ES2367931T3 - Superficies que reducen o que evitan la adhesión. - Google Patents
Superficies que reducen o que evitan la adhesión. Download PDFInfo
- Publication number
- ES2367931T3 ES2367931T3 ES06002415T ES06002415T ES2367931T3 ES 2367931 T3 ES2367931 T3 ES 2367931T3 ES 06002415 T ES06002415 T ES 06002415T ES 06002415 T ES06002415 T ES 06002415T ES 2367931 T3 ES2367931 T3 ES 2367931T3
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- substrate according
- deposits
- substrate
- polymers
- anchor
- 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.)
- Active
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C17/00—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating
- C03C17/28—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with organic material
- C03C17/30—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with organic material with silicon-containing compounds
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Polishing Bodies And Polishing Tools (AREA)
- Die Bonding (AREA)
- Magnetic Heads (AREA)
- Paints Or Removers (AREA)
- Photoreceptors In Electrophotography (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
Abstract
Sustrato para uso en disolventes objetivo polares, en particular disoluciones, suspensiones o emulsiones acuosas, con una superficie que reduce la adhesión o evita la adhesión, en que la superficie está provista de una capa superficial que reduce la adhesión o evita la adhesión que presenta, al menos en una capa más externa y, en uso, cercana al disolvente, polímeros modificadores de la superficie que se extienden en el entorno de la superficie y en que la capa presenta un ángulo de retroceso < 40º y los polímeros modificadores de la superficie tienen una proporción de heteroátomos <=q 4, en que el ángulo de retroceso corresponde al ángulo de contacto determinado dinámicamente durante la absorción de una gota colocada sobre la superficie, una proporción de heteroátomos o un grado de heterosustitución de 4 como máximo significa que hay un máximo de 4 átomos de C o átomos de Si por cada heteroátomo y por la capa más externa cercana al disolvente se entiende la capa o parte del recubrimiento superficial cuyas moléculas o cadenas se extienden libremente en el disolvente.
Description
Superficies que reducen o que evitan la
adhesión.
La presente invención se refiere a superficies
modificadas, en particular a superficies que, debido a la aplicación
de una capa superficial especial, reducen la adhesión o evitan la
adhesión de distintos depósitos.
La formación de depósitos de cualquier tipo, ya
sean de naturaleza inorgánica, como cal u hollín, de naturaleza
orgánica, como películas de grasa, o de naturaleza biológica, como
biopelículas, es un tema conocido desde hace tiempo y muy
investigado.
La prevención de los depósitos de cal o de
depósitos calcáreos es un problema muy importante en todos los
sistemas de conducción de aguas, como tomas de agua y desagües,
lavadoras, calentadores, etc. Hasta ahora, la prevención de los
depósitos se ha acometido fundamentalmente mediante el tratamiento
del agua calcárea, por ejemplo, mediante la adición de sustancias
fijadoras de calcio, como fosfatos, zeolitas y polímeros adecuados
como, por ejemplo, ácido poliaspártico, o mediante la eliminación
del calcio por medio de intercambiadores de iones o por tratamiento
magnético.
Otros depósitos, cuya necesaria eliminación
consume mucho tiempo son
- -
- hielo, por ejemplo sobre los parabrisas de los automóviles o en los aviones,
- -
- depósitos de suciedad por contaminación ambiental en los vidrios de las ventanas y fachadas de las casas,
- -
- pintadas
- -
- biopelículas.
\vskip1.000000\baselineskip
En estos campos no es posible influir en las
sustancias que forman los depósitos en su entorno natural y, por lo
tanto, el desarrollo en los últimos años se ha dirigido a
superficies de estructura especial (efecto loto). En cuanto a la
prevención de biopelículas, además de sustancias biocidas, como
plata o compuestos orgánicos de estaño, se han estudiado también
modificaciones de las superficies mediante la aplicación de capas
adsorbentes, en particular SAM (monocapas autoensambladas), pero
con resultados muy dispares. Por lo tanto, el documento WO
2004/078930 propone modificar la superficie por medio de
polimerización superficial.
El objetivo de la presente invención fue hacer
disponible una superficie tratada que pudiera prepararse fácilmente
y que pudiera emplearse contra diversos depósitos, en particular
también para evitar los depósitos que contienen sustancias
inorgánicas, como los depósitos de cal, o bien reducir su adhesión a
las superficies.
Este objetivo se consiguió mediante la puesta a
disposición de sustratos con una superficie que reduce la adhesión o
evita la adhesión, en que la superficie del sustrato está provista
de una capa superficial que reduce la adhesión o evita la adhesión y
que presenta, al menos en una capa más externa cercana al
disolvente, polímeros modificadores de la superficie que se
extienden en el entorno de la superficie y en que la capa
modificadora de la superficie presenta un ángulo de retroceso <
40º y los polímeros modificadores de la superficie tienen una
proporción de heteroátomos \leq 4.
Una proporción de heteroátomos \leq 4 ha
resultado ser esencial para los disolventes objetivo hidrófilos, en
particular agua y disoluciones acuosas, mientras que para
disolventes objetivo hidrófobos la proporción de heteroátomos es
preferentemente > 4.
