KR20140116905A

KR20140116905A - 실리콘 이오노머의 폴리머 복합체

Info

Publication number: KR20140116905A
Application number: KR1020147021829A
Authority: KR
Inventors: 아눕하브 삭세나; 스리비드야 마리무투; 알록 사카르; 프라나브 람찬드라 조시
Original assignee: 모멘티브 퍼포먼스 머티리얼즈 인크.
Priority date: 2012-01-04
Filing date: 2012-12-20
Publication date: 2014-10-06
Also published as: CN104136500A; CN104136500B; JP2015512956A; WO2013103536A1; KR102142446B1; EP2800777A1; US8772422B2; JP6611433B2; US20130172419A1

Abstract

본 발명은 적어도 하나는 실리콘 이오노머이고, 다른 성분이 폴리머인 성분들을 포함하여 구성되는 폴리머 복합체를 제공한다

Description

실리콘 이오노머의 폴리머 복합체{POLYMER COMPOSITES OF SILICONE IONOMERS}

본원은 2012. 1. 4.자 미국가특허출원 61/582,918호를 우선권으로 주장하며 이에 참조문헌으로 통합한다. 본 발명은 실리콘 이오노머를 포함하여 구성되는 폴리머 복합물에 관한 것이다.

실리콘을 비-실리콘 폴리머와 결합시켜 단일의 폴리머 복합물을 형성하기 위한 다수의 접근방법이 개발되었다. 본 발명과 가장 가까운 접근방법은 실리콘-계 상호침투(interpenetrating) 폴리머 네크워크 (IPNs) 및 그 변이체들을 포함한다. 이러한 방법은 2 이상의 별개의 폴리머 체인의 네트워크의 형태로의 병렬배치를 포함하여 구성되며, 이는 그 결과물이 그의 모든 성분들에 의해 나타내는 특성을 갖도록 하기 위함이다. 아래는 실리콘-계 IPNs 에 관한 최신 기술에 관한 예시들이다:

유럽특허출원 EP1840167 Al 호는 폴리카보네이트-개질된 폴리디오가노실록산과 친수성 경화성 모노머 사이의. 상호침투 네트워크를 포함하여 구성되는 실리콘-계 IPNs 기반의 투명 겔 및 콘택트 렌즈를 설명한다.

미국 특허 US7687585호는 낮은 표면 장력 용매(예를 들어, 초임계 CO₂)에 용해된 모노머로 폴리머를 팽윤시키고, 용매 제거를 통하여 모노머를 침전시킨 다음, 실리콘 프레임워크 내에 모노머를 가교시켜 실리콘-계 IPN 을 제조하는 방법을 설명한다.

미국 특허 US6331578호도 PDMS의 폴리머화, 아크릴레이트 모노머에 의한 흡수(imbition), 그리고 그것을 가교시켜 침투 네트워크를 형성하는 것을, 순차적으로 수행하여 제조되는 실리콘-아크릴레이트 IPN 을 또한 설명한다.

미국 특허 US4469499호는 조성물 폴리머가 반응 참여 사이트들 사이의 이온성 인력에 의해 서로 결합되는(held) 상호침투 네트워크에 관한 것이다. 이 발명의 목적물은 그 보다 높은 온도에서 열가소성 거동을 보이는, 특정 온도에서 열경화하는 레진이다.

상기 예시 발명들이 각각, 폴리디오가노실록산-계 IPNs 또는 상기 2개 폴리머 간의 이온성 상호작용에 기초한 IPNs을 설명하지만, 이들은 IPN 성분의 하나로서 이온성 개질된 폴리디오가노실록산을 기술하지 않는다. 따라서, 본 발명의 구성 성분인 실리콘 이오노머는 본 발명의 중요한 특징이다.

본 발명은 실리콘 이오노머를 다른 폴리머와 결합시켜 폴리머 복합체 조성물을 생성하는 것을 추구한다. 그 결과로 얻어지는 폴리머 복합물은 참여 반응물의 특성들에 대하여 추가되거나 상조적인 특성(additive or synergistic properties) 을 갖는다. 이러한 특성들로 인하여, 본 발명의 복합물은 헬스케어, 퍼스널 케어, 자동차, 건설, 의류, 스포츠 용품, 전기/전자 용품, 섬유 용품(textile application), 오일과 가스 및 가정 용품과 같은 각양 각색의 적용품에 사용될 수 있다.

본 발명은 적어도 하나는 실리콘 이오노머인, 적어도 2개의 성분들을 포함하여 구성되는 폴리머 복합체를 제공한다.

폴리디오가노실록산 체인들 내의 이온성기의 존재는, 상기 체인들로 하여금, 개질되지 않은 폴리디오가노실록산과 서로 어울리지 않는(화합성 없는, incompatible) 것이 일반적인 다양한 폴리머와 서로 어울릴 수 있게 해준다. 이들 실리콘 이오노머 내의 이온성 기들은, 그들 상호간에 그리고 그 주변 폴리머에 존재할 수 있는 이온성 기들과 함께, 또는 다름 실리콘 모노머들과 함께, 비-지향성(non-directional), 가역성 상호 작용을 일으켜서, 응집체(aggregates)를 형성한다. 따라서, 상기 실리콘의 이온성기는 또한 조절식 방출을 위하여, 활성제에 대하여 결합 부분으로 작용할 수 있다. 따라서, 본 발명의 목적은 겔, 필름, 코팅 및 실란트, 및 성형가능한(moldable) 엘라스토머 러버의 형태로 고도로 가공된 물질의 제조뿐만 아니라, 헬스케어, 퍼스널 케어, 자동차, 건설, 페인트, 코팅, 가정, 성뮤 및 의류, 세탁용 제제, 농업, 오일 및 가스, 멤브레인, 전기/전자 기기, 전기-광학 기기, 접착제의 분야에 사용 가능한 신규한 실리콘-이오노머-계 폴리머 복합체 조성물을 포함하여 구성된다.

도 1 은 술폰화된 실리콘 이오노머를 함유하는 폴리머 복합 PSA 로부터의 은 이온의 누적 방출(cumulative release)을 보여주는 그래프이다.
도 2 는 술폰화된 실리콘 이오노머를 함유하는 폴리머 복합 PSA 로부터의 클로로헥시딘의 누적 방출을 보여주는 그래프이다.
도 3(a) 및 3(b) 는 술폰화된 실리콘 이오노머를 함유하는 폴리머 복합 PSA 의 레올로지 특성화(rheological characterization)을 보여주는 그래프들이다.
도 4 는 술폰화된 실리콘 이오노머를 함유하는 폴리머 복합 PSA 로부터의 이부프로펜의 누적 방출을 보여주는 그래프이다.
도 5(a), 5(b) 및 5(c) 는 각각이 (a) 이부프로펜 고체 약물, (b) 이부프로펜이 로딩된(loaded) PDMS 필름 및 (c) 술폰화된 실리콘 이오노머를 함유하는 이부프로펜 로딩된 폴리머 복합 PSA의 시차 주사 열량계 열분석도(differential scanning calorimetry thermograms)를 나타낸 것이다.

관련 출원의 상호참조사항

본 명세서의 청구항 및 발명의 상세한 설명에서의 용어 및 표현은 하기와 같이 이해되어야 한다.

본 명세서의 상세한 설명 및 특허청구범위에서 사용된 단수형태의 부정관사(a, an) 및 정관사(the)는 복수형태를 포함하는 것이고, 특정 수치에 대한 언급은 달리 명확하게 지적하지 않는 한 적어도 그 특정수치를 포함하는 것이다.

본 명세서에서 범위는, 하나의 "약" 또는 "대략" 이 포함된 특정수치로부터 다른 하나의 "약" 또는 "대략" 이 포함된 특정수치까지로 표현된다. 이러한 범위가 표현되면, 다른 구체예는 하나의 특정 하한 수치 및/또는 다른 하나의 상한 수치를 포함한다. 이와 유사하게, 특정수치 앞에 "약" 을 두어 특정수치가 근사치로 표현되면, 상기 특정 수치는 하나의 구체예를 형성한다는 것을 이해하여야 한다.

본 명세서에 설명된 모든 방법들은 다르게 표시하거나 또는 문맥상 명백하게 다르게 나타내지 않는 한, 임의의 적절한 순서로 수행될 수 있는 것이다. 일부 또는 모든 실시예에서 사용된 예시 표현(예를 들어, "와 같은")는 본 발명을 보다 잘 이해할 수 있도록 한 것일 뿐이며, 달리 주장하지 않는 한 본 발명의 범위를 제한하기 위한 것은 아니다. 본 명세서에서 사용된 표현은 어느것이든 발명의 구성 요소가 아닌 요소들을 본 발명의 실시에 필수적인 것으로 나타내는 것으로 해석되지 않아야 한다.

본 명세서에 사용된 "포함하여 구성되는", "포함하는", "특징으로 하는" 및 그 문법적 등가의 표현들은 부가적인, 언급되지 않은 요소들 또는 방법단계들을 배제하지 않는 포괄적 또는 개방형 용어로 사용된 것이며, 보다 제한적인 용어인 "구성되는" 및 "본질적으로 구성되는"의 뜻을 또한 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

실시예 외의 경우 또는 다르게 표시한 경우를 제외하고, 본 명세서 및/또는 특허청구범위에서 기술된 물질의 양, 반응조건, 지속시간, 물질의 정량성질 등을 표현하는 모든 수치는 모든 경우에 용어 '약'에 의해 수식되는 것으로서 이해되어야 한다.

본 명세서에 기재된 모든 수치 범위는 그 범위내의 서브레인지(sub-range) 및, 이러한 범위 또는 서브레인지의 다양한 종단점(endpoints)의 임의의 조합을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

또한, 구조적으로, 조성적으로 및/또는 기능적으로 관련된 화합물, 재료, 또는 물질(substasnces)의 군에 속하는 것으로 청구범위에 기술된 그리고/또는 발명의 상세한 설명에 명시적으로 또는 암시적으로 기재된 화합물, 재료 또는 물질(substances)은 모두 그 군의 개별적인 대표물들 및 이들의 모든 조합을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

"탄화수소 라디칼" 이라는 표현은 하나 이상의 수소가 제거된 임의의 탄화수소기를 의미하는 것이며, 알킬, 알케닐, 알카인일, 사이클릭 알킬, 사이클릭 알케닐, 사이클릭 알카인일, 아릴, 아르알킬 및 아레닐을 포함하는 것이고, 헤테로원자를 함유할 수도 있는 것이다.

"알킬" 이라는 용어는 임의의 1가, 포화, 선형, 분지형 또는 사이클릭 탄화수소기를 의미하는 것이고; 용어 "알케닐"은 하나 이상의 탄소-탄소 이중결합을 함유하는 임의의 1가 선형, 분지형, 또는 사이클릭 탄화수소기를 의미하는 것으로, 상기 기의 부착 위치는 탄소-탄소 이중결합이 되거나 또는 다른 임의의 곳일 수 있으며, 용어 "알카인일"은 하나 이상의 탄소-탄소 삼중결합과, 선택적으로 하나 이상의 탄소-탄소 이중결합을 함유하는 임의의 1가 선형, 분지형, 또는 사이클릭 탄화수소기를 의미하는 것으로 상기 기의 부착 위치는 탄소-탄소 삼중결합이거나, 탄소-탄소 이중결합이거나 또는 다른 임의의 곳일 수 있다. 예시적인 알킬의 메틸, 에틸, 프로필 및 이소부틸을 포함한다.

알케닐의 예는 비닐, 프로페닐, 알릴, 메트알릴, 에틸리데닐 노보란, 에틸리덴 노보닐, 에틸리데닐 노보넨 및 에틸리덴 노보네일을 포함하며; 알카인일의 예는 아세틸레닐, 프로파길 및 메틸아세틸레닐을 포함한다.

"사이클릭 알킬", "사이클릭 알케닐", 및 "사이클릭 알카인일" 이라는 표현은 이중 고리 구조, 삼중 고리 구조 및 고차 고리 구조를 포함할 뿐만 아니라, 상기 고리 구조들은 알킬, 알케닐, 및/또는 알카인일 기로 더 치환될 수 있다. 그 대표적인 예는 노보닐, 노보네일, 에틸노보닐, 에틸노보네일, 사이클로헥실, 에틸사이클로헥실, 에틸사이클로헥세닐, 사이클로헥실사이클로헥실 및 사이클로도데카트리에닐을 포함한다.

"아릴" 이라는 용어는 임의의 1가 방향족 탄화수소기를 의미하며; 용어 "아르알킬"은 하나 이상의 수소원자가 동일한 수의 같거나 다른 아릴기(본 명세서에서 정의한 바와 같음)에 의해 치환된 임의의 알킬기(본 명세서에서 정의한 바와 같음)를 의미하며; 용어 "아레닐"은 하나 이상의 수소원자가 동일한 수의 같거나 다른 알킬기(본 명세서에서 정의한 바와 같음)로 치환된 임의의 아릴기(본 명세서에서 정의한 바와 같음)를 의미하는 것이다. 아릴의 예는 페닐 및 나프탈레닐을 포함하고; 아르알킬의 예는 벤질 및 페네틸을 포함하며; 아레닐의 예는 톨릴 및 자일릴을 포함한다.

모든 점도의 측정값은 달리 언급되지 않는 한 섭씨 25도에서 측정하여 얻은 것임을 이해하여야 한다.

본 명세서에 따라, 처음 접촉되고, 자체(in situ) 형성되고, 블렌딩되고, 또는 하나 이상의 다른 물질, 성분, 원료와 혼합되기 직전의 시점에 존재하는 물질, 성분 또는 원료에 대하여 설명하기로 한다. 반응생성물, 결과물로서의 혼합물 또는 그 유사물로 식별된 물질, 성분 또는 원료는 본 명세서의 설명내용에 따라 통상적인 방법으로 당 분야 통상의 기술자(예를 들어, 화학자)가 수행하는 것으로서의 접촉, 자체 형성, 블렌딩 또는 혼합조작의 과정 중에 화학 반응 또는 변환을 통해 동질성(identity), 특성 또는 특징을 얻을 수 있다.

화학 반응물질 또는 출발물질의 화학 제품 또는 최종물질로의 변형은 점진적으로 전개되는 과정이며, 그것이 일어나는 속도와는 무관하다. 따라서, 상기 변형 과정에 있어서 출발물질과 최종물질의 섞임이 있을 수 있고, 상기 변형의 운동 라이프타임(kinetic lifetime)에 따라서는 중간물질도 섞일 수 있으며, 그러한 중간 물질은 통상의 기술자에 알려진 현재의 분석 기법들로 탐지하기 쉽거나 혹은 어려울 수 있다.

