzzweck optimierten Grenzflächeneigenschaften hergestellt wer
den. Diese veränderten Eigenschaften können unter anderem zu hydro
philierten, schmutzabweisenden, bedruckbaren, lösemittelbeständige
ren und flammhemmenden Oberflächen führen. Einen Überblick über die
vielfältigen Möglichkeiten zur Eigenschaftsveränderung synthetischer
Polymere durch photoinduzierte Pfropfungen liefert Arthur, Jr. J. C.
in Dev. Polymer Photochem. 2 (1982) 39.
Es sind verschiedene Verfahren bekannt, mit denen die Oberflächen
von Polymeren durch Pfropfpolymerisationen modifiziert werden kön
nen. Im allgemeinen geht der Pfropfreaktion eine Aktivierung der
entsprechenden Oberfläche voraus, d. h. es werden entweder vor der
eigentlichen Pfropfung oder auch zeitgleich mit ihr reaktive Zentren
auf der Oberfläche des Substrats erzeugt, die im weiteren Verlauf
der Reaktion als Ausgangspunkte für die eigentliche Polymerisation
dienen. Diese Oberflächenaktivierung kann z. B. durch gamma-Strah
lung, ultraviolette Strahlung mit Wellenlängen kleiner als 180 nm,
Plasmabehandlung, Ozonisierung, elektrische Entladungen, Flammenbe
handlung, Makroinitiatoren oder Photoinitiatoren erfolgen.
Es ist aus US 4 189 364 bekannt, daß sich Polymeroberflächen durch
Eintauchen in eine Lösung von 2-Hydroxyethylmethacrylat und Dimeth
acrylat und Bestrahlung mit einer 60Co-Quelle so modifizieren las
sen, daß die neu erzeugte Oberfläche eine deutlich verbesserte Was
seraufnahme zeigt. Nachteilig an dieser Methode ist, daß sie das
Vorhandensein einer aufwendigen und entsprechend kostspieligen
60Co-Quelle voraussetzt. Weiterhin ist die Art der von dieser Quelle aus
gehenden Strahlung ist sehr unspezifisch und nicht auf die Oberflä
che des zu modifizierenden Substrates beschränkt, was zu unerwünsch
ten Veränderungen der mechanischen und chemischen Bulkeigenschaften
des Polymeren führt.
Die Aktivierung einer Oberfläche mit ultravioletter Strahlung einer
Wellenlänge kleiner als 180 nm setzt die weitgehende Abwesenheit von
Sauerstoff während der Aktivierungsphase voraus, da dieser bei der
genannten Wellenlänge eine sehr starke Absorption zeigt. Da anderer
seits die Aktivierung durch diese Methode, die letztendlich auf Bil
dung oxidierter Reaktionsstellen beruht, einen Mindestpartialdruck
an Sauerstoff voraussetzt, ist ein reproduzierbarer Aktivierungs
schritt im Rahmen eines technischen Verfahrens nur unter großen
Schwierigkeiten möglich. In diesem Zusammenhang bereitet auch die
kontinuierliche Intensitätsabnahme entsprechender Bestrahlungsröhren
große Probleme. Daneben ist eine unerwünschte Veränderung der Bulk
eigenschaften des Substrates durch die Bestrahlung schwer zu vermei
den, da bei derartig energiereicher Strahlung auch Kohlenstoff-Koh
lenstoff-Bindungen gebrochen werden können.
Eine Plasmavorbehandlung, wie in EP 0 574 252 beschrieben, stellt
ebenfalls einen unter Vakuum ablaufenden Prozeß dar, der das Verfah
ren praktisch auf einen Batch-Prozeß reduziert, zumindest aber eine
kontinuierliche Prozeßführung stark erschwert. Weiterhin ist auch
hier eine entsprechend aufwendige Geräteausstattung erforderlich.
Zudem ist die Aktivierung aufgrund der Vielzahl an unabhängigen
Plasmaparametern schwierig zu reproduzieren.
Die Ozonisierung einer Polymeroberfläche zur Bildung oxidierter
Reaktionszentren, wie z. B. in US 4 311 573. US 4 589 964 oder EP 0 378 511
beschrieben wird, ist aufgrund der toxikologischen Bedenk
lichkeit und der Flüchtigkeit von Ozon nur unter Anwendung besonde
rer Schutzmaßnahmen durchzuführen. Die reproduzierbare Einstellung
entsprechender Ozonkonzentrationen, um im Rahmen der Qualitätssiche
rung eines technologischen Prozesses die gleichbleibende Qualität
der hergestellten Produkte sicherstellen zu können, erfordert auf
wendige Kontrollmechanismen.
Elektrische Entladungen, wie sie z. B. im Rahmen einer Korona-Behand
lung zur Oberflächenaktivierung eingesetzt werden, sind aufgrund der
methodenspezifischen Anforderungen im allgemeinen nur auf großflä
chige Substrate mit einfacher Geometrie, wie Folienbahnen oder ex
trudierte Profile, anwendbar. Analoges gilt auch für eine Flammenbe
handlung von Polymeren, wobei in diesem Fall noch die stärkere ther
mische Belastung besonders exponierter Stellen des Substrates hinzu
kommt. Einen Vergleich beider Methoden mit denkbaren und bereits
realisierten Anwendungen liefert z. B. Gerstenberg, K. W. in Coating
9 (1994) 324 und Coating 10 (1994) 355.
Weitere Möglichkeiten zur Erzeugung von aktivierten Oberflächen bie
tet die Aufbringung von Initiatormolekülen, wie Makroinitiatoren,
oder von Photoinitiatoren.
Die Wirkung von Makroinitiatoren beruht darauf, daß vorgebildete
Polymere mit reaktiven Gruppen auf das zu modifizierende Substrat
aufgebracht werden. Die Anbindung an das Substrat ist in diesem Fall
rein physikalisch. Die eigentliche Pfropfung wird durch eine thermi
sche oder photochemische Anregung der entsprechenden reaktiven Grup
pen des Makroinitiators gestartet. Diese Methode setzt einerseits
die Synthese von häufig nicht kommerziell erhältlichen Makroinitia
toren voraus, andererseits muß die dauerhafte physikalische Anbin
dung des Makroinitiators an das jeweilige Substrat, auch unter Löse
mittel- und Temperatureinfluß gewährleistet sein.
Die Verwendung von Photoinitiatoren zur Pfropfung basiert im wesent
lichen auf einer Kettenübertragung und ist universell anwendbar.
Initiatorradikale oder Polymerradikale abstrahieren dabei vom jewei
ligen Substrat z. B. Wasserstoff- oder Chloratome und bilden Makrora
dikale, die die Pfropfpolymerisation der zugesetzten Monomeren aus
lösen. Wie von H. G. Elias in Makromoleküle Bd. 1 (1990) 572 ff. be
schrieben, ist die erreichbare Pfropfausbeute dabei jedoch wegen der
geringen Übertragungskonstanten von Polymerradikalen sehr niedrig.