Tales superficies son adecuadas para la
prevención o la reducción de la adhesión de depósitos inorgánicos
y/o orgánicos y/o biológicos.
El término polímero, según se usa en relación
con las cadenas modificadoras de la superficie, en particular las
cadenas contenidas en la capa más externa cercana al disolvente,
comprende también oligómeros. Normalmente son adecuadas cadenas a
partir de aproximadamente 8 átomos, preferentemente al menos 12
átomos en la cadena principal o en la cadena más larga para los
polímeros ramificados, en lo que debe haber presentes al menos 2 y
preferentemente 3 unidades monoméricas.
Un grado de heterosustitución de 4 como máximo
significa que hay un máximo de 4 átomos de C (o átomos de Si) por
cada heteroátomo, en particular O y N, en algunos casos también S y
P. Los contraiones también se consideran para la determinación de la
proporción de heteroátomos, pero no los átomos de hidrógeno ni los
iones de hidrógeno.
La presente invención no se refiere solamente a
disoluciones sino también a emulsiones y suspensiones. Por lo tanto,
en lo que sigue se hablará de líquidos. Para las sustancias líquidas
que forman una fase continua se usa también en el caso de
suspensiones y emulsiones el término disolvente.
Sin que la invención tenga que verse limitada
por esta interpretación de los resultados anteriores, se supone que
los buenos resultados obtenidos con las superficies según la
invención son debidos a que los polímeros tienen una alta
solubilidad y/o hinchabilidad en el disolvente objetivo, en
particular en disoluciones acuosas. Para la preparación de las
capas según la invención son especialmente adecuados polímeros
modificadores de la superficie que, como tales, es decir, en masa,
presentan una solubilidad en el disolvente objetivo, en particular
en agua o en una disolución acuosa, de al menos 10 g/l. Como
consecuencia de la elevada solubilidad, la superficie queda formada
por una especie de capa liquida que evita la adhesión firme de
depósitos. Otro criterio adicional que se considera ventajoso a
causa de los resultados obtenidos hasta el momento es una elevada
hinchabilidad en el disolvente objetivo. Debido a la hinchabilidad,
el espesor y la estructura de la capa superficial se modifican
incluso para cantidades de disolvente muy pequeñas, lo que actúa en
contra de una adhesión firme o pegado de los depósitos. A este
respecto, ventajosamente la hinchabilidad de los polímeros que se
usan para la preparación de la capa activa debe ser tal que el
aumento de volumen (determinado en la masa del polímero) sea al
menos del 20%, preferentemente al menos del 30%, respecto al volumen
en estado seco.
Para que la hinchabilidad, al igual que la
solubilidad, puedan desarrollar totalmente su efecto, es importante
que los polímeros no estén demasiado próximos entre sí en la capa
más externa cercana al disolvente. Una capa adecuada según la
invención se caracteriza por un ángulo de retroceso < 40º.
preferentemente < 30º, con preferencia especial < 20º y en
particular < 10º respecto al disolvente objetivo. Por ángulo de
retroceso se entiende un valor especial del ángulo de contacto.
Normalmente, el ángulo de contacto se determina estáticamente. Para
el ángulo de retroceso se coloca una gota sobre una superficie y la
gota vuelve a absorberse. El ángulo de retroceso se refiere al
ángulo de contacto determinado dinámicamente durante la
absorción.
Por la capa más externa cercana al disolvente se
entiende la capa o la parte de un recubrimiento superficial cuyas
moléculas o cadenas se extienden libremente en el disolvente. Se
trata de una capa de al menos aproximadamente 1 nm hasta al menos
aproximadamente 10 nm de espesor y normalmente no más de 100nm de
espesor. Debajo de esta capa más externa cercana al disolvente
puede Haber colocada otra capa del mismo material que puede ser
bastante más densa, o la capa situada debajo de esta capa más
externa puede estar compuesta de otro tipo de moléculas que, en lo
que sigue, se denominan anclajes o moléculas de anclaje y que
preferentemente son polímeros de anclaje. Se supone que la ventaja
de la menor cobertura superficial de la capa más externa consiste en
que a pesar de la fijación de las moléculas es posible una especie
de hinchado o solubilidad tridimensional y en que las moléculas
pueden moverse libremente alrededor de su punto de fijación.
Asimismo ventajosa para la buena movilidad es la
elección especial del polímero o bien de los sustituyentes que
contiene.
Los sustituyentes en el polímero o bien la
polaridad misma de las cadenas de polímero dependen de la polaridad
del disolvente objetivo. Para disolventes objetivo polares son
adecuados grupos polares, como los grupos descritos a continuación a
modo de ejemplo.
Para el uso en disolventes objetivo polares, en
particular en disoluciones, suspensiones o emulsiones acuosas, el
polímero modificador de la superficie puede contener unidades
polares en la cadena principal y/o en las cadenas laterales
modificadoras.
En particular han dado buen resultado los
polímeros modificadores de la superficie con una proporción máxima
de heteroátomos de 4.