본 발명은 적어도 1개의 실리콘 이오노머를 포함하여 구성되는 폴리머 복합체 조성물이다. 본 발명의 상기 구성 성분은 바람직하게는 근접(close) 병렬배치 및 네트워크의 형태로 존재한다. 게다가, 그 조성물은 또한 상기 폴리머 복합체의 형성 또는 그 조성물에 대해 추가적인 관능성을 제공하는데 도움을 주는 다른 물질들을 포함하여 구성될 수 있다. 상기 구성 성분들의 속성을 아래에 상세히 설명한다:

A. 실리콘 이오노머

이 조성물의 실리콘 이오노머는 하기 일반식 (I)의 실리콘을 포함하여 구성되는 조성물이다:

M¹ _a M² _b M³ _c D¹ _d D² _e D³ _f T¹ _g T² _h T³ _j Q_j (I)

[여기서,

M¹ = R¹R²R³SiO₁ _/2

M² = R⁴R⁵R⁶SiO₁ _/2

M³　= R⁷R⁸R⁹SiO₁ _/2

D¹　= R¹⁰R¹¹SiO₂ _/2

D²　= R¹²R¹³SiO₂ _/2

D³　= R¹⁴R¹⁵SiO₂ _/2

T¹　= R¹⁶Si0₃ _/2

T²　= R¹⁷Si0₃ _/2

T³　= R¹⁸Si0₃ _/2,

Q = SiO₄ _/ ₂이고,

위 일반식(I)에서, R¹, R², R⁵, R⁶, R⁸, R⁹, R¹¹, R¹³, 및 R¹⁵　는 1 내지 60개, 바람직하게는 1 내지 20개, 더 바람직하게는 1 내지 8개, 의 탄소 원자를 갖는 지방족, 방향족 또는 플루오로 함유 1가의 탄화수소 라디칼이고,

R⁴, R¹², R¹⁷　은 하기 일반식 (II)를 갖는 이온-쌍 함유하는 1가의 라디칼기임:

-A-I^x ^-M_n ^y ⁺ (Ⅱ)

위 일반식 (II)에서, A 는 2가의 탄화수소 또는 탄화수소옥시 기에서 선택되는 적어표 하나의 이격 원자를 갖는 이격기이고,

I 는 술포네이트 -SO₃ ^-, 설페이트 -OSO₃ ^-, 카복실레이트 COO^-, 포스포네이트 -PO₃ ^2-　및 포스페이트-OPO₃ ² ^-　기들에서 선택되는 이온성기고, 더 바람직하게는 술포네이트 -SO₃ ^- 이고, M 은 수소 이거나 독립적으로 알칼리 금속, 알칼리 토 금속, 회토류 금속 ,전이 금속, 금속 착물, 4차 암모늄 및 포스포늄 기들에서 선택되는 양이온이거나; 또는 하기 일반식(III) 을 갖는 쯔비터이온(Zwitterion)임:

-R'-NR"₂ ⁺-R"'-I (III)

위 일반식 (III)에서, R' 은 1 내지 약 60개의 탄소 원자, 바람직하게는 1 에서부터 약 20까지의 탄소 원자 및 더 바람직하게는 1에서부터 약 8까지의 탄소 원자, 를 함유하는 2가의 탄화수소 라디칼이고, R"　은 1 내지 약 60개의 탄소 원자, 바람직하게는 1 내지 약 20개의 탄소 원자 및 더 바람직하게는 1 내지 약 8개의 탄소 원자, 를 함유하는 1가의 탄화수소 라디칼이고, R"'　은 2 내지 약 20개의 탄소 원자, 바람직하게는 2 내지 약 8개의 탄소 원자 및 더 바람직하게는 2 내지 약 4개의 탄소 원자, 를 함유하는 2가의 탄화수소 라디칼이고, 상기 I 는 술포네이트 -SO₃ ^-, 설페이트 -OSO₃ ^-, 카복실레이트 -COO^-, 포스포네이트 -PO₃ ² ^-및 포스페이트 -OPO₃ ^2-　기들에서 선택되는 이온성기임.

R⁷, R¹⁴, 및 R¹⁸　은 독립적으로 수소, -OR²⁰,또는 불포화 1가의 라디칼 또는 에폭시기 함유 라디칼, 1가의 황 원자-함유 라디칼 및 1가의 오가노실란기 및 1가의 하이드록실기 함유 라디칼, 및 알킬기 모이어티 외에 할로젠 모이어티, 카복실레이트 모이어티, 이민 모이어티, 이소시아네이트 모이어티, 아마이드 모이어티, 니트릴 모이어티, 또는 3차 아민 모이어티 중 1 이상을 함유하는 1가의 탄화수소 에서 선택되고,

R²⁰ 은 수소 또는 2 내지 약 60개, 바람직하게는 1 내지 약 20개, 더 바람직하게는 1 내지 약 8개, 의 탄소 원자로부터의 1가의 탄화수소 라디칼이고, 상첨자 x 와 y 는 독립적으로 1 내지 6 이고, 첨자 x 는 n 과 첨자 y 의 곱이고,

첨자 a, b, c, d, e, f, g, h, i, j 는 다음과 같은 제한에 따르는 0 또는 양수로서: a, b, c, d, e, f, g, h, i 및 j 의 합이 2 이상 6000 이하, 바람직하게는 그 합이 2이상 4000이하, 이고, b, e 및 h 의 합이 0 보다 크다는 제한이 따름.]

하나의 구체예에서, R¹, R², R³, R⁵, R⁶, R⁸, R⁹, R¹⁰, R¹¹, R¹³, R¹⁵, R¹⁶ 의 1가 탄화수소 라디칼은 메틸, 에틸, n-프로필, 이소-프로필, n-부틸, 이소부틸, tert-부틸, n-펜틸, 이소-펜틸, 네오(neo)펜틸, tert-펜틸, n-헥실기 와 같은 헥실, n-헵틸기와 같은 헵틸, n-옥틸기들 및 이소옥틸기들과 같은 옥틸, 2,2,4-트리메틸펜틸과 같은 옥틸, n-노닐기와 같은 노닐, n-데실기와 같은 데실, 사이클로펜틸, 사이클로헥실, 사이클로헵틸 및 메틸사이클로헥실과 같은 사이클로알킬 라디칼, 및 페닐, 나프틸; o-톨릴, m-톨릴 및 p-톨릴, 자일릴, 에틸페닐, 및 벤질과 같은 아릴기로 이루어지는 군에서 독립적으로 선택된다.

다른 구체예에서, 상기 일반식 (II) 에서 A의 2가의 탄화수소기는 -(CHR')_kC₆H₄(CH₂)_I-,-CH₂CH(R')(CH₂)_kC₆H₄-, -CH₂CH(R')(CH₂)_IC₆H₃R"- 및 -CH₂CH(R')(CH₂)_|C₆H₂R_IR" 로 이루어지는 군에서 선택되는 아릴렌 기이다. 위에서, R' 는 수소 또는 R¹ ^-에 의해 정의되며, R" 는 바람직하게 약 1 내지 약 20 개, 더 바람직하게는 약 1 내지 약 8개, 의 탄소 원자, 황 원자(들), 질소 원자(들), 산소 원자(들)로부터의 1가의 라디칼 또는 상기 원자들의 조합을 함유하는 라디칼이고, I는 0 내지 20의 값을 갖고, 하첨자 k 는 0 내지 20, 바람직하게는 0 내지 약 10의 값을 갖는다.

다른 구체예에서, 위 일반식 (II) 에서 A의 2가의 탄화수소 기는 -(CHR¹⁹)_m- 의 알킬렌기이고, m 은 1 내지 20, 바람직하게는 1 에서부터 약 10 까지, 의 값을 갖고 R¹⁹　은 수소 또는 R¹ 이다.

다른 구체예에서, 위 일반식 (II) 에서 A의 2가의 탄화수소옥시 기는 (CHR¹⁹)_m-(O-CHR¹⁹CH₂)_m-O-(CH₂)_I- 에서 선택된다. 위에서, I 는 0 에서부터 20 까지, 바람직하게는 1 내지 10, 의 값을 갖고, m 은 0 내지 50의 값을 갖고, m은 1 에서부터 50까지의 값을 갖는다.

다른 구체예에서, 위 일반식 (II) 의 M은 독립적으로 Li, Na, K, Cs, Mg, Ca, Ba, Zn, Cu, Fe, Ni, Ga, Al, Mn, Cr, Ag, Au, Pt, Pd, Pb, Sb, Ru, Sn, Rh Ce, Eu, Co, Gd 및 La 에서 선택되는 양이온일 수 있다. 통상의 기술자는 상기 양이온들이, 위에 열거한 것에 한정되지 않고, Mn⁺²　및 Mn⁺³ 와 같이 다원자가 형태로 존재할 수 있음을 이해할 수 있다.

다른 구체예에서 위 일반식 (I)의 R⁷, R¹⁴ 및 R¹⁸ 은 하기 일반식들 (IV) 내지 (XⅣ) 로 이루어지는 군에서 선택되는 1가의 탄화수소 라디칼로서,

(IV)

(V)

(VI)

(VI)

(VIII)

(IX)

(X)

-CH₂CHR⁵⁶(CHR⁵⁷)_n (OC₂H₄)_p(OC₃H₆)_q(OC₄H₈)_r-OR⁵⁸ (XI)

-CH₂CHR⁵⁹(CHR⁶⁰)_nSiR⁶¹ _sL_3-s (XII)

-CH₂CHR⁶²(CHR⁶³)_n-B-Z (XIII)

-Y-O-(C₂H₄O)_r-(C₃H₆O)_u-(C₄H₈O)_v-{C(O)C_wH_2wO}_x-R⁶⁹(XIV)

여기서, R²¹, R²⁶, R²⁹, R³⁰, R³³, R³⁴, R⁴⁰, R⁴⁶, R⁴⁷, R⁵², R⁶³ 은 -H, -OH, -R⁶⁶ 및 1 내지 약 60개의 탄소 원자를 갖는 지방족/방향족 1가의 탄화수소에서 독립적으로 선택되고,

R²², R²³, R²⁴, R²⁵, R²⁷, R²⁸, R³¹, R³², R³⁵, R³⁶, R³⁷, R³⁸, R³⁹, R⁴¹, R⁴², R⁴³, R⁴⁴, R⁴⁵, R⁴⁸, R⁵¹, R⁵³ ,R⁵⁶, R⁵⁷, R⁵⁹, R⁶⁰, R⁶¹, R⁶² 은 수소; 1 내지 약 60개, 바람직하게는 1 내지 약 20개, 더 바람직하게는 1 내지 약 8개의 탄소 원자를 갖는 지방족/방향족 1가의 탄화수소에서 독립적으로 선택되고,

R ⁵⁸ 은 2 내지 약 60 개, 바람직하게는 2 내지 약 20 개, 더 바람직하게는 2 내지 약 8 개, 의 탄소 원자를 갖는 지방족/방향족 1가의 탄화수소이고,

상기 R⁴⁹, R⁵⁰, R⁵⁴, R⁵⁵ 는 -H, -C_tH_2tOH(t는 양의 정수이고, 바람직하게는 약 1 내지 약 20임) 및 1 내지 60개, 바람직하게는 1 내지 약 20개, 더 바람직하게는 1 내지 약 8개의 탄소 원자를 갖는 지방족/방향족 1가의 탄화수소에서 독립적으로 선택되고,

L 은 할로겐, OR⁶⁴, -CO(O)R⁶⁵, -N=CR⁶⁶ ₂, -NCO, -NC(O)R⁶⁷, -C≡N, -N≡N 및 -NR⁶⁸ ₂ 에서 독립적으로 선택되는 1가의 라디칼이고, R⁶⁴, R⁶⁵, R⁶⁶, R⁶⁷, R⁶⁸ 은 수소 및 1 내지 약 60개, 바람직하게는 1 내지 약 20개, 더 바람직하게는 1 내지 약 8개, 의 탄소 원자를 갖는 알킬, 알케닐, 사이클로알킬 및 아릴로 이루어지는 군에서 독립적으로 선택되고,

Z 는 할로겐, OR^64A, -CO(O)R⁶⁵, -N=CR⁶⁶ ₂, -NCO, -NC(O)R⁶⁷, -C≡N, -N≡N 및 -NR^68A ₂ 에서 독립적으로 선택되는 1가의 라디칼이고,

R⁶⁵, R⁶⁶, R⁶⁷ 은 수소 그리고 1 내지 약 60 개, 바람직하게는 1 내지 약 20개, 더 바람직하게는 1 내지 약 8 개의 탄소 원자를 갖는 알킬, 알케닐, 사이클로알킬 및 아릴로 이루어지는 군에서 독립적으로 선택되고,

R^64A 는 수소 또는 1 내지 약 60 개, 바람직하게는 1 내지 약 20개, 더 바람직하게는 1 내지 약 8 개의 탄소 원자를 갖는 알킬, 알케닐, 사이클로알킬 및 아릴로 이루어지는 군에서 선택되고,

R^68A 은 1 내지 약 60 개, 바람직하게는 1 내지 약 20개, 더 바람직하게는 1 내지 약 8 개, 의 탄소 원자를 갖는 알케닐, 사이클로알킬 및 아릴로 이루어지는 군에서 선택되고,

X 는 -O-, -N- 및 -S- 결합들에서 선택되는 2가의 라디칼이고, 상기 Y 및 B 는 1 내지 약 60 개, 바람직하게는 1 내지 약 20개, 더 바람직하게는 1 내지 약 8 개의 탄소 원자를 갖는 선형, 분지형, 사이클릭 탄화수소 라디칼 또는 아르알킬 라디칼에서 선택되는 2가의 라디칼이고,

R⁶⁹ 는 수소이거나 또는 2 내지 약 20개의 탄소 원자를 갖는 1가의 알킬 라디칼기 또는 아실기이고,

하첨자 n 은 0 이거나 양의 정수이며 0 내지 약 60의 범위의 값을 갖고, 하첨자 o 는 양의 정수이며 1 내지 약 60의 범위의 값을 갖고, 하첨자 p, q 및 r 은 0 또는 양수이고 독립적으로 0 내지 약 100의 범위의 값에서 선택되고(단, p, q 및 r 의 합이 1 이상이라는 제한이 따름), s 는 0 이거나 양의 정수이며 0 내지 약 2 의 값을 갖고. 상기 t, u, v 및 x 는 0 이거나 양의 정수이고 w 는 양의 정수이다(단, t, u,v 및 x 의 합이 1 이상이라는 제한이 따름).

또 다른 특정 구체예에서, 위 일반식 (I) 의 첨자들은 b + e + h > 0 이라는 제한에 따르는, a + b ≥ 2, d + e ≥ 0, g + h ≥ 0 의 값을 갖는다.

위에 더하여, 본 발명 조성물의 실리콘 이오노머는 또한, 이온성 개질 폴리디오가노실록산을 포함하여 구성되는데, 그 폴리디오가노실록산에서의 이온성 개질은, 그 폴리디오가노식록산들이 구성엘라스토머 조성물을 형성할 수 있을 정도로 이루어진다. 상기 엘라스토머 조성물은 이온성 응집(ionic aggregates)을 통하여 실리콘 이오노머로부터 생성되며, 활성물질(actives)의 조절 방출을 제공하고, 신축성 증가 및 수분 흡수 이점을 함께 가져 온다. 본 발명의 실리콘 엘라스토머는 실리콘 특히, 40-200 nm 의 특정 치수(specific dimession) 의 이온 풍부한 도메인에서의 이온성기의 어셈블리라는 것을 특징으로 하는데, 그 이온성 기는 실리콘 엘라스토머에 대하여 이온성 필러로 작용한다. 이들 이온성 어셈블리는 적당한 반대-이온(counter-ion)에 의해 완전히 중화되어 전하가 안정된다. 상기 이온이 풍부한 도메인은 수분 흡수의 개선을 나타내고, 여러가지의 적용예에 있어 재현성을 잘 통제하면서 활성 성분의 전달 조절(controlled delivery)을 가능케 하는 투명 내지 반투명 실리콘 엘라스토머의 형성을 돕는다. 높은 수분 흡수 특성 및 활성 성분의 느리고 지속적인 방출은 이온성 응집체(aggregates)에 의해 지배되는 반면에, 높은 산소 투과도, 편안하고, 개선된 신축성은 상기 소수성 실록산 도메인에 의해 지배된다.

