DE69933665T2

DE69933665T2 - Nicht-elastomere polyurethanzusammensetzungen

Info

Publication number: DE69933665T2
Application number: DE69933665T
Authority: DE
Inventors: Arachichillage Pathiraja Mulgrave GUNATILLAKE; John Simon Elwood MCCARTHY; Raju Wheelers Hill ADHIKARI; Francis Gordon Murrumbeena MEIJS
Original assignee: Aortech Biomaterials Pty Ltd
Current assignee: Aortech International PLC
Priority date: 1998-03-31
Filing date: 1999-03-30
Publication date: 2007-08-23
Anticipated expiration: 2019-03-31
Also published as: EP1078010A4; EP1078010B1; BR9909325A; JP2002509958A; DE69933665D1; WO1999050327A1; CA2322890A1; CN1154675C; AUPP268898A0; ATE342927T1; EP1078010A1; CN1294604A; JP4430231B2; US6437073B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft nicht-elastomere Polyurethanzusammensetzungen, basierend auf siliciumhaltigen Kettenverlängerern, gekennzeichnet durch ein hohes Biegemodul, und einen hohen Glasübergang und Formbeständigkeitstemperaturen. Diese Polyurethanzusammensetzungen sind für Anwendungen nützlich, die eine hohe Schlagfestigkeit, Biegefestigkeit und andere Struktureigenschaften benötigen, ähnlich wie thermoplastische Industriestoffe und insbesondere zur Verwendung in Endverbrauchumgebungen oberhalb der Umgebungstemperatur.
Polyurethane repräsentieren eine breite Klasse von Materialien, gebildet durch Umsetzung chemischer Verbindungen, die funktionelle Gruppen tragen, wie Isocyanat und Hydroxyl. Ein breiter Bereich von Polymeren mit einer Vielzahl von Eigenschaften von elastomeren bis zu steifen Materialien kann hergestellt werden, indem eine geeignete Kombination von Reagentien in variierenden Proportionen gewählt werden. von diesen Materialien bilden Polyurethanelastomere, gebildet durch Umsetzung eines Polyols (typischerweise Molekulargewicht 500 bis 4000) mit einem Diisocyanat und einem Kettenverlängerer (niedermolekulares Diol mit einem Molekulargewicht von weniger als 500) eine wichtige Klasse kommerziell nützlicher Materialien. Die Syntheseverfahren und Studien im Hinblick auf Struktureigenschaftsverwandschaften dieser Materialien gibt es in der Polyurethanliteratur¹ im Überschuss.
Die Polyurethane, die nur durch Umsetzung des Kettenverlängerers und des Diisocyanats gebildet werden, sind allgemein sehr steif mit einem hohen Biegemodul und es ist häufig schwierig, sie auf Grund hoher Schmelztemperaturen zu verarbeiten. Beispielsweise schmilzt ein Polyurethan, hergestellt aus einem üblichen Diisocyanat, 4,4'-Methylendiphenyldiisocyanat (MDI) und 1,4-Butandiol (BDO) allgemein bei Temperaturen oberhalb von 210°C, was deutlich oberhalb der thermischen Abbautemperatur der Urethanbindung liegt². Weiterhin sind solche Materialien allgemein sehr brüchig und haben schlechte mechanische Eigenschaften. Alternativ haben härtere Grade von Polyurethanelastomeren, hergestellt unter Verwendung relativ niedriger Anteile des Polyolbestandteils in der Regel niedrige Formbeständigkeitstemperaturen, im Wesentlichen auf Grund der Gegenwart des Polyolbestandteils, üblicherweise mit einem Glasübergang unterhalb der Umgebungstemperatur.
Die Entwicklung von Polyurethanzusammensetzungen mit einem hohen Biegemodul, kombiniert mit hohen Formbeständigkeitstemperaturen und thermischer Verarbeitbarkeit, würde einen neuen Bereich von steifen Materialien mit Festigkeiten bereitstellen, die für Anwendungen bei Endverbrauchumgebungen bei hoher Temperatur benötigt werden.
Die im US-Patent No. 4,101,529 offenbarten harten Polyurethanzusammensetzungen werden hergestellt, indem Polyisocyanate mit Mischungen aus cycloaliphatischen Diolen und niedermolekularen Diolkettenverlängerern wie z.B. Ethylenglycol und niedermolekularen aktiven wasserstoffhaltigen Materialien wie Trimethylolpropan und optional einem polymeren Polycarbonatdiol umgesetzt werden. Diese Zusammensetzungen sind durch eine Formbeständigkeitstemperatur von mindestens 88°C (gemessen durch ASTM D-648 bei 264 psi) und durch eine Härte von mindestens 75 Shore D gekennzeichnet. Ähnlich offenbart das US-Patent Nr. 4,808,690 Polyurethanzusammensetzungen mit hoher Formbeständigkeitstemperatur, die hochvernetzt sind und die hergestellt werden, indem ein Polyisocyanatpräpolymer und ein mehrwertiger Alkohol mit 2 bis 8 Hydroxylgruppen in Kombination mit einem Polyesterpolyol umgesetzt werden. Es wird erwartet, dass solche Urethane bei ihrer thermischen Verarbeitung auf Grund ihrer sehr hoch vernetzten Natur zu Schwierigkeiten führen.
Das US-Patent Nr. 4,822,827 beschreibt thermoplastische Polyurethanzusammensetzungen mit hohen Glasübergangstemperaturen, basierend auf der Umsetzung eines Polyisocyanats und einer bestimmten Kombination von Kettenverlängerern, einschließlich Cycloalkandiol, optional in Gegenwart einer geringeren Menge eines hochmolekularen Polyols. Es wird auch offenbart, dass nur bestimmte Mitglieder der neuen Polymere optisch klar sind.
Die in den US-Patenten Nr. 4,101,529, 4,393,186, 4,808,690 und 4,822,827 offenbarten Zusammensetzungen enthalten alle ein Polyol, beispielsweise Polyester, Polycarbonat oder Polyether als Teil der Polyurethanstruktur. Dies würde die Zusammensetzungen aus dem Stand der Technik gegenüber einem möglichen Abbau unter oxidativen und hydrolytischen Umgebungen empfänglich machen, insbesondere in Umgebungen mit hoher Temperatur, was ihre Anwendungen begrenzt. Die Entwicklung neuer Polyurethanzusammensetzungen, die von Segmenten frei sind, die von Polyolen abstammen, während sie die meisten Nachteile der Zusammensetzungen aus dem Stand der Technik überwinden, würde die Anwendungen dieser Materialien auf Bereiche erweitern, wie z.B. medizinische Vorrichtungen und Implantate.