Se prefieren fundamentalmente heteroátomos que
no son donadores de hidrógeno y que no pueden desprotonarse, es
decir, los heteroátomos preferidos están, por ejemplo, alquilados o,
dicho de otro modo, los polímeros modificadores de la superficie
contienen los menos grupos -COOH, -OH y -NHR posibles, en que R
representa hidrógeno o cualquier resto orgánico pequeño que
permitirla la desprotonación o bien la formación de puentes de
hidrógeno de la amina. En general, como máximo el 40% de los grupos
que contienen heteroátomos pueden desprotonarse y/o formar puentes
de hidrógeno, preferentemente como máximo el 20%, en particular el
0%.
La movilidad de las moléculas modificadoras de
la superficie se facilita también evitando grandes proporciones de
centros de carbono con hibridación sp^{2} (anillos aromáticos,
carbonilos, ésteres, etc., en particular anillos aromáticos) en la
cadena de polímero. La cantidad de centros de carbono con
hibridación sp^{2} en la capa más externa cercana al disolvente
debe ser como máximo del 50%, preferentemente como máximo del 10%,
con preferencia especial del 0%, en que la cantidad de los centros C
con hibridación sp^{2} se calcula respecto a la cantidad total de
átomos
(sin H),
(sin H),
Los compuestos indicados a continuación son
solamente ejemplos de moléculas modificadoras de la superficie,
adecuadas para sistemas acuosos. Los polímeros pueden contener
también dos o más sustituyentes diferentes entre los indicados a
continuación, por ejemplo, además de -O-R, también
-C=O y/o -COOR o ser copolímeros formados por monómeras o bien
unidades, como se específica en los polímeros indicados a
continuación. Los polímeros pueden estar presentes como isómeros
constitucionales, configuracionales y conformacionales, en
particular son también posibles distintos isómeros topológicos como
polímeros lineales, polímeros ramificados, polímeros en estrella o
polímeros en peine, así como reticulaciones.
Un anclaje que favorece la fijación a la
superficie o bien el anclaje que causa la fijación o bien un grupo
que sirve de anclaje se tratan separadamente.
Algunos polímeros modificadores de la superficie
son, a modo de ejemplo:
- -
- polímeros modificados con cadenas laterales,
- -
- polioxialquilenos,
- -
- polialquileniminas,
- -
- poliamidas (sustituidas y sin sustituir),
- -
- polieterésteres,
- -
- polieteruretanos,
- -
- polieteramidas
- -
- polisulfóxidos,
- -
- polisulfonas,
- -
- polímeros con fósforo.
\vskip1.000000\baselineskip
Algunos ejemplos especiales de estos grupos se
muestran en las fórmulas siguientes.
R1 se refiere a grupos de tipo carbonilo como
formilo, acetilo o unidades de PEG con carbonilos terminales.
R2 se refiere a H, metilo, etilo,
etilenoxi-R4, unidades de PEG de mayor longitud, en
particular cadenas con 1 a 200 unidades de PEG, grupos modificados
con ésteres o amidas, pero también oligoetileniminas modificadas o
sin modificar.
R3 es una unidad de metilenoxi, modificada con
grupos R1 o R2.
R4 es un grupo elegido entre R1 o R2.
R5 es -OR2 o -N(R2)_{2}.
R es un grupo elegido entre R1, R2, R3 o R4.
Todos los sustituyentes R, R1, R2, R3, R4 y R5
pueden ser, independientemente entre sí, iguales o distintos. Así
por ejemplo, dentro de un sustituyente R2 =
etilenoxi-R4, el resto R4 puede significar distintos
R2, por ejemplo, de nuevo etilenoxi-R4, con lo que
se define una cadena de polietilenglicol y/o R2 = hidrógeno, metilo
o etilo, con lo que la cadena se interrumpe o bien se termina.
Posibles cadenas laterales activas
preferidas:
Las cadenas laterales activas adecuadas pueden
estar compuestas de miembros intermedios y elementos terminales.
\vskip1.000000\baselineskip
También se incluyen aquellos sustituyentes que
están formados por componentes de los polímeros modificados con
cadenas laterales.
\newpage
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
Los polímeros pueden emplearse puros, es decir,
en cada caso solamente un tipo de polímero, o mezclados con uno o
varios otros tipos de polímeros.
Los polímeros más adecuados son
polietilenglicoles, por ejemplo polietilenglicoles con un peso
molecular medio de 100 g/mol hasta 10.000 g/mol, en particular de
300 g/mol a 2.000 g/mol. Igualmente adecuados, pero menos
preferidos a causa de su baja solubilidad e hinchabilidad en
líquidos puramente acuosos son los copolímeros de bloques que
contienen polietilenglicol.
Para que los polímeros de la capa más externa
cercana al disolvente se extiendan libremente en el líquido que
rodea a la superficie, se prefiere que sus grupos que favorecen la
solubilidad en el disolvente objetivo tengan poca o ventajosamente
ninguna afinidad por la superficie del sustrato. De este modo puede
evitarse que se orienten a lo largo de la superficie del sustrato en
lugar de fundamentalmente en sentido transversal.