(B) 폴리머

상기 실리콘 이오노머에 더하여, 폴리머는 본 발명의 또 다른 구성 성분이다. 상기 폴리머는 실질적이고 상대적으로 빠른 폴리머화 및 가교로 본 발명의 폴리머 복합체 조성물 형성을 가능케 하는 물질로서 참여한다. 그러한 물질로서의 폴리머는 상기 실리콘 이오노머가 존재하는 경우 뿐만 아니라, 독립적으로 그러한 전환(transformation)을 수행한다. 상기 가교는 통상의 기술자에 알려진 어떠한 화학 결합 형성 메커니즘을 통하여도 가능하며, 열에 의해 또는 화학 방사선(actinic radiation) 에 의해 개시될(initiated) 수 있다. 본 발명의 또 다른 구체예에 있어서, 상기 폴리머는 올리고머 및 프리폴리머와 같이 전체적 또는 부분적으로 폴리머화된 형태로 존재하고, 상기 형태에서 폴리머는 폴리머화 할 수 있는 관능성을 지니거나 지니지 않는다. 나아가, 본 발명의 폴리머는 또한 추가적인 비-공유결합성 상호작용에 참여할 수 있거나 상기 실리콘 이오노머와 공유결합을 형성할 수 있다. 비-공유결합성 상호작용의 몇몇의 비-제한적 예들은 상기 폴리머의 특정 부분과 상기 실리콘 이오노머와의 서로 어울릴 수 있는 성질(화합성)에 기인할 수 있으며, 이는 그들의 이온성, 결정성, 소수성, 극성, 산-염기 상호작용 또는 수소 결합 때문이거나, 또는 상기 실리콘 이오노머 있는 다-가의 관능기, 상기 반응성 폴리머 및 보통의 금속 이온을 요소로 하는 배위 화합물의 형성을 통하여, 그러한 상호작용이 일어난다.

바람직하게는, 상기 비-공유결합성 상호작용은 전하로 하전된 기들이 반응성 폴리머에 존재하는 경우, 상기 이오노머와 상기 반응성 폴리머의 하전된 기들 사이의 이온성 상호작용이다.

더 바람직하게는, 상기 실리콘 이오노머 및 상기 반응성 폴리머 구성 성분에 있는, 이온적으로 상호작용하는 전하로 하전된 기들은 동일하다. 이온성기를 함유하는 반응성 폴리머의 몇몇 예들은 다음을 포함하지만 이들에 한정되지는 않는다: 술폰화된 실리콘과의 상호작용을 위한 술폰화된 폴리(스티렌), 술폰화된 폴리(페닐렌 옥사이드), 2-아크릴아미도 메틸 프로판술폰 산, 술포에틸 아크릴레이트, 술포프로필 아크릴레이트, 및 다른 술폰화된 폴리머 구조들; (메타)아크릴계 산의 폴리머 및 그 유도체, 2-카복시에틸 아크릴레이트, 그리고 카복실-개질된 실리콘과의 상호작용을 위해 펜던트 카복시기를 함유하는 다른 화합물; 인산 2-히드록시에틸 메타아크릴레이트 에스테르 및 포스페이트-개질된 실리콘과의 상호작용을 위해 포스페이트기를 함유하는 다른 화합물, 그리고 그에 더하여, 위의 화합물들의 코폴리머 및 이들 이온적-개질된 폴리머의 혼합물.

비-공유결합성 실리콘 이오노머와 폴리머 사이의 상호작용에 더하여, 상기 실리콘 이오노머 및 상기 폴리머 사이의 공유결합의 형성은 상기 실리콘 이오노머의 반응성 관능기와 폴리머의 상기 반응기 사이의 화학적 가교 반응을 통하여 발생할 수 있으며, 이로 인해 최종 산물로서의 조성물은 가교된 코폴리머 네트워크이다.

바람직한 구체예에서, 상기 공유결합은 2 이상 관능기 사이의 축합 반응을 통하여 형성되며, 이때 물, 이산화탄소, 메탄, 알코올, 염기(예를 들어, 암모니아) 옥심, 또는 산(예를 들어, 염산, 아세트산) 과 같은 작은 분자가 유리된다.

실리콘 이오노머 및 네트워크 형성 폴리머는 서로 상당히 어울릴 수 있는 것(화합성)이 바람직하지만, 상기의 어울릴 수 있는 성질(화합성)은 계면 활성제, 보조-계면 활성제, 유화제, 용매, 보조-용매 및 상용화제(compatibilizer)의 사용을 포함하여 구성되는 적절한 테크닉의 사용하여 인위적으로 도입시킬 수 있다; 고 전단, 회전 운동, 음파 에너지, 진동, 터뷸런스, 가열 및 냉각 기술의 사용과 같은 물리적 기술; 화학 방사선의 사용 또는 이들의 바람직한 조합을 포함하여 구성되는 적절한 기술을 사용하여 인위적으로 일으킬 수 있으며, 이러한 기술들은 통상의 기술자에 자명한 것이다.

본 발명 조성물의 폴리머는 열가소성 또는 열경화성일 수 있다. 그러한 가교가능한, 반응성 폴리머의 예들은 포함하지만 이들에 한정되지 않는다: 에틸렌계 불포화 모노머 및 프리폴리머, 비닐 관능성 모노머 및 프리폴리머, 하이드라이드 관능성 모노머 및 프리폴리머, 히드록시계 관능성 모노머 및 프리-폴리머, (메타)아크릴계 산의 유도체 및 이들의 에스테르, 폴리우레탄, 폴리에테르, 폴리에스테르, 폴리락톤, 폴리락티드, 폴리글리코라이드, 폴리산, 폴리아마이드, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리(알킨 옥사이드) 와 같은 폴리에틸렌 옥사이드, 폴리프로필렌 옥사이드, 폴리부타디엔, 폴리부틸렌, 폴리아크릴로니트릴, 폴리비닐 클로라이드, 폴리스티렌, 폴리술폰, PEEK, 폴리카보네이트, 폴리에폭사이드, PTFE 와 같은 플루오로폴리머, 폴리비닐디플루오라이드, 합성 및 천연 러버, 페놀 포름알데하이드, 멜라민 포름알데하이드, 요소 포름알데하이드, 폴리사카라이드, 셀룰로오스, 프로틴, 폴리펩타이드, 폴리(아미노 산)과 같은 천연 또는 반합성 유래 폴리머, 폴리실록산, 폴리실리케이트, 폴리실스퀴옥산, 폴리실란을 포함하되 이들에 한정되지 않는 오가노실리콘 폴리머, 상기 물질들의 이온성 개질된 형태, 및 다양한 이성질체 및 상기 폴리머들의 코-폴리머.

본 발명의 또 다른 구체예에서, 상기 반응성 폴리머 구성 성분은 중량 기준으로 0 내지 99 중량부의 아크릴레이트 유도체를 포함하여 구성될 수 있다.

일반적인 아크릴레이트 유도체는 아크릴계 산, 알킬-치환된 아크릴계 산 및 다양한 알코올, 아민 또는 이와 유사한 친핵성 치환기의 축합 반응 산물이고 바람직하게는 상기 조성물과 동시-경화될 수 있는, 1 이상의 아크릴계, 메트아크릴계, 에트아크릴계기들을 함유하는 모노머 또는 올리고머 분자로 이루어지는 군에서 선택된다. 바람직하게, 상기 아크릴레이트 유도체는 메트아크릴레이트, 부틸아크릴레이트, 프로필아크릴레이트, N,N-디메틸아크릴아마이드, 메트아크릴계 산, N-이소프로필 아크릴아마이드, 디메틸아미노에틸 메트아크릴레이트, 2-히드록시-에틸-메트아크릴레이트(HEMA), N-비닐피롤리돈, 및 메트아크릴계 산, 3-[트리스(트리메틸실록시)실릴]프로필 메트아크릴레이트, 아크릴레이트 및 메트아크릴레이트 관능성 카보실란 분자, 헥사관능성 우레탄 아크릴레이트, 디펜타에리스리톨 펜타아크릴레이트, 에톡실화된 펜타에리스리톨 테트라아크릴레이트, 디-트리메틸올프로판 테트라아크릴레이트, 펜타에리스리톨 트리아크릴레이트, 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트, 에톡실화된 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트, 부탄디올 디아크릴레이트, 트리프로필렌 글라이콜 디아크릴레이트, 트리메틸올프로판 트리메트아크릴레이트, 디관능성(difunctional) 올리고관능성(oligofunctional) 우레탄 아크릴레이트, 테트라아크릴레이트 모노머, 폴리에스테르 아크릴레이트 올리고머, 및 그들의 조합으로 이루어지는 군에서 선택된다.

C. 보조 구성 성분

i. 폴리머화 보조제(Polymerization aids)

실리콘 이오노머 및 폴리머와는 별도로, 몇몇의 다른 물질들이 본 발명의 일부로서 포함되며, 최종 조성물을 얻기 위한 보조제로서 또는 최종 조성물을 위한 특성 강화제(property enhancers)로서 사용된다. 예를 들어서, 상기 폴리머화 보조제는 최종 산물에 있어 물리적-화학적 특성의 알맞은 혼합물을 제공하기 위한 상기 조성물의 최적의 경화에 사용될 수 있다. 그러한 폴리머화 보조제의 예시들은 다음을 포함한다: 촉매, 가교제, 체인 연장제, 폴리머화 개시제, 체인 종결제, 혼합 보조제, 상용화제, 계면 활성제 및 산소 스케빈저. 이러한 제제들은 수행되는 반응의 화학적 성질에 따라서 통상의 기술자에 의해 신중히 선택되고 사용된다. 특정의 반응성 있는 화학 시나리오들에 대한 몇몇의 다양한 폴리머화 보조제의 비한정적 예들은 아래에서 제시된다.

반응 시스템이 폴리머화의 메커니즘으로서 하이드로실릴화를 포함하는 경우, 귀금속계 촉매가 사용된다. 그 촉매는 백금클로라이드, 클로로백금산, 비스(아세틸아세토나토)백금과 같은 백금 촉매, 및 팔라듐 및 로듐 촉매와 같은 백금 그룹 금속 촉매 뿐만 아니라, 철계 촉매가 예시될 수 있다. 촉매는 백금인 것이 바람직하고, 백금 촉매는 가용성 복합체의 형태: (n⁵-사이클로펜타디에닐트리알킬백금 착물, 백금 트리아제니도 착물, Pt(PPh₃)₂Cl2 및 그리고 광화학적으로 촉진되는 부가 반응에 사용될 수 있는 형태인 것이 더욱 바람직하다. 상기 촉매는 동종(homogenous) 또는 이종(heterogeneous)의 형태로 존재할 수 있다.

반응 시스템이 자유-라디칼 폴리머화를 포함하는 경우, 일반적으로 열적 반응 개시제 또는 광-활성화 반응 개시제가 사용되고, 벤조인, 벤조인 메틸 에테르, 벤조인 에틸 에테르, 벤조인 프로필 에테르, 벤조인-n-부틸 에테르, 벤조인 이소부틸 에테르, 아세토인, 부티로인, 톨루오인, 벤질, 벤조피논, 파라 메톡시벤조피논, 2,2-디에톡시아세토피논, 알파-알파-디메톡시-알파-페닐아세토피논, 메틸페닐 글라이옥실레이트, 에틸페닐 글라이옥실레이트, 4,4-비스-(디메틸아미노벤조피논), 프로피오피논, 아세토피논, l-히드록시사이클로헥실 페닐 케톤, 2,2-디에톡시아세토피논, 에틸페닐파이옥실레이트, 페난트라퀴논 및 2-히드록시-2-메틸-l-페닐-프로판-1-온과 같은 카르보닐 화합물; 테트라메틸티우람 모노설파이드 및 테트라메틸티우람 디설파이드와 같은 황 화합물; 아조비스이소부티로니트릴 및 아조비스-2,4-디메틸발레로니트릴과 같은 아조 화합물; 및 벤조일 퍼옥사이드, 디큐밀 퍼옥사이드, 메틸 에틸 케톤 퍼옥사이드, 아세톤 퍼옥사이드, 및 디-tert-부틸 퍼옥사이드와 같은 유기 퍼옥사이드 화학물; 7-클로로싸이오크산톤, 2,4-디에틸싸이오크산톤 및 2,4- 디이소프로필싸이오크산톤과 같은 싸이오크산톤 광개시제; 및 아실로포스파인 옥사이드 광개시제에서 선택되지만 이들에 한정되지 않는다. 위에 더하여, 상업적 이용가능한 범용의 자유 라디칼 개시제 조성물로서 이르가큐어(Irgacure) (Ciba Speciality chelmicals), 바조(VAZO) (DuPont), 다큐어(Darcure) 등이 동일한 효과를 위하여 사용될 수 있으나 이제 한정되지 않는다.

ii. 관능성 첨가제

추가적으로, 다른 구성 성분이 본 발명 조성물의 특성을 더 강화시키기 위하여 첨가제로서 존재할 수 있으며, 원하는 효과를 내기 위하여, 그것은 경화된 폴리머 매트릭스의 표면위 또는 표면 내에서 유지될 수 있고 또는 조절율(controlled rate) 에 의하지 않고 유리될 수 있는 유용한 다양한 활성제뿐 아니라, 가소제, 점착제, 안료, 착색제, 몰드 방출제, UV 흡수제, 항산화제, 점착 촉진제 포함할 수 있다. 헬스케어-관련 적용품에 있어서, 그러한 활성제제의 예들은 생리활성물질, 항-여드름제, 항-노화제, 항-충치제, 항-진균제, 항-미생물제, 항-산화제, 항-암제, 항-바이러스성, 항-염증, 항-응고제, 지혈제, 혈압 조절제(blood pressure regulators), 엑스폴리언트, 호르몬, 호르몬 유사체, 효소, 의약 화합물, 살생물제, 외부 진통제, 경구 치료제, 경구 치료 약물, 산화제, 환원제, 피부 보호제, 에센셜 오일, 방충제, UV 빛 흡수제, 솔라 필터, 안료, 수화제, 피부 통과 강화제, 비타민 및 그들의 조합으로 이루어지는 것을 포함한다.

퍼스널 케어 관련 적용품에 있어서, 상기 활성제는 계면 활성제, 유화제, 용매, 피부연화제, 보습제, 습윤제, 안료, 착색제, 방향제, 살생물제, 방부제, 킬레이트제, 항산화제, 항미생물제, 항-진균제, 발한억제제, 엑스폴리언트, 침투 강화제, 호르몬, 효소, 의약 화합물, 비타민, 알파-히드록시 산, 베타-히드록시 산, 레티놀, 니아신아마이드, 피부 미백제, 염, 전해질, 알코올, 폴리올, UV 선 흡수제, 식물성 추출물, 유기농 오일, 왁스, 중점제, 미립자의 필러, 실리콘, 클레이, 가소제, 도포제, 감각 강화제(sensory enhancers), 에스테르, 레진, 필름 형성제, 필름 형성 유화제, 높은 굴절율을 갖는 물질 및 이들의 조합을 포함한다.