Daher besteht ein Bedarf an einer Entwicklung von Polyurethanen, die einfach verarbeitbar sind und ein hohes Biegemodul, eine hohe Formbeständigkeitstemperatur, optische Klarheit und Resistenz gegenüber einem Abbau aufweisen.
Gemäß einem Aspekt stellt die vorliegende Erfindung eine Polyurethanzusammenstzung bereit, mit einer Bruchdehnung von bis zu 200%, die einen Kettenverlängerer der allgemeinen Formel (I) einschließt und ein Molekulargewicht von 500 oder weniger aufweist:
worin
R₁, R₂, R₃, R₄, R₅ und R₆ gleich oder unterschiedlich sind und ausgewählt sind aus einem gegebenenfalls substituierten geradkettigen, verzweigten oder cyclischen, gesättigten oder ungesättigten Kohlenwasserstoffradikal;
R₇ eine zweiwertige Verknüpfungsgruppe oder ein gegebenenfalls substituiertes geradkettiges, verzweigtes oder cyclisches, gesättigtes oder ungesättigtes Kohlenwasserstoffradikal ist; und
n 0 oder größer ist, vorzugsweise 2 oder weniger,
kombiniert mit einem zweiten Kettenverlängerer zur Bildung einer Kettenverlängerermischung.
Die Bezeichnung „nicht-elastomer" im gegenwärtigen Kontext bezieht sich auf Polyurethane mit einer prozentualen Bruchdehnung von bis zu 200%, allgemein bis zu 100%.
Die Bezeichnung „Kettenverlängerer" im gegenwärtigen Kontext bedeutet jede Verbindung mit mindestens zwei funktionellen Gruppen pro Molekül, die mit der Isocyanatgruppe reagieren können und allgemein in einem Molekulargewichtsbereich von 60–500, noch bevorzugter 60–450 liegen.
Der Kohlenwasserstoffrest für die Substituenten R₁, R₂, R₃ und R₄ kann Alkyl, Alkenyl, Alkinyl, Aryl und Heterocyclylreste beinhalten. Es wird anerkannt werden, dass die äquivalenten Reste für die Substituenten R₅, R₆ und R₇ verwendet werden können, außer dass die Bezugnahme auf Alkyl, Alkenyl und Alkinyl Alkylen, Alkenylen und Alkinylen sein sollte. Um Wiederholungen zu vermeiden, werden hiernach nur detaillierte Definitionen für Alkyl, Alkenyl und Alkinyl bereitgestellt.
Die Bezeichnung "Alkyl" bezeichnet lineare, verzweigte oder mono- oder polycyclische Alkyle, vorzugsweise C_1-12-Alkyl oder Cycloalkyl. Beispiele für lineare und verzweigte Alkyle beinhalten Methyl, Ethyl, Propyl, Isopropyl, Butyl, Isobutyl, Sec-Butyl, Amyl, Isoamyl, Sec-Amyl, 1,2-Dimethylpropyl, 1,1-Dimethylpropyl, Pentyl, Hexyl, 4-Methylpentyl, 1-Methylpentyl, 2-Methylpentyl, 3-Methylpentyl, 1,1-Dimethylbutyl, 2,2-Dimethylbutyl, 3,3-Dimethylbutyl, 1,2-Dimethylbutyl, 1,3-Dimethylbutyl, 1,2,2-Trimethylpropyl, 1,1,2-Trimethylpropyl, Heptyl, 5-Methylhexyl, 1-Methylhexyl, 2,2-Dimethylpentyl, 3,3-Dimethylpentyl, 4,4-Dimethylpentyl, 1,2-Dimethylpentyl, 1,3-Dimethylpentyl, 1,4-Dimethylpentyl, 1,2,3-Trimethylbutyl, 1,1,2-Trimethylbutyl, 1,1,3-Trimethylbutyl, Octyl, 6-Methylheptyl, 1-Methylheptyl, 1,1,3,3-Tetramethylbutyl, Nonyl, 1-, 2-, 3-, 4-, 5-, 6- oder 7-Methyloctyl, 1-, 2-, 3-, 4- oder 5-Ethylheptyl, 1-, 2- oder 3-Propylhexyl, Decyl, 1-, 2-, 3-, 4-, 5-, 6-, 7- und 8-Methylnonyl, 1-, 2-, 3-, 4-, 5- oder 6-Ethyloctyl, 1-, 2-, 3- oder 4-Propylheptyl, Undecyl, 1-, 2-, 3-, 4-, 5-, 6-, 7-, 8- oder 9-Methyldecyl, 1-, 2-, 3-, 4-, 5-, 6- oder 7-Ethylnonyl, 1-, 2-, 3-, 4- oder 5-Propyloctyl, 1-, 2- oder 3-Butylheptyl, 1-Pettylhexyl, Dodecyl, 1-, 2-, 3-, 4-, 5-, 6-, 7-, 8-, 9- oder 10-Methylundecyl, 1-, 2-, 3-, 4-, 5-, 6-, 7- oder 8-Ethyldecyl, 1-, 2-, 3-, 4-, 5- oder 6-Propylnonyl, 1-, 2-, 3- oder 4-Butyloctyl und 1,2-Pentylheptyl. Beispiele für cyclische Alkyle beinhalten Cyclopropyl, Cyclobutyl, Cyclopentyl, Cyclohexyl, Cycloheptyl, Cyclooctyl, Cyclononyl und Cyclodecyl.
Die Bezeichnung "Alkenyl" bezeichnet Gruppen, gebildet aus linearen, verzweigten oder mono- oder polycyclischen Alkenen, einschließlich ethylenisch mono- oder polyungesättigten Alkyl- oder Cycloalkylgruppen, wie oben definiert, vorzugsweise C_2-12-Alkenyl. Beispiele für Alkenyl beinhalten Vinyl, Allyl, 1-Methylvinyl, Butenyl, Iso-butenyl, 3-Methyl-2-butenyl, 1-Pentenyl, Cyclopentenyl, 1-Methyl-cyclopentenyl, 1-Hexenyl, 3-Hexenyl, Cyclohexenyl, 1-Heptenyl, 3-Heptenyl, 1-Octenyl, Cyclooctenyl, 1-Nonenyl, 2-Nonenyl, 3-Nonenyl, 1-Decenyl, 3-Decenyl, 1,3-Butadienyl, 1,4-Pentadienyl, 1,3-Cyclopentadienyl, 1,3-Hexadienyl, 1,4-Hexadienyl, 1,3-Cyclohexadienyl, 1,4-Cyclohexadienyl, 1,3-Cycloheptadienyl, 1,3,5-Cycloheptatrienyl und 1,3,5,7-Cycloocta-tetraenyl.