Die Pfropfung von HDPE, LDPE und Polystyrol mit Acrylsäure und Ben
zophenon als Photoinitiator in der Gasphase, die von K. Allmer et al.
in J. Polym. Sc., Part A, 26, 2099-2111 (1988) beschrieben wurde, ist
ein solches Verfahren mit niedrigen Übertragungskonstanten. Zudem
eignet es sich nicht für Monomere, wie Natriumstyrolsulfonat, die
nicht in die Gasphase überführbar sind. Auch die Methode von S. Tazu
ke et al., beschrieben in ACS Symp. Ser. 121. 217-241 (1980), bei
der das Polymersubstrat in eine den Photoinitiator und das Monomer
enthaltenden Lösung getaucht und bestrahlt wird, gehört zu den Ver
fahren, bei denen keine die Pfropfung fördernde Vorbehandlung des
Substrats stattfindet und die daher niedrige Übertragungskonstanten
aufweisen.
Dagegen werden nach H. Kubota et al. I (J. Polym. Sc.: Polym. Ed. Lett.,
19, 457-462 (1981)) PP- und LDPE-Filme mit einer Lösung vorbehan
delt, die den Photoinitator, nämlich wiederum Benzophenon oder
Anthrachinon oder Benzoylperoxid, und Polyvinylacetat als Träger für
den Photoinitiator enthielt. Dadurch wurde der Photoinitiator nach
dem Entfernen des Lösemittels, Aceton oder Chloroform, auf der Sub
stratoberfläche physikalisch fixiert. Methylmethacrylat wurde in der
Gasphase und Acrylsäure sowie Methacrylsäure wurden in flüssiger
Phase mit hohen Ausbeuten auf die vorbehandelten Substratoberflächen
gepfropft. H. Kubota et al II. J. Polym. Sc.: Polym. Ed. Lett., 20, 17-21
(1982), haben den Einfluß verschiedener Lösemittel auf die Gaspha
sen-Pfropfung der Monomeren auf wie beschrieben vorbehandelte Sub
stratoberflächen untersucht. Ein Nachteil dieses Verfahrens ist die
Mitverwendung eines Filmbildners, nämlich Polyvinylacetat, als Trä
ger für den Photoinitiator. Zum einen ist es nicht ohne weiteres
möglich, den Photoinitiator so homogen wie erwünscht in dem Film
bildner zu verteilen. Weiterhin ist es unvermeidlich, daß auch der
Filmbildner auf das Substrat gepfropft wird, was die Einheitlichkeit
der Beschichtung beeinträchtigt. Schließlich wird das Monomer nicht
nur auf das zu modifizierende Substrat, sondern unvermeidlich auch
auf den Filmbildner gepfropft, im Extremfall, je nach der Pfropfbar
keit des jeweiligen Substrats, praktisch ausschließlich auf den
Filmbildner.
Z. P. Yao und B. Ranby haben ein kontinuierliches Verfahren beschrie
ben. bei dem Acrylamid oder Acrylsäure auf HDPE-Filme gepfropft
wird (J. Appl. Pol. Sci. 401647 (1990)). Dazu wird der Film durch
eine Lösung von Monomer und Benzophenon als Photoinitiator in Aceton
als Lösemittel geführt ("presoaking") und bestrahlt. Im Falle von
Acrylamid wirkte zusätzlich sublimierender Acrylamiddampf bei der
strahleninduzierten Pfropfung mit. Das Verfahren eignet sich zur
Beschichtung von flächigen Gebilden, wie Filmen. Eine grundlegende
Modifizierung einer regellos geformten Substratoberfläche ist nicht
möglich. Weiterhin ist nachteilig, daß die Zeit für das "presoaking"
und die Bestrahlungszeit starr aneinander gekoppelt sind, da das
Verfahren kontinuierlich arbeitet. Ein weiterer Nachteil besteht da
rin, daß eine Thermostatisierung der "presoaking"-Lösung nicht vor
gesehen ist. Das Verfahren ist unflexibel und verzichtet auf mehrere
wichtige Freiheitsgrade. Eine optimale Abstimmung der für den Erfolg
entscheidenden Parameter, nämlich Konzentration von Initiator, Mono
mer und Lösemittel, Temperatur der Lösung, Zeitdauer des "presoa
king" und Zeitdauer der Bestrahlung, ist nicht möglich.
Gegenstand der älteren deutschen Patentanmeldung 197 15 449.2 (O.Z.
5176) ist ein Verfahren zur Modifizierung der Oberfläche von Poly
mersubstraten mittels photochemisch induzierter Pfropfpolymerisa
tion, bei dem das Polymersubstrat zunächst mit einem Photoinitiator
und mindestens einem aliphatisch ungesättigten Monomeren vorbehan
delt und dann auf das vorbehandelte Polymersubstrat durch elektro
magnetische Strahlung induziert mindestens ein weiteres aliphatisch
ungesättigtes Monomer polymerisiert wird. Gemäß der Zusatzanmeldung
1 97 32 586.6 (O.Z. 5239) wird dieses Verfahren dadurch modifiziert,
daß nach der Vorbehandlung lediglich das zur Vorbehandlung verwende
te mindestens eine aliphatisch ungesättigte Monomer durch elektro
magnetische Strahlung induziert auf das vorbehandelte Substrat poly
merisiert wird.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein technisch
einfaches und ökonomisch optimiertes Verfahren zur Modifizierung von
beliebig gestalteten Polymeroberflächen durch eine kontrollierte
Pfropfpolymerisation mit beliebigen aliphatisch ungesätigten Monome
ren zu entwickeln, das die erwähnten Nachteile der vorbeschriebenen
Verfahren nicht zeigt und gegenüber den Verfahren nach den deutschen
Patentanmeldungen weitere Vorteile aufweist.
Diese Aufgabe wurde erfindungsgemäß mit einem Verfahren zur Modifi
zierung der Oberfläche von Polymersubstraten durch Pfropfpolymerisa
tion mit aliphatisch ungesättigten Monomeren gelöst, bei dem das
Polymersubstrat zunächst mit einem Thermoinitiator und mindestens
einem aliphatisch ungesättigten Monomer vorbehandelt und dann auf
das vorbehandelte Polymersubstrat mindestens ein aliphatisch unge
sättigtes Monomer pfropfpolymerisiert wird.
Bei einer bestimmten Ausführungsform des Verfahrens ("Variante 1")
wird nach der Vorbehandlung lediglich das mindestens eine alipha
tisch ungesättigte Monomer pfropfpolymerisiert, das für die Vorbe
handlung eingesetzt war. Bei einer anderen Ausführungsform ("Varian
te 2") wird mindestens ein weiteres, gegebenenfalls von dem minde
stens einen zur Vorbehandlung verwendeten aliphatisch ungesättigten
Monomer verschiedenes aliphatisch ungesättigtes Monomer auf die vor
behandelte Substratoberfläche aufgebracht und zusammen mit dem minde
stens einen zur Vorbehandlung verwendeten Monomer pfropfpolymeri
siert.