상기 관능성 첨가제는 최종 조성물에 용해되거나 분산될 수 있다. 본 발명의 한 형태에 있어서, 상기 관능성 첨가제는 상기 실리콘 이오노머 또는 형성 폴리머(the forming polymer)에 존재하는 이온성 모이어티에 결합할 수 있는 이온 형태로 존재할 수 있고 주변 환경과의 이온-교환 메커니즘을 통해 지속적으로 유리된다.

iii. 필러

최종 경화된 조성물의 기계적, 열적 또는 전기적 특성은 적합한 보강 및 비-보강 필러를 매트릭스에 도입시킴으로써 더 개선될 수 있다. 필러는 최종 산물의 총 중량 기준으로 0% 내지 99% 의 로딩(loading)으로 존재할 수 있고. 상기 필러는 최종 산물의 총 중량 기준으로 1 % 내지 50% 의 로딩으로 존재하는 것이 바람직하다. 적합한 필러 물질의 예들은 다음을 포함하지만 이들에 한정되지 않는다: 실리콘 레진, 실리카, 나노실리카, 티타늄, 세리아, 퓸드 실리카, 티타늄 산화물의 미립자 형태, 세륨, 알루미늄, 지르코늄 및 다른 금속 및 메탈로이드; 질화 붕소, 카본 블랙, 흑연, 그라핀, 탄소 나노튜브, 유리 섬유, 다당류 입자, 단백질 입자, 천연, 반합성 또는 합성의 섬유, 무기 필러 와 같은 탈크, 카보런덤, 마이카, 점토 광물, 및 그들의 적절한 조합들.

폴리머 복합체 조성물

실리콘 접착제 조성물의 폴리머 복합체는 통상의 기술자에 알려진 다양한 방법에 의하여 얻을 수 있다.

하나의 예로서, 조성물은 실리콘 이오노머의 존재 하에서, 모노머 또는 프리폴리머 또는 그들의 혼합물의 폴리머화를 통하여 얻을 수 있다.

다른 예에서, 조성물은 폴리머의 존재 하에서, 실리콘 이오노머의 관능성 형태의 폴리머화를 통하여 얻을 수 있다.

또 다른 예에서, 폴리머 복합물은 실리콘 이오노머 뿐만 아니라, 모노머 또는 프리폴리머 또는 그들 혼합물의 동시 또는 순차적인 폴리머화에 의해 얻을 수 있다.

또 다른 예에서, 폴리머 복합체 조성물은 실리콘 이오노머 및 폴리머의 물리적 또는 반응 블렌딩에 의해 얻을 수 있다. 폴리머 복합체 조성물은 또한 실리콘 이오노머 및 폴리머 간의 공유결합 형성을 통하여 얻을 수 있다.

또 다른 구체예에서, 조성물의 실리콘 이오노머 및 반응성 폴리머는 서로간 또는 자신들간의 축합 반응을 통하여 화학적 가교반응을 수행하며, 이 과정에서 물, 이산화탄소, 메탄, 알코올, 옥심, 케톤, 염기(예를 들어. 암모니아) 및 산 (예를 들어, 염산, 아세트산) 과 같은 작은 분자가 유리되고, 바람직하게는 암모니아, 수산화 칼륨, 알킬아민과 같은 산-염기 촉매, 주석 옥타노에이트, 디부틸 주석 디-라우레이트 (DBTDL) 와 같은 금속 염, 티타늄, 지르코늄, 철 및 다른 전이 금속의 지방산 염의 존재하에서 수행된다.

그러한 구체예에서, 실리콘 이오노머는 하기 일반식 (I) 으로 표시되며, R¹ 내지 R²⁴ 는 위에서와 정의된 것과 같고, 추가적으로 R⁷, R¹⁴ 및 R¹⁸ 은 하기 일반식 (XI) 내지 (XIII) 의 군에서 선택되는 1가의 탄화수소 라디칼이고:

-CH₂CHR⁵⁶(CHR⁵⁷)_n (OC₂H₄)_p(OC₃H₆)_q(OC₄H₈)_r-OR⁵⁸

(XI)

-CH₂CHR⁵⁹(CHR⁶⁰)_nSiR⁶¹ _sL_3-s

(XII)

-CH₂CHR⁶²(CHR⁶³)_n-B-Z

(XIII)

위에서, R⁵⁶ 내지 R⁶³ 은 본 명세서에서와 같이 정의되고,

L 은 할로겐, OR⁶⁴, -CO(O)R⁶⁵, -N=CR⁶⁶ ₂, -NCO, -NC(O)R⁶⁷, -C≡N, -N≡N 및 -NR⁶⁸ ₂ 에서 독립적으로 선택되는 1가의 라디칼이고, R⁶⁴, R⁶⁵, R⁶⁶, R⁶⁷, R⁶⁸ 은 수소 및 1 내지 약 60개, 바람직하게는 1 내지 약 20개, 더 바람직하게는 1 내지 약 8개의 탄소 원자를 함유하는 알킬, 알케닐, 사이클로알킬 및 아릴로 이루어지는 군에서 독립적으로 선택됨;

Z 는. 할로겐, OR^64A, -CO(O)R⁶⁵, -N=CR⁶⁶ ₂, -NCO, -NC(O)R⁶⁷, -C≡N, -N≡N 및 -NR^68A ₂ 에서 독립적으로 선택되는 1가의 라디칼이고, R⁶⁵, R⁶⁶, R⁶⁷ 은 수소이거나 또는 1 내지 약 60 개, 바람직하게는 1 내지 약 20 개, 더 바람직하게는 1 내지 약 8 개의 탄소 원자를 함유하는 알킬, 알케닐, 사이클로알킬 및 아릴로 이루어지는 군에서 독립적으로 선택되고, R^64A 은 수소이거나 또는 1 내지 약 60개, 바람직하게는 1 내지 약 20개, 더 바람직하게는 1 내지 약 8개의 탄소 원자를 함유하는 알킬, 알케닐, 사이클로알킬 및 아릴로 이루어지는 군에서 독립적으로 선택됨.

Y 및 B 는 선형, 분지형, 고리형 탄화수소 라디칼 또는 1 내지 약 60개, 바람직하게는 1 내지 약 20개, 더 바람직하게는 1 내지 약 8개의 탄소 원자를 함유하는 아르알킬 라디칼에서 선택되는 2가의 라디칼이고 이종원자(heteroatom)를 함유할 수 있으며;

R⁶⁹ 는 수소 또는 2 내지 약 20 개의 탄소 원자를 갖는 1가의 알킬 라디칼 또는 아실 기이고,

하첨자 n 은 0 이거나 양의 정수이며 0 내지 약 60의 범위의 값을 갖고, 하첨자 o 는 양의 정수이고 1 내지 약 60의 범위의 값을 갖고, 하첨자들 p, q 및 r 은 0 또는 양수이며 0 내지 약 100의 범위의 값에서 독립적으로 선택됨: 단, p, q 및 r 의 합이 1 보다 크고, s 가 0 이거나 양의 정수이며 0 내지 약 2의 값을 갖는 제한이 따름.)

이러한 실시예에서, 상기 축합 반응은 일반적으로 디부틸 주석 디라우레이트, 주석 옥타노에이트 및 다른 알킬주석 화합물과 같은 유기주석계 촉매와 같은 산-염기 촉매에 의해 촉진되며; 티타늄, 철, 아연, 알루미늄과 같은 다른 금속의 산-염기 염 또한 고려될 수 있다.

상기 조성물의 최종 물리적 특성이 본 발명의 토대가 되는 것은 아니며, 상기 조성물의 희망되는 최종 적용예를 포함하여 다양한 요인들에 대하여 좌우된다. 그러나, 상기 조성물은 최종 형태가 고상 또는 반-고상일 수 있는 필름 형성 조성물인 것이 바람직하다.

적용예

앞서 설명한 것과 같이, 본 발명은 다양한 형태로 헬스케어 (콘택트 렌즈, 안과용 임플란트, 하이드로겔, 약물 전달 디바이스, 바이오인서트, 상처 드레싱 패치, 상처 치료 패치, 이온영동 디바이스, 조직 공학용 지지체, 항미생물 디바이스 및 보철물로서) 용품, 퍼스널 케어 (크림, 연고, 로션, 샴푸, 컨디셔너) 용품, 건설 및 자동차 산업(접착제, 실란트, 가스켓, 탑코트로서) 용품, 해양(선체 코팅, 수중 및 항만 설비용 페인트,등) 적용예,의류 및 스포츠 용품, 섬유 가공을 위한 용품, 오일 및 가스, 선택투과성 멤브레인으로서, 연료전지로서, 전기 및 전자 기기, 실리콘 특성의 조합 및 다른 엔지니어링 폴리머 의 특성의 조합이 필요한 분야등의 다양한 적용예에 활용될 수 있다.

헬스케어 용품에서 특별히 적절한 예는 상처 관리를 위한 하이드로겔-타입의 드레싱으로서의 본 발명의 적용을 포함하여 구성된다. 상기 드레싱은 삼출물이 많은 상처로부터 많은 양의 수분을 흡수하고 보유하여, 상기 상처에서 상처 기저부의 침연(maceration)을 유발할 수 있는 과잉의 습도를 예방한다. 게다가 상기 하이드로겔 드레싱이, 수화된 형태로 도포되는 경우에는, 또한 건조하고 괴사된 상처 기저부에 수분을 제공할 수 있다.

하이드로겔은, 그들의 초흡수성 능력 때문에, 일반적으로 아크릴계 또는 메타아크릴계 산의 유기 유도체로부터 제조된다. 상기 하이드로겔은 산소 투과성이 부족하며, 뜻하지 않은 건조의 경우 기저부로부터 제거되기 어렵다. 그 경우에, 건조한 하이드로겔은 상처 기저부에 달라붙어 드레싱 제거시에 트라우마를 유발한다.

본 발명의 폴리머 복합체 조성물을 포함하여 구성되는 상기 실리콘 이오노머는, 하이드로겔로서의 그것의 구현예에서, 건조 후에 상기 상처 기저부에 달라붙지 않아서, 상기 상처 드레싱의 트라우마 없는 제거 또는 이동을 용이하게 한다.

추가적으로, 실리콘의 도입은 상처 기저부에 개선된 산소 투과도를 제공할 수 있다.

본 발명의 헬스케어 분야에서의 또 다른 적용예는, 약물의 경피성 전달을 위한 감압 접착제의 형태이다.

폴리머 매트릭스에 약물이 용해되거나 분산된 실리콘-계 감압 접착제는 경피성 전달을 위해 통상적으로 사용되는 디바이스이다. 그러나, 매트릭스의 소수성 및 불활성으로 인해, 많은 친수성 약물이 실리콘과 상호작용할 수 없으며, 그 결과, 상기 패치 내에서 결정화된다. 본 발명에서 사용되는 실리콘의 이온적 특성으로 인하여, 상기 약물은 상기 실리콘과 더 잘 상호작용할 수 있고, 이로 인하여 개질되고 바람직한 방출 프로파일이 야기된다.

추가적으로, 실리콘 이오노머의 상기 수분 흡수 능력은 약물의 더 많은 부분이 체액에 접근할 수 있다는 것을 의미하며, 이는 최종-소비자 (end-user) 에 더 나은 경제적 가치를 가져다 주고, 규제의 관점에서는 그것의 처리 또한 안전한다.

위의 예들에 더하여, 실리콘 이오노머를 포함하여 구성되는 상기 폴리머 복합체 조성물은, 그들의 최종 적용예에 따라서 치료용 가치를 갖는 여러 다른 제제들을 수용하여(harbor) 전달할 수 있게 사용된다.

조성물에 포함될 수 있는 예시적인 약제학적 활성 성분은 다음을 포함하지만 이들에 한정되지 않는다: 생리활성물질, 항-여드름제, 항-노화제, 항-충치제, 항-진균제, 항-미생물제, 항-산화제, 항-암, 항-바이러스성, 항-염증, 항-응고제, 지혈제, 엑스폴리언트, 호르몬, 효소, 의약 화합물, 살생물제, 외부 진통제, 경구 치료제, 경구 치료 약물, 산화제, 환원제, 피부 보호제, 에센셜 오일, 방충제, UV 빛 흡수제, 솔라 필터, 안료, 수화제, 비타민 및 그들의 조합.

상기 폴리머 복합물의 헬스케어에 분야 적용예의 몇몇의 비-한정적 예들은 다음을 포함할 수 있다: 상처 드레싱, 흉터 감소 위한 드레싱, 약물 전달 디바이스, 의료용 튜브, 임상적 표면, 심박조율기 리드, 감압 접착제, 상처 치료 패치, 상처 관리 제품, 의료용 접착제, 카테터, 션트, 벨브, 스텐트, 경피성 이온토포레시스 패치, 조직 공학용 지지체, 항-균성 제품, 안과용 장치, 바이오인서트(bioinserts), 수술 장치, 플러그, 의료 기기, 약물 저장(medical storage)용 장치, 아동케어(childcare) 제품, 보조 호흡 장치, 안과용 장치, 보철물, 재건용 장치 및 바디 임플란트.

상기 폴리머 복합물의 퍼스널 케어 분야 적용예의 예들은 1 이상의 데오드란트, 발한억제제, 발한억제제/데오드란트, 스틱 및 롤온(roll-on) 제품, 스킨 로션, 보습제, 토너, 클렌징 제품, 스타일링 겔, 모발색제, 모발 염색제, 모발 스트레이트너, 매니큐어, 매니큐어 제거제, 썬스크린, 항-노화 제품, 립스틱, 화운데이션, 페이스 파우더, 아이라이너, 아이 섀도우, 블러쉬, 메이크업, 마스카라, 모이스춰라이징 조제, 화운데이션, 바디 및 손용 제제, 스킨 케어 제품, 얼굴 및 목 제품, 방향제 제품, 소프트 포커스 용품, 밤 및 낮 스킨 케어 제품, 태닝 제품, 핸드 리퀴드, 퍼스널 케어용 부직포 용품, 베이비 로션 페이셜 클렌징 제품, 헤어 큐티클 코팅제, 퍼스널 케어린스-오프 제품, 겔, 베스 폼, 스크러빙 클렌져, 방출-조절형 퍼스널 케어 제품, 헤어 컨디셔닝 미스트, 스킨 케어 모이스춰라이징 미스트, 스킨 와이프, 모공 스킨 와이프, 모공 클렌져, 잡티 제거제, 각질 제거제, 피부 박리 촉진제, 스킨 타월렛 및 클로스, 탈모제, 퍼스널 케어 윤활제, 손톱 착색제, 피부에 사용되는 의약 조성물의 국소 적용을 위한 약물 전달 시스템 및 이들 조합을 포함한다.

실시예들

실시예1

실시예la : 술폰산 관능화된 테트라메틸사이클로테트라실록산 .