Die Bezeichnung "Alkinyl" bedeutet Gruppen, gebildet aus linearen, verzweigten oder mono- oder polycyclischen Alkinen. Beispiele für Alkinyl beinhalten Ethinyl, 1-Propinyl, 1- und 2-Butinyl, 2-Methyl-2-propinyl, 2-Pentinyl, 3-Pentinyl, 4-Pentinyl, 2-Hexinyl, 3-Hexinyl, 4-Hexinyl, 5-Hexinyl, 10-Undecinyl, 4-Ethyl-1-octin-3-yl, 7-Dodecinyl, 9-Dodecinyl, 10-Dodecinyl, 3-Methyl-1-dodecin-3-yl, 2-Tridecinyl, 11-Tridecinyl, 3-Tetradecinyl, 7-Hexadecinyl und 3-Octadecinyl.
Die Bezeichnung "Aryl" bedeutet einzelne, polynukleäre, konjugierte und fusionierte Reste von aromatischen Kohlenwasserstoffen. Beispiele für Aryl beinhalten Phenyl, Biphenyl, Terphenyl, Quaterphenyl, Phenoxyphenyl, Naphthyl, Tetrahydronaphthyl, Anthracenyl, Dihydroanthracenyl, Benzanthracenyl, Dibenzanthracenyl und Phenanthrenyl.
Die Bezeichnung "Heterocyclyl" bezeichnet mono- oder polycyclische Heterocyclylgruppen, enthaltend mindestens ein Heteroatom, gewählt aus Stickstoff, Schwefel und Sauerstoff. Geeignete Heterocyclylgruppen beinhalten N-haltige heterocyclische Gruppen wie z.B. ungesättigte 3- bis 6-gliedrige heteromonocyclische Gruppen, enthaltend 1 bis 4 Stickstoffatome, beispielsweise Pyrrolyl, Pyrrolinyl, Imidazolyl, Pyrazolyl, Pyridyl, Pyrimidinyl, Pyrazinyl, Pyridazinyl, Triazolyl oder Tetrazolyl; gesättigte 3- bis 6-gliedrige heteromonocyclische Gruppen enthaltend 1 bis 4 Stickstoffatome, wie z.B. Pyrrolidinyl, Imidazolidinyl, Piperidino oder Piperazinyl; ungesättigte kondensierte heterocyclische Gruppen enthaltend 1 bis 5 Stickstoffatome, wie z.B. Indolyl, Isoindolyl, Indolizinyl, Benzimidazolyl, Chinolyl, Isochinolyl, Indazolyl, Benzotriazolyl oder Tetrazolopyridazinyl; ungesättigte 3- bis 6-gliedrige heteromonocyclische Gruppen enthaltend ein Sauerstoffatom, wie z.B. Pyranyl oder Furyl; ungesättigte 3- bis 6-gliedrige hetermonocyclische Gruppen, enthalten 1 bis 2 Schwefelatome, wie z.B. Thienyl; ungesättigte 3- bis 6-gliedrige heteromonocyclische Gruppen, enthaltend 1 bis 2 Sauerstoffatome und 1 bis 3 Stickstoffatome, wie z.B. Oxazolyl, Isoazolyl oder Oxadiazolyl; gesättigte 3- bis 6-gliedrige heteromonocyclische Gruppen, enthaltend 1 bis 2 Sauerstoff- und 1 bis 3 Stickstoffatome, wie z.B., Morpholinyl; ungesättigte kondensierte heterocyclische Gruppen, enthaltend 1 bis 2 Sauerstoff- und 1 bis 3 Stickstoffatome, wie z.B. Benzoxazolyl oder Benzoxadiazolyl; ungesättigte 3- bis 6-gliedrige heteromonocyclische Gruppen, enthaltend 1 bis 2 Schwefel- und 1 bis 3 Stickstoffatome, wie z.B. Thiazolyl oder Thiadiazolyl; gesättigte 3- bis 6-gliedrige heteromonocyclische Gruppen, enthaltend 1 bis 2 Schwefel- und 1 bis 3 Stickstoffatome, wie z.B. Thiadiazolyl; und ungesättigte kondensierte heterocyclische Gruppen enthaltend 1 bis 2 Schwefel- und 1 bis 3 Stickstoffatome, wie z.B. Benzothiazolyl oder Benzothiadiazolyl.
In dieser Beschreibung bedeutet "optional substituiert", dass eine Gruppe weiter mit 1 oder mehr Gruppen substituiert sein kann oder auch nicht, gewählt aus Sauerstoff, Stickstoff, Schwefel, Alkyl, Alkenyl, Alkinyl, Aryl, Halogen, Halogenalkyl, Halogenalkenyl, Halogenalkinyl, Halogenaryl, Hydroxy, Alkoxy, Alkenyloxy, Alkinyloxy, Aryloxy, Carboxy, Benzyloxy, Halogenalkoxy, Halogenalkenyloxy, Halogenalkinyloxy, Halogenaryloxy, Nitro, Nitroalkyl, Nitroalkenyl, Nitroalkinyl, Nitroaryl, Nitroheterocyclyl, Azido, Amino, Alkylamino, Alkenylamino, Alkinylamino, Arylamino, Benzylamino, Acyl, Alkenylacyl, Alkinylacyl, Arylacyl, Acylamino, Acyloxy, Aldehydo, Alkylsulphonyl, Arylsulphonyl, Alkylsulphonylamino, Arylsulphonylamino, Alkylsulphonyloxy, Arylsulphonyloxy, Heterocyclyl, Heterocycloxy, Heterocyclylamino, Halogenheterocyclyl, Alkylsulphenyl, Arylsulphenyl, Carboalkoxy, Carboaryloxy, Mercapto, Alkylthio, Arylthio oder Acylthio.
Geeignete divalente Bindungsgruppen für R₇ beinhalten O, S und NR, worin R Wasserstoff oder ein optional substituierter linearer, verzweigter oder cyclischer, gesättigter oder ungesättigter Kohlenwasserstoffrest ist.
Bevorzugte Kettenverlängerer der Formel (1) sind 1,3-bis(4-Hydroxybutyl)-tetramethyldisiloxan (Verbindung von Formel (1), worin R₁, R₂, R₃ und R₄ Methyl sind, R₅ und R₆ Butyl sind und R₇ O ist), 1,4-bis(3-Hydroxypropyl)tetramethyldisilylethylen (Verbindung der Formel (1), worin R₁, R₂, R₃ und R₄ Methyl sind, R₅ und R₆ Propyl sind und R₇ Ethylen ist) und 1,4-bis(3-Hydroxypropyl)tetramethyldisiloxan.
Der Kettenverlängerer der Formel (1) wie oben definiert wird mit einem Kettenverlängerer kombiniert, der auf dem Gebiet der Polyurethanherstellung bekannt ist.