Para muchas aplicaciones es imprescindible una
adhesión firme de los polímeros a la superficie del sustrato. Para
mejorar la adhesión puede dotarse al polímero por un lado con un
grupo que favorezca la fijación, el anclaje o la molécula de
anclaje. Este anclaje puede ser un grupo monomérico. pero
preferentemente el anclaje también es un polímero, un polímero de
anclaje.
La adhesión entre el anclaje y el sustrato puede
ser de naturaleza dipolar, iónica o covalente o el anclaje es tan
liófobo que se adhiere a la superficie del sustrato. La conexión
entre el anclaje y el polímero modificador de la superficie puede
tener lugar asimismo por enlaces dipolares, iónicos o covalentes o
por incorporación mecánica del polímero modificador de la superficie
en una capa de anclaje, por ejemplo, un recubrimiento de
sol-gel. La adhesión del polímero puede basarse
también en la liofobia, ya sea directamente o después del
tratamiento de la superficie del sustrato con una capa
adherente.
Dado que las superficies de sustrato pueden
presentar numerosos grupos superficiales diferentes, puede ser
ventajoso prever y emplear distintos anclajes en polímeros
modificadores de la superficie del mismo tipo, o distintos tipos de
anclajes en polímeros de distinto tipo.
Un anclaje preferido es un polímero que
presenta, por un lado, varios polímeros modificadores de la
superficie y, por otro lado, numerosos grupos del mismo o de
distinto tipo responsables de la fijación, por ejemplo, una
polilisina con varios grupos polietilenglicol (PEG) unidos.
En una forma de realización especial, el anclaje
es un recubrimiento de sol-gel, en el que el
polímero se haya incorporado o al que está unido mediante enlaces
iónicos o covalentes.
Los polímeros modificadores de la superficie
fijados a un anclaje pueden formar una capa intermedia entre el
anclaje y la capa más externa cercana al disolvente que es más densa
que la capa más externa cercana al disolvente y que, por lo tanto,
es menos hinchable que la capa más externa cercana al disolvente,
menos densamente cubierta.
La preparación de una superficie modificada
puede tener lugar de distintas maneras, por ejemplo, por
polimerización superficial o por la formación de monocapas
autoensambladas (SAM), en lo que. en ambos casos, ventajosamente
debe tenerse en cuenta que no tenga lugar una cobertura demasiado
intensiva de la superficie o bien una cobertura demasiado intensiva
de la capa más externa cercana al disolvente. Esto puede
conseguirse, por ejemplo, si se dispone de un número limitado de
grupos que permiten la reacción del anclaje con el polímero
modificador de la superficie y/o si se dispone de una menor cantidad
de polímeros modificadores de la superficie, con lo que estos solo
son suficientes para una cobertura superficial limitada (por
ejemplo, por reacción con una parte de los grupos terminales de las
SAM) y/o si el tiempo de reacción o la temperatura de reacción se
eligen de tal manera que solamente tiene lugar una cobertura
limitada.
Los polímeros también pueden aplicarse sobre las
superficies mediante radicales. Para ello pueden generarse radicales
superficiales, por ejemplo mediante haces de electrones, iniciadores
de radicales térmicos o fotoiniciadores con radiación UV. Los
radicales superficiales pueden servir después para la formación de
polímeros, por ejemplo, mediante la polimerización de monómeros por
radicales libres.
En una variante del procedimiento, un anclaje
polimérico, por ejemplo de polisiloxano, se hace reaccionar con un
iniciador de radicales, por ejemplo el fotoiniciador de radicales
metoxialilbisfenilmetanoéter, y a continuación el polímero de
anclaje se une a la superficie del sustrato que ha de modificarse. A
través de la activación del iniciador es posible la unión de una
cadena lateral polimérica a partir de una disolución adecuada.
En una segunda variante, el polímero, por
ejemplo PEG, se une a un polímero que actúa de anclaje, por ejemplo
un polímero de siloxano y la disolución que contiene el polímero de
anclaje modificado se usa directamente para el recubrimiento de la
superficie del sustrato.
En una tercera variante, un polímero con un
extremo alilo se une a un monómero capaz de formar un
gel-sol, por ejemplo un silano. Este polímero con un
extremo reticulante se aplica después sobre la superficie del
sustrato en condiciones tales que permiten la formación de un
gel-sol.
Los tiempos de reacción necesarios dependen
fundamentalmente de la longitud de los polímeros modificadores de la
superficie, es decir, los polímeros de mayor longitud requieren por
lo general tiempos de reacción mayo-
res.
res.
El tratamiento de superficies según la invención
es adecuado para la prevención o la reducción de la adhesión de
depósitos que pueden ser de naturaleza inorgánica y/o orgánica y/o
biológica, así como amorfos o salinos y/o formadores de
cristales.
La formación del depósito no tiene que
producirse necesariamente a partir de un líquido (ensuciamiento de
los vidrios de las ventanas, hollín). Sin embargo, la eliminación
de las sustancias no deseadas (por ejemplo, cal) tiene lugar en el
disolvente objetivo, bien de manera continuada, de modo que no se
observe ningún depósito o mediante un sencillo lavado.
Los depósitos que contienen sustancias
inorgánicas comprenden cal, incrustaciones por la orina,
incrustaciones de calderas, hielo, hollín, depósitos debidos a la
contaminación del aire, incluido el polen y mezclas de los mismos,
en que las superficies tratadas se emplean muy ventajosamente para
la prevención de los depósitos calcáreos.