500 mL의 세목 플라스크를 70.08 g (60.0 mmol) 알파-메틸스티렌 및 10.0 x10^-4g백금 촉매로 채웠다. 그 혼합물의 온도를 115℃ 로 되게 한 후, 30.0 g (120.5 mmol) 의 1,3,5,7-테트라메틸사이클로테트라실록산을 적하식으로 첨가하고 계속해서 교반했다. 그 반응 혼합물의 진행을 ¹H NMR 에 의해 관찰하였다. 12시간의 반응 후, 실리콘 하이드라이드의 완전한 전환은 NMR로 나타났다. 이후, 상기 반응 혼합물을 150℃ 에서 2시간 동안 진공 스트립에 의해 미반응 알파-메틸스티렌을 제거하였고, 80.5 g 의 아르알킬렌 치환된 사이클로테트라실록산을 수득하였다. (수율: 95%)

14.24 g (20.0 mmol) 의 상기 아르알킬렌 치환된 사이클로테트라실록산에, 4.0 mL 디클로로메탄에 용해된 18.64 g (160.0 mmol) 의 클로로술폰산을 30 분 동안 적하식으로 첨가하면서, 그 혼합물을 상온에서 교반하였다. 그 혼합물을 추가적인 30 분 동안 계속해서 교반하였다. 상기 반응의 완결은 ¹H NMR로 나타났고, 방향족 고리의 완전한 술폰화는 파라-치환된 방향족양성자 피크의 사라짐으로 나타났다. 저압 하에서 상기 반응 혼합물의 진공 스트립에 의해 20.6 g 의 술폰산 관능성 사이클로테트라실록산을 갈색의 점착성 검으로 얻었다. ¹H NMR 및 ²⁹Si NMR 은 상기 결과물의 생성을 확인해 주었다.

실시예lb : 말단 비닐기를 함유하는 술포네이트 관능성 폴리오가노실록산

실시예la 에서 얻은 5.7 g (8.0 mmol) 의 술폰산 관능성 사이클로테트라실록산에 474.7 g (1600.0 mmol) 의 옥타메틸테트라사이클로실록산 및 1.48 g (8.0 mmol) 의 1,1,3,3-테트라메틸-1,3-디비닐디실록산을 상온에서 첨가하고 계속해서 교반하였다. 선형 실록산의 -87 중량% 의 평형에 도달한 후, 반응 혼합물을 70℃ 에서 10.0 g (128.0 mmol) 의 습윤된 탄산수소나트륨을 사용하여 중화시켰다. 저압 하에서 반응 혼합물의 진공 스트립으로 411.0 g 의 혼합물을 점착성 검으로 얻었다. 결과물의 NMR 분석이 폴리머가 비닐-말단 술폰화된 폴리디메틸실록산이라는 것을 나타내었다.

실시예lc : 말단 메틸기를 함유하는 술포네이트 관능성 폴리오가노실록산

실시예la 에서 얻은 술폰화된 사이클로테트라실록산에, 112.7g (380.0 mmol) 의 옥타메틸테트라사이클로실록산 (D₄) 및 0.324 g (2.0 mmol) 의 헥사메틸디실록산 (MM)을 상온에서 첨가하고 계속해서 교반하였다. 6시간의 반응 후, Si NMR에 의해 -82% 의 평형으로 나타났다. 이 시점에서, 헥산 (200 mL) 및 161g 탄산수소나트륨이 상기 혼합물에 첨가되었고 3시간 동안 계속해서 교반하였다. pH 종이를 사용한 상기 반응 혼합물의 분석이 상기 술폰산의 완전한 중화를 나타냈을 때, 그 반응 혼합물은 여과되었고 상기 여과물은 30 mmHg/70 ℃ 에서 진공 스트립 되었으며, 상기 술폰화된 폴리실록산은 하얀 러버 고형 (85.0 g)으로 수득되었다. NMR 분석이 상기 결과물의 생성을 확인해 주었다.

실시예1 d: 술포네이트 관능성 폴리오가노실록산 함유 말단 메틸기

실시예la 에서 얻어진 술폰화된 사이클로테트라실록산에, 112.7g (380.0 mmol) 의 옥타메틸테트라사이클로실록산 (D₄) 및 0.162 g (1.0 mmol) 의 헥사메틸디실록산 (MM) 을 상온에서 첨가하였고 계속해서 교반하였다. 6시간의 반응 후, ²⁹Si NMR에 의해 -82% 의 평형으로 나타났다. 이 시점에서, 헥산 (200 mL) 및 161g 탄산수소나트륨이 상기 혼합물에 첨가되었고 3시간 동안 계속해서 교반하였다. pH 종이를 사용한 상기 반응 혼합물의 분석이 상기 술폰산의 완전한 중화를 나타냈을 때, 그 반응 혼합물 여과되었고 상기 여과물은 30mmHg/70℃ 에서 진공 스트립 되었으며, 술폰화된 폴리실록산은 하얀 왁스 같은 고형 (80.0 g)으로 수득되었다. NMR 분석이 상기 결과물의 생성을 확인해 주었다.

실시예le ; 술포네이트 관능성 폴리오가노실록산 함유 말단 하이드록실기

실시예la 에서 얻어진 술폰산 관능성 사이클로테트라실록산 5.7 g (8.0 mmol)에, 474.7 g (1600.0 mmol) 의 옥타메틸테트라사이클로실록산 및 18.75g (0.62 mmol) 의 히드록시계 말단 폴리디메틸실록산(Momentive grade)이 상온에서 첨가되었고 계속해서 교반되었다. 상기 선형 실록산의 ~87 중량% 평형에 도달한 후, 상기 반응 혼합물은 70℃ 에서 10.0 g (128.0 mmol) 의 습윤된 탄산수소나트륨을 사용하여 중화되었다. 저압 하에서 상기 반응 혼합물의 진공 스트립으로 411.0 g 의 혼합물을 점착성 검으로 얻었다. NMR 분석은 상기 결과물의 생성을 확인해 주었다.

실시예2

실시예2 a: 술폰화된 디실록산의 합성

500 mL의 세목 플라스크를 18.16 g (154.0 mmol) 의 알파-메틸스티렌 및 27.2x10^-5 g 의 백금 촉매로 채웠다. 그 혼합물의 온도를 115℃ 로 되게 한 후, 9.40 g (70.0 mmol) 의 1,1,3,3 테트라메틸디실록산을 적하식으로 첨가하고 하이드로실릴화 반응이 완결될 때까지 계속해서 교반하였다. 그 완전한 하이드로실릴화는 NMR에서 실리콘 하이드라이드 피크의 사라짐으로 나타났다. 상기 혼합물을 진공 스트립 하여 미반응 알파-메틸스티렌을 제거하였고, 150℃ 에서 2시간 동안 오일 베스에 놓아 23.2 g 의 아르알킬렌 치환된 디실록산을 수득하였다.

상기 아르알킬렌 치환된 디실록산 (23.2 g, 62.4 mmol) 에, 29.6 g (252.8 mmol) 의 클로로술폰산을 30 분 동안 교반하면서 적하식으로 첨가하였고, 상기 혼합물은 추가적인 30 분 동안 계속해서 교반되었다. 반응의 완결은 ¹H NMR로 나타났고, 여기에서 전체 방향족 고리의 완전한 술폰화는 파라-치환된 방향족양성자 피크의 사라짐으로 나타났다. 저압 하에서 상기 반응 혼합물의 진공 스트립으로 33.0 g 의 술폰화된 디실록산을 갈색의 점착성 오일로 얻었다.

실시예2 b: 술폰화된 말단캡핑된 실리콘 이오노머의 합성

위에서 얻은 술폰산 관능성 디실록산 8.38 g (15.8 mmol) 에, 468.63 g (1580.0 mmol) 의 옥타메틸테트라사이클로실록산을 상온에서 첨가하였고 계속해서 교반하였다. 상기 선형 실록산의 ~87 중량% 평형에 도달한 후, 그 반응 혼합물을 70℃ 에서 10.6 (126.0 mmol) 의 습윤된 탄산수소나트륨을 사용하여 중화시켰다. 저압 하에서 반응 혼합물의 진공 스트립으로 541.4 g 의 혼합물을 점착성 검으로 얻었다. 결과물의 NMR 분석이 상기 폴리머가 말단 술폰산 관능성 폴리디메틸실록산의 염이라는 것을 나타내었다. 상기 폴리머는 20℃ 에서 하케 레오미터(HAAKE Rheometer)로 측정하였을 때, 10 rad/s의 전단 속도에서 26.5 Pa-s 의 점도를 가졌다.

실시예2 c : 펜던트 PEG 기를 갖는 술폰화된 실리콘 이오노머의 합성

500 mL의 세목 플라스크에 234.0 g (520.0 mmol) 의 알릴폴리에틸렌 글라이콜 및 20.0 xl0^-4 g 의 백금 촉매를 채웠다. 그 혼합물의 온도를 100℃ 로 되게 한 후, 24.0 g (100.0 mmol) 의 1,3,5,7-테트라메틸사이클로테트라실록산을 적하식으로 첨가하였고, 계속해서 교반하였다. 상기 반응 혼합물의 진행은 NMR에 의해 관찰되었다. 상기 반응의 12시간 후, 실리콘 하이드라이드의 완전한 전환은 NMR로 나타났다. 128.9 g (63.2 mmol) 의 상기 PEG 관능화된 테트라사이클로실록산에 37.4 g (126.4 mmol) 의 옥타메틸테트라사이클로실록산 및 40.0 g (63.2 mmol) 의 술폰화된 디실록산 (실시예2a)을 첨가하였다. 상기 반응 혼합물은 오일 베스에 놓고 상온에서 계속해서 교반하였다. 상기 선형 실록산의 -87 중량% 평형에 도달한 후, 상기 반응 혼합물을 70℃ 에서 42.47 g (505.0 mmol) 의 습윤된 탄산수소나트륨을 사용하여 중화시켰다. 저압 하에서 상기 반응 혼합물의 진공 스트립으로 혼합물을 점착성 액체로 얻었다.

실시예3

칼슘 카복실레이트 관능성 폴리오가노실록산의 합성

500 ml 의 세목 둥근 바닥 플라스크에 650 ml 물 및 184 g (3.27 M) 의 수산화 칼륨을 채웠다. 164.2 g (1 M) 의 유게놀을 첨가하였고 그 용액을 90℃ 로 가열하였고, 상기 용액이 투명(clear)해질 때까지 교반하였다. 154.34 g (1.6 M) 의 클로로아세트 산을 320 ml 물로 용해하고, 90-95℃ 에서 4시간 내에 상기 용액에 첨가하였다. 상기 용액을 90-95℃ 에서 ~ 2 시간 동안 더 교반하여, 50℃ 로 냉각하고, 묽은 염산으로 산성화시켜서, 침전물을 여과하여 카복시산 관능성 유게놀을 얻었다. 2 L 둥근 바닥 플라스크를 177.76 g (0.8 M) 의 상기 결과물, 136 g (0.8 M) 의 요오드프로판으로 채우고, 1000 ml 톨루엔에 148 g (0.8 M) 의 트리부틸아민을 첨가하였다. 상기 용액을 90℃ 로 가열하고, 6 시간 동안 교반하고, 상온으로 냉각시켜서, 그 침전물을 여과하였다. 상기 여과물에서 용매를 스트립하여, 카복실레이트 유게놀의 프로필 에스테르를 얻었다. 500 ml 세목 둥근 바닥 플라스크를 185 g (0.7 M) 의 상기 화합물, 46.9 g (0.35 M) 의 테트라메틸디실록산 및 0.05 g 의 백금 카스테드(Karstedt's) 촉매로 채웠다. 상기 용액은 68-70℃ 에서 120 시간 동안 교반하여, 카복실레이트 에스테르 디실록산 유도체를 얻었다. 500 ml 세목 둥근 바닥 플라스크에 66 g 의 상기 화합물 및 250 ml 에틸 알코올을 채웠다. 수용성 수산화 나트륨 용액 (50 ml 물에 12 g 수산화 나트륨 첨가) 을 첨가하고, 그 용액을 70℃ 에서 3 시간 동안 교반하여, 카복시산 관능성 테트라메틸디실록산 유도체를 얻었다. 500 ml 세목 둥근 바닥 플라스크에 20 g (0.034 M) 의 상기 화합물, 504 g (1.7 M) 의 옥타메틸사이클로테트라실록산 및 8g 의 산성 이온 교환 레진을 채웠다. 그 용액을 70-75℃ 에서 40 시간 동안 교반하였고, 카복시산 관능성 폴리디메틸실록산을 얻었다. 500 ml 세목 둥근 바닥 플라스크를 152.96 g (0.01 M) 의 상기 화합물 및 0.56 g (0.01 M) 의 칼슘 옥사이드로 채웠다. 상기 용액을 50-55℃ 에서 16 시간 동안 교반하여, 칼슘 카복실레이트 관능성 폴리오가노실록산을 얻었다.

실시예4

실리콘 이오노머 및 폴리실리케이트의 폴리머 복합체

비닐-말단, 펜던트 술폰화된 실리콘 이오노머 (실시예lb)를 그 함량이 1 % 내지 10% 로 다양한 테트라에틸 오쏘실리케이트(TEOS) 와 혼합하였다. 그 2개의 혼합물들을 고속 믹서 (2200 RPM)에서 완전히 혼합하여 균일한 블렌드가 형성하였다. 상기 블렌드에, 촉매 디부틸주석디라우레이트 (DBTDL)를 가 0.5% w/w 로 첨가하고 그 혼합물은 다시 균질화 시켰다. 상기 혼합에 이어서, 상기 블렌드는 자동화 드로-다운(draw-down) 기계를 사용하여 폴리에틸렌 시트에 200 마이크론 필름으로 연신하여, 밤새 경화시켰다.

경화에 의해 반투명 필름을 얻었으며, 그것은 손가락-터치에 의해 결정되는 다양한 정도의 택 접착성을 가졌다. 택 접착성의 정도는 TEOS 함량이 증가할수록 감소하였다. 위와 동일한 제형으로 비교 비닐 PDMS (비닐 말단 U10 폴리머, Momentive Performance Materials) 와 혼합된 블렌드는 필름을 형성하도록 경화되지 않았고, 이는 필름의 기계적 강도에 대한 이온성 응집(aggregations) 의 기여도를 나타낸다.

실시예5

말단- 술폰화된 폴리디오가노실록산 및 축합된 테트라에틸오쏘실리케이트로 제조된 폴리머 복합체-계 감압 접착체

말단-술폰화된 실리콘 이오노머 (실시예2b)를 그 함량이 5중량% 내지 25중량% 로 다양한 테트라에틸 오쏘실리케이트(TEOS) 와 혼합하였다. 가공성 증대를 위하여 적절한 용매(에틸 아세테이트, 헥산 또는 톨루엔)를 첨가하였다. 그 성분들을 고속 믹서 (2200 RPM)에서 완전히 혼합하여 균일한 블렌드를 형성하였다. 그 블렌드에, 총 고형물 기준으로 0.2 중량% 내지 0.5중량% 농도의 촉매 디부틸주석디라우레이트(DBTDL) 를 첨가하여, 상기 혼합물을 다시 균질화 시켰다. 상기 혼합에 이어서, 상기 블렌드를 자동화 드로-다운(draw-down) 기계를 사용하여 폴리에틸렌 시트에 200 마이크론 필름으로 연신시키거나, 테플론 몰드에 부어 넣었다. 상기 필름을 밤새 경화시켰고, 상기 용매는 증발되었다. 경화에 의해 반투명 필름을 얻었으며, 그것은 손가락-터치에 의해 결정되는 다양한 정도의 택 접착성을 가졌다. 택 접착성의 정도는 TEOS 함량이 증가할수록 감소하였다. 상기 25% 초기 TEOS 로딩을 갖는 필름은 어떠한 택 접착성도 나타내지 않았다. 나아가, 위와 동일한 제형으로 비교 비닐 PDMS (비닐 말단 U10 폴리머, Momentive Performance Materials 회사 제품)와 혼합된 블렌드는 필름을 형성하도록 경화되지 않았고, 이는 필름의 기계적 강도에 대한 이온성 응집(aggregation) 의 기여도를 나타낸다.