Der auf dem Gebiet der Polyurethanherstellung bekannte Kettenverlängerer wird vorzugsweise gewählt aus der Gruppe, umfassend 1,4-Butandiol, 1,6-Hexandiol, 1,8-Octandiol, 1,9-Nonandiol, 1,10-Decandiol, 1,12-DOdecandiol, 1,4-Cyclohexandimethanol, 1,4-Cyclohexandiolen und Isomeren davon, Hydroxychinon-bis(2-hydroxyethyl)ether, 2-Ethyl-1,3-hexandiol, 2-Butyl-2-ethyl-1,3-propandiol, 2,2,4-Trimethyl-1,3-pentandiol und Mischungen davon. 1,4-Cyclohexandimethanol und 1,4-Butandiol werden besonders bevorzugt.
Der Siliciumkettenverlängerer kann in einem Bereich von Kombinationen mit bekannten Kettenverlängerern verwendet werden. Höhere molare Prozentsätze der konventionellen Kettenverlängerer, insbesondere von Cycloalkandiolen, führen zu Polyurethanzusammensetzungen mit verbesserten mechanischen Eigenschaften und Formbeständigkeitstemperaturen. Dementsprechend beinhaltet eine bevorzugte Kettenverlängererkombination einen Siliciumkettenverlängerer der Formel (1) und einen Cycloalkandiolkettenverlängerer.
Obwohl die bevorzugte Kettenverlängerermischung einen Siliciumkettenverlängerer der Formel (1) und einen konventionellen Kettenverlängerer enthält, sollte verstanden werden, dass Mischungen, die mehr als 2 Diole enthalten, in den Formulierungen verwendet werden können.
Der Siliciumkettenverlängerer kann auf geeignete Weise durch die in der Literatur³ angegebenen Verfahren hergestellt werden. Weiterhin sind Verbindungen wie 1,3-bis(3-Hydroxypropyl)tetramethyldisiloxan (BPTD) und 1,3-bis(4-Hydroxybutyl)tetramethyldisiloxane (BHTD) kommerziell erhältlich. Eine Reihe solcher auf Silicium basierender Kettenverlängerer kann auch durch die Verwendung einer Hydrosilylierungsreaktion des geeigneten Hydroxyalkens und 1,1,3,3-Tetramethyldisiloxan unter Verwendung eines Katalysators wie z.B. dem Wilkinson Katalysator hergestellt werden.
Die Polyurethanzusammensetzung der vorliegenden Erfindung beinhaltet allgemein auch ein Polyisocyanat.
So stellt die vorliegende Erfindung auch eine nicht-elastomere Polyurethanzusammensetzung bereit, die einen Kettenverlängerer der Formel (1) wie oben definiert beinhaltet, einen zweiten Kettenverlängerer und ein Polyisocyanat.
Die Polyisocyanate, die in der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, sind vorzugsweise Diisocyanate. Die in der vorliegenden Erfindung nützlichen Diisocyanate beinhalten aliphatische oder aromatische Diisocyanate, wie z.B.
4,4'-Diphenylmethandiisocyanat (MDI);
Methylen-bis(cyclohexyl)diisocyanat (H₁₂MDI) einschließlich das 4,4'-Isomer, das 2,4'-Isomer und Mischungen davon, die geometrischen Isomere, trans/trans, cis/trans, cis/cis und Mischungen davon;
p-Phenylendiidocyanat (p-PDI);
Trans-cyclohexan-1,4-diisocyanat (CHDI);
1,6-Diisocyanatohexan (DICH);
1,6-Toluoldiisocyanat (2,4-TDI);
Para-tetramethylxyloldiisocyanat (p-TMXDI) und
Meta-tetramethylxyloldiisocyanat (m-TMXDI);
2,4- und 2,6-Toluoldiisocyanat und ihre isomeren Mischungen; Isophorondiisocyanat; und
1,5-Napthalendiisocyanat.
Es wird anerkannt werden, dass diese Liste nicht abschließend ist und dass die Erfindung alle Polyisocyanate umfasst, die bei der Herstellung von Polyurethanen als nützlich bekannt sind.
Die Polyurethane der vorliegenden Erfindung können durch jedes bekannte Verfahren, dass dem Fachmann auf dem Gebiet der Polyurethanherstellung bekannt ist, hergestellt werden. Diese Verfahren beinhalten eine manuelle oder mechanische Vermischung ohne irgendwelche vorliegenden Lösungsmittel, den Guss, die Reaktionsextrusion und ein Reaktionsspritzgussformen. Ein bevorzugtes Verfahren involviert das Vermischen der Kettenverlängerermischung mit einer Polyisocyanat, vorzugsweise einem Diisocyanat auf direkte Weise. Der Siliciumkettenverlängerer wird vorzugsweise unter Vakuum bei Umgebungstemperatur vor der Polymerisation entgast. Falls gewünscht, kann ein Katalysator wie z.B. Dibutylzinndilaurat mit einem Niveau von 0,001 bis ungefähr 0,5 Gew.-% basierend auf den gesamten Bestandteilen und irgendwelche anderen gewünschten Additive (z.B. Antioxidantien) der anfänglichen Mischung zugefügt werden. Die geeignete Diisocyanatmenge wird dann dem Siliciumkettenverlängerer zugefügt und schnell verrührt, um eine klare Lösung zu bilden, in der Regel ungefähr 30 bis 90 Sekunden, und das Polymer in einem Ofen bei Temperaturen zwischen 40 und 120°C gehärtet.
Die Polymerisation kann durchgeführt werden, indem zunächst die Kettenverlängerermischung mit den gewünschten Anteilen hergestellt wird und dann im Vakuum entgast wird, gefolgt von einer Zugabe zum Diisocyanat. Alternativ ist das bevorzugte Verfahren die Zugabe zunächst des Siliciumkettenverlängerers zu dem Diisocyanat und Rühren der Mischung, bis die Lösung klar wird, woraufhin der zweite Kettenverlängerer schnell danach unter Rühren hinzugefügt wird.
So kann die Polyurethanzusammensetzung der vorliegenden Erfindung weiter definiert werden als umfassend ein Reaktionsprodukt von:

i) einem Diisocyanat oder einem Polyisocyanat und
ii) einem Siliciumkettenverlängerer, kombiniert mit einem zweiten Kettenverlängerer wie oben definiert.

In einem anderen Aspekt stellt die vorliegende Erfindung ein Herstellungsverfahren für ein Polyurethan bereit, einschließlich der Umsetzung eines Polyisocyanats mit einer Mischung von Kettenverlängerern, einschließlich einem Siliciumkettenverlängerer.