Como depósitos orgánicos se señalan en el marco
de esta invención todo tipo de depósitos orgánicos que no sean de
origen directamente biológico, es decir, barnices, pinturas,
plásticos, grasas, aceites, etc. y en parte también hollines.
Los depósitos biológicos comprenden en
particular depósitos de proteínas y otros materiales celulares como
biopelículas.
Los campos de aplicación o bien los aparatos
sobre los que se aplicará ventajosamente una capa reductora de la
adhesión según la invención se encuentran, por ejemplo, en el sector
sanitario, en las conducciones de agua y de desagüe, etc., pero
además también en intercambiado res de calor, cafeteras, contadores
de agua, etc.
Otras configuraciones, ventajas y aplicaciones
de la invención se deducen de las reivindicaciones subordinadas. Las
figuras deberán ilustrar más la invención:
La figura 1 muestra una superficie de sustrato
provista de cadenas poliméricas modificadoras de la superficie, en
que en cada caso varias cadenas poliméricas están unidas al mismo
polímero de anclaje, el cual, a su vez, presenta varios grupos que
facilitan la adhesión a la superficie del sustrato.
La figura 2 muestra una superficie de sustrato
provista de cadenas poliméricas modificadoras de la superficie que
forman una capa densa a partir de la cual algunos extremos se
extienden en una capa externa cercana al disolvente y en que cada
polímero presenta al menos un anclaje.
La figura 3 muestra una superficie de sustrato
modificada con un recubrimiento de sol-gel que actúa
como anclaje, a partir del cual las moléculas modificadoras de la
superficie ancladas en o sobre dicho recubrimiento se extienden en
la capa más externa cercana al disolvente.
La figura 4 muestra un soporte de vidrio con el
lado recubierto a la izquierda y el lado sin recubrir a la derecha
después de un ensayo de deposición de cal.
Un criterio fundamental de la capa más externa
de polímero modificador de la superficie es el ángulo de
retroce-
so.
so.
Al igual que el ángulo de contacto, el ángulo de
retroceso se determina con un aparato medidor del ángulo de
contacto. Mientras que para la medición del ángulo de contacto
estático se coloca cuidadosamente sobre la superficie una gota con
un volumen de 10 \mul de un disolvente objetivo (por ejemplo,
agua) o una mezcla de disolventes objetivo y después de 5 segundos
la imagen de la gota se analiza electrónicamente, el ángulo de
retroceso se determina durante la absorción de una de estas gotas
con una velocidad de 60 \mul/min.
Otra característica de las capas modificadoras
de la superficie que son adecuadas para disolventes polares, en
particular para líquidos acuosos, es la proporción de heteroátomos.
Esta puede determinarse, por ejemplo, mediante el análisis de la
capa superior por medio de XPS (espectroscopia fotoelectrónica de
rayos x).
A continuación, la invención se explicará en más
detalle mediante ejemplos de realización concretos:
\vskip1.000000\baselineskip
El metoxialilbisfenilmetanoéter usado como
fotoiniciador de radicales se preparó por la síntesis de éteres de
Williamson a partir de alilbisfenilmetanol.
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
El iniciador de radicales se unió a la
superficie a través de la activación de un grupo
Si-H.
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
Se mezclaron 0,5 g de polihidrometilsiloxano y
0,19 g de metoxialilbisfenilmetanoéter (0,1 eq) en 20 ml de tolueno
(seco) con 5 mg de
cis-diclorobis(stireno)platino(II)
(Pt(Styr)_{2}Cl_{2}, catalizador) y la mezcla se
agitó durante la noche. La disolución se usó directamente para unir
el polímero fotoiniciador de radicales a una superficie de vidrio.
Para ello se colocaron durante 3 h en la disolución láminas de
vidrio limpiadas con KOH al 10%. bien lavadas con agua destilada y
alcohol absoluto y secas (procedimiento análogo al de la patente de
los EE. UU. nº 6.316.057).
\vskip1.000000\baselineskip
Las láminas de vidrio pretratadas como se
describe anteriormente se colocaron en una disolución de éster de
ácido acrílico y monometilpolietilenglicol (peso molecular 300
g/mol) en acetonitrilo y se sometieron a radiación UV durante 5 min.
Después las láminas de vidrio se lavaron y secaron bien.
\vskip1.000000\baselineskip
Se mezclaron 0,5 g de polihidrometilsiloxano y
1,25 g de monometilmonoalilpolietilenglicoléter (peso molecular 340
g/mol; 0,5 eq) en 20 ml de tolueno (seco) con 5 mg de
cis-diclorobis(stireno)platino(II)
(Pt(Styr)_{2}Cl_{2}, catalizador) y la mezcla se
agitó a 50ºC en atmósfera de N_{2} durante 16 h. La disolución
recién preparada se usó después directamente para el
recubrimiento.