실시예6

말단- 술폰화된 폴리디오가노실록산 및 축합된 테트라에틸오쏘실리케이트로 제조된 폴리머 복합체-계 감압 접착제로부터의 은 방출

말단-술폰화된 폴리디오가노실록산 소듐 염의 폴리머 복합체를, 그 함량이 5중량% 내지 25중량% 로 다양한 초기 TEOS 로딩 및 0.2% DBTDL 로딩을 사용하여, 실시예5에서 설명된 것과 같이 제조하였다. 그 필름을 HN0₃-산성화 된 DI 워터에서 제조된 1.1 중량% 의 질산은 용액과 접촉하였다. 상기 필름을 질산은 용액에 48 시간 동안 담그고, 대량의 DI 워터로 세척하고, 50 ℃ 에서 24 시간 동안 건조시켰다. 상기 필름을 0.1 M NaN0₃ 용액에 담그고 엘리쿼트(aliquots)를 미리 정해진 시간 간격으로 추출하였다. 상기 엘리쿼트의 은 이온 함유량을 ICP (Inductively Coupled Plasma) 분광법에 의하여 분석하였다. 도 1은 시간에 대한 은 이온의 누적 방출양을 나타내었다.

실시예7

말단- 술폰화된 폴리디오가노실록산 및 축합된 테트라에틸오쏘실리케이트를 포함하여 구성되는 감압 접착제로부터의 클로로헥시딘 방출

말단-술폰화된 폴리디오가노실록산 소듐 염의 폴리머 복합체를, 전체 고형 기준으로 그 함량이 5% 내지 25% 로 다양한 초기 TEOS 로딩 및 0.5중량% DBTDL 로딩을 사용하여, 실시예5에서 설명된 것과 같이 제조하였다. 그 필름은 20% 클로로헥시딘 디글루코네이트 용액과 접촉하였고, 접촉되는 동안 폴리디오가노실록산의 소듐 이온은 양이온성 클로로헥시딘 (CHX) 로 교환되었다. 비교예로서, 5% TEOS 를 사용하여 가교된 실란올-말단 PDMS 필름을 사용하였다. 비교 필름에는 잠재적으로 상기 CHX와 결합할 수 있는 어떠한 이온성기도 없었다. 상기 필름을 48 시간 동안 담그고, 대량의 DI 워터로 세척하여 50℃ 에서 24 시간 동안 건조시켰다. 상기 필름을 pH 5.5 의 50mM 소듐 아세테이트 완충용액에 담그고, 이 과정에 의하여 상기 CHX 는 Na⁺ 이온과 재-교환되었고 상기 용액에 방출되었다. 상기 CHX 함유량을 액체 크로마토그래피에 의해 분석하였다. 도2에서는 시간에 대한 상기 CHX 의 누적 방출양을 나타내었다. 도 2에서 알 수 있듯이, 상기 비-이온성 PDMS 필름은 부착되지 않고, CHX도 방출하지 않는다.

실 시예8

펜던트- 술폰화된 폴리디오가노실록산 및 축합된 테트라에틸 오쏘실리케이트 로 제조된 감압 접착제의 레올로지 특성

폴리머 복합 감압 접착제 (PSA) 를, 그 함량이 5중량% 내지 25중량% 로 다양한 TEOS 로딩 및 0.5중량% 촉매 로딩을 사용하여, 실시예4 에서 설명된 것과 같이 제조하였다. 상기 접착제 시트(1-1.5mm 두께) 의 점-탄성(visco-elastic) 특성은, 본 테스트 물질 구조특성에 최적화된 원뿔-및-평판(cone-and-plate) 부착기구 (1^o각도) 및 0.052mm 넓이의 갭(gap) 을 이용하는, 하키-레오스트레스(Haake-Rheostress) 진동 레오미터를 사용하여 테스트 하였다. 각 접착제 샘플을 먼저 고정된 진동수 (lHz) 에서 100 내지 10,000 Pa 범위의 증가하는 진동 스트레스를 겪게 하여 선형점탄성영역(LVR)을 확인하였다. 이후, 샘플들을 상기 진동수를 0.01 내지 100Hz 로 변화시키면서 상기LVR 내 적절한 진동 스트레스를 겪게 하였다. 각각의 경우, 저장계수 (G') 및 손실계수 (G") 는 사용된 스트레스 또는 진동수의 함수로 측정되었다. 상기 측정법에 근거하여, 상기 감압 접착제가 점탄성에 대한 변경된 추(Chu) 기준을 만족하는 지의 여부가 결정되었으며, 상기 기준은 0.5xl0⁴ 내지 5xl0⁴ Pa 의 G' (0.1Hz) 및 5 내지 300 사이의 G'(100Hz)/G'(0.1Hz) 의 비율이었다. {출처: Ho and Dodou, Int. J Pharmaceutics 333 (2007) pp 24-33}.

도 3은 상기 점탄성 측정 결과(진동수 스위프) 를 나타낸다. 도3 에서 알 수 있듯이, 그래프들에서, 상기 25 중량% TEOS 접착제 제형은 상기 Chu 기준을 만족시키지 못한 반면, 상기 10 중량% TEOS 제형은 경피성 전달에 적용되는 PSA 활성제의 점탄성 기준을 근소하게 만족시킨다.

실시예9

이부프로펜이 로딩된 ( loaded ) 폴리머 복합체-계 PSA .

5% TEOS 함유량 및 0.5 중량% 의 촉매 로딩을 사용하여, 실시예4 에서 설명되어진 것과 같이 제조된 감압 접착제 (PSA)로부터의 예시적 약물(model drug)인 이부프로펜의 지속적인 방출을 연구하였다. 상기 약물 이부프로펜은 상기 약물을 이온성 폴리디오가노실록산, 가교제 및 촉매를 혼합하는데 사용되는 용매(톨루엔) 에 용해시켜 도입하였다. 총 고형 기준으로 약물의 1중량% 로딩이 목표였다. 혼합 후에 상기 약물-함유 혼합물은 테플론^®몰드에 부어 넣었고, 밤새 경화시켰다. 5% TEOS로 가교된 실란올-PDMS 필름을 또한 1% 이부프로펜으로 로딩(loaded)시켰고 비교예로 제공하였다. 그 최종 필름은 샘플들로 잘라, 무게를 달았고 25%IPA/75%DI 워터에 담궈 상기 약물 방출율을 측정하였다. 엘리쿼트를 미리 정해진 시간 간격으로 추출하였고, 그 이부프로펜 함량을 HPLC를 사용하여 분석하였다. PDMS-함유 필름 및 실리콘 이오노머-함유 조성물로부터의 이부프로펜 방출의 절대량에 있어서 뚜렷한 차이가 있음을 관찰하였다(도 4).

실리콘 이오노머 조성물로부터의 이부프로펜 방출율의 차이는 상기 약물 및 상기 실리콘 이오노머 또는 비교 PDMS 간의 상호작용의 차이에서 비롯될 수 있다.

상기의 상호작용을 더 연구하기 위하여, 상기 약물 함유 샘플들을 TA Instruments Differential Scanning Calorimeter 를 사용하는 DSC를 통하여 분석하였다. 순수 약물뿐 아니라, 이부프로펜을 함유하는 상기 실리콘 이오노머 및 PDMS-계 샘플들은 5 ℃ /min 의 속도로 상온에서 200℃ 까지 가열시켰다. 상기 약물의 녹는점(Tm) 을 77℃ 에서 확인하였다. 상기 약물 함유 실리콘 이오노머-계 PSA 에 있어서는 상기 테스트 범위내에서 용융 전이를 관찰할 수 없었지만, 상기 PDMS-계 필름은 용융 피크를 74℃ 에서 관찰하였다. 이는 상기 실리콘 이오노머 환경에서 상기 약물이 고형 폴리머에 용해되거나 무정형(amorphous form)으로 남아있지만, 상기 PDMS 환경에서는 상기 약물이 결정화 되거나 침전됨을 의미한다(도 5). 상기 차이가 있는 상호 작용의 증거로 이들 시스템을 통한 이부프로펜 방출의 차이를 제시할 수 있을 것이다.

실시예10

술폰화된 실리콘 이오노머 및 부틸 아크릴레이트의 폴리머 복합체

말단-술폰화된, 비관능화된 실리콘 이오노머 (실시예2b) (술폰화 함량이 0.06 mmol/g) 를 10% 로딩으로 부틸 아크릴레이트 모노머와 블렌딩 시켰다. 그 블렌드에, 이중-관능성(bi-functional) 아크릴레이트 가교제 (예를 들어, 에틸렌 글라이콜 디메틸 아크릴레이트) 및 UV-민감 개시제 (Irgacure) 를 첨가하였고. 상기 혼합물을 밀폐형 PET 몰드에 부어 넣었고 UV선 (105 mW/cm² 강도) 하에서 2분 동안 경화시켰다. 상기 혼합물은 경화되어 부드럽고 반투명한 필름을 얻었다.

실시예11

펜던트- 술폰화된 실리콘 이오노머 및 2- 아크릴아미도 - 2메틸프로판술폰산의 폴리머 복합체

70%물-30%이소프로판올 혼합물 내의 펜던트 술폰화된 실리콘 이오노머(실시예1c)의 25% 모액을 밤새의 교반으로 제조하였다. 동일 용매 내의 2-아크릴아미도-2메틸프로판술폰산(AMPS) 의 50% w/v 모액도 제조하였고, 동일 몰양의 고형 NaOH 파우더를 추가하여 중화시켰다. AMPS 기준으로 0.5% 내지 1% 농도 범위(w/w) 의 가교제 N, N 메틸렌비스아크릴아마이드 (MBA)를, AMPS 모액에 용해시켰다. 상기 혼합물에, 상기 실리콘 이오노머 모액을 적하식으로 첨가하여, 전체 용액 내 실리콘 이오노머의 최종 함량이 총 고형을 기준으로 0%, 2%, 5%, 10% 20% 또는 50% (w/w) 가 되게 하였다.

상기 혼합물은 실리콘 이오노머의 첨가 후에 탁해졌다(turbid).

이후, 상기 혼합물에 열적 개시제인 과황산 암모늄(1 % w/w AMPS)을 첨가하여 완전히 용해시켰다. 상기 혼합물에 촉매량의 N, N-테트라메틸에틸렌디아민을 첨가시켜 경화를 촉진하였고, 상기 액체 혼합물을 폴리스티렌 몰드에 부어 넣었다. 상기 혼합물을 뚜겅(lid)으로 덮어 용매의 증발을 막았고, 혼합물은 상온에서 경화시켜 투명 내지 반-투명의 필름을 형성하였다. 상기 필름을 상기 몰드로부터 분리하여, 무게를 달았고 DI 워터로 밤새 세척하여 미반응 구성 성분을 제거하였다.

실시예12

펜던트- 술폰화된 실리콘 이오노머 및 N-이소프로필 아크릴아마이드의 폴리머 복합체

실리콘 이오노머 (실시예1d)를 폴리(N-이소프로필 아크릴아마이드)(NIPAAm) 의 네트워크에 도입하였다. 본 실시예의 경우, 실리콘 이오노머를 50/50-물/IPA 혼합물에 50% w/v 농도로 용해시켰다. N-이소프로필 아크릴아마이드 (NIPAAm) 모노머를 또한 50/50-물/IPA 혼합물에 50% w/v 농도로 용해시켜, 150% w/v 모액을 얻었다. 상기 가교제 N. N 메틸렌비스아크릴아마이드 (MBA) 및 개시제 과황산 암모늄을 1% (w/w NIPAAm) 의 농도로 사용하였고, 상기 모노머 용액에 용해시켰다. 이온성 개질된 실리콘을 상기 혼합물에 첨가하여 그 함량이 총 고형 함량의 0% 내지 15% 가 되게 하였다. 최종적으로, 촉매양의 촉진제 N, N 테트라메틸렌에틸렌디아민(TEMED) 을 사용하였고, 전체 혼합물을 폴리스티렌 몰드에 부었다. 상기 혼합물은 밤새 경화되어 반투명 필름 (5% 실리콘 이오노머 로딩을 제외하고는) 이 형성되었고, 그 필름은 상기 폴리스티렌 몰드로부터의 박리하기가 용이하였다.

미반응 구성 성분을 유리시키고, 흡수된 수분의 총 량을 측정하기 위해, 상기 경화된 필름을 하룻밤 동안 DI 워터에 흠뻑 적셨고, 그 필름을 박엽지위에 덮어 놓고(blot), 무게를 달아서 그 수분 함량을 측정했다. 수분 흡수 % 는 다음과 같이 계산하였다:

수분 흡수 % = 100 X (W_최종×W_초기)/ W_초기

여기서 W_최종 및 W_초기 는 수분 흡수 전 후의 무게를 나타낸다. 위의 조건들 하에서, 상기 0% 실리콘 이오노머 필름은 292% w/w 수분을 흡수한 반면, 상기 15% 실리콘 이오노머 필름은 232% 수분을 흡수하였다.

실시예13

실리콘 이오노머 및 폴리실리케이트의 엘라스토머 폴리머 복합체

실시예 2b의 말단-술폰화된 실리콘 이오노머를 0.1% 내지 3% w/w 로딩 범위의 에틸 폴리실리케이트 가교제 및 0.05% w/w DBTDL 촉매와 블렌딩 하였다. 상기 혼합물을 폴리에틸렌 시트에 연신 하였다. 4 시간 후에, 상기 혼합물은 경화되어 투명한 엘라스토머 시트가 형성되었다.

실시예14

실리콘 이오노머 및 액상 실리콘 러버의 폴리머 복합체

실시예 2b의 말단-술폰화된 실리콘 이오노머를 상업적 이용가능한 제제인 액상 실리콘 러버 LSR 2050 (Momentive Performance Materials)의 구성 성분들 A 및 B와 블렌딩 하여, 상기 실리콘 이오노머가 5% 및 10% 로딩(제제의 총 중량을 기준으로)으로 존재하게 하였다. 상기 실리콘 이오노머가 첨가된 제제를 균질하게 블렌딩 하여, 압축 성형시켜 실리콘 러버 시트를 형성하였다. 상기 시트의 수분 흡수를 다음과 같은 방법으로 테스트 하였다: 상온에서 미리-무게가 측정한 조각들을 DI 워터에 담그고, 24 시간 후에 건조된 시트의 무게를 달았다. 수분 흡수(%) 는 위에서와 같이 계산된다. 상기 측정은 3회씩 행해졌다. 24 시간 후에, 상기 10% 로딩된 LSR 은 2.5% 수분을 흡수한 반면, 상기 5% 로딩된 LSR은 1.8% 수분을 흡수하였고, 두 수분 흡수 값의 차이는 수치상 중요하게 생각된다 (2-파라미터 t-테스트, p< 0.05). 예상대로, 상기 비교 LSR (0% 실리콘 이오노머) 은 24시간 동안 수분을 전혀 흡수하지 못하였다.