Die Mengen der Mischung der Kettenverlängerer und von Diisocyanat oder Polyisocyanat werden so gewählt, dass die Anzahl der Mole der funktionellen Gruppen des Kettenverlängerers (beispielsweise Hydroxylgruppen) der Molzahl der funktionellen Isocyanatgruppen entsprechen. Es wird auf dem Gebiet der Herstellung von Polyurethan verstanden, dass ein geringer Überschuss von ungefähr 5 Mol-% von entweder dem Kettenverlängerer oder dem Diisocyanat verwendet werden kann. Wenn Mischungen von zwei oder mehr Kettenverlängerern verwendet werden, könnte jede Kombination von molaren Kettenverlängerer-Verhältnissen verwendet werden, unter der Voraussetzung, dass die Gesamtmischung zu dem Diisocyanat äquimolar ist.
Die Polyurethane können durch konventionelle Verfahren wie z.B. Extrusion, Spritzguss und Kompressionsformen ohne einen Bedarf an Verfahrenswachsen verarbeitet werden. Falls gewünscht, können jedoch konventionelle Polyurethanadditive wie Katalysatoren, Antioxidantien, Stabilisatoren, Gleitmittel, Farbstoffe, Pigmente, anorganische und/oder organische Füllstoffe und Verstärkungsmaterialien wie z.B. Aufschlagmodifikationsmittel in das Polyurethan während der Herstellung eingebaut werden.
Die Polyurethane der vorliegenden Erfindung sind leicht an eine Vielzahl von Herstellungstechniken anpassbar, einschließlich einem Lösungsmittelguss, Blasformen, Bearbeitung in verschiedene Formen und andere konventionelle Verarbeitungstechniken wie z.B. Spritzgussformen und Extrusion.
Die Polyurethanzusammensetzungen der vorliegenden Erfindung sind insbesondere bei der Herstellung von Materialien mit guten mechanischen Eigenschaften und Klarheit nützlich, insbesondere für Anwendungen, die eine hohe Aufschlagfestigkeit, Steifigkeit, hohe Formbeständigkeitstemperatur und andere strukturelle Festigkeitseigenschaften ähnlich zu Polycarbonat, Nylon und anderen Industriethermoplastika benötigen. Eine besonders nützliche Anwendung ist die in Biomaterialien, insbesondere für Vorrichtungen und Implantate, die eine oder mehr der vorstehenden Eigenschaften benötigen.
Gemäß einem anderen Aspekt dieser Erfindung wird ein Material mit verbesserten mechanischen Eigenschaften, Klarheit, und/oder Abbaufestigkeit bereitgestellt, umfassend eine Polyurethanzusammensetzung, die eine Mischung aus Kettenverlängerern wie oben definiert beinhaltet.
Die vorliegende Erfindung stellt eine Reihe von Zusammensetzungen mit guten mechanischen Eigenschaften, hohen Formbeständigkeitstemperaturen, hohem Biegemodul und vorzugsweise frei von funktionellen Gruppen, wie z.B. Ester, Carbonat und Ether, bereit, was die Materialien gegenüber einem Abbau unter oxidativen und hydrolytischen Umgebungen resistent macht. Weiterhin sollte die Polyurethanzusammensetzung auch eine ausgezeichnete Kompatibilität und Stabilität in biologischen Umgebungen zeigen, insbesondere wenn sie in vivo für verlängerte Zeitspannen implantiert wird. Besonders bevorzugt sind die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen im Wesentlichen frei von Segmenten, die von Polyolen mit einem Molekulargewicht von mehr als 500 abstammen.
Dementsprechend können die Zusammensetzungen als Biomaterial verwendet werden und die Bezeichnung "Biomaterial" wie hier in ihrem breitesten Sinn verwendet bezieht sich auf ein Material, das in Situationen verwendet wird, unter denen es in Kontakt mit den Zellen und/oder Körperflüssigkeiten von lebenden Tieren oder Menschen kommt. So sind die Polyurethanzusammensetzungen dieser Erfindung bei der Herstellung von medizinischen Vorrichtungen und Implantaten nützlich.
In einem weiteren Aspekt stellt die vorliegende Erfindung eine medizinische Vorrichtung, einen Artikel oder ein Implantat bereit, bestehend vollständig oder teilweise aus der hier beschriebenen Polyurethanzusammensetzung.
Die medizinischen Vorrichtungen, Artikel oder Implantate können Komponenten von Herzschrittmachern, Herzhilfsmitteln, Herzklappen, extracorporeale Vorrichtungen, Blutpumpen, Ballonpumpen, A-V-Shunts, Biosensoren, künstlichen Gelenken und orthopädischen Implantaten beinhalten. Auf Grund der inhärenten hohen Formbeständigkeitstemperaturen dieser Materialien wird erwartet, dass die Polyurethane besonders für Vorrichtungen nützlich sind, die eine hohe Dimensionsstabilität bei Temperaturen wie z.B. der menschlichen Körpertemperatur benötigen.
Es wird verstanden werden, dass die Materialien der vorliegenden Erfindung auch Anwendungen in nicht medizinischen Bereichen haben werden, die insbesondere eine hohe Festigkeit, ein hohes Biegemodul und hohe Formbeständigkeitstemperatur benötigen. Solche Anwendungen können ihre Verwendung bei der Herstellung von Strukturkomponenten von Pumpen, Vehikeln, Bergbau-Sieben, laminierenden Verbindungen, z.B. beim Glasieren usw. beinhalten.
Gemäß noch einem weiteren Aspekt stellt die vorliegende Erfindung einen Artikel bereit, bestehend vollständig oder teilweise aus der hier beschriebenen Polyurethanzusammensetzung.
Die folgenden Beispiele werden den Umfang der vorliegenden Erfindung illustrieren. Diese Beispiele sollten nicht als die Erfindung auf irgendeine Weise begrenzend angesehen werden.
In den Beispielen wird auf die begleitende Zeichnung Bezug genommen, worin
1 ein DSC-Thermogramm eines Polyurethans ist, gebildet gemäß US-Patent Nr. 4,647,643.
Beispiel 1
Es wurden drei Polyurethanzusammensetzungen unter Verwendung von 4,4'-Methylendiphenyldiisocyanat (MDI) und drei unterschiedlichen Kettenverlängererkombinationen hergestellt. Die drei Kombinationen waren 1,3-bis(4-Hydroxybutyl)tetramethyldisiloxan (BHTD) und 1,4-Cyclohexandimethanol (CHDM als Mischung von cis- und trans-Isomeren) in BHTD zu CHDM molaren Verhältnissen von 1:0, 1:1 und 1:3.
BHTD (Silar Laboraties) wurde bei Umgebungstemperatur unter Vakuum (13,3 Pa, 0,1 torr) für eine Stunde vor der Polymerisation entgast. CHDM (Aldrich) wurde bei 60°C geschmolzen und unter Vakuum (13,3 Pa, 0,1 torr) für eine Stunde entgast.