\vskip1.000000\baselineskip
Láminas de vidrio limpiadas con KOH al 10%, bien
lavadas con agua destilada y alcohol absoluto y secas se colocaron
durante 3 h en la disolución preparada como se describe
anteriormente. En ello se unieron a la superficie los grupos
Si-H que todavía no habían reaccionado (véase
también la patente de los EE. UU. 6.316.057).
\vskip1.000000\baselineskip
Una mezcla de 5 ml de tolueno, 4 ml de
alilmetilpolietilenglicol (aproximadamente 800 g/mol), 6 ml de
trimetoxisilano y 5 ml del complejo cloruro de
platino(II)-bisestireno como catalizador se
agitaron a 75ºC durante 24 h La mezcla se concentró después y se usó
posteriormente como tal.
\vskip1.000000\baselineskip
A 4 ml de PEG se añadieron 10 ml de alcohol
isopropílico y 2 ml de ácido clorhídrico a 0,01 mg/l y la mezcla se
incubó durante 16 h a temperatura ambiente. Después la mezcla se
diluyó con alcohol isopropílico a 100 ml. La muestra (por ejemplo,
las láminas de vidrio) se sumergieron durante 10 s, se extrajeron
lentamente y se secaron a 120ºC.
\vskip1.000000\baselineskip
Las láminas de vidrio tratadas según el ejemplo
3 mostraron un fuerte efecto antiadhesión, incluso después de un
lavado intensivo y se emplearon para una prueba de
calcificación.
La prueba de calcificación se llevó a cabo de la
manera siguiente:
Como cámara de muestras se usó una caja de
plástico con buen cierre de 10 cm x 6 cm y 2 cm de altura con un
orificio de ventilación de 3 mm en la tapa. Para los ensayos se usó
una disolución recién preparada de cloruro de calcio e
hidrogenocarbonato de calcio con una concentración de iones de
Ca^{2+} de 10 mmol/l y de iones de hidrogenocarbonato de 20
mmol/l. Los soportes de muestras de vidrio, con un tamaño de 8 cm x
3 cm, se colocaron en la cámara de muestras después del
recubrimiento según los ejemplos 1 a 3. La circulación de la
disolución de calcificación se consiguió con un agitador de hélice a
100 rpm. Las muestras se extrajeron de la cámara después de 3 h, 16
h y 64 h, se lavaron ligeramente y se analizó su calcificación.
La superficie tratada de esta manera mostró la
presencia de cal. Sin embargo, esta no estaba adherida y pudo
lavarse fácilmente.
Aunque que en la presente solicitud se describen
realizaciones preferidas de la invención, ha de señalarse
claramente que la invención no se limita a estas y que puede
realizarse de otra manera dentro de la amplitud de las
reivindicaciones siguientes.
Claims (30)
1. Sustrato para uso en disolventes objetivo
polares, en particular disoluciones, suspensiones o emulsiones
acuosas, con una superficie que reduce la adhesión o evita la
adhesión, en que la superficie está provista de una capa superficial
que reduce la adhesión o evita la adhesión que presenta, al menos en
una capa más externa y, en uso, cercana al disolvente, polímeros
modificadores de la superficie que se extienden en el entorno de la
superficie y en que la capa presenta un ángulo de retroceso < 40º
y los polímeros modificadores de la superficie tienen una proporción
de heteroátomos \leq 4, en que el ángulo de retroceso corresponde
al ángulo de contacto determinado dinámicamente durante la absorción
de una gota colocada sobre la superficie, una proporción de
heteroátomos o un grado de heterosustitución de 4 como máximo
significa que hay un máximo de 4 átomos de C o átomos de Si por
cada heteroátomo y por la capa más externa cercana al disolvente se
entiende la capa o parte del recubrimiento superficial cuyas
moléculas o cadenas se extienden libremente en el disolvente.
2. Sustrato según la reivindicación 1,
caracterizado porque el ángulo de retroceso es < 30º, en
particular < 20º. con preferencia especial < 10º.
3. Sustrato según las reivindicaciones 1 ó 2,
caracterizado porque la hinchabilidad es tal que el aumento
de volumen (determinado en masa) es al menos del 20% respecto al
volumen en estado seco y/o la solubilidad en el disolvente objetivo
es al menos de 10 g/l.
4. Sustrato según una de las reivindicaciones
precedentes, caracterizado porque la capa más externa cercana
al disolvente tiene un espesor de al menos 1 nm hasta al menos 10
nm.
5. Sustrato según una de las reivindicaciones
precedentes, caracterizado porque la capa más externa cercana
al disolvente tiene un espesor máximo de 100 nm.
6. Sustrato según una de las reivindicaciones
precedentes, caracterizado porque como máximo el 40% de los
grupos que contienen heteroátomos pueden desprotonarse y/o formar
puentes de hidrógeno, preferentemente como máximo el 20%, en
particular el 0%.
7. Sustrato según una de las reivindicaciones
precedentes, caracterizado porque la cantidad de centros de
C con hibridación sp^{2} en la capa más externa cercana al
disolvente es como máximo del 50%, preferentemente como máximo del
10%, en particular se prefiere el 0%.
8. Sustrato según una de las reivindicaciones
precedentes, caracterizado porque los polímeros
modificadores de la superficie son mezclas de polímeros
modificadores de la superficie.