실시예15

카복실레이트 관능성 실리콘 이오노머 및 디메틸 아미노에틸 메트아크릴레이트의 폴리머 복합체

카복시산-관능성 실리콘 이오노머를 실시예 3에서 설명된 것과 같이 제조하였다. 상기 실리콘 이오노머의 어울릴 수 있는 성질(화합성)은 다수의 아크릴레이트 및 메트아크릴레이트 모노머로 시험 하였다. 실리콘 이오노머는, 디메틸 아미노에틸 메트아크릴레이트 (DMAEMA) 와 모든 비율에서 어울릴 수 있다는(혼화) 점에서 DMAEMA와 화합 가능한 것으로 밝혀졌다. 상기 실리콘 이오노머를 상기 모노머와 다양한 비율로 블렌딩 하였고, UV 개시제 (2 메틸 프로피오피논) 및 가교제 (PEG₄₀₀ 디아크릴레이트) 를 적당한 양의 비율로 첨가 하였다:

% 실리콘 이오노머	Wt 실리콘 이오노머(gm)	Wt DMAEMA(gm)	Wt 가교제(gm)	Wt 개시제(gm)	Wt TEMED(gm)
0	0	2	0.1	0.2	0.05
1	0.02	2	0.1	0.2	0.05
5	0.1	1.9	0.1	0.2	0.05
10	0.2	1.8	0.1	0.2	0.05

하기 제제를 UV선 조사하에 경화시켜 반투명 필름을 형성하였다. 상기 필름의 수분 흡수는 상온에서 상기 필름을 DI 워터에 담가 테스트 하였다. 상기 필름 로딩된 실리콘 이오노머는 2시간 동안 50% 까지의 수분 흡수를 나타내었다.

실시예16

PEG - 관능성 술폰화된 실리콘의 폴리머 복합체 하이드로겔

말단-술폰화된 실리콘 이오노머를, 수용성 실리콘 이오노머인 펜던트 체인(실시예2c)와 다양한 비율로 블렌딩하여, PEG-관능성 술폰화된 실리콘 폴리머 복합 하이드로겔을 제조하였다. 하이드로겔은 하기의 구성 성분들을 포함하여 구성되었다:

구성 성분	관능
2-아크릴아미도-메틸-2-프로판술폰산, 소듐 염 형태(AMPS-Na)	친수성 이온성 모노머
디메틸 아크릴아마이드(DMA)	코-모노머
2-하이드록시에틸 메타아크릴레이트(HEMA)	코-모노머
에틸렌 글라이콜 디메틸 아크릴레이트(EGDMA)	가교제
2-메틸 프로피오페논(Init)	UV 개시제
N N N N 테트라메틸 에틸렌디아민	스케빈져

하기 제제를 AMPS-Na의 술포네이트기 및 실리콘 이오노머가 동일 비율로 존재하게 제조되었고, UV선 조사 (105mW/cm²) 하에 경화되어 시트를 형성하였다. 상기 시트의 수분 흡수는, 상온에서 상기 시트를 DI 워터에 담가 무게의 증가를 계산하여 측정하였다. 도 3에서 알 수 있듯이, 수분 흡수는 실리콘 이오노머의 함량의 증가에 따라 감소한다.

% 실리콘 이오노머	% AMPS	% Init	% EGDMA	% DMA	% HEMA	% 흡수 (6시간)
10	1.5	2	0.5	43	43	355
50	7.3	2	0.5	43	43	159

실시예17

폴리머 복합체 실란트 조성물

말단 하이드록실기(실시예 1e) 함유 실리콘 이오노머를 포함하여 구성되는 실란트 조성물을 하기 성분들의 조합에 의해 제조하였다:

구성 성분	% (구성 성분의 중량)
실란올-말단 PDMS(1500cP) (Momentive Performance Materials 사)	47
실란올-말단 실리콘 이오노머	47
A-1110 접착성 프로모터 (Momentive performance Materials 사)	1.5
TEOS	2
퓸드 실리카 필러	2
DBTDL 촉매	0.5

상기 촉매의 첨가후에, 상기 택 접착성-프리 타임 (tack free time, TFT), 또는 제제가 표면에서 경화되는 데 걸린 시간을 측정하였다. 또한 상기 혼합물을 밤새 경화시켜 최대의 강도가 되게 하여, 상기 경화된 혼합물의 인장 강도를 인스트론 인장 강도 시험기(Instron Tensile Tester)를 사용해 측정하였다. 상기 측정을 3회씩 행하였다. 상기 제제에 있어, 7 분 28 초의 평균적인 TFT 값, 1.38 MPa 의 인장 강도 값을 얻었다.

위에서의 발명의 설명은 많은 실시예들을 포함하고 있지만, 그 구체적인 내용들은 본 발명을 한정하기 위한 것이 아니며, 본 발명의 바람직한 예들을 제시한 것이다. 통상의 기술자는 첨부된 특허청구범위에 의해 정의된, 본 발명의 정신과 범위내에서 많은 다른 구체예를 생각해낼 수 있을 것이다.

Claims

적어도 1종의 하기 일반식(I)의 실리콘 이오노머를 포함하여 구성되는 폴리머 복합체 조성물:
M¹ _a M² _b M³ _c D¹ _d D² _e D³ _f T¹ _g T² _h T³ _j Q_j (I)
[위 일반식(I)에서,
M¹ = R¹R²R³SiO₁ _/2
M² = R⁴R⁵R⁶SiO₁ _/2
M³　= R⁷R⁸R⁹SiO₁ _/2
D¹　= R¹⁰R¹¹SiO₂ _/2
D²　= R¹²R¹³SiO₂ _/2
D³　= R¹⁴R¹⁵SiO₂ _/2
T¹　= R¹⁶Si0₃ _/2
T²　= R¹⁷Si0₃ _/2
T³　= R¹⁸Si0₃ _/2
Q = SiO₄ _/ ₂이고,
위에서, R¹, R², R⁵, R⁶, R⁸, R⁹, R¹¹, R¹³, R¹⁵, R¹⁶ 은 1 내지 약 60 개의 탄소 원자를 갖는 지방족, 방향족 또는 플루오로 함유 1가의 탄화수소 라디칼이고,
R⁴, R¹², R¹⁷ 은 하기 일반식 (II)를 갖는 이온-쌍 보유 1가 라디칼임:
-A-I^x ^-M_n ^y ⁺ (Ⅱ)
(위 일반식(II)에서, A 는 2가의 탄화수소 또는 탄화수소옥시기에서 선택되는 적어도 하나의 이격 원자를 갖는 이격기이고, I 는 술포네이트 -SO₃ ^-, 설페이트 -OSO₃ ^-, 카복실레이트 -COO^-, 포스포네이트 -PO₃ ² ^-　및 포스페이트-OPO₃ ² ^-　기와 같은 이온성기이고, M 은 수소 이거나 알칼리 금속, 알칼리 토 금속, 회토류 금속, 금속, 금속 착물, 4차 암모늄 및 포스포늄 기들, 유기 양이온, 알킬 양이온, 양이온성 탄화수소 및 양이온성 폴리머에서 독립적으로 선택되는 양이온임), 또는 하기 일반식(III) 을 갖는 쯔비터이온:
-R'NR"₂ ⁺-R"'-I (III)
(위 일반식(II) 에서, R' 은 1 내지 약 20 개의 탄소 원자를 함유하는 2가의 탄화수소 라디칼이고, R″　은 1 내지 약 20개의 탄소 원자를 함유하는 1가의 탄화수소 라디칼이고, R"'　은 2 내지 약 20개의 탄소 원자를 함유하는 2가의 탄화수소 라디칼임) 이고,
I 는 위에서와 같이 정의되고, R⁷, R¹⁴ 및 R¹⁸ 은 각각 수소, -OR²⁰, 또는 불포화 1가의 라디칼 또는 에폭시기 함유 라디칼, 1가의 황 원자-함유 라디칼 및 1가의 오가노실란기 및 1가의 하이드록실기 함유 라디칼, 및 알킬기 모이어티 외에 할로젠 모이어티, 카복실레이트 모이어티, 이민 모이어티, 이소시아네이트 모이어티, 아마이드 모이어티, 니트릴 모이어티, 또는 3차 아민 모이어티 중 1 이상을 함유하는 1가의 탄화수소에서 독립적으로 선택되고,
R²⁰ 은 수소 또는 2 내지 약 60개의 탄소 원자를 함유하는 1가의 탄화수소 라디칼이고,
첨자 x 및 y 는 독립적으로 1 내지 6 이고, 첨자 x 는 n 과 y 의 곱이고,
첨자 a, b, c, d, e, f, g, h, i, j 는 0 또는 양수이되, 단 a+b+c+d+e+f+ g+h+i+j는 2 보다 크거나 같고, 6000 보다 작거나 같으며, b+e+h가 0 보다 큼.]
제1항에 있어서, 상기 R⁴, R¹², R¹⁷ 은 하기 일반식 (II)를 갖는 이온-쌍 보유 1가 라디칼인, 조성물:
-A-I^x ^-M_n ^y ⁺ (Ⅱ)
제1항에 있어서, 상기 R⁴, R¹², R¹⁷ 은 하기 일반식(III) 을 갖는 쯔비터이온인, 조성물:
-R'NR"₂ ⁺-R"'-I (III)
(위 일반식(III)에서, I 는 술포네이트 -SO₃ ^-, 설페이트 -OSO₃ ^-, 카복실레이트 - COO^-, 포스포네이트 -PO₃ ² ^-　및 포스페이트-OPO₃ ² ^-　기와 같은 이온성 기임.)
제1항에 있어서, 상기 1가의 탄화수소 라디칼은 메틸, 에틸, n-프로필, 이소-프로필, n-부틸, 이소부틸, tert-부틸, n-펜틸, 이소-펜틸, 네오펜틸, tert-펜틸, 헥실, 헵틸, 옥틸, 이소옥틸, 2,2,4-트리메틸펜틸, 노닐, 데실, 사이클로알킬 라디칼들 및 아릴기로 이루어지는 군에서 독립적으로 선택되는, 조성물.
제1항에 있어서, 상기 1가의 탄화수소 라디칼은 사이클로펜틸, 사이클로헥실, 사이클로헵틸 및 메틸사이클로헥실 라디칼들로 이루어지는 군에서 독립적으로 선택되는, 조성물.
제1항에 있어서, 상기 1가의 탄화수소 라디칼은 페닐, 나프틸; o-톨릴, m-톨릴 및 p-톨릴, 자일릴, 에틸페닐, 및 벤질로 이루어지는 군에서 독립적으로 선택되는, 조성물.
제1항에 있어서, 상기 2가의 탄화수소기는 -(CHR')_kC₆H₄(CH₂)_I-, -CH₂CH(R')(CH₂)_kC₆H₄-, -CH₂CH(R')(CH₂)_IC₆H₃R"- 및 -CH₂CH(R')(CH₂)_IC₆H₂R_IR" 로 이루어지는 군에서 선택되는 아릴렌 기인, 조성물.
(여기서, R' 는 수소 또는 R¹ 에 의해 정의되며, R" 는 약 1 내지 약 20 개의 탄소 원자, 황 원자(들), 질소 원자(들), 산소 원자(들)로부터의 1가의 라디칼이거나, 또는 상기 원자들의 조합을 함유하는 라디칼이고, I는 0 내지 20의 값을 갖고, 상기 k 는 0 내지 20, 바람직하게는 0 내지 약 10의 값을 갖음.)
제1항에 있어서, 상기 2가의 탄화수소기는 -(CHR¹⁹)_m- 의 알킬렌기이고, 여기서, m 은 1 내지 20의 값을 갖고, R¹⁹　은 수소 또는 R¹ 인, 조성물.
제1항에 있어서, 상기 2가의 탄화수소옥시기는 -(CHR¹⁹)_m-(O-CHR¹⁹CH₂-O)_m'-(CH₂)_I 로 이루어지는 군에서 선택되고, 여기서, R¹⁹ 는 수소 또는 R¹이고, I는 1 내지 20의 값을 갖고, 상기 m 은 0 내지 20의 값을 갖고, 상기 m' 는 0 내지 50의 값을 갖는, 조성물.
제1항에 있어서, 상기 일반식(II) 에서 M 이 Li, Na, K, Cs, Mg, Ca, Ba, Zn, Cu, Fe, Ni, Ga, Al, Mn, Cr, Ag, Au, Pt, Pd, Pb, Sb, Sn, Ru, Rh Ce, Eu, Gd, Co 및 La 에서 독립적으로 선택되는 양이온인, 조성물.
제1항에 있어서, 상기 양이온M 은 4차 암모늄 및 포스포늄기들, 탄화수소 양이온, 알킬 양이온 및 양이온성 폴리머인, 조성물.
제1항에 있어서, 상기 M 이 유기 양이온인, 조성물.
제12항에 있어서, 상기 유기 양이온이 클로로헥시딘, 비구아나이드, 4차 암모늄 화합물, 4차 포스포늄 화합물, 키토산 및 그 유도체, 니신, 페디오신, 고메신, 플루리시딘과 같은 양이온성 펩타이드 및 그들의 유도체 및 재조합 형태에서 선택되는, 조성물.
제1항에 있어서, 상기 R⁷, R¹⁴ 및 R¹⁸ 은 각각 하기 일반식 (IV) 내지 (XIV) 의 군에서 선택되는 1가의 탄화수소 라디칼인, 조성물이고:

(IV)

(V)

(VI)

(VI)

(VIII)

(IX)