Das erfindungsgemäße Verfahren weist eine bemerkenswerte Kombination
von Vorteilen auf. Wie bei den Verfahren nach den zuvor erwähnten
deutschen Patentanmeldungen erzielt man mit beliebigen Monomeren auf
chemisch sehr verschiedenartigen Substraten dichte und gleichmäßige
Beschichtungen von hervorragender Beständigkeit gegenüber Umgebungs
einflüssen einschließlich von Lösemitteln und Abriebkräften, ohne
daß es dazu aufwendiger Vakuumeinrichtungen bedürfte. Die zu modifi
zierenden Kunststoffoberflächen müssen keine bestimmte Topographie
aufweisen; Objekte mit einer dreidimensionalen Struktur eignen sich
ebensogut wie glatte Flächen. Dies ist insbesondere bei der nach
träglichen Modifizierung von vorgefertigten Gegenständen von Vor
teil. Gegenüber den Verfahren nach den erwähnten deutschen Patentan
meldungen besteht ein weiterer Vorteil darin, daß die thermische
Induzierung der Pfropfung, z. B. mittels Infrarotstrahlen oder Mikro
wellen, billiger ist als die Initiierung mit UV-Strahlen im bevor
zugten Bereich von 200 bis 400 nm und zudem auch Zonen erreicht, die
für UV-Strahlen unzugänglich sind, z. B. im Inneren von geformten
Hohlräumen. Besonders bei Induzierung der Pfropfpolymerisation durch
Mikrowellenstrahlung lassen sich auch kleinste geformte Hohlräume,
wie die Innenlumen von Schläuchen, z. B. Blutschläuchen oder Kathe
tern, effizient und ökonomisch modifizieren.
Zu den polymeren Substraten, deren Oberflächen erfindungsgemäß modi
fiziert werden, zählen Homo- und Copolymere, beispielsweise Polyole
fine, wie Polyethylen (HDPE und LDPE), Polypropylen, Polyisobutylen,
Polybutadien, Polyisopren, natürliche Kautschuke und Polyethylen-co
propylen; halogenhaltige Polymere, wie Polyvinylchlorid, Polyvinyli
denchlorid, Polychloropren, Polytetrafluorethylen und Polyvinyliden
fluorid; Polymere und Copolymere aus vinylaromatischen Monomeren,
wie Polystyrol, Polyvinyltoluol, Polystyrol-co-vinyltoluol, Polysty
rol-co-acrylnitril, Polystyrol-co-butadien-co-acrylnitril; Polykon
densate, beispielsweise Polyester, wie Polyethylenterephthalat und
Polybutylenterephthalat; Polyamide, wie Polycaprolactam, Polylaurin
lactam und das Polykondensat aus Hexamethylendiamin und Adipinsäure;
Polyetherblockamide, z. B. aus Laurinlactam und Polyethylenglykol mit
durchschnittlich 8, 12 oder 16 Ethylenoxygruppen; weiterhin Polyure
thane, Polyether, Polycarbonate, Polysulfone, Polyetherketone, Poly
esteramide und -imide, Polyacrylnitril, Polyacrylate und -methacry
late. Auch Blends aus zwei oder mehr Polymeren oder Copolymeren las
sen sich nach dem erfindungsgemäßen Verfahren an der Oberfläche
modifizieren, ebenso wie Kombinationen aus verschiedenen Polymeren,
die durch Verkleben, Verschweißen oder Zusammenschmelzen miteinander
verbunden sind, einschließlich der Übergangsstellen.
Für das Verfahren eignen sich die verschiedenartigsten Monomeren mit
mindestens einer olefinischen Doppelbindung, auch solche, die nicht
oder nur schwierig in die Gasphase überführbar sind. Von der Art ih
rer funktionellen Gruppen hängt es ab, in welchem Sinne die Oberflä
chen der Polymersubstrate modifiziert werden, z. B. hydrophil, hydro
phob, lösemittelbeständiger, schmutzabweisend, bakterienabweisend,
zellproliferationshemmend usw. Die Monomeren werden auf jeden Fall
bei der Vorbehandlung der Polymersubstrate angewandt, gegebenenfalls
auch zusätzlich zur Beschichtung der vorbehandelten Polymersubstrate
vor oder während der Pfropfpolymerisation. Die folgenden Erläuterun
gen beziehen sich auf die Monomeren für beide Verfahrensschritte.
Geeignete monoolefinische Monomere sind z. B. Acryl- oder Methacryl
verbindungen der allgemeinen Formel
H2=CR1-COOR2 (I)
sowie Acrylamide und Methacrylamide der allgemeinen Formel
H2=CR1-CONR2R3 (II)
wobei R1 ein Wasserstoffatom oder eine Methylgruppe bedeutet und
R2 und R3 gleich oder verschieden sein können und jeweils
ein Wasserstoffatom, ein Metallatom oder einen verzweigten oder un
verzweigten aliphatischen, cycloaliphatischen, heterocyclischen oder
aromatischen Kohlenwasserstoffrest mit bis zu 20 Kohlenstoffatomen
oder einen solchen Kohlenwasserstoffrest, der durch Carboxylgruppen,
Carboxylatgruppen, Sulfonatgruppen, Alkylaminogruppen, Alkoxygrup
pen, Halogene, Hydroxygruppen, Aminogruppen, Dialkylaminogruppen,
Phosphatgruppen, Phosphonatgruppen, Sulfatgruppen, Carboxamidogrup
pen, Sulfonamidogruppen, Phosphonamidogruppen oder Kombinationen
dieser Gruppierungen derivatisiert ist, bezeichnen.
Weitere geeignete monoolefinische Monomere sind Vinylverbindungen
der allgemeinen Formeln
R4CH=CHR5 (III)
oder
H2C=CH-COOR4 (IV)
und Malein- und Fumarsäurederivate der allgemeinen Formel
R4OOC-C=C-COOR4 (V)
eingesetzt werden, wobei die Substituenten
R4 gleich oder verschieden sein können und jeweils ein Was serstoffatom, einen aromatischen Rest oder eine Methylgruppe be zeichnen oder die gleiche Bedeutung wie R2 haben und
R5 für ein Wasserstoffatom, eine Methylgruppe oder eine Hydroxylgruppe steht, dieselbe Bedeutung wie R2 hat oder eine Ether gruppe der Formel-OR2, in der R2 wie zuvor definiert ist, bezeich net.
R4 gleich oder verschieden sein können und jeweils ein Was serstoffatom, einen aromatischen Rest oder eine Methylgruppe be zeichnen oder die gleiche Bedeutung wie R2 haben und
R5 für ein Wasserstoffatom, eine Methylgruppe oder eine Hydroxylgruppe steht, dieselbe Bedeutung wie R2 hat oder eine Ether gruppe der Formel-OR2, in der R2 wie zuvor definiert ist, bezeich net.
Bevorzugte, unter die Formeln I bis V fallende Monomere für das Ver
fahren nach der Erfindung sind
- - Carboxyl- oder Carboxylatgruppen enthaltende Monomere, insbeson dere (Meth)acrylsäure, Maleinsäure und deren entsprechende Deri vate,
- - Sulfonatgruppen enthaltende Monomere,
- - Hydroxylgruppen enthaltende Monomere,
- - Amino- oder Ammoniumgruppen enthaltende Monomere sowie
- - Phosphatgruppen enthaltende Monomere.