Alle drei Zusammensetzungen wurden durch ein einstufiges Massepolymerisationsverfahren ohne Verwendung von irgendwelchen Katalysatoren hergestellt. Für die erste Zusammensetzung wurde das entgaste BHTD (55,68 g) zu geschmolzenem (50°C) MDI (50,00 g) in einem Polypropylenbecherglas zugefügt und schnell gerührt, bis die Lösung klar wurde. Nach ungefähr 3 Minuten Mischen wurde das viskose Polymer auf eine teflonbeschichtete Schale gegossen und bei 100°C 6 Stunden unter Stickstoff gehärtet. Das gehärtete Polymer war ein klarer und transparenter Feststoff. Die zweite Zusammensetzung (BHTD:CHDM = 1:1) wurde zunächst durch Zugabe von BHTD (27,821 g) zu geschmolzenem MDI (50,00 g) und Rühren, bis sich die Lösung aufklärte (ungefähr 60 Sekunden Rühren), gefolgt von Zugabe von CHDM (14,406 g), hergestellt. Nach weiterem Rühren der Mischung für 60 Sekunden wurde das viskose Polymer auf eine teflonbeschichtete Pfanne gegossen und unter ähnlichen Bedingungen gehärtet.
Die dritte Zusammensetzung wurde durch Umsetzung von BHTD (13,91 g), MDI (50,00 g) und CHDM (21,61 g) unter Verwendung eines ähnlichen Verfahrens, wie dem bei der Herstellung der zweiten Zusammensetzung verwendeten, hergestellt.
Alle drei Materialien wurden bei 200°C zur Bildung von 1 mm dicken rechteckigen Plaques, die klar und transparent waren, kompressionsgeformt. T-Proben, die aus diesem Blatt ausgestanzt wurden, wurden verwendet, um die mechanischen Eigenschaften unter Verwendung einer Instron Model 4032 Universal Testing Machine zu testen. Die thermischen Übergänge der Materialien wurden auf einem Mettler DSC 30 Calorimeter im –150 bis 250°C-Temperaturbereich gemessen.
Tabelle 1 fasst das Molekulargewicht, die mechanischen Eigenschaften und die Glasübergangstemperaturen zusammen. 1 zeigt die DSC-Spuren der drei Polyurethanzusammensetzungen. Wie sich aus den Ergebnissen ablesen lässt, zeigten alle drei Materialien hohe Zugfestigkeit, Biegemodul und Shore-Härte. Es ist bemerkenswert, dass der ansteigende CHDM-Anteil diese Eigenschaften wie auch die Glasübergangstemperatur erhöht.
Tabelle 1: Eigenschaften der in Beispiel 1 hergestellten Polyurethanzusammensetzungen
Beispiel 2
Beispiel 2 beschreibt die Herstellung der drei Polyurethanzusammensetzungen, basierend auf MDI und drei unterschiedlichen Kombinationen von BHTD und 1,4-Butandiol (BDO). Dies beinhaltet BHTD:MDO molare Verhältnisse von 40:60, 50:50 und 60:40. Die drei Zusammensetzungen wurden durch ein einstufiges Massepolymerisationsverfahren hergestellt. Sowohl BDO als auch BHTD wurden wie in Beispiel 1 beschrieben entgast.
Die erste Zusammensetzung (BHTD:BDO = 40:60) wurde hergestellt, indem entgastes BHTD (22,225 g) und BDO (10,803 g) in einem 150 ml Polypropylenbecherglas abgewogen wurden und geschmolzenes (50°C) MDI (50,00 g) unter schnellem Rühren zugefügt wurde. Die Lösung klärte nach ungefähr 1 Minute auf und das Rühren wurde fortgesetzt, bis die Mischung damit begann, die Viskosität zu erhöhen. Das viskose Polymer wurde dann auf eine teflonbeschichtete Pfanne gegossen und bei 100°C in einem Ofen 6 Stunden unter Stickstoff gehärtet. Ein ähnliches Verfahren wurde verwendet, um die Zusammensetzungen 2 und 3 herzustellen, außer dass BHTD (27,821 g), BDO (9,003 g) und MDI (50,00 g) für die Zusammensetzung 2 verwendet wurden, während BHTD (33,385 g), BDO (7,702 g) und MDI (50,00 g) für Zusammensetzung 3 verwendet wurden.
Alle drei Materialien wurden zu klaren und transparenten, 1 mm dicken Blättern kompressionsgeformt und T-Proben, die aus den Blättern ausgestanzt wurden, wurden für den Test der Zugeigenschaften verwendet.
Tabelle 2 fasst die GPC-Molekulargewichte, Zugeigenschaften und thermischen Übergänge, gemessen durch DSC, zusammen. Diese Ergebnisse demonstrieren, dass die Kettenverlängererkombination BHTD und BDO auch Materialien erzeugt, die klar und transparent sind, mit hohem Biegemodul, Zugfestigkeit und hoher Shore-Härte. Die Ergebnisse demonstrieren weiter, dass der hohe Anteil des konventionellen Kettenverlängerers (BDO) Materialien ergibt, die verbesserte mechanische Eigenschaften und eine erhöhte Glasübergangstemperatur aufweisen.
Tabelle 2: Eigenschaften der in Beispiel 2 hergestellten Polyurethanzusammensetzungen
Beispiel 3
Dieses Beispiel illustriert die Herstellung von 3 Polyurethanzusammensetzungen, basierend auf dem aliphatischen Diisocyanathydrierten MDI (H₁₂MDI von Aldrich). Die beiden ersten Zusammensetzungen basierten auf einer Mischung aus BHTD und CHDM in 1:3 und 1:1 molaren Verhältnissen und die dritte Zusammensetzung basierte auf BHTD und BDO in einem 1:1 molaren Verhältnis. Das Diisocyanat war eine Mischung von 3 Isomeren und wurde wie erhalten verwendet. BHTD und CHDM wurden gemäß den in Beispiel 1 beschriebenen Verfahren und BDO wie in Beispiel 2 beschrieben entgast.
Die erste Zusammensetzung (BHTD:CHDM = 1:3) wurde durch Umsetzung von BHTD (2,654 g), CHDM (4,1226 g), Dibutylzinndilauratkatalysator (0,001 g) und H₁₂MDI (10,00 g) hergestellt. Die entgasten Kettenverlängerer und der Katalysator wurden in ein 25 ml Polypropylenbecherglas abgewogen und das Diisocyanat, auf 60°C erwärmt, wurde dann schnell dem Becherglas zugefügt und schnell 1 Minute gerührt. Das Polymer wurde in dem Becherglas gehärtet, indem es in einen Ofen bei 100°C 12 Stunden unter Stickstoff platziert wurde.