9. Sustrato según una de las reivindicaciones
precedentes, caracterizado porque los polímeros
modificadores de la superficie se eligen del grupo compuesto de:
- -
- polímeros modificados con cadenas laterales,
- -
- polioxialquilenos,
- -
- polialquileniminas,
- -
- poliamidas (sustituidas y sin sustituir),
- -
- polieterésteres,
- -
- polieteruretanos,
- -
- polieteramidas
- -
- polisulfóxidos,
- -
- polisulfonas,
- -
- polímeros con fósforo.
\vskip1.000000\baselineskip
10. Sustrato según una de las reivindicaciones
precedentes, caracterizado porque los polímeros modificadores
de la superficie contienen polietilenglicol o están compuestos de
este.
11. Sustrato según una de las reivindicaciones
precedentes, caracterizado porque los polímeros modificadores
de la superficie de la capa más externa cercana al disolvente se
adhieren a la superficie del sustrato mediante un anclaje y, dado el
caso, una capa intermedia más densa de polímero modificador de la
superficie.
12. Sustrato según la reivindicación 11,
caracterizado porque hay más de un tipo de anclaje por cada
tipo de polímero modificador de la superficie.
13. Sustrato según la reivindicación 11 ó 12,
caracterizado porque el anclaje es un recubrimiento de
sol-gel.
14. Sustrato según una de las reivindicaciones
11 a 13, caracterizado porque el anclaje es un polímero con
varios grupos del mismo o de distinto tipo responsables de la
adhesión al sustrato.
15. Sustrato según una de las reivindicaciones
11 a 14, caracterizado porque la conexión del polímero con el
anclaje y/o del anclaje con la superficie del sustrato se basan,
independientemente entre sí, en una unión liófoba, iónica o,
preferentemente, covalente.
16. Sustrato según una de las reivindicaciones
11 a 15, caracterizado porque la unión del anclaje a la
superficie del sustrato se basa en una fijación mecánica.
17. Sustrato según una de las reivindicaciones
11 a 14, caracterizado porque la unión del anclaje a la
superficie del sustrato se basa en una fijación llevada a cabo por
radicales.
18. Sustrato según una de las reivindicaciones
precedentes, caracterizado porque es un aparato del sector
sanitario, como una conducción de agua o una conducción de
desagüe.
19. Sustrato según una de las reivindicaciones 1
a 17, caracterizado porque es un componente de un
intercambiador de calor, una cafetera o un contador de agua.
20. Uso de un sustrato según una de las
reivindicaciones precedentes para la prevención o la reducción de
la adhesión de depósitos.
21. Uso según la reivindicación 20,
caracterizado porque los depósitos son depósitos inorgánicos
o depósitos que contienen sustancias inorgánicas.
22. Uso según las reivindicaciones 20 ó 21,
caracterizado porque el depósito es de tipo salino.
23. Uso según una de las reivindicaciones 20 a
22, caracterizado porque el depósito forma cristales.
24. Uso según una de las reivindicaciones 20 a
23, caracterizado porque el depósito es una mezcla de
depósitos inorgánicos, así como también depósitos orgánicos y/o
biológicos.
25. Uso según la reivindicación 24,
caracterizado porque los depósitos orgánicos y/o biológicos
se eligen del grupo que comprende proteínas, biopelículas, polímeros
y mezclas de los mismos.
26. Uso según una de las reivindicaciones 20 a
25, caracterizado porque el depósito se elige del grupo que
comprende cal, incrustaciones por orina, incrustaciones de calderas,
hielo, hollín, depósitos a causa de la contaminación del aire,
incluido el polen, y mezclas de los mismos.
27. Uso según una de las reivindicaciones 20 a
26, caracterizado porque el depósito contiene cal o está
compuesto de esta.
28. Uso según la reivindicación 20,
caracterizado porque los depósitos son depósitos biológicos
y/o orgánicos.
29. Uso según la reivindicación 28.
caracterizado porque los depósitos son depósitos biológicos,
en particular depósitos de proteínas y/o biopelículas.