Auch Monomere mit zwei olefinischen Doppelbindungen und der allge
meinen Formel
CH2=CR1-R6-CR1=CH2 (VI)
in R6 eine zweiwertigen organischen Rest bezeichnet und R1 die ange
gebene Bedeutung hat, eignen sich zur Verwendung in dem erfindungs
gemäßen Verfahren. Sie werden vorzugsweise in Verbindung mit mono
olefinischen Monomeren eingesetzt, zweckmäßig in Mengen von 0,5 bis
10 Molprozent, bezogen auf die monoolefinischen Monomere, wodurch
vernetzte Pfropfcopolymere entstehen.
Von den geeigneten monoolefinischen Monomeren I bis V seien z. B. er
wähnt: (Meth)acrylsäure, Methyl(meth)acrylat, Ethyl(meth)acrylat,
Butyl(meth)acrylat, 2-Ethylhexyl(meth)acrylat, tert.-Butylamino
ethyl(meth)acrylat, 2-Hydroxyethyl(meth)acrylat, 4-Hydroxybutyl-
(meth)acrylat, (Meth)acrylsäureamid, (Meth)acrylnitril, Vinylsulfon
säure, Vinylphosphonsäure, Styrolsulfonsäure, Natriumvinylsulfonat,
Natriumstyrolsulfonat, Natriumvinylphosphonat, Natriumvinylstyrol
sulfonat, tert.-Butylaminoethylmethacrylat, Dimethylaminoethylmeth
acrylat, Diethylaminoethylmethacrylat, Dimethylaminoneopentylacry
lat, Maleinsäure, Maleinsäureanhydrid, Maleinsäurediethylester,
Maleinsäureimid, Fumarsäure und Fumarsäuredimethylester.
Beispiele für geeignete diolefinische Monomere VI sind u. a. 1,4-Bu
tandioldi(meth)acrylat, Ethylenglykoldimethacrylat, Polyethylengly
kol(600)-diacrylat, N,N-Methylenbisacrylamid und Divinylbenzol.
Unter Thermoinitiatoren im Sinne dieser Erfindung werden Verbindun
gen verstanden, die beim Erhitzen unter Bildung freier Radikale zer
fallen, die ihrerseits die Pfropfpolymerisation auslösen. Vor den
geeigneten Verbindungsklassen seien beispielsweise genannt: Azover
bindungen, Peroxide, Hydroperoxide, Perester, Persulfate, Peroxycar
bonate, Ketonperoxide, Disulfide sowie Dibenzylderivate bzw. Kombi
nationen dieser Verbindungen. Diese Thermoinitiatoren sind gut be
kannt, und viele sind im Handel erhältlich.
Es ist ein wesentliches Merkmal der Erfindung, daß das Polymersub
strat zunächst mit einem Thermoinitiator und mindestens einem Mono
mer vorbehandelt wird. Die Vorbehandlung erfolgt zweckmäßig mit ei
ner Lösung dieser Komponenten ineinander, wobei die Menge des Ther
moinitiators im allgemeinen 0,01 bis 40 Gew.-%, vorteilhaft 0,05 bis
10 Gew.-%. bezogen auf das Monomer, beträgt. Die Wahl des Thermoini
tiators und des Monomers richtet sich u. a. nach der Löslichkeit die
ser Komponenten ineinander und der chemischen Natur des Polymersub
strats. Das Monomer muß das Polymersubstrat anquellen können und da
mit die Penetration des Thermoinitiators in die oberflächennahen Zo
nen des Polymersubstrats ermöglichen. Ob das für die Vorbehandlung
verwendete Monomer die erwünschten oberflächenmodifizierenden Eigen
schaften vermittelt, spielt zumindest bei der Ausführungsform des
Verfahrens keine Rolle, bei der man nach der Vorbehandlung ein wei
teres Monomer aufbringt (Variante 2) und dieses zusammen mit dem zur
Vorbehandlung verwendeten Monomer auf die Substratoberfläche pfropf
polymerisiert. Man kann also durchaus mit einem Monomer vorbehan
deln, das das Polymersubstrat gut anquillt und den Thermoinitiator
gut löst und penetrieren läßt, aber nicht die letztlich gewünschten
modifizierenden Eigenschaften vermittelt, und in der Pfropfphase mit
einem weiteren Monomer arbeiten, das den betreffenden Thermoinitia
tor nicht oder nicht gut löst, aber die gewünschten Eigenschaften
ergibt. Die optimalen Kombinationen von Substratpolymer, Thermoini
tiator und Monomer für die Vorbehandlung lassen sich durch orientie
rende Versuche unschwer ermitteln. Beispielsweise sind (Meth)acryl
säure und/oder ihre Ester in Verbindung mit Azobisisobutyronitril
gut für die Vorbehandlung von Polyamid-, Polyurethan-, Polyether
blockamid- oder Polyesteramid- oder -imid-Substraten geeignet.
Es ist zweckmäßig, daß die Mischung zur Vorbehandlung des Polymer
substrats zumindest im wesentlichen aus dem Thermoinitiator und min
destens einem Monomer besteht. Die Mischung kann also ausschließlich
aus den genannten Bestandteilen bestehen oder eine definierte Menge,
z. B. bis zu 80, vorteilhaft bis zu 50 Gewichtsprozent eines Lösemit
tels enthalten. Letzteres kann z. B. dann der Fall sein, wenn sich
das Monomer und der Thermoinitiator nicht oder nicht gut zu einer
homogenen Mischung oder Lösung mischen lassen oder das Substrat mit
dem Monomer allein zu stark quillt. Insbesondere für eine nachträg
liche Modifizierung von englumigen Hohlräumen ist es von entschei
dender Bedeutung, daß eine zu starke Quellung, verbunden mit einer
Volumenexpansion des zu modifizerenden Materials und einer Verklei
nerung des Lumens, vermieden wird. Geeignete Lösemittel sind z. B.
Wasser, Aceton, Methylethylketon, Butanon, Cyclohexanon, Diethyl
ether, Tetrahydrofuran, Dioxan, Methanol, Ethanol, Propanol, Buta
nol, Cyclohexanol, Dimethylacetamid, Dimethylsulfoxid, Dimethylform
amid, Heptan, Cyclohexan, Benzol, Toluol, Dichlormethan, Trichlorme
than, Ethylacetat, Propylacetat, Amylacetat oder Acetonitril. Die
optimale Art und Menge des Lösemittels lassen sich für eine bestimm
te Aufgabenstellung durch orientierende Versuche unschwer ermitteln.
Die Behandlung des Polymersubstrats mit dem Thermoinitiator und dem
Monomer soll so erfolgen, daß die Oberfläche des Polymersubstrats
leicht quillt. Die Behandlungsdauer hängt von der jeweiligen Kombi
nation von Polymersubstrat, Thermoinitiator und Monomer sowie von
der Temperatur ab. Sie braucht nur 1 bis 10 Sekunden zu betragen und
beträgt vorteilhaft 1 bis 5 Sekunden. Die optimalen Temperaturen und
Behandlungszeiten lassen sich unschwer durch orientierende Versuche
ermitteln; typische Vorgehensweisen sind in den Beispielen aufge
zeigt. Vorzugsweise erfolgt die Behandlung des Polymersubstrats mit
dem Thermoinitiator und dem mindestens einen aliphatisch ungesättig
ten Monomer bei einer Temperatur von -20 bis 200°C, besonders bevor
zugt bei Temperaturen von 0 bis 80°C und insbesondere bei 10 bis
60°C.