Ein ähnliches Verfahren wurde verwendet, um die zweiten und dritten Zusammensetzungen herzustellen, außer dass die zweite Zusammensetzung (BHTD:CHDM = 1:1) auf folgendem basierte:

(i) 5,3088 of BHTD, 2,7488 CHDM, 0.001g Dibutylzinndilaurat, und 10,00 g H₁₂MDI, während die dritte Zusammensetzung (BHTD:BDO = 1:1) auf dem folgenden basierte:
(ii) 5,3088 of BHTD, 1,717 g BDO, 0,001 g Dibutylzinndilaurat, und 10,00 g H₁₂MDI.

Alle drei Polyurethanzusammensetzungen waren klar, farblos und transparent. Die Polyurethane wurden in 1 mm dicke Plaques bei 200°C kompressionsgeformt und T-Proben, ausgestanzt aus den Blättern, wurden im Hinblick auf Zugeigenschaften auf einer Instronzugtestmaschine getestet. Zugeigenschaften, DSC-Ergebnisse und Molekulargewichte der Polyurethane sind in Tabelle 3 zusammengefasst. Es ist bemerkenswert, dass selbst mit den alipathischen Diisocyanatmaterialien solche mit einer Glasübergangstemperatur von fast 100°C erzeugt werden konnten.
Tabelle 3: Eigenschaften der in Beispiel 3 hergestellten Polyurethanzusammensetzungen
Beispiel 4
Beispiel 4 beschreibt die Herstellung einer auf MDI und einer Mischung von BPTD:CHDM in einem molaren Verhältnis von (25:75) basierenden Polyurethanzusammensetzung. BPTD ((1,3-Bishydroxypropyl)tetramethyldisiloxan) war ein kommerzielles Reagens, erworben von ShinEtsu Chemical Company Ltd. (Japan). Die Zusammensetzung wurde durch ein einstufiges Massepolymerisationsverfahren hergestellt und sowohl CHDM als auch BPTD wurden wie in Beispiel 1 beschrieben entgast.
In diesem Beispiel wurde der auf Silicium basierende Kettenverlängerer zu MDI zugefügt, zunächst gefolgt von dem konventionellen Kettenverlängerer CHDM. Entgastes BPTD (5,005 g) wurde zu geschmolzenem (50°C) MDI (20 g) in einem Polypropylenbecherglas zugefügt und schnell gerührt, bis die Lösung klar wurde, gefolgt von Zugabe von CHDM (8,643 g). Nach ungefähr einer Minute Rühren wurde das viskose Polymer auf eine teflonbeschichtete Schale gegossen und bei 100°C 6 Stunden unter Stickstoff gehärtet. Das gehärtete Polymer war ein klarer und transparenter Feststoff.
Das Material wurde bei 200°C zur Bildung eines 1 mm dicken Blattes kompressionsgeformt und T-Proben, ausgestanzt aus dem Blatt, wurden für eine Überprüfung der Zugeigenschaften verwendet. Die endgültige Zugfestigkeit betrug 68 MPa, das Youngsche Modul 419 MPa, die Bruchdehnung 23% und die Shore-D-Härte 82.
Beispiel 5
Dieses Beispiel beschreibt die Herstellung einer Polyurethanzusammensetzung, basierend auf MDI und einer Mischung aus 1,4-bis(3-Hydroxypropyl)tetramethyldisilylethylen (HTDE) und CHDM mit einem Molverhältnis von HTDE zu CHDM von 25:75.
Die Zusammensetzung wurde auch hergestellt, indem HTDE (5,245 g), MDI (20 g) und CHDM (8,643 g) unter Verwendung eines ähnlichen Verfahrens wie dem in Beispiel 4 beschriebenen umgesetzt wurden. Das gehärtete Polyurethan wurde unter ähnlichen Bedingungen kompressionsgeformt und im Hinblick auf seine Zugeigenschaften getestet. Das Material zeigte 67 MPa endgültige Zugfestigkeit, 464 MPa Youngsches Modul, 22% Bruchdehnung und 78% Shore D-Härte.
Beispiel 6
Dieses Beispiel illustriert die Herstellung eines Polyurethans, basierend auf HTDE:CHDM (25:75) und dem alipathischen Diisocyanathydrierten MDI (H₁₂MDI, Aldrich). Das Polyurethan wurde durch Umsetzung von HTDE (2,501 g), CHDM (4,122 g), H₁₂MDI (10 g) und Dibutylzinndilaurat (0,001 g) und H₁₂MDI (10 g) hergestellt. Eine Mischung der entgasten Kettenverlängerer und des Katalysators wurden in ein 25 ml Polypropylenbecherglas abgewogen und das auf 60°C erwärmte Diisocyanat wurde dann direkt dem Becherglas unter simultanem Rühren für eine Minute zugefügt. Das Polymer wurde in dem Becherglas selbst bei 100°C für 12 Stunden unter Stickstoff gehärtet.
Das Polyurethan wurde bei 200°C in einen 1mm dicken Plaque kompressionsgeformt und T-Proben, ausgestanzt aus dem Blatt, wurden im Hinblick auf die Zugeigenschaften getestet. Das Material zeigte 70 MPA endgültige Zugfestigkeit, 478 MPA Youngsches Modul, 20% Bruchdehnung und 76 Shore-D-Härte.
Vergleichsbeispiel 1
Dieses Beispiel demonstriert, dass die im Stand der Technik (US Patent Nr. 4,647,643) offenbarten Zusammensetzungen keine Polyurethane mit hohem Modul, hohen Wärmeformbeständigkeitstemperaturen oder hoher mechanischer Festigkeit bereitstellen, wie dies mit den Zusammensetzungen, offenbart in der vorliegenden Erfindung, erreichbar ist.
Eine Polyurethanzusammensetzung wurde gemäß Beispiel 11 von US Patent Nr. 4,647,643 hergestellt. Das Siliciumdiol (Q4-3667 Fluid), das in diesem Beispiel verwendet wurde, wurde von der Dow Corning Corporation erhalten.
Das Diol Q4-3667 Fluid (7,0 g), Terathan T-1000 (53,0 g) und BDO (6,667 g) wurden vermischt und im Vakuum (267 Pa, 2 torr) bei 65°C für ein Minimum von 30 Minuten ausgetrieben, bis ein Ende der Blasenbildung beobachtet wurde. Geschmolzenes MDI (33,430 g) wurde der Mischung schnell zugefügt und mit einem rostfreien Spatel schnell verrührt. Nach ungefähr 1 Minute wurde der Gehalt auf eine teflonbeschichtete Metallschale gegossen und auf 125°C in einem Stickstoffzirkulierungsofen für eine Stunde erwärmt, um die Polymerisation abzuschließen. Nach Abkühlen auf Raumtemperatur wurde das Material granuliert und bei 65°C 12 Stunden unter Vakuum (13,3 Pa, 0,1 torr) getrocknet, bevor es in ein flaches Blatt bei Temperaturen zwischen 190 und 200°C unter einer nominalen Beladung von 8 Tonnen kompressionsgeformt wurde.