(X)
-CH₂CHR⁵⁶(CHR⁵⁷)_n (OC₂H₄)_p(OC₃H₆)_q(OC₄H_e)_r-OR⁵⁸ (XI)
-CH₂CHR⁵⁹(CHR⁶⁰)_nSiR⁶¹ _sL_3-s (XII)
-CH₂CHR⁶²(CHR⁶³)_n-B-Z (XIII)
-Y-O-(C₂H₄O)_r-(C₃H₆O)_u-(C₄H₈O)_v-{C(O)C_wH_2wO}_x-R⁶⁹ (XIV)
위에서, R²¹, R²⁶, R²⁹, R³⁰, R³³, R³⁴, R⁴⁰, R⁴⁶, R⁴⁷, R⁵², R⁶³ 은 -H, -OH, -R⁶⁶ 및 1 내지 약 60개의 탄소 원자를 갖는 지방족/방향족 1가의 탄화수소에서 독립적으로 선택되고,
R²², R²³, R²⁴, R²⁵, R²⁷, R²⁸, R³¹, R³², R³⁵, R³⁶, R³⁷, R³⁸, R³⁹, R⁴¹, R⁴², R⁴³, R⁴⁴, R⁴⁵, R⁴⁸, R⁵¹, R⁵³ ,R⁵⁶, R⁵⁷, R⁵⁹, R⁶⁰, R⁶¹, R⁶² 은 독립적으로 수소, 1 내지 약 60개의 탄소 원자를 갖는 지방족/방향족 1가의 탄화수소에서 선택되고,
R ⁵⁸ 은 2 내지 약 60 개의 탄소 원자를 갖는 지방족/방향족 1가의 탄화수소이고,
R⁴⁹, R⁵⁰, R⁵⁴, R⁵⁵ 은 -H, -C_tH_2tOH 및 1 내지 약 60개의 탄소 원자를 갖는 지방족/방향족1가의 탄화수소에서 독립적으로 선택되고,
여기서, t 는 양의 정수이고, L 은 할로겐, OR⁶⁴, -CO(O)R⁶⁵, -N=CR⁶⁶ ₂, -NCO, -NC(O)R⁶⁷, -C≡N, -N≡N 및 -NR⁶⁸ ₂ 에서 독립적으로 선택되는 1가의 라디칼이고,
R⁶⁴, R⁶⁵, R⁶⁶, R⁶⁷, R⁶⁸ 은 수소 및 1 내지 약 60개의 탄소 원자를 갖는 알킬, 알케닐, 사이클로알킬 및 아릴로 이루어지는 군에서 독립적으로 선택되고,
Z 는 할로겐, OR^64A, -CO(O)R⁶⁵, -N=CR⁶⁶ ₂, -NCO, -NC(O)R⁶⁷, -C≡N, -N≡N 및 -NR^68A ₂에서 독립적으로 선택되는 1가의 라디칼이고,
R⁶⁵, R⁶⁶, R⁶⁷ 은 수소 및 1 내지 약 60 개, 바람직하게는 1 내지 약 20개, 더 바람직하게는 1 내지 약 8 개, 의 탄소 원자를 갖는 알킬, 알케닐, 사이클로알킬 및 아릴로 이루어지는 군에서 독립적으로 선택되고,
R^64A 는 2 내지 약 개의 60 탄소 원자를 갖는 알킬, 알케닐, 사이클로알킬 및 아릴로 이루어지는 군에서 선택되고,
R^68A 는 2 내지 약 60개의 탄소 원자를 갖는 알케닐, 사이클로알킬 및 아릴로 이루어지는 군에서 선택되고,
X 는 -O-, -N- 및 -S- 결합들에서 선택되는 2가의 라디칼이고,
Y 및 B 는 1 내지 약 60개의 탄소 원자를 갖는 선형, 분지형, 사이클릭 탄화수소 라디칼 또는 아르알킬 라디칼에서 선택되는 2가의 라디칼임;
R⁶⁹ 는 수소 또는 1 내지 약 20 개의 탄소 원자를 갖는 1가의 알킬 라디칼 또는 아실기이고,
첨자 n 은 0 이거나 양의 정수이며 0 내지 약 60의 범위의 값을 갖고, 첨자 o 는 양의 정수이며 1 내지 약 60의 범위의 값을 갖고, 첨자들 p, q 및 r 은 0 또는 양수이고 독립적으로 0 내지 약 100의 범위의 값에서 선택되나, p + q + r 이 1 보다 같거나 큰 제한이 따르고,
s 는 0 이거나 양의 정수이며 0 내지 약 2 의 값을 갖고, 상기 t, u, v 및 x 는 0 이거나 양의 정수이되, 단 t + u + v + x 가 1 과 같거나 보다 크다는 제한이 따르고, 상기 w 는 양의 정수인,
조성물.
제1항에 있어서, b + e + h 0 보다 크다는 제한에 따라, a + b 가 2 이상, d + e 가 0 이상, g + h 가 0 이상인, 조성물.
제1항에 있어서, 상기 폴리머 복합체가 1 이상의 폴리머화 할 수 있는 모노머(들) 또는 프리폴리머(들) 또는 폴리머(들) 또는 그들의 조합을 더 포함하여 구성되는, 조성물.
제1항에 있어서, 상기 폴리머 복합체가 상기 폴리머(들)의 존재하에서 상기 실리콘 이오노머의 폴리머화를 통하여 형성되는, 조성물.
제1항에 있어서, 상기 폴리머 복합체가 상기 실리콘 이오노머 및 상기 모노머(들) 또는 프리폴리머(들) 또는 그들의 혼합물의 동시 또는 순차적인 폴리머화를 통하여 형성되는, 조성물.
제1항에 있어서, 상기 폴리머 복합체가 실리콘 이오노머와 폴리머 또는 프리폴리머 또는 그들의 혼합물간의 물리적 또는 반응 블렌딩에 의해 형성되는, 조성물.
제16항에 있어서, 상기 모노머(들) 또는 프리폴리머(들)이 1 이상의 자유-라디칼 폴리머화 효과적인 모노머 또는 프리폴리머에서 선택되는, 조성물.
제20항에 있어서, 상기 모노머(들) 또는 프리폴리머(들)이 에트아크릴레이트, 부틸아크릴레이트, 프로필아크릴레이트, N,N-디메틸아크릴아마이드, 메트아크릴계 산, N-이소프로필 아크릴아마이드, 2-히드록시-에틸-메트아크릴레이트(HEMA) 및 메트아크릴계 산, 3-[트리(트리메틸실록시)실릴]프로필 메트아크릴레이트, 아크릴레이트 및 메트아크릴레이트 관능성 카보실란 분자, 헥사관능성 우레탄 아크릴레이트, 디펜타에리스리톨 펜타아크릴레이트, 에톡실화된 펜타에리스리톨 테트라아크릴레이트, 디-트리메틸올프로판 테트라아크릴레이트, 펜타에리스리톨 트리아크릴레이트, 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트, 에톡실화된 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트, 부탄디올 디아크릴레이트, 트리프로필렌 글라이콜 디아크릴레이트, 트리메틸올프로판트리메트아크릴레이트, 유기관능성 우레탄 아크릴레이트, 테트라아크릴레이트 모노머, 폴리에스테르 아크릴레이트 올리고머, 및 그들의 조합으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종의 자유-라디칼 폴리머화 효과 기를 포함하여 구성되는, 조성물.
제16항에 있어서, 상기 모노머(들) 또는 프리폴리머(들)이 2 이상의 부가 반응 폴리머화 할 수 있는 화합물에서 선택되는, 조성물.
제 22항에 있어서, 상기 모노머(들) 또는 프리폴리머(들)이 하이드라이드 관능성 실리콘, 올레핀계 불포화 유기 모이어티, 유기개질된 실리콘, 에폭시, 아미노, 히드록시계 또는 카복시 모이어티를 갖는 화합물 및 이소시아네이트, 히드록시계 또는 아민기들을 갖는 화합물에서 선택되는 1종 이상의 화합물을 포함하여 구성되는, 조성물.
제16항에 있어서, 상기 모노머(들) 또는 프리폴리머(들)이 1 이상의 축합 반응 경화성 화합물에서 선택되는, 조성물.
제 24항에 있어서, 상기 모노머 또는 프리폴리머가 실란올, 알콕시 실란, 실리케이트, 규산 및 아실로옥시 실란에서 선택되는 2 이상의 축합 반응 폴리머화 가능한 모이어티를 포함하여 구성되는, 조성물.
제 24항에 있어서, 상기 모노머(들) 또는 프리폴리머(들)이 폴리에스테르, 폴리아마이드, 폴리이미드, 폴리안하이드라이드, 폴리술폰, 폴리카보네이트 또는 폴리에테르에테르케톤을 형성하는 1 이상의 화합물을 포함하여 구성되는, 조성물.
제 24항에 있어서, 상기 모노머(들) 또는 프리폴리머(들)이 실란올, 알콕시 실란, 실리케이트, 규산 및 아실로옥시 실란에서 선택되는 2 이상의 축합 반응 폴리머화 가능한 모이어티, 및 폴리에스테르, 폴리아마이드, 폴리이미드, 폴리안하이드라이드, 폴리술폰, 폴리카보네이트 또는 폴리에테르에테르케톤을 형성하는 1 이상의 화합물을 포함하여 구성되는, 조성물.
제16항에 있어서, 상기 모노머(들) 또는 프리폴리머(들)이 락티드 및 글리코라이드에서 선택되는 1 이상의 고리 열림 폴리머화 가능한 모이어티를 포함하여 구성되는, 조성물.
제16항에 있어서, 상기 조성물이 술폰화된 폴리스티렌, 고분자전해질, 술폰화된 폴리에스테르, 폴리아크릴레이트, 폴리아크릴아마이드, 폴리우레탄, 폴리에테르, 폴리에스테르, 폴리락톤, 폴리락티드, 폴리글리코라이드, 폴리산, 폴리아마이드, 폴리아민, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 옥사이드, 폴리프로필렌 옥사이드와 같은 폴리(알킬렌 옥사이드), 폴리부타디엔, 폴리부틸렌, 폴리아크릴로니트릴, 폴리비닐 클로라이드, 폴리비닐 아세테이트, 폴리스티렌, 폴리술폰, PEEK, 폴리카보네이트, 폴리에폭사이드, PTFE, 폴리비닐렌 디플루오라이드와 같은 플루오로폴리머, 합성 및 천연 러버, 페놀 포름알데하이드, 멜라민 포름알데하이드, 요소 포름알데하이드, 폴리사카라이드, 셀룰로오스, 프로틴, 폴리펩타이드, 폴리(아미노 산)과 같은 천연 또는 반-합성 유래 폴리머, 폴리실록산, 폴리실리케이트, 폴리실스퀴옥산, 폴리실란, 상기의 이온성 개질된 형태와 같은 오가노실리콘 폴리머, 및 이성질체 및 상기 폴리머의 코-폴리머에서 선택되는 적어도 1 종의 폴리머를 포함하여 구성되는, 조성물.
제1항에 있어서, 상기 실리콘 이오노머 및 상기 폴리머가 상호작용하는, 조성물.
제30항에 있어서, 상기 실리콘 이오노머 및 상기 폴리머가 유사 또는 비유사 이온성기 간의 이온성 상호작용을 통하여 상호작용하는, 조성물.
제30항에 있어서, 상기 상호작용이 소수성 상호작용, 결정 상, 산-염기 상호작용, 배위 화합물, Π-상호작용 또는 수소 결합에 의하는, 조성물.
제1항에 있어서, 상기 실리콘 이오노머 및 상기 모노머 또는 프리폴리머가 그들 구조의 다중 관능기에 의한 축합 반응을 통하여 공유결합되는, 조성물.
제33항에 있어서, 상기 축합 반응이 1 이상의 디부틸 주석 디라우레이트, 주석 옥타노에이트, 또는 티타늄, 철, 아연, 알루미늄, 유기 암모늄 화합물의 산-염기 염, 또는 실란올레이트 염에 의해 촉진되는, 조성물.
제1항에 있어서, 상기 조성물이 계면 활성제, 보조-계면 활성제, 용매, 보조-용매, 유화제 및 폼(foam) 억제제, 점착 촉진제, 방화제, 항-산화제, 폼 셀(foam cell) 안정화제, 레올로지 개질제, 몰드 방출제 및 혼합 보조물(mixing aids)에서 선택되는 1 이상의 첨가제를 더 포함하는, 조성물.
제1항에 있어서, 상기 조성물이 가교제, 개시제, 촉매, 경화 저해제, 라디칼 스캐빈저, 체인 연장제 및 체인 종결제를 더 포함하는, 조성물.
제1항에 있어서, 상기 조성물이 치료적 및/또는 화장품의 활성제, 약제학적 부형제, 안료 및 착색제, 가소제, 항-대전제, 점착제, 윤활제, UV 흡수제, 방오제, 항미생물제, 살균제에서 선택되는 1 이상의 구성 성분을 더 포함하는, 조성물.
제1항에 있어서, 상기 조성물이 반응성 또는 비-반응성 필러를 더 포함하여 상기 조성물의 기계적, 열적 또는 전기적 특성을 개선할 수 있는, 조성물.
제38항에 있어서, 상기 필러가 실리콘 레진, 실리카, 나노실리카, 티타늄, 세리아, 퓸드 실리카, 티타늄 산화물의 미립자 형태, 세륨, 알루미늄, 지르코늄 및 다른 금속 및 메탈로이드; 질화 붕소, 카본 블랙, 탄소 나노튜브, 흑연, 그라핀, 유리 섬유, 폴리사카라이드 입자, 단백질 입자, 천연, 반합성 또는 합성의 섬유, 무기 필러 와 같은 탈크, 카보런덤, 점토 광물, 마이카, 및 그들의 적절한 조합에서 선택되는, 조성물.
제1항의 폴리머 복합체 조성물을 포함하여 구성되고, 추가로 치료효과 작용제(agents of therapeutic value)를 더 포함하는 헬스케어 용품으로서,
상기 치료효과 작용제는 금속, 금속 이온, 생리활성물질, 항-여드름제, 항-노화제, 항-충치제, 항-진균제, 항-미생물제, 항-산화제, 항-암, 항-바이러스성, 항-염증, 항-응고제, 지혈제, 엑스폴리언트, 호르몬, 호르몬 유사제, 효소, 단백질 및 펩타이드, 의약 화합물, 살생물제, 외부 진통제, 경구 치료제, 경구 치료 약물, 산화제, 환원제, 피부 보호제, 에센셜 오일, 방충제, UV 빛 흡수제, 솔라 필터, 안료, 수화제, 및 비타민 중의 1종 이상 및 그들의 조합들을 포함하는, 헬스케어 용품.
제40항에 있어서, 상기 조성물이 상처 드레싱, 흉터 감소 위한 드레싱, 약물 전달 디바이스, 의료용 튜브, 임상 표면(clinical surface), 심박조율기 리드, 감압 접착제, 상처 치료 패치, 상처 관리 제품, 의료용 접착제, 카테터, 션트, 벨브, 스텐트, 경피성 이온토포레시스 패치, 조직 공학용 지지체, 항-균성 제품, 안과용 디바이스, 바이오인서트, 수술 디바이스, 플러그, 의료 디바이스, 약물 저장용 디바이스, 차일드케어(childcare) 제품, 보조 호흡 장치, 안과용 디바이스, 보철물, 재건 디바이스 및 바디 임플란트 중의 1종 이상에 포함되어 있는, 헬스케어 용품.
제41항에 있어서, 약물 전달 디바이스를 포함하여 구성되는, 헬스케어 용품.
제1항의 실리콘 이오노머를 포함하여 구성되는, 하이드로겔 조성물.
제43항에 있어서, 상처 드레싱과 조합된, 하이드로겔 조성물.
제43항에 있어서, 콘택트 렌즈와 조합된, 하이드로겔 조성물.
제1항의 폴리머 복합체 조성물이 실란트, 페인트, 건축물 또는 장식용 코팅, 구조적 접착제, 목재 함침 및 접합 제품, 판넬링, 단열, 구조적 구성 성분, 방오 코팅, 방수 코팅, 몰드-프리 코팅, 전기적 스위치 구성 성분, 전자 및 광학 디바이스 중의 1종 이상의 용품에 조합된, 폴리머 복합체 조성물의 용품.
제1항의 폴리머 복합체가 데오드란트, 발한억제제, 발한억제제/데오드란트, 스틱 및 롤온 제품, 스킨 로션, 보습제, 토너, 클렌징 제품, 스타일링 겔, 모발색제, 모발 염색제, 모발 스트레이트너, 매니큐어, 매니큐어 제거제, 썬스크린, 항-노화 제품, 립스틱, 화운데이션, 페이스 파우더, 아이라이너, 아이 섀도우, 블러쉬, 메이크업, 마스카라, 모이스춰라이징 조제, 화운데이션, 바디 및 손 제품, 스킨 케어 제품, 얼굴 및 목 제품, 방향제 제품, 소프트 포커스 용품, 밤 및 낮 스킨 케어 제품, 태닝 제품, 핸드 리퀴드, 퍼스널 케어용 부직포 용품, 베이비 로션 페이셜 클렌징 제품, 헤어 큐티클 코팅제, 퍼스널 케어린스-오프 제품, 겔, 베스 폼, 스크러빙 클렌져, 방출-조절형 퍼스널 케어 제품, 헤어 컨디셔닝 미스트, 스킨 케어 모이스춰라이징 미스트, 스킨 와이프, 모공 스킨 와이프, 모공 클렌져, 잡티 제거제, 각질 제거제, 피부 박리 촉진제, 스킨 타월렛 및 클로스, 탈모제, 퍼스널 케어 윤활제, 손톱 착색제, 및 피부에 사용되는 의약 조성물의 국소 적용을 위한 약물 전달 시스템 중의 1종 이상에 조합된, 폴리머 복합체 함유 퍼스널 케어 조성물.
제1항의 폴리머 복합체 조성물을 포함하여 구성되는, 텍스타일 용품.