Lösungen aus oder mit dem Monomer und dem Thermoinitiator zur
Behandlung des Polymersubstrats können durch übliche Beschichtungs
verfahren, wie Aufsprühen, Bestreichen oder Tauchen, auf das Poly
mersubstrat aufgebracht werden.
In vielen Fallen ist es zweckmäßig, vor der Pfropfpolymerisation von
dem vorbehandelten Substrat oberflächlich anhaftendes Monomer und
anhaftenden Thermoinitiator zu entfernen. Dies kann z. B. durch kurz
zeitiges Tauchen (zweckmäßig einige Sekunden bis zu etwa einer Minu
te) in ein geeignetes Lösemittel (wie zuvor beschrieben) geschehen.
Alternativ kann man das vorbehandelte Substrat mit Lösemittel abspü
len. Wenn man auf diese oder jene Weise anhaftendes Monomer und an
haftenden Thermoinitiator entfernt, erhält man bei der Pfropfpolyme
risation eine in noch höherem Maße extraktionsbeständige und homoge
ne Beschichtung.
Alternativ kann man in manchen Fällen mit Vorteil nach der Vorbe
handlung, mit oder ohne Entfernung von anhaftendem Monomer und Ther
moinitiator, mindestens ein weiteres olefinisch ungesättigtes Mono
mer auf die Substratoberfläche aufbringen (Variante 2). Dies ist
dann erforderlich, wenn für die Vorbehandlung ein Monomer eingesetzt
wurde oder werden mußte, das für sich dem Polymersubstrat nicht die
gewünschten Eigenschaften erteilt. Für manche Anwendungen ist auch
die größere Schichtdicke vorteilhaft, die man auf diese Weise er
zielt. Die Auswahl der nach der Vorbehandlung aufgebrachten weiteren
Monomeren hängt von der gewünschten Art der Modifizierung der Ober
fläche des Polymersubstrats ab. So ergeben z. B. Hydroxyethyl(meth)-
acrylat, 4-Hydroxybutyl(meth)acrylat oder vinylierte Saccharide hy
drophilierte Oberflächen.
Die weiteren Monomeren können wiederum durch übliche Beschichtungs
verfahren, wie Aufsprühen, Bestreichen oder Tauchen, auf das Poly
mersubstrat aufgebracht werden. Wenn die Monomeren gelöst sind, z. B.
in einem der zuvor genannten Lösemittel, kann man das Lösemittel vor
oder während der Pfropfung verdampfen lassen.
Die Pfropfpolymerisation der Monomeren wird durch Erhitzen des Sub
strats ausgelöst, das, wie beschieben, lediglich vorbehandelt sein
kann (Variante 1) oder auf das zusätzlich mindestens ein weiteres
Monomer aufgebracht wurde (Variante 2). Statt die weiteren Monome
ren, wie erwähnt, nach üblichen Beschichtungsverfahren aufzubringen,
kann man auch das Aufbringen der Monomeren mit der Pfropfung verbin
den, indem man das vorbehandelte Substrat in eine erhitzte Lösung
des Monomeren taucht. Als Lösemittel sind wiederum die für die Vor
behandlung brauchbaren Lösemittel geeignet. Man arbeitet im allge
meinen mit Lösungen, die 2 bis 50 Gewichtsprozent Monomer enthalten.
Das vorbehandelte Polymersubstrat steht in Kontakt mit einer flüssi
gen Phase, nämlich dem Monomer bzw. dessen Lösung. Es kann also
getaucht oder mit dem Monomer bzw. dessen Lösung beschichtet sein.
Die angewandten Temperaturen hängen bei beiden Varianten von der
Zerfallsrate des Thermoinitiators ab; sie müssen auf jeden Fall un
terhalb der Schmelz- bzw. Erweichungstemperatur des Polymersubstrats
liegen. Man arbeitet im allgemeinen bei 50 bis 150°C. Bei der
Variante 1 sowie bei der Variante 2 mit Aufbringen mindestens eines
weiteren Monomers durch Beschichten kann man die erforderliche Tem
peratur elegant durch Strahlungsheizung einstellen, z. B. mit Infra
rotstrahlen oder Mikrowellen. Die erforderlichen Bestrahlungszeiten
lassen sich durch orientierende Versuche unschwer ermitteln; sie
liegen im allgemeinen bei 1 bis 60 min.
Nach der Pfropfpolymerisation können eingeführte Gruppen in üblicher
Weise ganz oder teilweise in Derivate überführt werden. So kann man
Carboxylgruppen zu Carboxylatgruppen neutralisieren, Carbonester
gruppen zu Hydroxyl- oder Carbonsäuregruppen sowie Carbonamid- oder
Nitrilgruppen zu Carboxylgruppen verseifen. Weitere Derivatisierun
gen von erfindungsgemäß modifizierten Polymersubstraten können nach
allgemeinen Verfahren (H. Beyer. Lehrbuch der organischen Chemie. S.
Hirzel Verlag. Stuttgart, 1988, S. 260ff) vorgenommen werden.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind auch die Verwendung der
erfindungsgemäß modifizierten Polymersubstrate zur Herstellung von
medizintechnischen Artikeln. Solche Artikel sind insbesondere Gegen
stände aus Polyamiden, Polyurethanen, Polyetherblockamiden, Poly
esteramiden oder -imiden, PVC, Polysiloxanen, Polymethacrylat oder
Polyterephthalaten, die unter Verwendung der erwähnten Thermoinitia
toren modifizierte Oberflächen haben, vorzugsweise mit Carboxyl- oder
Carboxylatgruppen, Sulfonatgruppen, Hydroxylgruppen und/oder
Aminogruppen enthaltenden Monomeren modifizierte Oberflächen. Medi
zintechnische Artikel sind beispielsweise und insbesondere Katheter,
Blutbeutel, Drainagen, Führungsdrähte und Operationsbestecke,
Intraokularlinsen und Kontaktlinsen.
Außerdem ist Gegenstand der vorliegenden Erfindung die Verwendung
der erfindungsgemäß an der Oberfläche modifizierten Polymersubstrate
zur Herstellung von Hygieneartikeln. Die obigen Ausführungen über
bevorzugte Materialien für medizinische Artikel gelten entsprechend.
Solche Hygieneartikel sind beispielsweise Zahnbürsten, Toilettensit
ze, Kämme und Verpackungsmaterialien. Unter die Bezeichnung Hygie
neartikel fallen auch andere Gegenstände, die u. U. mit vielen Men
schen in Berührung kommen, wie Telefonhörer, Handläufe von Treppen,
Tür- und Fenstergriffe sowie Haltegurte und -griffe in öffentlichen
Verkehrsmitteln.
Gegenstand der Erfindung sind schließlich Erzeugnisse, die aus er
findungsgemäß modifizierten Polymersubstraten bestehen oder solche
Polymersubstrate enthalten, wie sie zuvor aufgeführt wurden.
Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung erläutern, nicht aber
ihren Anwendungsbereich begrenzen.