Das Polyurethan zeigte 11 MPA endgültige Zugfestigkeit, 19 MPa Youngsches Modul, 520% Bruchdehnung und 35 Shore-D-Härte. Die Formbeständigkeitstemperatur des Materials lag bei –67°C wie dargestellt in 1. Dementsprechend zeigen diese Ergebnisse deutlich, dass das US Patent Nr. 4,647,643 nicht die Herstellung von Polyurethanzusammensetzungen mit Eigenschaften wie hoher Formbeständigkeitstemperatur, hohem Modul und hoher Zugfestigkeit wie in der vorliegenden Erfindung ermöglicht.
Literaturliste

1. D. Dieterich, E. Grigat, W. Hahn, H. Hespe und H. G. Schmelzer, Polyurethane Handbook, G. Oertel Hrsg. Hanser/Gardner Publications, 2. Ausgabe, Kapitel 2 (1993)
2. Z. Wirpsa, Polyurethanes Chemistry, Technology and Applications Ellis, Horwood; Seite 118 (1993)
3. F Braun, L. Willner, M Hess und R Kosfeld, J. Organomet. Chem, Bd. 332, Seiten 63–68 (1987)

Claims

Polyurethanzusammensetzung mit einer Bruchdehnung von bis zu 200%, die einen Kettenverlängerer der allgemeinen Formel (I) einschließt und ein Molekulargewicht von 500 oder weniger aufweist:
(worin R₁, R₂, R₃, R₄, R₅ und R₆ gleich oder unterschiedlich sind und ausgewählt sind aus einem gegebenenfalls substituierten geradkettigen, verzweigten oder cyclischen, gesättigten oder ungesättigten Kohlenwasserstoffradikal; R₇ eine zweiwertige Verknüpfungsgruppe oder ein gegebenenfalls substituiertes geradkettiges, verzweigtes oder cyclisches, gesättigtes oder ungesättigtes Kohlenwasserstoffradikal ist; und n 0 oder größer ist), kombiniert mit einem zweiten Kettenverlängerer zur Bildung einer Kettenverlängerermischung.
Polyurethanzusammensetzung gemäß Anspruch 1, worin der zweite Kettenverlängerer 1,4-Butandiol, 1,6-Hexandiol, 1,8-Octandiol, 1,9-Nonandiol, 1,10-Decandiol, 1,12-Dodecandiol, 1,4-Cyclohexandimethanol, 1,4-Cyclohexandiole und Isomere davon, Hydroxychinon-bis(2-hydroxyethyl)ether, 2-Ethyl-1,3-hexandiol, 2-Butyl-2-ethyl-1,3-propandiol, 2,2,4-Trimethyl-1,3-pentandiol oder Mischungen davon ist.
Polyurethanzusammensetzung gemäß Anspruch 1 oder 2, worin das Kohlenwasserstoffradikal ein Alkyl-, Alkenyl-, Alkinyl-, Aryl- oder Heterocyclylradikal oder Alkylen-, Alkenylen- und Alkinylenradikal, wie jeweils anwendbar, ist.
Polyurethanzusammensetzung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, worin die zweiwertige Verknüpfungsgruppe O, S oder NR ist, worin R Wasserstoff oder ein gegebenenfalls substituiertes geradkettiges, verzweigtes oder cyclisches, gesättigtes oder ungesättigtes Kohlenwasserstoffradikal ist.
Polyurethanzusammensetzung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, worin der Kettenverlängerer der allgemeinen Formel (1) 1,3-Bis(4-hydroxybutyl)tetramethyldisiloxan (Verbindung der Formel (1), worin R₁, R₂, R₃ und R₄ Methyl sind, R₅ und R₆ Butyl sind und R₇ O ist), 1,4-Bis(3-hydroxypropyl)tetramethyldisilylethylen (Verbindung der Formel (1), worin R₁, R₂, R₃ und R₄ Methyl sind, R₅ und R₆ Propyl sind und R₇ Ethylen ist) oder 1,4-Bis(3-hydroxypropyl)tetramethyldisiloxan ist.
Polyurethanzusammensetzung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, die ferner ein Polyisocyanat einschließt.
Polyurethanzusammensetzung gemäß Anspruch 6, worin das Polyisocyanat ein Diisocyanat ist.
Polyurethanzusammensetzung gemäß Anspruch 6 oder 7, worin das Diisocyanat ein aliphatisches oder aromatisches Diisocyanat ist.
Polyurethanzusammensetzung gemäß Anspruch 7 oder 8, worin das Diisocyanat 4,4'-Diphenylmethandiisocyanat (MDI), Methylenbis(cyclohexyl)diisocyanat (H₁₂MD) oder Isomere davon, p-Phenylendiisocyanat (p-PDI), trans-Cyclohexan-1,4-diisocyanat (CHDI), 1,6-Diisocyanathexan (DICH), 1,6-Toluoldiisocyanat (2,4-TDI), para-Tetramethylxyloldiisocyanat (p-TMXDI); meta-Tetramethylxyloldiisocyanat (m-TMXDI), 2,4- und 2,6-Toluoldiisocyanat und ihre isomeren Mischungen, Isophorondiisocyanat oder 1,5-Naphthalindiisocyanat ist.
Nicht-elastomere Polyurethanzusammensetzung mit einer Bruchdehnung von bis zu 200%, die ein Produkt einschließt, erhältlich durch die Reaktion von: (i) einem Polyisocyanat; und (ii) der Kettenverlängerermischung, wie in einem der Ansprüche 1 bis 9 definiert.
Verfahren zur Herstellung einer nicht-elastomeren Polyurethanzusammensetzung mit einer Bruchdehnung von bis zu 200%, die Umsetzen eines Polyisocyanats mit einer Mischung von Kettenverlängerern, wie in einem der Ansprüche 1 bis 9 definiert, einschließt.
Material, das eine nicht-elastomere Polyurethanzusammensetzung mit einer Bruchdehnung von bis zu 200% einschließt, die die Kettenverlängerermischung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9 einschließt.
Medizinische Vorrichtung, Gegenstand oder Implantat, vollständig oder teilweise zusammengesetzt aus der Polyurethanzusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10.
Medizinische Vorrichtung, Gegenstand oder Implantat gemäß Anspruch 13, bei dem es sich um eine Komponente von Herzschrittmachern, Herzhilfsvorrichtungen, Herzklappen, extrakorporale Vorrichtungen, Blutpumpen, Ballonpumpen, A-V-Shunts, Biosensoren, künstlichen Gelenken und orthopädischen Implantaten handelt.