30. Sustrato según se describe en una de las
reivindicaciones 1 a 19, pero con una proporción de heteroátomos
> 4.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP06002415A EP1816155B1 (de) | 2006-02-07 | 2006-02-07 | Haftungsmindernde oder haftungsverhindernde Oberflächen |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2367931T3 true ES2367931T3 (es) | 2011-11-10 |
Family
ID=36616863
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES06002415T Active ES2367931T3 (es) | 2006-02-07 | 2006-02-07 | Superficies que reducen o que evitan la adhesión. |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP1816155B1 (es) |
| AT (1) | ATE514735T1 (es) |
| DK (1) | DK1816155T3 (es) |
| ES (1) | ES2367931T3 (es) |
| PL (1) | PL1816155T3 (es) |
| PT (1) | PT1816155E (es) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2159251B1 (de) | 2008-08-25 | 2013-05-15 | Geberit International AG | Verwendung eines Blockcopolymers in Polymeren zur Haftungsverminderung oder Haftungsverhinderung von Kalk |
| DE102009035453A1 (de) | 2009-07-17 | 2011-01-20 | Liebherr-Hausgeräte Ochsenhausen GmbH | Kühl- und/oder Gefriergerät |
| US11709156B2 (en) | 2017-09-18 | 2023-07-25 | Waters Technologies Corporation | Use of vapor deposition coated flow paths for improved analytical analysis |
| US12181452B2 (en) | 2017-09-18 | 2024-12-31 | Waters Technologies Corporation | Use of vapor deposition coated flow paths for improved chromatography of metal interacting analytes |
| US11709155B2 (en) | 2017-09-18 | 2023-07-25 | Waters Technologies Corporation | Use of vapor deposition coated flow paths for improved chromatography of metal interacting analytes |
| US12180581B2 (en) | 2017-09-18 | 2024-12-31 | Waters Technologies Corporation | Use of vapor deposition coated flow paths for improved chromatography of metal interacting analytes |
| US11918936B2 (en) | 2020-01-17 | 2024-03-05 | Waters Technologies Corporation | Performance and dynamic range for oligonucleotide bioanalysis through reduction of non specific binding |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20040191538A1 (en) * | 2003-02-28 | 2004-09-30 | Xueying Huang | Nanometer-controlled polymeric thin films that resist adsorption of biological molecules and cells |
-
2006
- 2006-02-07 AT AT06002415T patent/ATE514735T1/de active
- 2006-02-07 DK DK06002415.5T patent/DK1816155T3/da active
- 2006-02-07 ES ES06002415T patent/ES2367931T3/es active Active
- 2006-02-07 PT PT06002415T patent/PT1816155E/pt unknown
- 2006-02-07 PL PL06002415T patent/PL1816155T3/pl unknown
- 2006-02-07 EP EP06002415A patent/EP1816155B1/de not_active Not-in-force
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| ATE514735T1 (de) | 2011-07-15 |
| EP1816155A1 (de) | 2007-08-08 |
| PL1816155T3 (pl) | 2011-09-30 |
| DK1816155T3 (da) | 2011-10-17 |
| PT1816155E (pt) | 2011-07-26 |
| EP1816155B1 (de) | 2011-06-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| ES2367931T3 (es) | Superficies que reducen o que evitan la adhesión. | |
| Nagasawa et al. | Role of interfacial water in protein adsorption onto polymer brushes as studied by SFG spectroscopy and QCM | |
| Zhou et al. | Fabrication of superhydrophilic and underwater superoleophobic membranes for fast and effective oil/water separation with excellent durability | |
| BRPI0708083A2 (pt) | pré-polìmeros em forma de estrela multifuncionais, sua preparação e sua aplicação | |
| Zhang et al. | Anti-fouling coatings of poly (dimethylsiloxane) devices for biological and biomedical applications | |
| Fu et al. | Highly hydrophilic poly (vinylidene fluoride) ultrafiltration membranes modified by poly (N-acryloyl glycinamide) hydrogel based on multi-hydrogen bond self-assembly for reducing protein fouling | |
| Zhang et al. | From neutral to zwitterionic poly (α-amino acid) nonfouling surfaces: Effects of helical conformation and anchoring orientation | |
| Sun et al. | Spontaneous polymer thin film assembly and organization using mutually immiscible side chains | |
| Thérien-Aubin et al. | Fouling-resistant polymer brush coatings | |
| Armanious et al. | Dissolved organic matter adsorption to model surfaces: adlayer formation, properties, and dynamics at the nanoscale | |
| Venault et al. | Zwitterionic modifications for enhancing the antifouling properties of poly (vinylidene fluoride) membranes | |
| Bratek-Skicki et al. | Reversible Protein adsorption on mixed PEO/PAA Polymer brushes: Role of Ionic strength and PEO content | |
| Flavel et al. | Grafting of poly (ethylene glycol) on click chemistry modified Si (100) surfaces | |
| Peez et al. | Aqueous solvation and functionalization of weak-acid polyelectrolyte thin films | |
| Mumtaz et al. | Controlled protein adsorption on PMOXA/PAA based coatings by thermally induced immobilization | |
| Xie et al. | Self-cross-linking degradable polymers for antifouling coatings | |
| Wang et al. | Construction of compact polyelectrolyte multilayers inspired by marine mussel: effects of salt concentration and pH as observed by QCM-D and AFM | |
| Galeska et al. | Calcification-resistant Nafion/Fe3+ assemblies for implantable biosensors | |
| Han et al. | Tuning protein adsorption on charged polyelectrolyte brushes via salinity adjustment | |
| Wanka et al. | Fouling-release properties of dendritic polyglycerols against marine diatoms | |
| WO2020261121A1 (pt) | Composição de revestimento de substratos, métodos e seus usos | |
| CN102040742A (zh) | 一种具有抗蛋白吸附性质的表面材料及其制备方法 | |
| Muller et al. | Wetting transition on hydrophobic surfaces covered by polyelectrolyte brushes | |
| Hamada et al. | Effect of the Amine Hydrochloride Salt on the Antifogging Properties of Amino-Functionalized Polysilsesquioxane | |
| Efimenko et al. | Formation of self-assembled monolayers of semifluorinated and hydrocarbon chlorosilane precursors on silica surfaces from liquid carbon dioxide |