Es werden 2 g Azoisobutyronitril in 61 g Acrylsäure, 6 g Natriumsty
rolsulfonat und 31 g Wasser gelöst. Diese Mischung wird auf 40°C er
wärmt. In die Mischung wird ein Stück Polyamid 12-Folie mit den Ma
ßen 5×8 cm für die Dauer von 30 sec eingetaucht. Die Folie wird
entnommen und in eine mit Schutzgas (Stickstoff oder Argon) gefüllte
Kammer gelegt, in deren Deckel eine IR-Strahlungsquelle mit einer
strahlenden Fläche von 0,2 m2 eingebaut ist, die einen Abstand zur
vorbehandelten Folie von 20 cm aufweist. Die IR-Quelle, die eine re
gelbare Leistung von bis zu 3 kW besitzt, wird so eingestellt, daß
die Substrattemperatur für einen Zeitraum von 30 min 100°C erreicht.
Danach wird die Folie entnommen und 2 h in 500 ml entmineralisiertem
Wasser von 60°C gewaschen.
Es werden 1,5 g Azoisobutyronitril in 62,5 g Acrylsäure, 6 g
Natriumstyrolsulfonat und 30 g Wasser gelöst. Diese Mischung wird
auf 35°C erwärmt. In die Mischung wird ein Stück Polyurethan-Folie
(TECOFLEX® der Fa. Thermedix GmbH, Heidelberg) mit den Maßen 5×8
cm für die Dauer von 5 sec eingetaucht. Die Folie wird entnommen und
in eine mit Schutzgas (Stickstoff oder Argon) gefüllte Kammer ge
legt, in deren Deckel eine IR-Strahlungsquelle mit einer strahlenden
Fläche von 0,2 m2 eingebaut ist, die einen Abstand zur vorbehandel
ten Folie von 20 cm aufweist. Die IR-Quelle, die eine regelbare Lei
stung von bis zu 3 kW besitzt, wird so eingestellt, daß die Sub
strattemperatur für einen Zeitraum von 30 min 90°C erreicht. Danach
wird die Folie entnommen und 2 h in 500 ml entmineralisiertem Wasser
von 60°C gewaschen.
Es werden 1,5 g Azoisobutyronitril in 62,5 g Acrylsäure, 6 g
Natriumstyrolsulfonat und 30 g Wasser gelöst. Diese Mischung wird
auf 35°C erwärmt. In die Mischung wird ein handelsüblicher Katheter
aus Polyurethan (TECOFLEX® der Fa. Thermedix GmbH, Heidelberg) für
die Dauer von 5 sec eingetaucht. Um den Katheterinnenraum freizu
halten, wird dabei ein kontinuierlicher Schutzgasstrom (Stickstoff
oder Argon) durch den Katheter geleitet. Der Katheter wird nach
Beendigung der Vorbehandlung entnommen und in einer speziellen Appa
ratur, die eine thermostatisierte Stickstoffatmosphäre von 80°C ent
hält, für 30 min gelagert. Danach wird der Katheter entnommen und 2
h in 500 ml entmineralisiertem Wasser von 60°C gewaschen.
Es werden 1,5 g Azoisobutyronitril in 62,5 g Acrylsäure, 6 g
Natriumstyrolsulfonat und 30 g Wasser gelöst. Diese Mischung wird
auf 35°C erwärmt. In die Mischung wird ein handelsüblicher Katheter
aus Polyurethan (TECOFLEX® der Fa. Thermedix GmbH, Heidelberg) für
die Dauer von 5 sec eingetaucht. Um den Katheterinnenraum frei zu
halten, wird dabei ein kontinuierlicher Schutzgasstrom (Stickstoff
oder Argon) durch den Katheter geleitet. Der Katheter wird nach
Beendigung der Vorbehandlung entnommen und für 10 sec in entminera
lisiertes Wasser von 25°C getaucht, wobei weiterhin Schutzgas durch
geleitet wird. Im Anschluß wird der Katheter in einer speziellen
Apparatur, die eine thermostatisierte Stickstoffatmosphäre von 80°C
enthält, für 30 min gelagert. Danach wird der Katheter entnommen und
2 h in 1000 ml entmineralisiertem Wasser von 60°C gewaschen.
Es werden 0,5 g Azoisobutyronitril in 58 g Acrylsäure, 2 g Natrium
styrolsulfonat und 39,5 g Wasser gelöst. Diese Mischung wird auf
35°C erwärmt und für 10 sec durch das Lumen eines handelsüblichen
Katheters aus Polyurethan (TECOFLEX® der Fa. THERMEDIX GmbH, Hei
delberg) geleitet (Durchflußrate 0,2 ml/sec). Danach wird das Lumen
mit Stickstoff freigeblasen. Der Katheter wird nach Beendigung der
Vorbehandlung in einen Mikrowellenofen gehängt, dessen Innenraum mit
Schutzgas (Stickstoff oder Argon) gefüllt ist. Die Pfropfung erfolgt
durch 5-minütige Mikrowellenbestrahlung (2,45 GHz). Danach wird der
Katheter entnommen, und das Lumen werden 2 h mit entmineralisiertem
Wasser von 60°C durchspült.
Es werden 0,5 g Azoisobutyronitril in 58 g Acrylsäure, 2 g Natrium
styrolsulfonat und 39,5 g Wasser gelöst. Diese Mischung wird auf
35°C erwärmt und für 10 sec durch das Lumen eines handelsüblichen
Katheters aus Polyurethan (TECOFLEX® der Fa. THERMEDIX GmbH, Hei
delberg) geleitet (Durchflußrate 0,2 ml/sec). Unmittelbar danach
wird 5 sec lang entmineralisiertes Wasser von 25°C durch das Lumen
des Katheters geleitet. Danach wird das Lumen mit Stickstoff freige
blasen. Der Katheter wird nach Beendigung der Vorbehandlung in einen
Mikrowellenofen gehängt, dessen Innenraum mit Schutzgas (Stickstoff
oder Argon) gefüllt ist. Die Pfropfung erfolgt durch 5-minütige
Mikrowellenbestrahlung (2,45 GHz). Danach wird der Katheter entnom
men, und die Lumen werden 2 h mit entmineralisiertem Wasser von 60°C
durchspült.
Claims (26)
1. Verfahren zur Modifizierung der Oberfläche von Polymersubstra
ten durch Pfropfpolymerisation von aliphatisch ungesättigten Monome
ren, dadurch gekennzeichnet, daß das Polymersubstrat zunächst mit
einem Thermoinitiator und mindestens einem aliphatisch ungesättigten
Monomeren vorbehandelt und dann auf das vorbehandelte Polymersub
strat thermisch induziert mindestens ein aliphatisch ungesättigtes
Monomer pfropfpolymerisiert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach der
Vorbehandlung lediglich das mindestens eine aliphatisch ungesättigte
Monomer pfropfpolymerisiert wird, das für die Vorbehandlung einge
setzt war.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß vor der
Pfropfpolymerisation von dem vorbehandelten Substrat anhaftendes
Monomer und anhaftender Thermoinitiator entfernt werden.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach der
Vorbehandlung mindestens ein weiteres, gegebenenfalls von dem minde
stens einen zur Vorbehandlung verwendeten aliphatisch ungesättigten
Monomer verschiedenes aliphatisch ungesättigtes Monomer auf die vor
behandelte Substratoberfläche aufgebracht und zusammen mit dem minde
stens einen zur Vorbehandlung verwendeten Monomer pfropfpolymeri
siert wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Monomeren für die Vorbehandlung und gegebenenfalls
für das Aufbringen nach der Vorbehandlung gleich oder verschieden
und Acryl- oder Methacrylverbindungen der allgemeinen Formel
H2=CR1-COOR2
oder Acrylamide und Methacrylamide der allgemeinen Formel
H2=CR1-CONR2R3,
sind, wobei
R1 ein Wasserstoffatom oder eine Methylgruppe bedeutet und
R2 und R3 gleich oder verschieden sein können und jeweils ein Wasserstoffatom, ein Metallatom oder einen verzweigten oder unver zweigten, aliphatischen, cycloaliphatischen, heterocyclischen oder aromatischen Kohlenwasserstoffrest mit bis zu 20 Kohlenstoffatomen oder einen solchen Kohlenwasserstoffrest, der durch Carboxylgruppen, Carboxylatgruppen, Sulfonatgruppen, Alkylaminogruppen, Alkoxygrup pen, Halogene, Hydroxygruppen, Aminogruppen, Dialkylaminogruppen, Phosphatgruppen, Phosphonatgruppen, Sulfatgruppen, Carboxamidogrup pen, Sulfonamidogruppen, Phosphonamidogruppen oder Kombinationen dieser Gruppierungen derivatisiert ist, bezeichnen.
H2=CR1-COOR2
oder Acrylamide und Methacrylamide der allgemeinen Formel
H2=CR1-CONR2R3,
sind, wobei
R1 ein Wasserstoffatom oder eine Methylgruppe bedeutet und
R2 und R3 gleich oder verschieden sein können und jeweils ein Wasserstoffatom, ein Metallatom oder einen verzweigten oder unver zweigten, aliphatischen, cycloaliphatischen, heterocyclischen oder aromatischen Kohlenwasserstoffrest mit bis zu 20 Kohlenstoffatomen oder einen solchen Kohlenwasserstoffrest, der durch Carboxylgruppen, Carboxylatgruppen, Sulfonatgruppen, Alkylaminogruppen, Alkoxygrup pen, Halogene, Hydroxygruppen, Aminogruppen, Dialkylaminogruppen, Phosphatgruppen, Phosphonatgruppen, Sulfatgruppen, Carboxamidogrup pen, Sulfonamidogruppen, Phosphonamidogruppen oder Kombinationen dieser Gruppierungen derivatisiert ist, bezeichnen.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Monomeren für die Vorbehandlung und gegebenenfalls
für das Aufbringen nach der Vorbehandlung gleich oder verschieden
und Vinylverbindungen der allgemeinen Formeln
R4 CH=CHR6
oder
H2C=CH-COOR4
oder Malein- und Fumarsäurederivate der allgemeinen Formel
R4OOC-C=C-COOR4
sind, wobei die Substituenten
R4 gleich oder verschieden sein können und jeweils ein Was serstoffatom, einen aromatischen Rest oder eine Methylgruppe bezeichnen oder die gleiche Bedeutung wie R2 in Anspruch 3 haben und
R5 für ein Wasserstoffatom, eine Methylgruppe oder eine Hy droxylgruppe steht, dieselbe Bedeutung wie R2 hat oder eine Ether gruppe der Formel -OR2, in der R2 wie in Anspruch 3 definiert ist, bezeichnet.
R4 CH=CHR6
oder
H2C=CH-COOR4
oder Malein- und Fumarsäurederivate der allgemeinen Formel
R4OOC-C=C-COOR4
sind, wobei die Substituenten
R4 gleich oder verschieden sein können und jeweils ein Was serstoffatom, einen aromatischen Rest oder eine Methylgruppe bezeichnen oder die gleiche Bedeutung wie R2 in Anspruch 3 haben und
R5 für ein Wasserstoffatom, eine Methylgruppe oder eine Hy droxylgruppe steht, dieselbe Bedeutung wie R2 hat oder eine Ether gruppe der Formel -OR2, in der R2 wie in Anspruch 3 definiert ist, bezeichnet.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Monomeren Carboxyl- oder Carboxylatgruppen, Sulfo
natgruppen, Hydroxylgruppen, Amino- oder Ammoniumgruppen und/oder
Phosphatgruppen enthaltende Monomere sind.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn
zeichnet, daß man Monomere mit zwei olefinischen Doppelbindungen der
allgemeinen Formel
CH2=CR1-R6-CR1=CH2
in der R6 einen zweiwertigen organischen Rest bezeichnet und R1 die in Anspruch 4 angegebene Bedeutung hat, in Verbindung mit monoolefi nischen Monomeren einsetzt, wodurch vernetzte Pfropfcopolymere ent stehen.
CH2=CR1-R6-CR1=CH2
in der R6 einen zweiwertigen organischen Rest bezeichnet und R1 die in Anspruch 4 angegebene Bedeutung hat, in Verbindung mit monoolefi nischen Monomeren einsetzt, wodurch vernetzte Pfropfcopolymere ent stehen.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Polymersubstrat aus einem Polyamid, Polyurethan,
Polyetherblockamid, Polyesteramid oder -imid, PVC, Polysiloxan,
Polymethacrylat oder Polyterephthalat besteht.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekenn
zeichnet, daß als Thermoinitiator eine Azoverbindung oder eine Per
oxoverbindung verwendet wird.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Mischung, mit der das Polymersubstrat vorbehandelt
wird, im wesentlichen aus dem Thermoinitiator und mindestens einem
Monomer besteht.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Mischung, mit der das Polymersubstrat vorbehandelt
wird, aus dem Thermoinitiator und mindestens einem Monomer besteht.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Mischung, mit der das Polymersubstrat vorbehandelt
wird, neben dem dem Thermoinitiator und mindestens einem Monomer bis
zu 80 Gewichtsprozent, bezogen auf die gesamte Mischung, eines Löse
mittels enthält.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Dauer der Vorbehandlung 1 bis 20 Sekunden beträgt.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Temperatur bei der Vorbehandlung -20 bis 200°C be
trägt.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Temperatur bei der Vorbehandlung 0 bis 80°C be
trägt.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekenn
zeichnet, daß das vorbehandelte Substrat bei der Pfropfpolymerisa
tion in Kontakt mit mindestens einem weiteren flüssigen Monomer oder
mit einer Lösung des Monomers ist.
18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das
vorbehandelte Polymersubstrat bei der Pfropfpolymerisation in das
flüssige Monomer oder eine Lösung des flüssigen Monomers getaucht
ist.
19. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das
vorbehandelte Polymersubstrat, gegebenenfalls nach Entfernung von
anhaftendem Monomer und Thermoinitiator, mit mindestens einem weite
ren flüssigen Monomer oder einer Lösung des flüssigen Monomers be
schichtet wird.
20. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekenn
zeichnet, daß die erforderliche Temperatur durch Infrarotstrahlen
oder Mikrowellen erzeugt wird.
21. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Oberfläche geformter Hohlräume modifiziert wird.
22. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die
Hohlräume Innenlumen von Schläuchen oder Kathetern sind.
23. Verfahren nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, daß
die modifizierende Pfropfung durch Mikrowellenstrahlung induziert
wird.
24. Verwendung der gemäß den Ansprüchen 1 bis 23 modifizierten Po
lymersubstrate zur Herstellung von medizintechnischen Erzeugnissen.
25. Verwendung der gemäß den Ansprüchen 1 bis 23 modifizierten Po
lymersubstrate zur Herstellung von Hygieneartikeln.
26. Erzeugnisse, die aus einem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 25
modifizierten Polymersubstrat bestehen oder ein solches Polymersub
strat enthalten.
Priority Applications (8)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1997154565 DE19754565A1 (de) | 1997-12-09 | 1997-12-09 | Verfahren zur Modifizierung der Oberfläche von Polymersubstraten durch Pfropfpolymerisation |
EP98105279A EP0872512B1 (de) | 1997-04-14 | 1998-03-24 | Verfahren zur Modifizierung der Oberfläche von Polymersubstraten durch Pfropfpolymerisation |
DE59800682T DE59800682D1 (de) | 1997-04-14 | 1998-03-24 | Verfahren zur Modifizierung der Oberfläche von Polymersubstraten durch Pfropfpolymerisation |
DK98105279T DK0872512T3 (da) | 1997-04-14 | 1998-03-24 | Fremgangsmåde til modificering af overfladen af polymersubstrater ved podningspolymerisation |
AT98105279T ATE201031T1 (de) | 1997-04-14 | 1998-03-24 | Verfahren zur modifizierung der oberfläche von polymersubstraten durch pfropfpolymerisation |
CA002234538A CA2234538A1 (en) | 1997-04-14 | 1998-04-09 | Process for modifying the surface of polymer substrates by graft polymerization |
JP10099353A JPH10298320A (ja) | 1997-04-14 | 1998-04-10 | ポリマー支持体の表面の改質方法、改質された支持体の使用、医学工学的製品及び衛生製品 |
US09/059,372 US6001894A (en) | 1997-04-14 | 1998-04-14 | Process for modifying the surface of polymer substrates by graft polymerization |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1997154565 DE19754565A1 (de) | 1997-12-09 | 1997-12-09 | Verfahren zur Modifizierung der Oberfläche von Polymersubstraten durch Pfropfpolymerisation |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19754565A1 true DE19754565A1 (de) | 1999-06-10 |
Family
ID=7851230
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1997154565 Withdrawn DE19754565A1 (de) | 1997-04-14 | 1997-12-09 | Verfahren zur Modifizierung der Oberfläche von Polymersubstraten durch Pfropfpolymerisation |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19754565A1 (de) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2003033033A2 (de) * | 2001-10-13 | 2003-04-24 | Creavis Gesellschaft Für Technologie Und Innovation Mbh | Verfahren und vorrichtung zur durchflusssterilisation von flüssigkeiten |
DE102013006185A1 (de) | 2013-04-04 | 2014-10-09 | Gmbu E.V., Fachsektion Dresden | Bakterienabweisendes Material und Verfahren zur Herstellung |
CN116920812A (zh) * | 2023-07-05 | 2023-10-24 | 广东宏瑞能源科技股份有限公司 | 一种用于吸附工业废水中重金属离子的活性炭及其制备方法 |
-
1997
- 1997-12-09 DE DE1997154565 patent/DE19754565A1/de not_active Withdrawn
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2003033033A2 (de) * | 2001-10-13 | 2003-04-24 | Creavis Gesellschaft Für Technologie Und Innovation Mbh | Verfahren und vorrichtung zur durchflusssterilisation von flüssigkeiten |
WO2003033033A3 (de) * | 2001-10-13 | 2003-07-17 | Creavis Tech & Innovation Gmbh | Verfahren und vorrichtung zur durchflusssterilisation von flüssigkeiten |
DE102013006185A1 (de) | 2013-04-04 | 2014-10-09 | Gmbu E.V., Fachsektion Dresden | Bakterienabweisendes Material und Verfahren zur Herstellung |
CN116920812A (zh) * | 2023-07-05 | 2023-10-24 | 广东宏瑞能源科技股份有限公司 | 一种用于吸附工业废水中重金属离子的活性炭及其制备方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0872512B1 (de) | Verfahren zur Modifizierung der Oberfläche von Polymersubstraten durch Pfropfpolymerisation | |
EP0887369B1 (de) | Verfahren zur Hydrophilierung der Oberfläche polymerer Substrate mit einem Makroinitiator als Primer | |
EP0814116A1 (de) | Hydrophile Beschichtung von Oberflächen polymerer Substrate | |
DE19709075A1 (de) | Verfahren zur Herstellung antimikrobieller Kunststoffe | |
DE2422378B2 (de) | Verfahren zur Herstellung von Kunststoffgießlingen | |
EP1153065B1 (de) | Verfahren zur modifizierung von polymersubstraten durch oberflächenfixierung eigenschaftsbestimmender makromoleküle | |
EP0893164A2 (de) | Bioaktive Beschichtung von Oberflächen unter Mitverwendung von Vernetzern | |
DE19921904A1 (de) | Verfahren zur Herstellung inhärent mikrobizider Polymeroberflächen | |
DE10014726A1 (de) | Antimikrobielle Beschichtungen, enthaltend Polymere von acrylsubstituierten Alkylsulfonsäuren | |
DE19921900A1 (de) | Verfahren zur Herstellung inhärent mikrobizider Polymeroberflächen | |
DE19754565A1 (de) | Verfahren zur Modifizierung der Oberfläche von Polymersubstraten durch Pfropfpolymerisation | |
DE102005011594B4 (de) | Verfahren zur Modifizierung von Polyolefinoberflächen | |
DE19940023A1 (de) | Copolymere des Aminopropylvinylethers | |
DE10008177A1 (de) | Copolymere von Allyltriphenylphosphoniumsalzen | |
DE19715449A1 (de) | Verfahren zur Modifizierung der Oberfläche von Polymersubstraten durch Pfropfpolymerisation | |
DE19700082A1 (de) | Zellproliferationsinhibierende Beschichtung von Oberflächen | |
DE19921897A1 (de) | Verfahren zur Herstellung inhärent mikrobizider Polymeroberflächen | |
DE19809054A1 (de) | Bioaktive Beschichtung von Oberflächen unter Mitverwendung von Vernetzern | |
DE1546910A1 (de) | Verfahren zur Herstellung von Filmen auf Oberflaechen | |
DE19940697A1 (de) | Copolymere von Acryloyloxyalkylammoniumsalzen | |
DE19921902A1 (de) | Mikrobizide Copolymere | |
EP0900252B1 (de) | Polyolefinmassen mit verbesserter verklebbarkeit | |
DE19952222A1 (de) | Copolymere von Acryloylaminoalkylammoniumsalzen | |
DE19732586A1 (de) | Verfahren zur Modifizierung der Oberfläche von Polymersubstraten durch Pfropfpolymerisation | |
DE19700079A1 (de) | Verfahren zur Herstellung hydrophilen Beschichtungen auf polymeren Substraten |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: DEGUSSA-HUELS AG, 60311 FRANKFURT, DE |
|
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: DEGUSSA AG, 40474 DUESSELDORF, DE |
|
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |