형상 기억 중합체 및 이의 제조 방법

申请号 KR1020127012957 申请日 2010-10-18 公开(公告)号 KR1020120086321A 公开(公告)日 2012-08-02
申请人 조지아 테크 리서치 코오포레이션; 发明人 보이트월터이; 웨어테일러; 갈케네스;
摘要 본원에 기재된 것은 조정가능한 형상 기억 중합체 (SMP) 및 기재된 SMP 의 제조 방법이다.
权利要求
  • 하기 a) 및 b) 를 포함하는 전-열경화성 혼련물을 경화하는 단계를 포함하는 방법에 의해 제조된 열경화성 형상 기억 중합체로서:
    a) 약 50 중량% 내지 약 99.9 중량% 의 하나 이상의 열가소성 중합체; 및
    b) 약 0.1 중량% 내지 약 50 중량% 의 하나 이상의 가교제;
    수득되는 형상 기억 중합체의 유리 전이 온도, T g 가 약 -40 ℃ 내지 약 200 ℃ 이고, 고무 탄성률, E r 이 약 0.01 MPa 내지 약 100 MPa 이고, 겔 분율이 0 초과인 열경화성 형상 기억 중합체.
  • 제 1 항에 있어서, 하나 이상의 열가소성 중합체가 하기 화학식을 갖는 2 개 이상의 단량체를 포함하는 형상 기억 중합체:

    (식 중, R, R 1 및 R 2 는 각각 독립적으로 하기로부터 선택되고:
    i) 수소;
    ii) C 1 -C 20 선형 알킬;
    iii) C 3 -C 20 분지형 알킬;
    iv) C 3 -C 20 시클릭 알킬;
    v) C 5 -C 20 비시클릭 알킬;
    vi) C 5 -C 20 융합 고리 알킬;
    vii) C 1 -C 20 헤테로시클릭;
    viii) C 1 -C 20 헤테로아릴;
    ix) C 4 -C 20 헤테로비시클릭;
    x) C 6 또는 C 10 아릴; 또는
    xi) C 7 -C 20 알킬렌아릴; 또는
    R 1 및 R 2 는 함께 R 1 및 R 2 가 결합된 질소 원자 외에 3 내지 20 개의 원자 및 임의로 1 내지 3 개의 헤테로원자를 갖는 치환 또는 미치환 고리, 또는 총 3 내지 20 개의 원자를 갖는 2 내지 4 개의 고리를 갖는 융합 고리계를 형성할 수 있고;
    R 1 및 R 2 에 의해 형성된 R, R 1 및 R 2 단위체 또는 고리 중 임의의 것은 하기로부터 선택되는 하나 이상의 치환기에 의해 치환될 수 있음:
    i) C 1 -C 12 선형, C 3 -C 12 분지형, 또는 C 3 -C 12 시클릭 알킬;
    ii) 치환 또는 미치환 C 6 또는 C 10 아릴;
    iii) 치환 또는 미치환 C 6 또는 C 10 알킬렌아릴;
    iv) 치환 또는 미치환 C 1 -C 9 헤테로시클릭 고리;
    v) 치환 또는 미치환 C 1 -C 9 헤테로아릴 고리;
    vi) -(CR 102a R 102b ) a OR 101 ;
    vii) -(CR 102a R 102b ) a C(O)R 101 ;
    viii) -(CR 102a R 102b ) a C(O)OR 101 ;
    ix) -(CR 102a R 102b ) a C(O)N(R 101 ) 2 ;
    x) -(CR 102a R 102b ) a N(R 101 ) 2 ;
    xi) 할로겐;
    xii) -(CR 102a R 102b ) a CN;
    xiii) -(CR 102a R 102b ) a NO 2 ;
    xiv) -CH j X k (식 중, X 는 할로겐이고, 지수 j 는 0 내지 2 의 정수이고, j + k = 3 임);
    xv) -(CR 102a R 102b ) a SR 101 ;
    xvi) -(CR 102a R 102b ) a SO 2 R 101 ; 또는
    xvii) -(CR 102a R 102b ) a SO 3 R 101 ;
    식 중, 각각의 R 101 은 독립적으로 수소, 치환 또는 미치환 C 1 -C 6 선형, C 3 -C 6 분지형, 또는 C 3 -C 6 시클릭 알킬, 페닐, 벤질, 헤테로시클릭, 또는 헤테로아릴이고; 또는 2 개의 R 101 단위체는 함께 3 ~ 7 개의 원자를 포함하는 고리를 형성할 수 있고; R 102a 및 R 102b 는 각각 독립적으로 수소 또는 C 1 -C 4 선형 또는 C 3 -C 4 분지형 알킬이고; 지수 "a" 는 0 내지 4 임).
  • 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 하나 이상의 열가소성 중합체가 하기 화학식을 갖는 하나 이상의 단량체를 포함하는 중합체:

    (식 중, R, R 1 및 R 2 는 각각 독립적으로 하기로부터 선택되고:
    i) 치환 또는 미치환 C 1 -C 6 선형 알킬;
    ii) 치환 또는 미치환 C 3 -C 6 분지형 알킬;
    iii) 치환 또는 미치환 C 3 -C 6 시클릭 알킬;
    iv) 치환 또는 미치환 C 6 -C 20 비시클릭 알킬;
    v) 치환 또는 미치환 C 6 또는 C 10 아릴;
    vi) 치환 또는 미치환 C 7 -C 20 알킬렌아릴; 또는
    vii) 치환 또는 미치환 C 1 -C 20 헤테로시클릭; 또는
    R 1 및 R 2 는 함께 R 1 및 R 2 가 결합된 질소 원자 외에 헤테로원자를 임의로 포함하는 치환 또는 미치환 5-원 또는 6-원 고리를 형성할 수 있고, 상기 헤테로원자는 산소, 질소, 또는 황으로부터 선택되고;
    추가의 상기 치환기는 독립적으로 하기로부터 선택됨:
    i) C 1 -C 6 선형 알킬;
    ii) C 3 -C 6 분지형 알킬;
    iii) C 3 -C 6 시클릭 알킬;
    iv) 할로겐; 또는
    v) -C(O)OH).
  • 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 열가소성 중합체가 메틸 아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, n-프로필 아크릴레이트, 이소-프로필 아크릴레이트, 시클로프로필 아크릴레이트, n-부틸 아크릴레이트, 이소-부틸 아크릴레이트, sec-부틸 아크릴레이트, tert-부틸 아크릴레이트, 시클로부틸 아크릴레이트, n-펜틸 아크릴레이트, 시클로펜틸 아크릴레이트, n-헥실 아크릴레이트, 시클로헥실 아크릴레이트, 또는 4-tert-부틸시클로헥실 아크릴레이트로부터 선택되는 하나 이상의 단량체를 포함하는 중합체.
  • 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 열가소성 중합체가 아크릴아미드, N-메틸아크릴아미드, N,N-디메틸아크릴아미드, N-에틸아크릴아미드, N,N-디에틸아크릴아미드, N-메틸-N-에틸아크릴아미드, N-이소프로필아크릴아미드, N,N-디이소프로필아크릴아미드, N-시클로프로필아크릴아미드, N,N-디시클로프로필아크릴아미드, N-아크릴로일아지리딘), N-아크릴로일아제티딘, N-아크릴로일피롤리딘, 4-아크릴로일모르폴린, N-아크릴로일피페리딘, 또는 N-아크릴로일피페라진으로부터 선택되는 하나 이상의 단량체를 포함하는 중합체.
  • 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 열가소성 중합체가 비시클로[1.1.1]펜탄-1-일 아크릴레이트, 비시클로[1.1.1]펜탄-2-일 아크릴레이트, 비시클로[2.1.1]헥산-1-일 아크릴레이트, 비시클로[2.1.1]헥산-2-일 아크릴레이트, 비시클로[2.1.1]헥산-6-일 아크릴레이트, 비시클로[2.2.1]헵탄-1-일 아크릴레이트, 비시클로[2.2.1]헵탄-2-일 아크릴레이트, 1-메틸비시클로[2.2.1]헵탄-2-일 아크릴레이트, 7,7-디메틸비시클로[2.2.1]헵탄-2-일 아크릴레이트, 1,7,7-트리메틸비시클로[2.2.1]헵탄-2-일 아크릴레이트, 1,3,3-트리메틸비시클로[2.2.1]헵탄-2-일 아크릴레이트, 또는 2,6,6-트리메틸비시클로[3.1.1]헵탄-2-일 아크릴레이트로부터 선택되는 하나 이상의 단량체를 포함하는 중합체.
  • 제 1 항에 있어서, 하나 이상의 열가소성 중합체가 하기로부터 선택되는 하나 이상의 단량체를 포함하는 형상 기억 중합체:
    i) 하기 화학식을 갖는 디이소시아네이트:
    ; 및
    ii) 하기 화학식을 갖는 디올:
    ;
    (식 중, W 는 하기로부터 선택되고:
    i) 치환 또는 미치환 C 1 -C 20 선형 알킬렌, C 3 -C 20 분지형 알킬렌, 또는 C 3 -C 20 시클릭 알킬렌;
    ii) 치환 또는 미치환 C 2 -C 20 선형 알케닐렌, C 3 -C 20 분지형 알케닐렌, 또는 C 5 -C 20 시클릭 알케닐렌;
    iii) 치환 또는 미치환 C 2 -C 20 선형 알키닐렌 또는 C 3 -C 20 분지형 알키닐렌;
    iv) 치환 또는 미치환 아릴렌;
    v) 치환 또는 미치환 알킬렌아릴렌;
    vi) 치환 또는 미치환 알킬렌아릴알킬렌;
    vii) 치환 또는 미치환 헤테로사이클렌; 및
    viii) 치환 또는 미치환 헤테로아릴렌;
    D 단위체는 하기로부터 선택됨:
    i) 치환 또는 미치환 C 1 -C 20 선형 알킬렌, C 3 -C 20 분지형 알킬렌, 또는 C 3 -C 20 시클릭 알킬렌;
    ii) 치환 또는 미치환 C 2 -C 20 선형 알케닐렌, C 3 -C 20 분지형 알케닐렌, 또는 C 5 -C 20 시클릭 알케닐렌;
    iii) 치환 또는 미치환 C 2 -C 20 선형 알키닐렌 또는 C 3 -C 20 분지형 알키닐렌;
    iv) 치환 또는 미치환 폴리옥시알킬렌 단위체;
    v) 치환 또는 미치환 아릴렌;
    vi) 치환 또는 미치환 알킬렌아릴렌;
    vii) 치환 또는 미치환 알킬렌아릴알킬렌;
    viii) 치환 또는 미치환 헤테로사이클렌; 및
    ix) 치환 또는 미치환 헤테로아릴렌).
  • 제 1 항 또는 제 7 항에 있어서, 하나 이상의 열가소성 중합체가 하기 화학식을 갖는 하나 이상의 디이소시아네이트를 포함하는 형상 기억 중합체:

    (식 중, 지수 h 는 1 내지 10 이고; 지수 j 및 k 는 각각 독립적으로 1 내지 10 임).
  • 제 1 항, 제 7 항 또는 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 열가소성 중합체가 하기로부터 선택되는 하나 이상의 디올을 포함하는 형상 기억 중합체:
    i) C 1 -C 20 선형 알킬렌 디올 또는 C 3 -C 20 분지형 알킬렌 디올;
    ii) 하기 화학식을 갖는 폴리옥시에틸렌 디올:
    HO(CH 2 CH 2 O) s CH 2 CH 2 OH
    (식 중, 지수 s 는 1 내지 200 임);
    iii) 하기 화학식을 갖는 폴리옥시프로필렌 디올:
    HO(CH 2 CH 2 CH 2 O) s CH 2 CH 2 CH 2 OH 또는 HO(CH 2 CH(CH 3 )O) s CH 2 CH(CH 3 )OH
    (식 중, 지수 s 는 1 내지 200 임); 또는
    iv) 하기 화학식을 갖는 폴리옥시알킬렌 디올:
    HO(CH 2 CH 2 O) p (CH 2 CH 2 CH 2 O) q (CH 2 CH 2 O) r CH 2 CH 2 OH
    (식 중, 지수 p, q 및 r 은 각각 독립적으로 1 내지 100 임).
  • 제 1 항, 제 7 항, 제 8 항 또는 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 하기 화학식을 갖는 하나 이상의 가교제를 포함하는 형상 기억 중합체:

    (식 중, X 는 1 내지 5000 개의 탄소 원자를 갖는 단위체이고, R 3 은 1 내지 20 개의 탄소 원자를 갖는 단위체이고, n 은 2 내지 6 의 정수임).
  • 제 1 항, 제 7 항 내지 제 9 항 또는 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서, 하기 화학식을 갖는 가교제를 포함하는 형상 기억 중합체:

    (식 중, Y 는 하기 화학식을 갖는 연결 단위체로서:
    -[Q] y [[C(R 4a R 4b )] x [Q 1 ] y1 ] m [C(R 5a R 5b )] w [Q 2 ] y2 -
    각각의 Q, Q 1 및 Q 2 는 독립적으로 하기이고:
    i) -C(O)-;
    ii) -NH-;
    iii) -C(O)NH-;
    iv) -NHC(O)-;
    v) -NHC(O)NH-;
    vi) -NHC(O)O-;
    vii) -C(O)O-;
    viii) -C(O)NHC(O)-;
    ix) -O-;
    x) -S-;
    xi) -SO 2 -;
    xii) -C(=NH)-;
    xiii) -C(=NH)NH-;
    xiv) -NHC(=NH)-; 또는
    xv) -NHC(=NH)NH-;
    R 4a ,R 4b ,R 5a 및 R 5b 는 각각 독립적으로 하기이고:
    i) 수소;
    ii) 히드록시;
    iii) 할로겐; 또는
    iv) 치환 또는 미치환 C 1 -C 6 선형 또는 C 3 -C 6 분지형 알킬; 또는
    지수 w 및 x 는 각각 독립적으로 0 내지 500 이고; 지수 y, y 1 및 y 2 는 각각 독립적으로 0 또는 1 이고; 지수 m 은 0 내지 500 임).
  • 제 1 항, 제 7 항 내지 제 9 항 또는 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서, 하기 화학식을 갖는 하나 이상의 다작용성 가교제를 포함하는 형상 기억 중합체:

    (식 중, X 는 하기 화학식을 갖는 단위체이고:
    ; 또는

    지수 n 는 2, 3, 또는 4 이고;
    Q, Q 2 및 Q 3 은 각각 독립적으로 하기이고:
    i) -C(O)-;
    ii) -NH-;
    iii) -C(O)NH-;
    iv) -NHC(O)-;
    v) -NHC(O)NH-;
    vi) -NHC(O)O-;
    vii) -C(O)O-;
    viii) -C(O)NHC(O)-;
    ix) -O-;
    x) -S-;
    xi) -SO 2 -;
    xii) -C(=NH)-;
    xiii) -C(=NH)NH-;
    xiv) -NHC(=NH)-; 또는
    xv) -NHC(=NH)NH-;
    R 4a , R 4b , R 5a , R 5b , R 6a 및 R 6b 는 각각 독립적으로 하기이고:
    i) 수소;
    ii) 히드록시;
    iii) 할로겐; 또는
    iv) 치환 또는 미치환 C 1 -C 6 선형 또는 C 3 -C 6 분지형 알킬;
    지수 w, x 및 z 는 각각 독립적으로 0 내지 500 이고; 지수 m 은 각 경우 독립적으로 0 또는 500 이고; 지수 y, y 2 및 y 3 은 각각 독립적으로 0 또는 1 이고;
    R 9 는 수소 또는 C 1 -C 20 선형 알킬, C 3 -C 20 분지형 알킬 또는 C 3 -C 20 시클릭 알킬; 또는 하기 화학식을 갖는 단위체이고:
    ; 또는
    ;
    R 7a 및 R 7b 는 각각 독립적으로 수소 또는 C 1 -C 20 선형 알킬이고; 지수 t 는 0 내지 500 임).
  • 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서, 약 50% 초과의 겔 분율을 갖는 형상 기억 중합체.
  • 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서, 약 75% 초과의 겔 분율을 갖는 형상 기억 중합체.
  • 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서, 약 80% 초과의 겔 분율을 갖는 형상 기억 중합체.
  • 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서, 약 90% 초과의 겔 분율을 갖는 형상 기억 중합체.
  • 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서, 약 95% 초과의 겔 분율을 갖는 형상 기억 중합체.
  • 제 1 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서, 약 0 ℃ 내지 약 200 ℃ 의 유리 전이 온도, T g 를 갖는 형상 기억 중합체.
  • 제 1 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서, 약 10 ℃ 내지 약 150 ℃ 의 유리 전이 온도, T g 를 갖는 형상 기억 중합체.
  • 제 1 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서, 약 20 ℃ 내지 약 100 ℃ 의 유리 전이 온도, T g 를 갖는 형상 기억 중합체.
  • 제 1 항 내지 20 항 중 어느 한 항에 있어서, 약 0.01 MPa 내지 약 15 MPa 의 고무 탄성률, E r 을 갖는 형상 기억 중합체.
  • 제 1 항 내지 20 항 중 어느 한 항에 있어서, 약 1 MPa 내지 약 10 MPa 의 고무 탄성률, E r 을 갖는 형상 기억 중합체.
  • 제 1 항 내지 20 항 중 어느 한 항에 있어서, 약 1 MPa 내지 약 5 MPa 의 고무 탄성률, E r 을 갖는 형상 기억 중합체.
  • 제 1 항 내지 제 23 항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 열가소성 중합체가 하기를 포함하는 형상 기억 중합체:
    i) 약 1 중량% 내지 약 30 중량% 의 첫번째 단량체; 및
    ii) 약 70 중량% 내지 약 99 중량% 의 두번째 단량체.
  • 제 1 항 내지 제 23 항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 열가소성 중합체가 하기를 포함하는 형상 기억 중합체:
    i) 약 0.1 중량% 내지 약 99 중량% 의 첫번째 단량체;
    ii) 약 0.1 중량% 내지 약 99 중량% 의 두번째 단량체; 및
    iii) 약 0.1 중량% 내지 약 99 중량% 의 세번째 단량체.
  • 하기 a) 및 b) 를 포함하는 전-열경화성 혼련물을 경화하는 것을 포함하는, 열경화성 형상 기억 중합체의 제조 방법으로서:
    a) 약 50 중량% 내지 약 99.9 중량% 의 하나 이상의 열가소성 중합체; 및
    b) 약 0.1 중량% 내지 약 50 중량% 의 하나 이상의 가교제;
    수득되는 형상 기억 중합체의 유리 전이 온도, T g 가 약 -40 ℃ 내지 약 200 ℃ 이고, 고무 탄성률, E r 이 약 0.01 MPa 내지 약 100 MPa 이고, 겔 분율이 0 초과인 제조 방법.
  • 제 26 항에 있어서, 하나 이상의 열가소성 중합체가 하기 화학식을 갖는 2 개 이상의 단량체를 포함하는 방법:

    (식 중, R, R 1 및 R 2 는 각각 독립적으로 하기로부터 선택되고:
    i) 수소;
    ii) C 1 -C 20 선형 알킬;
    iii) C 3 -C 20 분지형 알킬;
    iv) C 3 -C 20 시클릭 알킬;
    v) C 5 -C 20 비시클릭 알킬;
    vi) C 5 -C 20 융합 고리 알킬;
    vii) C 1 -C 20 헤테로시클릭;
    viii) C 1 -C 20 헤테로아릴;
    ix) C 4 -C 20 헤테로비시클릭;
    x) C 6 또는 C 10 아릴; 또는
    xi) C 7 -C 20 알킬렌아릴; 또는
    R 1 및 R 2 는 함께 R 1 및 R 2 가 결합된 질소 원자 외에 3 내지 20 개의 원자 및 임의로 1 내지 3 개의 헤테로원자를 갖는 치환 또는 미치환 고리, 또는 총 3 내지 20 개의 원자를 갖는 2 내지 4 개의 고리를 갖는 융합 고리계를 형성할 수 있고;
    R 1 및 R 2 에 의해 형성된 R, R 1 및 R 2 단위체 또는 고리 중 임의의 것은 하기로부터 선택되는 하나 이상의 치환기에 의해 치환될 수 있음:
    i) C 1 -C 12 선형, C 3 -C 12 분지형, 또는 C 3 -C 12 시클릭 알킬;
    ii) 치환 또는 미치환 C 6 또는 C 10 아릴;
    iii) 치환 또는 미치환 C 6 또는 C 10 알킬렌아릴;
    iv) 치환 또는 미치환 C 1 -C 9 헤테로시클릭 고리;
    v) 치환 또는 미치환 C 1 -C 9 헤테로아릴 고리;
    vi) -(CR 102a R 102b ) a OR 101 ;
    vii) -(CR 102a R 102b ) a C(O)R 101 ;
    viii) -(CR 102a R 102b ) a C(O)OR 101 ;
    ix) -(CR 102a R 102b ) a C(O)N(R 101 ) 2 ;
    x) -(CR 102a R 102b ) a N(R 101 ) 2 ;
    xi) 할로겐;
    xii) -(CR 102a R 102b ) a CN;
    xiii) -(CR 102a R 102b ) a NO 2 ;
    xiv) -CH j X k (식 중, X 는 할로겐이고, 지수 j 는 0 내지 2 의 정수이고, j + k = 3 임);
    xv) -(CR 102a R 102b ) a SR 101 ;
    xvi) -(CR 102a R 102b ) a SO 2 R 101 ; 또는
    xvii) -(CR 102a R 102b ) a SO 3 R 101 ;
    식 중, 각각의 R 101 은 독립적으로 수소, 치환 또는 미치환 C 1 -C 6 선형, C 3 -C 6 분지형, 또는 C 3 -C 6 시클릭 알킬, 페닐, 벤질, 헤테로시클릭, 또는 헤테로아릴이고; 또는 2 개의 R 101 단위체는 함께 3 ~ 7 개의 원자를 포함하는 고리를 형성할 수 있고; R 102a 및 R 102b 는 각각 독립적으로 수소 또는 C 1 -C 4 선형 또는 C 3 -C 4 분지형 알킬이고; 지수 "a" 는 0 내지 4 임).
  • 제 26 항에 있어서, 하나 이상의 열가소성 중합체가 하기로부터 선택되는 하나 이상의 단량체를 포함하는 방법:
    i) 하기 화학식을 갖는 디이소시아네이트:
    ; 및
    ii) 하기 화학식을 갖는 디올:
    ;
    (식 중, W 는 하기로부터 선택되고:
    i) 치환 또는 미치환 C 1 -C 20 선형 알킬렌, C 3 -C 20 분지형 알킬렌, 또는 C 3 -C 20 시클릭 알킬렌;
    ii) 치환 또는 미치환 C 2 -C 20 선형 알케닐렌, C 3 -C 20 분지형 알케닐렌, 또는 C 5 -C 20 시클릭 알케닐렌;
    iii) 치환 또는 미치환 C 2 -C 20 선형 알키닐렌 또는 C 3 -C 20 분지형 알키닐렌;
    iv) 치환 또는 미치환 아릴렌;
    v) 치환 또는 미치환 알킬렌아릴렌;
    vi) 치환 또는 미치환 알킬렌아릴알킬렌;
    vii) 치환 또는 미치환 헤테로사이클렌; 및
    viii) 치환 또는 미치환 헤테로아릴렌;
    D 단위체는 하기로부터 선택됨:
    i) 치환 또는 미치환 C 1 -C 20 선형 알킬렌, C 3 -C 20 분지형 알킬렌, 또는 C 3 -C 20 시클릭 알킬렌;
    ii) 치환 또는 미치환 C 2 -C 20 선형 알케닐렌, C 3 -C 20 분지형 알케닐렌, 또는 C 5 -C 20 시클릭 알케닐렌;
    iii) 치환 또는 미치환 C 2 -C 20 선형 알키닐렌 또는 C 3 -C 20 분지형 알키닐렌;
    iv) 치환 또는 미치환 폴리옥시알킬렌 단위체;
    v) 치환 또는 미치환 아릴렌;
    vi) 치환 또는 미치환 알킬렌아릴렌;
    vii) 치환 또는 미치환 알킬렌아릴알킬렌;
    viii) 치환 또는 미치환 헤테로사이클렌; 및
    ix) 치환 또는 미치환 헤테로아릴렌).
  • 제 26 항 또는 제 28 항에 있어서, 하나 이상의 열가소성 중합체가 하기 화학식을 갖는 하나 이상의 디이소시아네이트를 포함하는 방법:

    (식 중, 지수 h 는 1 내지 10 이고; 지수 j 및 k 는 각각 독립적으로 1 내지 10 임).
  • 제 26 항, 제 28 항 또는 제 29 항 중 어느 한 항에 있어서, 하기 화학식을 갖는 하나 이상의 가교제를 포함하는 방법:

    (식 중, X 는 1 내지 5000 개의 탄소 원자를 갖는 단위체이고, R 3 은 1 내지 20 개의 탄소 원자를 갖는 단위체이고, n 은 2 내지 6 의 정수임).
  • 제 26 항 내지 제 30 항 중 어느 한 항에 있어서, 형상 기억 중합체가 약 50% 초과의 겔 분율을 갖는 방법.
  • 제 26 항 내지 제 30 항 중 어느 한 항에 있어서, 형상 기억 중합체가 약 75% 초과의 겔 분율을 갖는 방법.
  • 제 26 항 내지 제 30 항 중 어느 한 항에 있어서, 형상 기억 중합체가 약 80% 초과의 겔 분율을 갖는 방법.
  • 제 26 항 내지 제 30 항 중 어느 한 항에 있어서, 형상 기억 중합체가 약 90% 초과의 겔 분율을 갖는 방법.
  • 제 26 항 내지 제 30 항 중 어느 한 항에 있어서, 형상 기억 중합체가 약 95% 초과의 겔 분율을 갖는 방법.
  • 제 26 항 내지 제 35 항 중 어느 한 항에 있어서, 형상 기억 중합체가 약 0 ℃ 내지 약 200 ℃ 의 유리 전이 온도, T g 를 갖는 방법.
  • 제 26 항 내지 제 35 항 중 어느 한 항에 있어서, 형상 기억 중합체가 약 10 ℃ 내지 약 150 ℃ 의 유리 전이 온도, T g 를 갖는 방법.
  • 제 26 항 내지 제 35 항 중 어느 한 항에 있어서, 형상 기억 중합체가 약 20 ℃ 내지 약 150 ℃ 의 유리 전이 온도, T g 를 갖는 방법.
  • 제 26 항 내지 제 38 항 중 어느 한 항에 있어서, 형상 기억 중합체가 약 0.01 MPa 내지 약 15 MPa 의 고무 탄성률, E r 을 갖는 방법.
  • 제 26 항 내지 제 38 항 중 어느 한 항에 있어서, 형상 기억 중합체가 약 1 MPa 내지 약 10 MPa 의 고무 탄성률, E r 을 갖는 방법.
  • 제 26 항 내지 제 38 항 중 어느 한 항에 있어서, 형상 기억 중합체가 약 1 MPa 내지 약 5 MPa 의 고무 탄성률, E r 을 갖는 방법.
  • 제 26 항 내지 제 41 항 중 어느 한 항에 있어서, 경화 전에 하나 이상의 열가소성 중합체 및 하나 이상의 가교제를 혼합하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  • 제 26 항 내지 제 42 항 중 어느 한 항에 있어서, 혼합이 하나 이상의 열가소성 중합체 및 하나 이상의 가교제를 혼합하는 기구에 장착된 장치에 의해 측정된 토크 변화가 적어도 약 1 분의 기간에 대해 약 10% 미만의 토크 변화를 나타내는 지점까지 수행되는 방법.
  • 제 26 항 내지 제 43 항 중 어느 한 항에 있어서, 형상 기억 중합체가 하나 이상의 본질적으로 비-절단성인 열가소성 중합체를 포함하는 방법.
  • 제 26 항 내지 제 44 항 중 어느 한 항에 있어서, 형상 기억 중합체가 경화 동안 적어도 약 75% 의 중합체 사슬이 파괴되거나 파열되지 않는 실질적으로 열가소성인 중합체를 포함하는 방법.
  • 제 26 항 내지 제 45 항 중 어느 한 항에 있어서, 경화 전 전-열경화성 혼련물이 하나 이상의 용매에 용해되거나 분산되는 방법.
  • 제 26 항 내지 제 46 항 중 어느 한 항에 있어서, 전-열경화성 혼련물의 형성 전 또는 형성 동안 하나 이상의 단량체로부터 하나 이상의 열가소성 중합체를 형성하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  • 하기 a) 및 b) 를 포함하는 혼련물을 경화하는 단계를 포함하는 형상 기억 중합체의 제조 방법으로서:
    a) 약 50 중량% 내지 약 99.9 중량% 의 폴리(메틸 아크릴레이트) 열가소성 중합체; 및
    b) 약 0.1 중량% 내지 약 50 중량% 의 하나 이상의 가교제;
    수득되는 형상 기억 중합체의 유리 전이 온도, T g 가 약 -40 ℃ 내지 약 200 ℃ 이고, 고무 탄성률, E r 이 약 0.01 MPa 내지 약 100 MPa 이고, 겔 분율이 0 초과인 형상 기억 중합체의 제조 방법.
  • 하기 a) 및 b) 를 포함하는 열경화성 형상 기억 중합체로서:
    a) 2 개 이상의 선형 단량체를 포함하는 열가소성 골격; 및
    b) 하나 이상의 가교제;
    형상 기억 중합체의 유리 전이 온도, T g 가 약 -40 ℃ 내지 약 200 ℃ 이고, 고무 탄성률, E r 이 약 0.01 MPa 내지 약 100 MPa 이고, 겔 분율이 0 초과인 열경화성 형상 기억 중합체.
  • 하기 a) 및 b) 를 포함하는 열경화성 형상 기억 중합체로서:
    a) 다수의 열가소성 단일중합체 골격; 및
    b) 1 종의 가교제;
    형상 기억 중합체의 유리 전이 온도, T g 가 약 -40 ℃ 내지 약 200 ℃ 이고, 고무 탄성률, E r 이 약 0.01 MPa 내지 약 100 MPa 이고, 겔 분율이 0 초과인 열경화성 형상 기억 중합체.
  • 하기 a) 및 b) 를 포함하는 열경화성 형상 기억 중합체로서:
    a) 열가소성 단일중합체 골격; 및
    b) 다수의 가교제;
    형상 기억 중합체의 유리 전이 온도, T g 가 약 -40 ℃ 내지 약 200 ℃ 이고, 고무 탄성률, E r 이 약 0.01 MPa 내지 약 100 MPa 이고, 겔 분율이 0 초과인 열경화성 형상 기억 중합체.
  • 하기 a) 및 b) 를 포함하는 열경화성 형상 기억 중합체로서:
    a) 각각의 공중합체가 다른 공중합체 이외의 하나 이상의 상이한 단량체를 포함하는 다수의 열가소성 공중합체 골격; 및
    b) 하나 이상의 가교제;
    형상 기억 중합체의 유리 전이 온도, T g 가 약 -40 ℃ 내지 약 200 ℃ 이고, 고무 탄성률, E r 이 약 0.01 MPa 내지 약 100 MPa 이고, 겔 분율이 0 초과인 열경화성 형상 기억 중합체.
  • 说明书全文

    형상 기억 중합체 및 이의 제조 방법 {SHAPE MEMORY POLYMERS AND PROCESS FOR PREPARING}

    우선권

    본 출원은 2009 년 10 월 20 일에 출원된 미국 가출원 일련 번호 61/253,217 호 (이의 전체는 참조로서 본원에 인용됨) 의 우선권을 주장한다.

    기술분야

    본원에 기재되어 있는 것은 조정가능한 열경화성 형상 기억 중합체 (SMP) 및 기재된 SMP 의 제조 방법이다.

    열경화성 중합체는 열가소성 중합체에 비해 많은 장점이 있다. 예를 들어, 열경화성 중합체는 전형적으로 열가소성 중합체보다 강하고 더욱 내구성이 있으나, 일단 가교된 (형성된), 열경화성 중합체는 가열에 의해 재형상화될 수 없다. 이와 같이, 열경화성 중합체 (구체적으로는 조정가능한 형상 기억 특성을 갖는 것들) 는, 일단 형성된, 열경화성 중합체가 열가소성 형상 기억 중합체와 동일한 방식으로, 특히, 사출 성형, 블로우 성형, 압출, 방사, 연신, 이송 성형, 포말 형성 및 초임계 발포로 제조될 수 없기 때문에 상품 장치에서 널리 사용될 수 없었다. 그러므로, 통상적인 방법을 통해 형상화될 수 있으나 형성 후 새김 대신 열경화성 특성을 여전히 보유하는 열경화성 형상 기억 중합체의 제조 방법에 대한 오랜 소망이 있다.

    도 1 은 2 개의 기재된 형상 기억 중합체 대 대조군 폴리(메틸 아크릴레이트) 에 대한 방사선량 증가에 따른 겔 분율의 변화를 묘사한다. 각각의 중합체는 9 중량% 2-(아크릴옥실옥시메틸)-2-에틸프로판-1,3-디일 디아크릴레이트 (트리메틸올프로판 트리아크릴레이트, TMPTA) 로 가교된다. 흰 사각형 (□) 에 의해 표시되는 선은 70:30 메틸 아크릴레이트:2-카르복시에틸 아크릴레이트를 포함하는 공중합체 골격을 포함하는 중합체에 관한 것이고, 검은색 원 (●) 에 의해 표시되는 선은 100% 메틸 아크릴레이트를 포함하는 중합체에 관한 것이고, 검은색 삼각형 (▲) 에 의해 표시되는 선은 70:30 메틸 아크릴레이트:4-tert-부틸시클로헥실 아크릴레이트를 포함하는 공중합체 골격을 포함하는 중합체에 관한 것이다.
    도 2 는 50 kGy 의 선량으로 조사하였을 때 공중합체 골격의 조성을 달리하면서 수득된 유리 전이 온도, T g 및 저장 탄성률, E r 의 변화를 묘사한다. 파선은 9 중량% TMPTA 로 가교된 94 중량% 메틸 아크릴레이트/6 중량% 이소보르닐 아크릴레이트를 포함하는 골격을 나타낸다. 검은색 선은 9 중량% TMPTA 와 가교된 70 중량% 메틸 아크릴레이트/30 중량% 이소보르닐 아크릴레이트를 포함하는 골격을 나타낸다.
    도 3 은 50 kGy 의 방사선량에서 TMPTA 의 양을 달리하면서 가교된 94 중량% 메틸 아크릴레이트/6 중량% 이소보르닐 아크릴레이트 공중합체 골격을 포함하는 형상 기억 중합체에 대한 저장 탄성률, E r 의 변화를 묘사한다. 교차 파선 (-?) 은 6.25% TMPTA 로의 가교를 나타내고, 점선 (…) 은 9% TMPTA 로의 가교를 나타내고, 실선 (──) 은 12.5% TMPTA 로의 가교를 나타내고, 파선 (??) 은 25% TMPTA 로의 가교를 나타낸다.
    도 4 는 50 kGy 의 방사선량에서 25 중량% 의 TMPTA 로 가교된 94 중량% 메틸 아크릴레이트/6 중량% 이소보르닐 아크릴레이트 공중합체 골격을 포함하는 형상 기억 중합체의 응력-변형 반응 및 인성을 묘사한다. 점선 하 적분 면적은 22 ℃ 에서 측정될 때 12.8 MJ/㎥ 의 인성 값을 나타내고, 파선 하 적분 면적은 36 ℃ (T g ) 에서 측정될 때 6.7 MJ/㎥ 의 인성 값을 나타내고, 실선 하 적분 면적은 60 ℃ 에서 측정될 때 3.97 MJ/㎥ 의 인성 값을 나타낸다.
    도 5 는 3 중량% TMPTA (실선) 및 12.5 중량% TMPTA (점선) 로 가교된 94 중량% 메틸 아크릴레이트/6 중량% 이소보르닐 아크릴레이트 공중합체 골격을 갖는 형상 기억 중합체의 자유 변형 회복을 묘사한다.
    도 6 은 다양한 방사선량에서 폴리(메틸 아크릴레이트) 열가소성 중합체 및 상이한 양의 가교제 트리알릴-1,3,5-트리아지난-2,4,6-트리온 (TAIC) 을 포함하는 전-열경화성 혼련물에 대한 가교 수준을 묘사한다. 기호 ◆ 는 대조군 (0 중량% 의 TAIC) 을 나타내고, (□) 는 1 중량% TAIC 를 나타내고, (▲) 는 3 중량% TAIC 를 나타내고, Θ 는 5 중량% TAIC 를 나타낸다.
    도 7 은 다양한 방사선량에서 폴리(메틸 아크릴레이트) 열가소성 중합체 및 상이한 양의 가교제 트리알릴-1,3,5-트리아지난-2,4,6-트리온 (TMPTA) 을 포함하는 전-열경화성 혼련물에 대한 가교 수준을 묘사한다. 기호 ◆ 는 대조군 (0 중량% 의 TMPTA) 를 나타내고, (□) 는 1 중량% TMPTA 를 나타내고, (▲) 는 3 중량% TMPTA 를 나타내고, Θ 는 5 중량% TMPTA 를 나타낸다.
    도 8 은 방사선량 증가에 따른 폴리(메틸 아크릴레이트) 열가소성 중합체 및 5 중량% 의 가교제 TMPTA 를 포함하는 전-열경화성 혼련물로부터 수득된 형상 기억 중합체에 대한 고무 탄성률, E r 의 증가를 묘사한다. (-ㆍㆍ) 에 의해 표시되는 선은 5 kGy 선량으로의 경화를 나타내고, (---) 은 10 kGy 선량으로의 경화를 나타내고, (──) 은 25 kGy 선량으로의 경화를 나타내고, (--) 은 50 kGy 선량으로의 경화를 나타내고, (…) 은 100 kGy 로의 경화를 나타내고, (- - -) 은 200 kGy 선량으로의 경화를 나타낸다.

    기재된 형상 기억 중합체 및 기재된 형상 기억 중합체의 기재된 제조 방법을 기술하기 전에, 본원에 기재된 양상이 특정 구현예, 기구 또는 배열에 제한되지 않고, 이러한 것들이 물론 달라질 수 있다는 것으로 이해된다. 또한 본원에 사용된 전문용어는 오로지 특정 양상을 기술하기 위한 목적의 것이고, 본원에 구체적으로 정의되지 않는다면 제한하는 것으로 의도되지 않는 것으로 이해된다.

    본원에서 모든 백분율, 비 및 비율은 다르게 구체화되지 않는 경우 중량부이다. 모든 온도는 다르게 구체화되지 않는 경우 섭씨 (℃) 이다. 언급된 모든 문헌은 관련 부분에서, 본원에 참조로서 인용되고; 임의의 문헌의 인용은 이것이 본 발명과 관련한 선행 기술이라는 승인으로 간주되는 것은 아니다.

    하기 본 명세서 및 청구항에서, 하기 의미를 갖는 것으로 정의될 수 많은 용어에 대해 참조가 이루어질 것이다:

    본 명세서를 통틀어, 문맥상 다르게 요구되지 않는다면, 단어 "~ 를 포함하다" 또는 이의 변형, 예컨대 "~ 를 포함한다" 또는 "~ 를 포함하는" 은 언급된 성분, 특징, 요소 또는 단계, 또는 성분, 특징, 요소 또는 단계의 그룹을 내포하는 것, 그러나 임의의 다른 정수 또는 단계 또는 정수 또는 단계의 그룹을 배제하는 것은 아닌 것을 함축하는 것으로 이해될 것이다.

    본 명세서 및 특허청구범위에서 사용된 바와 같이, 단수형에는 문맥상 다르게 명백하게 표시되지 않는다면 복수의 참조가 포함된다는 것으로 주지되어야만 한다. 그러므로, 예를 들어, "약학적 담체" 에 대한 참조에는 2 이상의 이러한 담체 등의 혼합물이 포함된다.

    "임의의" 또는 "임의로" 는 후속되어 기재된 사건 또는 상황이 일어나거나 일어날 수 없는 것, 및 설명에 사건 또는 상황이 발생하는 예 및 그렇지 않은 예가 포함되는 것을 의미한다.

    범위는 "약" 하나의 특정 값, 및/또는 "약" 또다른 특정 값까지로 본원에서 표현될 수 있다. 상기 범위를 표현할 경우, 또다른 양상은 하나의 특정 값으로부터 및/또는 다른 특정 값까지를 포함한다. 유사하게는, 값이 선행사 "약" 의 이용으로 근사값으로 표현되는 경우, 해당 특별 값들은 또다른 양상을 형성하는 것으로 이해될 것이다. 추가로, 각 범위의 종점들은 다른 종점에 대해, 그리고 다른 종점과 독립적으로 전부 유의하다는 점이 이해될 것이다.

    성분의 중량% (wt. %) 는 다르게 구체적으로 언급되지 않는 경우에는, 성분이 포함되는 제형 또는 조성물의 총 중량에 대한 것이다.

    본원에 사용되는 용어 "~ 와 접촉하는" 는 하나 이상의 성분의 또다른 성분에 대한 물리적 접촉을 포함한다.

    본원에 사용되는 용어 "충분한 양" 및 "충분한 시간" 은 원하는 결과를 달성하는데 (예를 들어 중합체의 일부를 용해하는데) 필요한 양 및 시간을 포함한다.

    본원에 일반적으로 사용되는 "혼련물" 또는 "블렌드" 는 2 이상의 상이한 성분의 물리적 조합을 의미한다. 공중합체 및 가교제의 경우, 공중합체 및 가교제의 혼련물 또는 블렌드는 성분의 물리적 블렌드 또는 조합이다.

    본원에 사용되는 용어 "중합체 용융물" 은 이들을 가교제와 조합하기에 충분한 온도로 상승시킨 열가소성 공중합체를 말한다.

    본원에 사용되는 용어 "고무 탄성률" (E r ) 은 기재된 형상 기억 중합체의 유리 전이 온도, T g 30 ℃ 초과인 지점에서의 측정된 인장 저장 탄성률이다. E r 은 또한 T g 초과의 압축 계수, T g 초과의 전단 계수 또는 본 규정에서 강성을 측정하기 위한 다른 지표를 말할 수 있다.

    본원에 사용되는 용어 "열경화성 형상 기억 중합체" 는 중합체를 그것의 유리 전이 온도가 넘는 온도로 만들 때, 이것은 용융가능 상태로 변형된 다음 용융가능 상태가 고정될 수 있는 지점인 상기 전이 미만으로 냉각될 수 있는 그러한 특성 및 유리 전이 온도 및 고무 탄성률을 보유하는 네트워크 (가교된) 중합체를 말한다. 전이 초과의 재가열은 고무 탄성률과 비례하는 힘에서 형상 회복을 허용한다. 게다가, 열경화성 형상 기억 중합체는 0 초과의 겔 분율을 갖는다.

    본원에 정의된 골격 공중합체 및 가교제의 혼련에 적용되는 경우의 본원에 사용되는 용어 "균질성" 은, 공중합체 골격 및 가교제 모두의 분자 수준에서 친밀한 혼합을 달성하기에 충분한 양으로의 골격 공중합체 및 가교제의 혼합을 말한다.

    하기 화학 체계는 본 개시내용의 범주를 기술하고 실현가능케 하며, 본 개시내용의 화합물을 포함하는 단위체를 특정하여 지시하고 명백하게 청구하기 위해 본 명세서를 통틀어 사용되나, 달리 특정하여 정의되지 않는 한, 본원에 사용된 해당 용어들은 당업자의 것과 동일하다. 용어 "히드로카르빌" 은 임의의 탄소 원자-기재 단위체 (유기 분자) 를 뜻하며, 상기 단위체는 무기 원자 함유 염, 특히 카르복실레이트 염, 4 차 암모늄 염을 포함하는 하나 이상의 유기 작용기를 임의로 함유한다. 광범위한 의미에서, 용어 "히드로카르빌" 은 히드로카르빌 단위체를 시클릭 및 비-시클릭 (non-cyclic) 계열로 분류하기 위해 사용되는 용어인 계열 "아시클릭 (acyclic) 히드로카르빌" 및 "시클릭 히드로카르빌" 이다.

    하기 정의와 관련하여, "시클릭 히드로카르빌" 단위체는 고리 내에 오직 탄소 원자만을 포함 (즉, 카르보시클릭 및 아릴 고리) 할 수 있거나, 또는 고리 내에 하나 이상의 헤테로원자를 포함 (즉, 헤테로시클릭 및 헤테로아릴 고리) 할 수 있다. "카르보시클릭" 고리의 경우, 고리 내 최소 탄소 원자 갯수는 3 개이다; 시클로프로필. "아릴" 고리의 경우, 고리 내 최소 탄소 원자 갯수는 6 개이다; 페닐. "헤테로시클릭" 고리의 경우, 고리 내 최소 탄소 원자 갯수는 1 개이다; 디아지리닐. 에틸렌 옥시드는 2 개의 탄소 원자를 포함하며, C 2 헤테로사이클이다. "헤테로아릴" 고리의 경우, 고리 내 최소 탄소 원자 갯수는 1 개이다; 1,2,3,4-테트라졸릴. 하기는 본원에 사용된 용어 "아시클릭 히드로카르빌" 및 "시클릭 히드로카르빌" 의 비-제한적인 설명이다.

    A. 치환 및 미치환 아시클릭 히드로카르빌:

    본 발명의 목적을 위해, 용어 "치환 및 미치환 아시클릭 히드로카르빌" 은 3 가지 단위체 카테고리를 포함한다:

    1) 선형 또는 분지형 알킬, 이의 비-제한적인 예에는 메틸 (C 1 ), 에틸 (C 2 ), n-프로필 (C 3 ), 이소-프로필 (C 3 ), n-부틸 (C 4 ), sec-부틸 (C 4 ), 이소-부틸 (C 4 ), tert-부틸 (C 4 ) 등이 포함됨; 치환된 선형 또는 분지형 알킬, 이의 비-제한적인 예에는 히드록시메틸 (C 1 ), 클로로메틸 (C 1 ), 트리플루오로메틸 (C 1 ), 아미노메틸 (C 1 ), 1-클로로에틸 (C 2 ), 2-히드록시에틸 (C 2 ), 1,2-디플루오로에틸 (C 2 ), 3-카르복시프로필 (C 3 ) 등이 포함됨.

    2) 선형 또는 분지형 알케닐, 이의 비-제한적인 예에는 에테닐 (C 2 ), 3-프로페닐 (C 3 ), 1-프로페닐 (또한, 2-메틸에테닐) (C 3 ), 이소프로페닐 (또한, 2-메틸에텐-2-일) (C 3 ), 부텐-4-일 (C 4 ) 등이 포함됨; 치환된 선형 또는 분지형 알케닐, 이의 비-제한적인 예에는 2-클로로에테닐 (또한 2-클로로비닐) (C 2 ), 4-히드록시부텐-1-일 (C 4 ), 7-히드록시-7-메틸옥트-4-엔-2-일 (C 9 ), 7-히드록시-7-메틸옥트-3,5-디엔-2-일 (C 9 ) 등이 포함됨.

    3) 선형 또는 분지형 알키닐, 이의 비-제한적인 예에는 에티닐 (C 2 ), 프로프-2-이닐 (또한, 프로파르길) (C 3 ), 프로핀-1-일 (C 3 ), 및 2-메틸-헥스-4-인-1-일 (C 7 ) 이 포함됨; 치환된 선형 또는 분지형 알키닐이 포함됨, 이의 비-제한적인 예에는 5-히드록시-5-메틸헥스-3-이닐 (C 7 ), 6-히드록시-6-메틸헵트-3-인-2-일 (C 8 ), 5-히드록시-5-에틸헵트-3-이닐 (C 9 ) 등이 포함됨.

    B. 치환 및 미치환 시클릭 히드로카르빌:

    본 발명의 목적을 위해 용어 "치환 및 미치환 시클릭 히드로카르빌" 은 5 가지 단위체 카테고리를 포함한다:

    1) 용어 "카르보시클릭" 은 "3 내지 20 개의 탄소 원자를 포함하는 고리로서, 상기 고리가 포함하는 원자는 탄소 원자로 한정되고, 추가로 각각의 고리는 하나 이상의 수소 원자를 대체할 수 있는 하나 이상의 잔기로 독립적으로 치환될 수 있는 고리" 로 정의된다. 하기는 하기 단위체 카테고리를 포함하는 "치환 및 미치환 카르보시클릭 고리" 의 비-제한적인 예이다:

    i) 단일 치환 또는 미치환 탄화수소 고리를 갖는 카르보시클릭 고리, 이의 비-제한적인 예에는 시클로프로필 (C 3 ), 2-메틸시클로프로필 (C 3 ), 시클로프로페닐 (C 3 ), 시클로부틸 (C 4 ), 2,3-디히드록시시클로부틸 (C 4 ), 시클로부테닐 (C 4 ), 시클로펜틸 (C 5 ), 시클로펜테닐 (C 5 ), 시클로펜타디에닐 (C 5 ), 시클로헥실 (C 6 ), 시클로헥세닐 (C 6 ), 시클로헵틸 (C 7 ), 시클로옥타닐 (C 8 ), 2,5-디메틸시클로펜틸 (C 5 ), 3,5-디클로로시클로헥실 (C 6 ), 4-히드록시시클로헥실 (C 6 ), 및 3,3,5-트리메틸시클로헥스-1-일 (C 6 ) 이 포함됨.

    ii) 2 개 이상의 치환 또는 미치환 융합 탄화수소 고리를 갖는 카르보시클릭 고리, 이의 비-제한적인 예에는 옥타히드로펜탈에닐 (C 8 ), 옥타히드로-1H-인데닐 (C 9 ), 3a,4,5,6,7,7a-헥사히드로-3H-인덴-4-일 (C 9 ), 데카히드로아줄레닐 (C 10 ) 이 포함됨.

    iii) 치환 또는 미치환 비시클릭 (bicyclic) 탄화수소 고리인 카르보시클릭 고리, 이의 비-제한적인 예에는 비시클로-[2.1.1]헥사닐, 비시클로[2.2.1]헵타닐, 비시클로[3.1.1]헵타닐, 1,3-디메틸[2.2.1]헵탄-2-일, 비시클로[2.2.2]옥타닐, 및 비시클로[3.3.3]운데카닐이 포함됨.

    2) 용어 "아릴" 은 "하나 이상의 페닐 또는 나프틸 고리를 포함하는 단위체로서, 여기서 헤테로아릴 또는 헤테로시클릭 고리가 페닐 또는 나프틸 고리에 전혀 융합되어 있지 않고, 추가로 각각의 고리는 하나 이상의 수소 원자를 대체할 수 있는 하나 이상의 잔기로 독립적으로 치환될 수 있는 단위체" 로 정의된다. 하기는 하기 단위체 카테고리를 포함하는 "치환 및 미치환 아릴 고리" 의 비-제한적인 예이다:

    i) C 6 또는 C 10 치환 또는 미치환 아릴 고리; 치환 또는 미치환이든 페닐 및 나프틸 고리, 이의 비-제한적인 예에는 페닐 (C 6 ), 나프틸렌-1-일 (C 10 ), 나프틸렌-2-일 (C 10 ), 4-플루오로페닐 (C 6 ), 2-히드록시페닐 (C 6 ), 3-메틸페닐 (C 6 ), 2-아미노-4-플루오로페닐 (C 6 ), 2-(N,N-디에틸아미노)페닐 (C 6 ), 2-시아노페닐 (C 6 ), 2,6-디-tert-부틸페닐 (C 6 ), 3-메톡시페닐 (C 6 ), 8-히드록시나프틸렌-2-일 (C 10 ), 4,5-디메톡시나프틸렌-1-일 (C 10 ), 및 6-시아노-나프틸렌-1-일 (C 10 ) 이 포함됨.

    ii) C 8 내지 C 2O 고리계를 수득하기 위해 1 또는 2 개의 포화 고리에 융합된 C 6 또는 C 10 아릴 고리, 이의 비-제한적인 예에는 비시클로[4.2.0]옥타-1,3,5-트리에닐 (C 8 ), 및 인다닐 (C 9 ) 이 포함됨.

    3) 용어 "헤테로시클릭" 및/또는 "헤테로사이클" 은 "3 내지 20 개의 원자를 가진 하나 이상의 고리를 포함하는 단위체로서, 여기서 하나 이상의 고리 내의 하나 이상의 원자는 질소 (N), 산소 (O), 또는 황 (S) 으로부터 선택되는 헤테로원자, 또는 N, O, 및 S 의 혼합물이고, 여기서 추가로 헤테로원자를 함유하는 고리는 또한 방향족 고리가 아닌 단위체" 로 정의된다. 하기는 하기의 단위체 카테고리를 포함하는 "치환 및 미치환 헤테로시클릭 고리" 의 비-제한적인 예이다:

    i) 하나 이상의 헤테로원자를 함유하는 단일 고리를 가진 헤테로시클릭 단위체, 이의 비-제한적인 예에는 디아지리닐 (C 1 ), 아지리디닐 (C 2 ), 우라졸릴 (C 2 ), 아제티디닐 (C 3 ), 피라졸리디닐 (C 3 ), 이미다졸리디닐 (C 3 ), 옥사졸리디닐 (C 3 ), 이속사졸리닐 (C 3 ), 티아졸리디닐 (C 3 ), 이소티아졸리닐 (C 3 ), 옥사티아졸리디니노닐 (C 3 ), 옥사졸리디노닐 (C 3 ), 히단토이닐 (C 3 ), 테트라히드로푸라닐 (C 4 ), 피롤리디닐 (C 4 ), 모르폴리닐 (C 4 ), 피페라지닐 (C 4 ), 피페리디닐 (C 4 ), 디히드로피라닐 (C 5 ), 테트라히드로피라닐 (C 5 ), 피페리딘-2-오닐 (발레로락탐) (C 5 ), 2,3,4,5-테트라히드로-1H-아제피닐 (C 6 ), 2,3-디히드로-1H-인돌 (C 8 ), 및 1,2,3,4-테트라히드로퀴놀린 (C 9 ) 이 포함됨.

    ii) 2 개 이상의 고리 중 하나가 헤테로시클릭 고리인 2 개 이상의 고리를 갖는 헤테로시클릭 단위체, 이의 비-제한적인 예에는 헥사히드로-1H-피롤리지닐 (C 7 ), 3a,4,5,6,7,7a-헥사히드로-1H-벤조[d]이미다졸릴 (C 7 ), 3a,4,5,6,7,7a-헥사히드로-1H-인돌릴 (C 8 ), 1,2,3,4-테트라히드로퀴놀리닐 (C 9 ), 및 데카히드로-1H-시클로옥타[b]피롤릴 (C 10 ) 이 포함됨.

    4) 용어 "헤테로아릴" 은 "5 내지 20 개의 원자를 포함하는 하나 이상의 고리를 포함하고, 여기서 하나 이상의 고리 내의 하나 이상의 원자가 질소 (N), 산소 (O), 또는 황 (S) 으로부터 선택되는 헤테로원자, 또는 N, O 및 S 의 혼합물이고, 여기서 추가로 헤테로원자를 포함하는 하나 이상의 고리가 방향족 고리인 것" 으로 정의된다. 하기는 하기의 단위체 카테고리를 포함하는 "치환 및 미치환 헤테로시클릭 고리" 의 비-제한적인 예이다:

    i) 단일 고리를 함유하는 헤테로아릴 고리, 이의 비-제한적인 예에는 1,2,3,4-테트라졸릴 (C 1 ), [1,2,3]트리아졸릴 (C 2 ), [1,2,4]트리아졸릴 (C 2 ), 트리아지닐 (C 3 ), 티아졸릴 (C 3 ), 1H-이미다졸릴 (C 3 ), 옥사졸릴 (C 3 ), 이속사졸릴 (C 3 ), 이소티아졸릴 (C 3 ), 푸라닐 (C 4 ), 티오페닐 (C 4 ), 피리미디닐 (C 4 ), 2-페닐피리미디닐 (C 4 ), 피리디닐 (C 5 ), 3-메틸피리디닐 (C 5 ) 및 4-디메틸아미노피리디닐 (C 5 ) 이 포함됨.

    ii) 2 개 이상의 고리 중 하나가 헤테로아릴 고리인 2 개 이상의 융합 고리를 함유하는 헤테로아릴 고리, 이의 비-제한적인 예에는 7H-푸리닐 (C 5 ), 9H-푸리닐 (C 5 ), 6-아미노-9H-푸리닐 (C 5 ), 5H-피롤로[3,2-b]피리미디닐 (C 6 ), 7H-피롤로[2,3-d]피리미디닐 (C 6 ), 피리도[2,3-b]피리미디닐 (C 7 ), 2-페닐벤조[d]티아졸릴 (C 7 ), 1H-인돌릴 (C 8 ), 4,5,6,7-테트라히드로-1H-인돌릴 (C 8 ), 퀴녹살리닐 (C 8 ), 5-메틸퀴녹살리닐 (C 8 ), 퀴나졸리닐 (C 8 ), 퀴놀리닐 (C 8 ), 8-히드록시퀴놀리닐 (C 9 ), 및 이소퀴놀리닐 (C 9 ) 이 포함됨.

    5) C 1 -C 6 알킬렌 단위체에 의해 분자의 또다른 잔기, 단위체 또는 코어에 연결된 C 1 -C 6 이어진 시클릭 히드로카르빌 단위체 (카르보시클릭 단위체, C 6 또는 C 10 아릴 단위체, 헤테로시클릭 단위체 또는 헤테로아릴 단위체임). 이어진 시클릭 히드로카르빌 단위체의 비-제한적인 예에는 하기 화학식을 갖는 벤질 C 1 -(C 6 ) 이 포함된다:

    (식 중, R a 는 수소에 대한 임의로 하나 이상의 독립적으로 선택된 치환기임). 추가의 예에는 기타 아릴 단위체, 특히 (2-히드록시페닐)헥실 C 6 -(C 6 ); 나프탈렌-2-일메틸 C 1 -(C 10 ), 4-플루오로벤질 C 1 -(C 6 ), 2-(3-히드록시페닐)에틸 C 2 - (C 6 ), 및 치환 및 미치환 C 3 -C 1O 알킬렌카르보시클릭 단위체, 예를 들어 시클로프로필메틸 C 1 -(C 3 ), 시클로펜틸에틸 C 2 -(C 5 ), 시클로헥실메틸 C 1 -(C 6 ) 이 포함된다. 상기 카테고리에는 치환 및 미치환 C 1 -C 10 알킬렌-헤테로아릴 단위체, 예를 들어 하기 화학식을 갖는 2-피콜릴 C 1 -(C 6 ) 단위체가 포함된다:

    (식 중, R a 는 상기 정의된 바와 동일함). 또한, C 1 -C 12 이어진 시클릭 히드로카르빌 단위체에는 C 1 -C 10 알킬렌헤테로시클릭 단위체 및 알킬렌-헤테로아릴 단위체가 포함되며, 이의 비-제한적인 예에는 아지리디닐메틸 C 1 -(C 2 ) 및 옥사졸-2-일메틸 C 1 -(C 3 ) 이 포함된다.

    본 발명의 목적을 위해, 카르보시클릭 고리는 C 3 내지 C 20 의 것이며; 아릴 고리는 C 6 또는 C 10 의 것이며; 헤테로시클릭 고리는 C 1 내지 C 9 의 것이며; 헤테로아릴 고리는 C 1 내지 C 9 의 것이다.

    본 발명의 목적을 위해, 그리고 본 발명을 정의함에 있어서 일관성을 제공하기 위해, 단일 헤테로원자를 포함하는 융합 고리 단위체 및 스피로시클릭 고리, 비시클릭 고리 등은, 당업계에서 대안적인 특징을 가질 수도 있지만, 본원에서 헤테로원자 함유 고리에 상응하는 시클릭 계열에 포함되는 것으로 본원에서 특징지어지고 지칭될 것이다. 예를 들어, 하기 화학식을 갖는 1,2,3,4-테트라히드로퀴놀린:

    은, 본 발명의 목적을 위해, 헤테로시클릭 단위체로 간주된다. 하기 화학식을 갖는 6,7-디히드로-5H-시클로펜타피리미딘:

    은, 본 발명의 목적을 위해, 헤테로아릴 단위체로 간주된다. 융합 고리 단위체가 포화 고리 (헤테로시클릭 고리) 및 아릴 고리 (헤테로아릴 고리) 의 두가지 모두에서 헤테로원자를 함유하는 경우, 아릴 고리가 주된 것이고, 본 발명을 설명하는 목적을 위해 본원에서 고리가 배정되는 카테고리 유형을 결정할 것이다. 예를 들어, 하기 화학식을 갖는 1,2,3,4-테트라히드로-[1,8]나프트피리딘:

    은, 본 발명의 목적을 위해, 헤테로아릴 단위체로 간주된다.

    용어 "치환" 이 본 명세서 전체에 사용된다. 용어 "치환" 은 "치환 단위체 또는 잔기가 히드로카르빌 단위체 또는 잔기로서, 아시클릭 또는 시클릭이든, 하기 본원에서 정의되는 치환기 또는 여러 치환기들로 대체되는 하나 이상의 수소 원자를 갖는 단위체 또는 잔기" 로 본원에서 기술되는 단위체에 적용된다. 수소 원자를 치환하는 경우 단위체는 히드로카르빌 잔기의 1 개 수소 원자, 2 개 수소 원자 또는 3 개 수소 원자를 한 번에 대체할 수 있다. 또한, 상기 치환기는 2 개의 근접하는 탄소 상의 2 개의 수소 원자를 대체하여 상기 치환기, 신규 잔기 또는 단위체를 형성할 수 있다. 예를 들어, 단일 수소 원자 대체를 필요로 하는 치환 단위체에는 할로겐, 히드록실 등이 포함된다. 2 개 수소 원자 대체에는 카르보닐, 옥시미노 등이 포함된다. 근접 탄소 원자로부터의 2 개 수소 원자 대체에는 에폭시 등이 포함된다. 3 개 수소 대체에는 시아노 등이 포함된다. 용어 치환은 히드로카르빌 잔기, 특히 방향족 고리, 알킬 사슬이 치환기에 의해 대체되는 하나 이상의 수소 원자를 가질 수 있음을 표시하기 위해 본 명세서 전체에서 사용된다. 잔기가 "치환" 으로 기재되는 경우, 임의의 갯수의 수소 원자가 대체될 수 있다. 예를 들어, 4-히드록시페닐은 "치환 방향족 카르보시클릭 고리 (아릴 고리)" 이고, (N,N-디메틸-5-아미노)옥타닐은 "치환 C 8 선형 알킬 단위체" 이고, 3-구아니디노프로필은 "치환 C 3 선형 알킬 단위체" 이고, 2-카르복시피리디닐은 "치환 헤테로아릴 단위체" 이다.

    하기는 카르보시클릭, 아릴, 헤테로시클릭 또는 헤테로아릴 단위체 상의 수소 원자를 치환할 수 있는 단위체의 비-제한적인 예이다:

    i) C 1 -C 12 선형, 분지형 또는 시클릭 알킬, 알케닐 및 알키닐; 메틸 (C 1 ), 에틸 (C 2 ), 에테닐 (C 2 ), 에티닐 (C 2 ), n-프로필 (C 3 ), 이소-프로필 (C 3 ), 시클로프로필 (C 3 ), 3-프로페닐 (C 3 ), 1-프로페닐 (또한, 2-메틸에테닐) (C 3 ), 이소프로페닐 (또한, 2-메틸에텐-2-일) (C 3 ), 프로프-2-이닐 (또한, 프로파르길) (C 3 ), 프로핀-1-일 (C 3 ), n-부틸 (C 4 ), sec-부틸 (C 4 ), 이소-부틸 (C 4 ), tert-부틸 (C 4 ), 시클로부틸 (C 4 ), 부텐-4-일 (C 4 ), 시클로펜틸 (C 5 ), 시클로헥실 (C 6 );

    ii) 치환 또는 미치환 C 6 또는 C 10 아릴; 예를 들어, 페닐, 나프틸 (또한, 본원에서 나프틸렌-1-일 (C 10 ) 또는 나프틸렌-2-일 (C 10 ) 로도 언급함);

    iii) 치환 또는 미치환 C 6 또는 C 10 알킬렌아릴; 예를 들어, 벤질, 2-페닐에틸, 나프틸렌-2-일메틸;

    iv) 치환 또는 미치환 C 1 -C 9 헤테로시클릭 고리; 하기 본원에 기재된 바와 같음;

    v) 치환 또는 미치환 C 1 -C 9 헤테로아릴 고리; 하기 본원에 기재된 바와 같음;

    vi) -(CR 102a R 102b ) a OR 101 ; 예를 들어, -OH, -CH 2 OH, -OCH 3 , -CH 2 OCH 3 , -OCH 2 CH 3 , -CH 2 OCH 2 CH 3 , -OCH 2 CH 2 CH 3 및 -CH 2 OCH 2 CH 2 CH 3 ;

    vii) -(CR 102a R 102b ) a C(O)R 101 ; 예를 들어, -COCH 3 , -CH 2 COCH 3 , -COCH 2 CH 3 , -CH 2 COCH 2 CH 3 , -COCH 2 CH 2 CH 3 , 및 -CH 2 COCH 2 CH 2 CH 3 ;

    viii) -(CR 102a R 102b ) a C(O)OR 101 ; 예를 들어, -CO 2 CH 3 , -CH 2 CO 2 CH 3 , -CO 2 CH 2 CH 3 , -CH 2 CO 2 CH 2 CH 3 , -CO 2 CH 2 CH 2 CH 3 , 및 -CH 2 CO 2 CH 2 CH 2 CH 3 ;

    ix) -(CR 102a R 102b ) a C(O)N(R 101 ) 2 ; 예를 들어, -CONH 2 , -CH 2 CONH 2 , -CONHCH 3 , -CH 2 CONHCH 3 , -CON(CH 3 ) 2 , 및 -CH 2 CON(CH 3 ) 2 ;

    x) -(CR 102a R 102b ) a N(R 101 ) 2 ; 예를 들어, -NH 2 , -CH 2 NH 2 , -NHCH 3 , -CH 2 NHCH 3 , -N(CH 3 ) 2 , 및 -CH 2 N(CH 3 ) 2 ;

    xi) 할로겐; -F, -Cl, -Br, 및 -I;

    xii) -(CR 102a R 102b ) a CN;

    xiii) -(CR 102a R 102b ) a NO 2 ;

    xiv) -CH j X k (식 중, X 는 할로겐이고, 지수 j 는 0 내지 2 의 정수이고, j + k = 3 임); 예를 들어, -CH 2 F, -CHF 2 , -CF 3 , -CCl 3 , 또는 -CBr 3 ;

    xv) -(CR 102a R 102b ) a SR 101 ; -SH, -CH 2 SH, -SCH 3 , -CH 2 SCH 3 , -SC 6 H 5 및 -CH 2 SC 6 H 5 ;

    xvi) -(CR 102a R 102b ) a SO 2 R 101 ; 예를 들어, -SO 2 H, -CH 2 SO 2 H, -SO 2 CH 3 , -CH 2 SO 2 CH 3 , -SO 2 C 6 H 5 , 및 -CH 2 SO 2 C 6 H 5 ; 및

    xvii) -(CR 102a R 102b ) a SO 3 R 101 ; 예를 들어, -SO 3 H, -CH 2 SO 3 H, -SO 3 CH 3 , -CH 2 SO 3 CH 3 , -SO 3 C 6 H 5 , 및 -CH 2 SO 3 C 6 H 5 ;

    (식 중, 각각의 R 101 은 독립적으로 수소, 치환 또는 미치환 C 1 -C 6 선형, 분지형, 또는 시클릭 알킬, 페닐, 벤질, 헤테로시클릭, 또는 헤테로아릴이고; 또는 2 개의 R 101 단위체는 함께 3 ~ 7 개의 원자를 포함하는 고리를 형성할 수 있고; R 102a 및 R 102b 는 각각 독립적으로 수소 또는 C 1 -C 4 선형 또는 분지형 알킬이고; 지수 "a" 는 0 내지 4 임).

    형상 기억 중합체

    기재된 열경화성 형상 기억 중합체의 하나의 양상은 하기를 포함한다:

    a) 2 개 이상의 선형 단량체를 포함하는 열가소성 골격; 및

    b) 하나 이상의 가교제.

    기재된 열경화성 형상 기억 중합체의 또다른 양상은 하기를 포함한다:

    a) 다수의 열가소성 단일중합체 골격; 및

    b) 하나 이상의 가교제.

    기재된 열경화성 형상 기억 중합체의 추가의 양상은 하기를 포함한다:

    a) 열가소성 단일중합체 골격; 및

    b) 다수의 가교제.

    기재된 열경화성 형상 기억 중합체의 또다른 추가의 양상은 하기를 포함한다:

    a) 다수의 열가소성 단일중합체 골격; 및

    b) 하나 이상의 가교제.

    기재된 열경화성 형상 기억 중합체의 또다른 추가의 양상은 하기를 포함한다:

    a) 각각의 공중합체가 기타 공중합체 외에 하나 이상의 상이한 단량체를 포함하는 다수의 열가소성 공중합체 골격; 및

    b) 하나 이상의 가교제.

    기재된 열경화성 형상 기억 중합체의 또다른 추가의 양상은 하기를 포함한다:

    a) 각각의 공중합체가 기타 공중합체 외에 하나 이상의 상이한 단량체를 포함하는 다수의 열가소성 공중합체 골격; 및

    b) 다수의 가교제.

    기재된 열경화성 형상 기억 중합체의 또다른 추가의 양상은 하기를 포함한다:

    a) 각각의 공중합체가 기타 공중합체 외에 하나 이상의 상이한 단량체를 포함하는 다수의 열가소성 단일중합체 및 공중합체 골격의 일부 조합; 및

    b) 하나 이상의 가교제.

    기재된 열경화성 형상 기억 중합체의 또다른 추가의 양상은 하기를 포함한다:

    a) 각각의 공중합체가 기타 공중합체 외에 하나 이상의 상이한 단량체를 포함하는 다수의 열가소성 단일중합체 및 공중합체 골격의 일부 조합; 및

    b) 다수의 가교제.

    본 발명의 목적을 위해, 공중합체 골격은 본원에 기재된 2 개 이상의 단량체의 공중합에 의해 형성된다. 게다가, 다작용성 가교화제, 즉, "가교제" 는 본원에 기재된 열가소성 중합체와 조합되고 이어서 방사선에 의해 경화되어 열경화성 가소성 네트워크를 형성한다. 기재된 형상 기억 중합체는 상기 열경화성 가소성 네트워크를 포함한다.

    기재된 형상 기억 중합체의 하나의 양상은 약 -40 ℃ 내지 약 200 ℃ 의 유리 전이 온도, T g 를 갖는 형상 기억 중합체에 관한 것이다. 하나의 구현예에서, 기재된 형상 기억 중합체는 약 0 ℃ 내지 약 200 ℃ 의 유리 전이 온도, T g 를 갖는다. 또다른 구현예에서, 기재된 형상 기억 중합체는 약 10 ℃ 내지 약 150 ℃ 의 유리 전이 온도, T g 를 갖는다. 추가의 구현예에서, 기재된 형상 기억 중합체는 약 20 ℃ 내지 약 100 ℃ 의 유리 전이 온도, T g 를 갖는다. 좀더 추가의 구현예에서, 기재된 형상 기억 중합체는 약 50 ℃ 내지 약 200 ℃ 의 유리 전이 온도, T g 를 갖는다. 또다른 추가의 구현예에서, 기재된 형상 기억 중합체는 약 0 ℃ 내지 약 70 ℃ 의 유리 전이 온도, T g 를 갖는다. 좀더 또다른 구현예에서, 기재된 형상 기억 중합체는 약 -40 ℃ 내지 약 20 ℃ 의 유리 전이 온도, T g 를 갖는다.

    기재된 형상 기억 중합체의 하나의 양상은 약 0.01 MPa 내지 약 100 MPa 의 고무 탄성률, E r 을 갖는 중합체에 관한 것이다. 하나의 구현예에서, 기재된 중합체는 약 0.01 MPa 내지 약 15 MPa 의 고무 탄성률, E r 을 갖는다. 또다른 구현예에서, 기재된 중합체는 약 1 MPa 내지 약 10 MPa 의 고무 탄성률, E r 을 갖는다. 추가의 구현예에서, 기재된 중합체는 약 1 MPa 내지 약 5 MPa 의 고무 탄성률, E r 을 갖는다. 또다른 추가의 구현예에서, 기재된 중합체는 약 1 MPa 내지 약 3 MPa 의 고무 탄성률, E r 을 갖는다. 좀더 추가의 구현예에서, 기재된 중합체는 약 0.01 MPa 내지 약 10 MPa 의 고무 탄성률, E r 을 갖는다. 좀더 또다른 구현예에서, 기재된 중합체는 약 0.01 MPa 내지 약 5 MPa 의 고무 탄성률, E r 을 갖는다. 좀더 또다른 추가의 구현예, 기재된 중합체는 약 0.01 MPa 내지 약 3 MPa 의 고무 탄성률, E r 을 갖는다. 그러나 기재된 중합체는 약 0.01 MPa 내지 약 100 MPa, 예를 들어, 1.0 MPa, 1.1 MPa, 1.2 MPa, 1.3 MPa, 1.4 MPa, 1.5 MPa, 1.6 MPa, 1.7 MPa, 1.8 MPa, 1.9 MPa, 2.0 MPa, 2.1 MPa, 2.2 MPa, 2.3 MPa, 2.4 MPa, 2.5 MPa, 2.6 MPa, 2.7 MPa, 2.8 MPa, 2.9 MPa, 및 3.0 MPa 의 임의의 값을 가질 수 있다.

    기재된 형상 기억 중합체는 0 초과의 겔 분율을 갖는다. 하나의 구현예에서 기재된 형상 기억 중합체는 약 50% 초과의 겔 분율을 갖는다. 또다른 구현예에서, 기재된 형상 기억 중합체는 약 60% 초과의 겔 분율을 갖는다. 추가의 구현예에서, 기재된 형상 기억 중합체는 약 70% 초과의 겔 분율을 갖는다. 좀더 추가의 구현예에서, 기재된 형상 기억 중합체는 약 80% 초과의 겔 분율을 갖는다. 또다른 추가의 구현예에서, 기재된 형상 기억 중합체는 약 90% 초과의 겔 분율을 갖는다. 좀더 추가의 구현예에서, 기재된 형상 기억 중합체는 약 95% 초과의 겔 분율을 갖는다. 좀더 추가의 구현예에서, 기재된 형상 기억 중합체는 약 98% 초과의 겔 분율을 갖는다.

    기재된 형상 기억 중합체는 약 20,000 달톤 초과의 평균 분자량을 갖는다. 하나의 구현예에서, 기재된 형상 기억 중합체의 평균 분자량은 약 40,000 달톤 내지 약 65,000 달톤이다. 또다른 구현예에서, 기재된 형상 기억 중합체의 평균 분자량은 약 40,000 달톤 내지 약 50,000 달톤이다. 또다른 구현예에서, 기재된 형상 기억 중합체의 평균 분자량은 약 200,000 달톤 내지 약 5,000,000 달톤이다. 또다른 구현예에서, 기재된 형상 기억 중합체의 평균 분자량은 4,000,000 달톤 초과이다. 추가의 구현예에서, 기재된 형상 기억 중합체의 평균 분자량은 약 100,000 달톤 내지 약 1,000,000 달톤이다. 좀더 추가의 구현예에서, 기재된 형상 기억 중합체의 평균 분자량은 약 400,000 달톤 내지 약 750,000 달톤이다.

    폴리아크릴레이트 , 폴리아크릴아미드 폴리아크릴레이트 / 폴리아크릴아미드 중합체 골격

    기재된 형상 기억 중합체의 하나의 카테고리는 하기 단량체 중 2 이상을 포함하는 골격을 갖는 중합체에 관한 것이다:

    i) 하기 화학식을 갖는 아크릴레이트:

    ; 및/또는

    ii) 하기 화학식을 갖는 아크릴아미드:

    (식 중, R, R 1 및 R 2 는 각각 독립적으로 하기로부터 선택되고:

    i) 수소;

    ii) C 1 -C 20 선형 알킬; 예를 들어, 메틸 (C 1 ), 에틸 (C 2 ), n-프로필 (C 3 ), n-부틸 (C 4 ), n-펜틸 (C 5 ), n-헥실 (C 6 ), n-헵틸 (C 7 ), n-옥틸 (C 8 ), n-노닐 (C 9 ), n-데실 (C 10 ), 등;

    iii) C 3 -C 20 분지형 알킬; 예를 들어, 이소-프로필 (C 3 ), sec-부틸 (C 4 ), 이소-부틸 (C 4 ), tert-부틸 (C 4 ), 등;

    iv) C 3 -C 20 시클릭 알킬; 예를 들어, 시클로프로필 (C 3 ), 시클로부틸 (C 4 ), 시클로펜틸 (C 5 ), 시클로헥실 (C 6 ), 시클로헵틸 (C 7 ), 등;

    v) C 5 -C 20 비시클릭 알킬; 예를 들어, 1-메틸비시클로[2.2.1]헵탄-2-일 아크릴레이트, 7,7-디메틸비시클로[2.2.1]헵탄-2-일 아크릴레이트, 1,7,7-트리메틸비시클로[2.2.1]헵탄-2-일 아크릴레이트, 1,3,3-트리메틸비시클로[2.2.1]헵탄-2-일 아크릴레이트, 2,6,6-트리메틸비시클로[3.1.1]헵탄-2-일 아크릴레이트, 등;

    vi) C 5 -C 20 융합 고리 알킬; 옥타히드로펜탈렌, 옥타히드로-1H-인덴, 데카히드로나프탈렌 (데칼린), 등;

    vii) C 1 -C 20 헤테로시클릭; 디아지리닐 (C 1 ), 아지리디닐 (C 2 ), 우라졸릴 (C 2 ), 아제티디닐 (C 3 ), 피라졸리디닐 (C 3 ), 이미다졸리디닐 (C 3 ), 옥사졸리디닐 (C 3 ), 이속사졸리닐 (C 3 ), 티아졸리디닐 (C 3 ), 이소티아졸리닐 (C 3 ), 옥사티아졸리디노닐 (C 3 ), 옥사졸리디노닐 (C 3 ), 히단토이닐 (C 3 ), 테트라히드로푸라닐 (C 4 ), 피롤리디닐 (C 4 ), 모르폴리닐 (C 4 ), 피페라지닐 (C 4 ), 피페리디닐 (C 4 ), 디히드로피라닐 (C 5 ), 테트라히드로피라닐 (C 5 ), 피페리딘-2-오닐 (발레로락탐) (C 5 ), 2,3,4,5-테트라히드로-1H-아제피닐 (C 6 ), 2,3-디히드로-1H-인돌 (C 8 ), 1,2,3,4-테트라히드로-퀴놀린 (C 9 ), 등;

    viii) C 1 -C 20 헤테로아릴; 예를 들어, 1,2,3,4-테트라졸릴 (C 1 ), [1,2,3]트리아졸릴 (C 2 ), [1,2,4]트리아졸릴 (C 2 ), 트리아지닐 (C 3 ), 티아졸릴 (C 3 ), 1H-이미다졸릴 (C 3 ), 옥사졸릴 (C 3 ), 이속사졸릴 (C 3 ), 이소티아졸릴 (C 3 ), 푸라닐 (C 4 ), 티오페네일 (C 4 ), 피리미디닐 (C 4 ), 피리디닐 (C 5 ), 등;

    ix) C 4 -C 20 헤테로비시클릭; 5-아자비시클로[2.1.1]헥사닐, 7-옥사비시클로[2.2.1]-헵타닐, 7-아자비시클로[2.2.1]헵타닐, 2-아자비시클로[2.2.2]옥타닐, 등;

    x) C 6 또는 C 10 아릴; 또는

    xi) C 7 -C 20 알킬렌아릴; 예를 들어, 벤질, 2-페닐에틸, 등; 또는

    R 1 및 R 2 는 함께 하기를 형성할 수 있음:

    i) R 1 및 R 2 가 결합된 질소 원자 외에 3 내지 20 개의 원자 및 임의로 1 내지 3 개의 헤테로원자를 갖는 치환 또는 미치환 고리;

    ii) R 1 및 R 2 가 결합된 질소 원자 외에 총 3 내지 20 개의 원자를 갖는 2 내지 4 개의 고리를 갖는 융합 고리계; 또는

    iii) R 1 및 R 2 가 결합된 질소 원자 외에 총 4 내지 20 개의 원자를 갖는 비시클릭 고리계).

    R, R 1 및 R 2 상의 또는 R 1 및 R 2 에 의해 형성된 고리 상의 수소 원자에 대한 치환기는 독립적으로 하기로부터 선택된다:

    i) C 1 -C 12 선형, C 3 -C 12 분지형, 또는 C 3 -C 12 시클릭 알킬, 알케닐, 및 알키닐;

    ii) 치환 또는 미치환 C 6 또는 C 10 아릴;

    iii) 치환 또는 미치환 C 6 또는 C 10 알킬렌아릴;

    iv) 치환 또는 미치환 C 1 -C 9 헤테로시클릭 고리;

    v) 치환 또는 미치환 C 1 -C 9 헤테로아릴 고리;

    vi) -(CR 102a R 102b ) a OR 101 ;

    vii) -(CR 102a R 102b ) a C(O)R 101 ;

    viii) -(CR 102a R 102b ) a C(O)OR 101 ;

    ix) -(CR 102a R 102b ) a C(O)N(R 101 ) 2 ;

    x) -(CR 102a R 102b ) a N(R 101 ) 2 ;

    xi) 할로겐;

    xii) -(CR 102a R 102b ) a CN;

    xiii) -(CR 102a R 102b ) a NO 2 ;

    xiv) -CH j X k ; (식 중, X 는 할로겐이고, 지수 j 는 0 내지 2 의 정수이고, j + k = 3 임);

    xv) -(CR 102a R 102b ) a SR 101 ;

    xvi) -(CR 102a R 102b ) a SO 2 R 101 ; 또는

    xvii) -(CR 102a R 102b ) a SO 3 R 101 ;

    (식 중, 각각의 R 101 은 독립적으로 수소, 치환 또는 미치환 C 1 -C 6 선형, C 3 -C 6 분지형, 또는 C 3 -C 6 시클릭 알킬, 페닐, 벤질, 헤테로시클릭, 또는 헤테로아릴이고; 또는 2 개의 R 101 단위체는 함께 3 ~ 7 개의 원자를 포함하는 고리를 형성할 수 있고; R 102a 및 R 102b 는 각각 독립적으로 수소 또는 C 1 -C 4 선형 또는 C 3 -C 4 분지형 알킬이고; 지수 "a" 는 0 내지 4 임).

    기재된 형상 기억 중합체의 하나의 구현예에서, 골격은 하나 이상의 아크릴레이트를 포함한다 (식 중, 각각의 R 단위체는 독립적으로 하기로부터 선택됨:

    i) 치환 또는 미치환 C 1 -C 6 선형 알킬;

    ii) 치환 또는 미치환 C 3 -C 6 분지형 알킬;

    iii) 치환 또는 미치환 C 3 -C 6 시클릭 알킬;

    iv) 치환 또는 미치환 C 6 -C 20 비시클릭 알킬;

    v) 치환 또는 미치환 C 6 또는 C 10 아릴;

    vi) 치환 또는 미치환 C 7 -C 20 알킬렌아릴; 또는

    vii) 치환 또는 미치환 C 1 -C 20 헤테로시클릭).

    본 구현예의 R 단위체는 독립적으로 하기로부터 선택되는 하나 이상의 단위체로 치환될 수 있다:

    i) C 1 -C 6 선형 알킬;

    ii) C 3 -C 6 분지형 알킬;

    iii) C 3 -C 6 시클릭 알킬;

    iv) 할로겐; 또는

    v) -C(O)OH.

    본 구현예의 하나의 반복에서, 중합체 골격은 메틸 아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, n-프로필 아크릴레이트, 이소-프로필 아크릴레이트, 시클로프로필 아크릴레이트, n-부틸 아크릴레이트, 이소-부틸 아크릴레이트, sec-부틸 아크릴레이트, tert-부틸 아크릴레이트, 시클로부틸 아크릴레이트, n-펜틸 아크릴레이트, 시클로펜틸 아크릴레이트, n-헥실 아크릴레이트, 시클로헥실 아크릴레이트, 또는 4-tert-부틸시클로헥실 아크릴레이트로부터 선택되는 하나 이상의 단량체를 포함한다.

    본 구현예의 또다른 반복에서, 중합체 골격은 비시클로[1.1.1]펜탄-1-일 아크릴레이트, 비시클로[1.1.1]펜탄-2-일 아크릴레이트, 비시클로[2.1.1]헥산-1-일 아크릴레이트, 비시클로[2.1.1]헥산-2-일 아크릴레이트, 비시클로[2.1.1]헥산-6-일 아크릴레이트, 비시클로[2.2.1]헵탄-1-일 아크릴레이트, 비시클로[2.2.1]헵탄-2-일 아크릴레이트, 1-메틸비시클로[2.2.1]헵탄-2-일 아크릴레이트, 7,7-디메틸비시클로[2.2.1]헵탄-2-일 아크릴레이트, 1,7,7-트리메틸비시클로[2.2.1]헵탄-2-일 아크릴레이트, 1,3,3-트리메틸비시클로[2.2.1]-헵탄-2-일 아크릴레이트, 또는 2,6,6-트리메틸비시클로-[3.1.1]헵탄-2-일 아크릴레이트로부터 선택되는 하나 이상의 단량체를 포함한다.

    본 구현예의 추가의 반복에서, 중합체 골격은 페닐 아크릴레이트, 2-클로로페닐 아크릴레이트, 3-클로로페닐 아크릴레이트, 4-클로로페닐 아크릴레이트, 2-메틸페닐 아크릴레이트, 3-메틸페닐 아크릴레이트, 4-메틸페닐 아크릴레이트, 벤질 아크릴레이트, 2-클로로벤질 아크릴레이트, 3-클로로벤질 아크릴레이트, 4-클로로벤질 아크릴레이트, 2-메틸벤질 아크릴레이트, 3-메틸벤질 아크릴레이트, 또는 4-메틸벤질 아크릴레이트로부터 선택되는 하나 이상의 단량체를 포함한다.

    기재된 형상 기억 중합체의 또다른 구현예에서, 골격은 각각의 R 1 및 R 2 단위체가 독립적으로 하기로부터 선택되는 하나 이상의 아크릴아미드를 포함한다:

    i) 치환 또는 미치환 C 1 -C 6 선형 알킬;

    ii) 치환 또는 미치환 C 3 -C 6 분지형 알킬;

    iii) 치환 또는 미치환 C 3 -C 6 시클릭 알킬;

    iv) 치환 또는 미치환 C 6 -C 20 비시클릭 알킬;

    v) 치환 또는 미치환 C 6 또는 C 10 아릴;

    vi) 치환 또는 미치환 C 7 -C 20 알킬렌아릴; 또는

    vii) 치환 또는 미치환 C 1 -C 20 헤테로시클릭.

    본 구현예의 하나의 반복에서, 중합체 골격은 아크릴아미드, N-메틸아크릴아미드, N,N-디메틸아크릴아미드, N-에틸아크릴아미드, N,N-디에틸아크릴아미드, N-메틸-N-에틸아크릴아미드, N-이소프로필아크릴아미드, N,N-디이소프로필아크릴아미드, N-시클로프로필아크릴아미드, N,N-디시클로프로필아크릴아미드, N-아크릴로일아지리딘 (1-(아지리딘-1-일)프로프-2-엔-1-온), N-아크릴로일아제티딘 (1-(아제티딘-1-일)프로프-2-엔-1-온), N-아크릴로일피롤리딘 (1-(피롤리딘-1-일)프로프-2-엔-1-온), 4-아크릴로일모르폴린 (1-모르폴리노프로프-2-엔-1-온), N-아크릴로일피페리딘 (1-(피페리딘-1-일)프로프-2-엔-1-온), 또는 N-아크릴로일피페라진 (1-(피페라진-1-일)프로프-2-엔-1-온) 으로부터 선택되는 하나 이상의 단량체를 포함한다.

    기재된 형상 기억 중합체의 상기 카테고리의 또다른 양상에서, 골격은 하기를 포함한다:

    i) 약 1 중량% 내지 약 30 중량% 의 첫번째 단량체; 및

    ii) 약 70 중량% 내지 약 99 중량% 의 두번째 단량체.

    본 양상의 하나의 구현예에서, 골격은 하기를 포함한다:

    i) 약 1 중량% 내지 약 30 중량% 의 부틸 아크릴레이트; 및

    ii) 약 70 중량% 내지 약 99 중량% 의 메틸 아크릴레이트.

    본 구현예의 하나의 반복은 약 10 중량% 내지 약 30 중량% 의 부틸 아크릴레이트를 포함하는 골격을 포함한다. 또다른 반복에서, 중합체 골격은 약 15 중량% 내지 약 25 중량% 의 부틸 아크릴레이트를 포함한다. 추가의 반복에서, 중합체 골격은 약 20 중량% 의 부틸 아크릴레이트를 포함한다.

    본 구현예의 또다른 반복은 약 80 중량% 의 메틸 아크릴레이트를 포함하는 골격을 포함한다. 또다른 반복에서, 중합체 골격은 약 75 중량% 내지 약 85 중량% 의 메틸 아크릴레이트를 포함한다.

    기재된 형상 기억 중합체의 추가의 양상에서, 골격은 하기를 포함한다:

    i) 약 0.1 중량% 내지 약 99 중량% 의 첫번째 단량체;

    ii) 약 0.1 중량% 내지 약 99 중량% 의 두번째 단량체; 및

    iii) 약 0.1 중량% 내지 약 99 중량% 의 세번째 단량체.

    기재된 형상 기억 중합체의 또다른 추가의 양상은 하기를 포함하는 중합체에 관한 것으로서:

    a) 폴리(메틸 아크릴레이트) 열가소성 골격; 및

    b) 본원에 기재된 하나 이상의 가교제;

    수득된 형상 기억 중합체의 유리 전이 온도, T g 는 약 -40 ℃ 내지 약 200 ℃ 이고, 고무 탄성률, E r 은 약 0.01 MPa 내지 약 100 MPa 이고, 겔 분율은 0 초과이다.

    폴리우레탄 골격

    기재된 형상 기억 중합체의 또다른 카테고리는 하기 단량체를 포함하는 골격을 갖는 중합체에 관한 것이다:

    i) 하기 화학식을 갖는 하나 이상의 디이소시아네이트:

    ; 및

    ii) 하기 화학식을 갖는 하나 이상의 디올:

    ;

    식 중, W 는 하기로부터 선택된다:

    i) 치환 또는 미치환 C 1 -C 20 선형 알킬렌, C 3 -C 20 분지형 알킬렌, 또는 C 3 -C 20 시클릭 알킬렌; 예를 들어, 메틸렌 (C 1 ), 에틸렌 (C 2 ), n-프로필렌 (C 3 ), n-부틸렌 (C 4 ), n-펜틸렌 (C 5 ), n-헥실렌 (C 6 ), n-헵틸렌 (C 7 ), 3-메틸헥실렌 (C 7 ), n-옥틸렌 (C 8 ), n-노닐렌 (C 9 ), n-데실렌 (C 10 ), 등;

    ii) 치환 또는 미치환 C 2 -C 20 선형 알케닐렌, C 3 -C 20 분지형 알케닐렌, 또는 C 5 -C 20 시클릭 알케닐렌; 예를 들어, (E)-헵트-3-에닐렌 및 (Z)-옥트-2-에닐렌;

    iii) 치환 또는 미치환 C 2 -C 20 선형 알키닐렌 또는 C 3 -C 20 분지형 알키닐렌;

    iv) 치환 또는 미치환 아릴렌; 예를 들어, 1,3-페닐렌, 1,4-페닐렌, 1,5-나프틸렌;

    v) 치환 또는 미치환 알킬렌아릴렌; 예를 들어, 하기 화학식을 갖는 (C 7 ) 단위체:

    ;

    vi) 치환 또는 미치환 알킬렌아릴알킬렌; 예를 들어, 하기 화학식을 갖는 (C 8 ) 단위체:

    ;

    vii) 치환 또는 미치환 헤테로사이클렌; 예를 들어 하기 화학식을 갖는 단위체:

    ; 및

    viii) 치환 또는 미치환 헤테로아릴렌; 예를 들어 하기 화학식을 갖는 단위체:

    .

    W 단위체 상의 수소 원자에 대한 치환기는 독립적으로 하기로부터 선택된다:

    i) C 1 -C 12 선형, C 3 -C 12 분지형, 또는 C 3 -C 12 시클릭 알킬, 알케닐, 및 알키닐;

    ii) 치환 또는 미치환 C 6 또는 C 10 아릴;

    iii) 치환 또는 미치환 C 6 또는 C 10 알킬렌아릴;

    iv) 치환 또는 미치환 C 1 -C 9 헤테로시클릭 고리;

    v) 치환 또는 미치환 C 1 -C 9 헤테로아릴 고리;

    vi) -(CR 112a R 112b ) b OR 111 ;

    vii) -(CR 112a R 112b ) b C(O)R 111 ;

    viii) -(CR 112a R 112b ) b C(O)OR 111 ;

    ix) -(CR 112a R 112b ) b C(O)N(R 111 ) 2 ;

    x) -(CR 112a R 112b ) b N(R 111 ) 2 ;

    xi) 할로겐;

    xii) -(CR 112a R 112b ) b CN;

    xiii) -(CR 112a R 112b ) b NO 2 ;

    xiv) -CH j X k (식 중, X 는 할로겐이고, 지수 j 는 0 내지 2 의 정수이고, j + k = 3 임);

    xv) -(CR 112a R 112b ) b SR 111 ;

    xvi) -(CR 112a R 112b ) b SO 2 R 111 ; 또는

    xvii) -(CR 112a R 112b ) b SO 3 R 111 ;

    (식 중, 각각의 R 111 은 독립적으로 수소, 치환 또는 미치환 C 1 -C 6 선형, C 3 -C 6 분지형, 또는 C 3 -C 6 시클릭 알킬, 페닐, 벤질, 헤테로시클릭, 또는 헤테로아릴이고; 또는 2 개의 R 111 단위체는 함께 3 ~ 7 개의 원자를 포함하는 고리를 형성할 수 있고; R 112a 및 R 112b 는 각각 독립적으로 수소 또는 C 1 -C 4 선형 또는 C 3 -C 4 분지형 알킬이고; 지수 "b" 는 0 내지 4 임).

    D 단위체는 하기로부터 선택된다:

    i) 치환 또는 미치환 C 1 -C 20 선형 알킬렌, C 3 -C 20 분지형 알킬렌, 또는 C 3 -C 20 시클릭 알킬렌; 예를 들어, 메틸렌 (C 1 ), 에틸렌 (C 2 ), n-프로필렌 (C 3 ), n-부틸렌 (C 4 ), n-펜틸렌 (C 5 ), n-헥실렌 (C 6 ), n-헵틸렌 (C 7 ), 3-메틸헥실렌 (C 7 ), n-옥틸렌 (C 8 ), n-노닐렌 (C 9 ), n-데실렌 (C 10 ), 등;

    ii) 치환 또는 미치환 C 2 -C 20 선형 알케닐렌, C 3 -C 20 분지형 알케닐렌, 또는 C 5 -C 20 시클릭 알케닐렌; 예를 들어, (E)-헵트-3-에닐렌 및 (Z)-옥트-2-에닐렌;

    iii) 치환 또는 미치환 C 2 -C 20 선형 알키닐렌 또는 C 3 -C 20 분지형 알키닐렌;

    iv) 치환 또는 미치환 폴리옥시알킬렌 단위체;

    v) 치환 또는 미치환 아릴렌; 예를 들어, 1,3-페닐렌, 1,4-페닐렌, 1,5-나프틸렌:

    vi) 치환 또는 미치환 알킬렌아릴렌; 예를 들어, 하기 화학식을 갖는 (C 7 ) 단위체:

    ;

    vii) 치환 또는 미치환 알킬렌아릴알킬렌; 예를 들어, 하기 화학식을 갖는 (C 8 ) 단위체:

    ;

    viii) 치환 또는 미치환 헤테로사이클렌; 예를 들어 하기 화학식을 갖는 단위체:

    ; 및

    ix) 치환 또는 미치환 헤테로아릴렌; 예를 들어 하기 화학식을 갖는 단위체:

    .

    D 단위체 상의 수소 원자에 대한 치환기는 독립적으로 하기로부터 선택된다:

    i) C 1 -C 12 선형, C 3 -C 12 분지형, 또는 C 3 -C 12 시클릭 알킬, 알케닐, 및 알키닐;

    ii) 치환 또는 미치환 C 6 또는 C 10 아릴;

    iii) 치환 또는 미치환 C 6 또는 C 10 알킬렌아릴;

    iv) 치환 또는 미치환 C 1 -C 9 헤테로시클릭 고리;

    v) 치환 또는 미치환 C 1 -C 9 헤테로아릴 고리;

    vi) -(CR 122a R 122b ) c OR 121 ;

    vii) -(CR 122a R 122b ) c C(O)R 121 ;

    viii) -(CR 122a R 122b ) c C(O)OR 121 ;

    ix) -(CR 122a R 122b ) c C(O)N(R 121 ) 2 ;

    x) -(CR 122a R 122b ) c N(R 121 ) 2 ;

    xi) 할로겐;

    xii) -(CR 122a R 122b ) c CN;

    xiii) -(CR 122a R 122b ) c NO 2 ;

    xiv) -CH j X k (식 중, X 는 할로겐이고, 지수 j 는 0 내지 2 의 정수이고, j + k = 3 임);

    xv) -(CR 122a R 122b ) c SR 121 ;

    xvi) -(CR 122a R 122b ) c SO 2 R 121 ; 또는

    xvii) -(CR 122a R 122b ) c SO 3 R 121 ;

    (식 중, 각각의 R 121 은 독립적으로 수소, 치환 또는 미치환 C 1 -C 6 선형, C 3 -C 6 분지형, 또는 C 3 -C 6 시클릭 알킬, 페닐, 벤질, 헤테로시클릭, 또는 헤테로아릴이고; 또는 2 개의 R 121 단위체는 함께 3 ~ 7 개의 원자를 포함하는 고리를 형성할 수 있고; R 122a 및 R 122b 는 각각 독립적으로 수소 또는 C 1 -C 4 선형 또는 C 3 -C 4 분지형 알킬이고; 지수 "c" 는 0 내지 4 임).

    디이소시아네이트

    기재된 디이소시아네이트의 하나의 양상은 하기 화학식을 갖는, 아릴렌 단위체를 포함하는 W 단위체에 관한 것이다:

    및 이의 혼합물;

    (식 중, 지수 j 는 1 내지 10 임).

    비-제한적인 예에는 하기가 포함된다:

    .

    본 양상의 구현예에는 하기 화학식을 갖는 아릴 디이소시아네이트가 포함된다:

    (식 중, B 는 1,2-치환, 1,3-치환, 또는 1,4-치환 아릴 단위체, 예를 들어, 하기 화학식을 갖는 1,4-치환 화합물이고:

    식 중, 각각의 R d 는 독립적으로 수소 또는 메틸이고, R e 는 본원에 정의된 바와 같은 수소에 대한 1 내지 4 개의 치환기를 나타냄). 본 구현예의 디이소시아네이트의 비-제한적인 예에는 메타-테트라메틸자일렌 디이소시아네이트, 2,4-디이소시아네이토톨루엔, 2,5-디이소시아네이토톨루엔, 3,5-디이소시아네이토톨루엔, 등이 포함된다.

    디이소시아네이트의 또다른 양상은 아릴렌 및 알킬렌아릴렌 단위체를 포함하는 W 단위체, 예를 들어, 하기 화학식을 갖는 W 단위체에 관한 것이다:

    (식 중, 지수 h 는 1 내지 10 이고; 지수 j 및 k 는 각각 독립적으로 1 내지 10 임). 하기는 본 양상의 비-제한적인 예이다:

    .

    기재된 디이소시아네이트의 추가의 양상은 C 1 -C 20 선형 알킬렌 또는 C 3 -C 20 분지형 알킬렌 단위체 (비제한적인 예는 하기 화학식을 가짐) 를 포함하는 W 단위체에 관한 것이다:

    i) -CH 2 -; (메틸렌)

    ii) -CH 2 CH 2 -; (에틸렌)

    iii) -CH 2 CH 2 CH 2 -; (프로필렌)

    iv) -CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 -; (부틸릴렌)

    v) -CH 2 CH(CH 3 )-; 및 (이소프로필렌)

    vi) -CH 2 CH(CH 3 )CH 2 -; (2-메틸프로필렌).

    기재된 디이소시아네이트의 또다른 추가의 양상은 C 2 -C 20 선형 알케닐렌 단위체 (비제한적인 예는 하기 화학식을 가짐) 를 포함하는 W 단위체에 관한 것이다:

    i) -CH=CH-; (에테닐렌)

    ii) -CH=CHCH 2 -; 및 (프로프-1-에닐렌)

    iii) -CH 2 CH=CHCH 2 - (부트-2-에닐렌).

    기재된 디이소시아네이트의 또다른 추가의 양상은 하기 화학식을 갖는 C 3 -C 20 시클릭 알케닐렌 단위체를 포함하는 W 단위체에 관한 것이다:

    (식 중, A 는 3 내지 7 개의 탄소 원자를 갖는 시클로알킬 고리이고; 지수 h 는 1 내지 10 이고; 지수 j 및 k 는 각각 독립적으로 1 내지 10 임). 본 양상의 제 1 구현예는 하기 화학식을 갖는 W 단위체에 관한 것이다:

    (식 중, A 는 C 3 -C 6 시클로알킬렌이고, 지수 j 는 1 또는 2 임). 본 구현예의 비-제한적인 예는 하기 화학식을 갖는다:

    .

    또다른 구현예는 하기 화학식을 갖는 W 단위체에 관한 것이다:

    (식 중, A 는 시클로헥실 고리임). 비-제한적인 예는 하기 화학식을 갖는다:

    .

    본 양상의 추가의 구현예는 하기 화학식을 갖는 W 단위체에 관한 것이다:

    (식 중, A 는 C 3 -C 6 치환 시클로알킬렌이고, 지수 j 는 1 또는 2 임). 본 구현예의 비-제한적인 예에는 하기 화학식을 갖는 이소포론 디이소시아네이트가 포함된다:

    .

    디올

    기재된 디올의 하나의 양상은 C 1 -C 20 선형 알킬렌 단위체 (비제한적인 예는 하기 화학식을 가짐) 를 포함하는 D 단위체에 관한 것이다:

    i) -CH 2 -; (메틸렌)

    ii) -CH 2 CH 2 -; (에틸렌)

    iii) -CH 2 CH 2 CH 2 -; (프로필렌)

    iv) -CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 -; (부틸릴렌)

    v) -CH 2 CH(CH 3 )-; 및 (이소프로필렌)

    vi) -CH 2 CH(CH 3 )CH 2 -; (2-메틸프로필렌).

    기재된 디올의 또다른 양상은 하기 화학식을 갖는 폴리옥시에틸렌 단위체를 포함하는 D 단위체에 관한 것이다:

    -(CH 2 CH 2 O) s CH 2 CH 2 -

    (식 중, 지수 s 는 1 내지 200 임).

    기재된 디올의 추가의 양상은 하기 화학식을 갖는 폴리옥시프로필렌 단위체를 포함하는 D 단위체에 관한 것이다:

    -(CH 2 CH 2 CH 2 O) s CH 2 CH 2 CH 2 - 또는 -(CH 2 CH(CH 3 )O) s CH 2 CH(CH 3 )-

    (식 중, 지수 s 는 1 내지 200 임).

    기재된 디올의 또다른 추가의 양상은 하기 화학식을 갖는 폴리옥시에틸렌 및 폴리옥시프로필렌의 혼합물을 포함하는 D 단위체에 관한 것이다:

    -(CH 2 CH 2 O) p (CH 2 CH 2 CH 2 O) q (CH 2 CH 2 O) r CH 2 CH 2 -

    (식 중, 지수 p, q 및 r 은 각각 독립적으로 1 내지 100 임).

    기재된 디이소시아네이트의 또다른 추가의 양상은 C 2 -C 20 선형 알케닐렌 단위체, 하기 화학식을 갖는 비-제한적인 예를 포함하는 D 단위체에 관한 것이다:

    i) -CH=CH-; (에테닐렌)

    ii) -CH=CHCH 2 -; 및 (프로프-1-에닐렌)

    iii) -CH 2 CH=CHCH 2 - (부트-2-에닐렌).

    기재된 디올의 또다른 추가의 양상은 하기 화학식을 갖는 C 3 -C 20 시클릭 알케닐렌 단위체를 포함하는 D 단위체에 관한 것이다:

    (식 중, A 는 3 내지 7 개의 탄소 원자를 갖는 시클로알킬 고리이고; 지수 h 는 1 내지 10 이고; 지수 j 및 k 는 각각 독립적으로 1 내지 10 임). 본 양상의 제 1 구현예는 하기 화학식을 갖는 D 단위체에 관한 것이다:

    (식 중, A 는 C 3 -C 6 시클로알킬렌이고, 지수 j 는 1 또는 2 임). 본 구현예의 비-제한적인 예는 하기 화학식을 갖는다:

    .

    또다른 구현예는 하기 화학식을 갖는 D 단위체에 관한 것이다:

    (식 중, A 는 시클로헥실 고리임). 비-제한적인 예는 하기 화학식을 갖는다:

    .

    기재된 중합체의 추가의 양상은 하나 이상의 에스테르 형성 단량체를 포함하는 골격을 갖는 열가소성 중합체에 관한 것이다. 본 양상에 따른 적합한 열가소성 중합체의 예에는 L-락티드, D-락티드, 및 D,L-락티드, 또는 이의 혼합물, 글리콜 (폴리글리콜리드, PGA), 아디프산 및 카프로락톤 (폴리카프로락톤, PCL) 을 포함하나 이에 제한되지 않는 락티드의 모든 라세믹 및 입체특이적 형태를 포함하는 락트산 (폴리락티드, PLA) 의 단일중합체가 포함된다. 또한, 에스테르 포함 공중합체, 예를 들어, 폴리(L-락티드), 폴리(D-락티드), 및 폴리(DL-락티드); 및 폴리(L-락티드-코-글리콜리드), 폴리(D-락티드-코-글리콜리드), 및 폴리(DL-락티드-코-글리콜리드) 를 비롯한 폴리(락티드-코-글리콜리드); 또는 이의 공중합체, 삼원중합체, 조합, 또는 블렌드.

    하나의 구현예에서, 중합체는 중합체 내의 락티드 및 글리콜리드의 양이 달라질 수 있는 폴리(락티드-코-글리콜리드), 폴리(락티드), 또는 폴리(글리콜리드) 이다. 예를 들어, 중합체는 0 내지 100 mole %, 40 내지 100 mole %, 50 내지 100 mole %, 60 내지 100 mole %, 70 내지 100 mole %, 또는 80 내지 100 mole % 락티드 및 0 내지 100 mole %, 0 내지 60 mole %, 10 내지 40 mole %, 20 내지 40 mole %, 또는 30 내지 40 mole % 글리콜리드를 함유할 수 있으며, 이때 락티드 및 글리콜리드의 양은 100 mole % 이다. 비-제한적인 예에는 폴리(락티드), 95:5 폴리(락티드-코-글리콜리드) 85:15 폴리(락티드-코-글리콜리드), 75:25 폴리(락티드-코-글리콜리드), 65:35 폴리(락티드-코-글리콜리드), 또는 50:50 폴리(락티드-코-글리콜리드) 가 포함되며, 이때 비율은 몰 비이다.

    또다른 구현예에서, 중합체는 폴리(카프로락톤) 또는 폴리(락티드-코-카프로락톤) 일 수 있다. 하나의 반복에서, 중합체는 폴리(락티드-카프로락톤), 예를 들어, 95:5 폴리(락티드-코-카프로락톤), 85:15 폴리(락티드-코-카프로락톤), 75:25 폴리(락티드-코-카프로락톤), 65:35 폴리(락티드-코-카프로락톤), 50:50 폴리(락티드-코-카프로락톤), 40:60 폴리(락티드-코-카프로락톤), 25:75 폴리(락티드-코-카프로락톤), 10:90 폴리(락티드-코-카프로락톤), 또는 5:95 폴리(락티드-코-카프로락톤) 일 수 있고, 이때 비는 몰 비이다.

    기재된 중합체 골격을 포함할 수 있는 중합체의 추가의 비-제한적인 예에는 폴리(오르토에스테르), 폴리(포스파젠), 폴리(히드록시부티레이트) 또는 폴리(히드록시부티레이트) 를 함유하는 공중합체, 폴리(락티드-코-카프로락톤), 폴리카보네이트, 폴리에스테르아미드, 폴리무수물, 폴리(디옥사논), 폴리(알킬렌 알킬레이트), 폴리에틸렌 글리콜과 폴리오르토에스테르의 공중합체, 생분해성 폴리우레탄, 폴리(아미노산), 폴리아미드, 폴리에스테르아미드, 폴리에테르에스테르, 폴리아세탈, 폴리시아노아크릴레이트, 폴리(옥시에틸렌)/폴리(옥시프로필렌) 공중합체, 폴리아세탈, 폴리케탈, 폴리포스포에스테르, 폴리히드록시발레레이트 또는 폴리히드록시발레레이트를 함유하는 공중합체, 폴리알킬렌 옥살레이트, 폴리알킬렌 숙시네이트, 폴리(말레산), 및 이의 공중합체, 삼원중합체, 조합 또는 블렌드가 포함된다.

    가교제

    기재된 형상 기억 중합체는 하나 이상의 가교제를 포함한다. 일반적으로, 가교제는 하기 화학식을 갖는다:

    (식 중, X 는 1 내지 5000 개의 탄소 원자를 갖는 단위체이고, R 3 은 1 내지 20 개의 탄소 원자를 갖는 단위체이고, n 은 2 내지 6 의 정수임).

    가교제의 하나의 카테고리는 하기 화학식을 갖는 가교제에 관한 것이다:

    (식 중, Y 는 하기 화학식을 갖는 연결 단위체로서:

    -[Q] y [[C(R 4a R 4b )] x [Q 1 ] y1 ] m [C(R 5a R 5b )] w [Q 2 ] y2 -

    각각의 Q, Q 1 및 Q 2 는 독립적으로 하기이고:

    i) -C(O)-;

    ii) -NH-;

    iii) -C(O)NH-;

    iv) -NHC(O)-;

    v) -NHC(O)NH-;

    vi) -NHC(O)O-;

    vii) -C(O)O-;

    viii) -C(O)NHC(O)-;

    ix) -O-;

    x) -S-;

    xi) -SO 2 -;

    xii) -C(=NH)-;

    xiii) -C(=NH)NH-;

    xiv) -NHC(=NH)-; 또는

    xv) -NHC(=NH)NH-;

    R 4a , R 4b , R 5a 및 R 5b 는 각각 독립적으로 하기이고:

    i) 수소;

    ii) 히드록시;

    iii) 할로겐; 또는

    iv) 치환 또는 미치환 C 1 -C 6 선형 또는 C 3 -C 6 분지형 알킬; 또는

    지수 w 및 x 는 각각 독립적으로 0 내지 500 이고; 지수 y, y 1 및 y 2 는 각각 독립적으로 0 또는 1 이고; 지수 m 은 0 내지 500 임).

    본 양상의 일부 구현예에서, 지수 m 은 부-지수의 값의 합이고, 예를 들어, m 은 m 1 + m 2 + m 3 이다.

    본 카테고리의 하나의 양상은 중합체 골격 내에 가교제를 도입하여 2 개의 선형 골격 사슬을 가교시킴으로써 네트워크를 형성할 수 있는 2 개의 반응성 잔기, 즉, 2 개의 아크릴레이트 잔기를 갖는 가교제에 관한 것으로, 상기 가교제는 하기 화학식을 갖는다:

    (식 중, 지수 m 은 1 내지 150 임).

    본 양상의 비-제한적인 예에는 하기 화학식을 갖는 에탄-1,2-디일 디아크릴레이트가 포함된다:

    (식 중, 지수 m 은 1 임). 또다른 예에는 하기 화학식을 갖는, PEG 258 및 2 당량의 아크릴산으로부터 형성될 수 있는 디아크릴레이트가 포함된다:

    .

    본 양상의 가교제의 추가의 비-제한적인 예에는 하기가 포함된다:

    .

    본 카테고리의 또다른 양상은 하기 화학식을 갖는 가교제에 관한 것이다:

    .

    본 양상의 하나의 구현예는 각각의 R 4b 가 수소이고, 지수 x 가 3 내지 10 이고, 지수 m 이 1 인 가교제에 관한 것이다. 본 구현예의 비-제한적인 예에는 하기가 포함된다:

    i) 프로판-1,3-디일 디아크릴레이트

    ; 및

    ii) 부탄-1,4-디일 디아크릴레이트

    .

    기타 비-제한적인 예에는 펜탄-1,5-디일 디아크릴레이트, 헥산-1,6-디일 디아크릴레이트, 헵탄-1,7-디일 디아크릴레이트, 및 옥탄-1,8-디일 디아크릴레이트가 포함된다. 본 구현예의 또다른 반복에서, 지수 m 은 2 내지 50 일 수 있다. 이와 같이, 본 구현예의 경우 m 은 1 내지 50 일 수 있다.

    본 양상의 또다른 구현예는 하기 화학식을 갖는 가교제에 관한 것이다:

    (식 중, 각각의 R 4b 는 C 1 -C 10 알킬이고, 지수 x 는 2 내지 10 이고, 지수 m 은 1 임). 본 구현예의 비-제한적인 예에는 하기가 포함된다:

    i) 프로판-1,2-디일 디아크릴레이트

    ;

    ii) 부탄-1,2-디일 디아크릴레이트

    ; 및

    iii) 부탄-1,3-디일 디아크릴레이트

    .

    다른 비-제한적인 예에는 펜탄-1,2-디일 디아크릴레이트, 헥산-1,6-디일 디아크릴레이트, 헥산-1,2-디일 디아크릴레이트, 헵탄-1,2-디일 디아크릴레이트, 및 옥탄-1,2-디일 디아크릴레이트가 포함된다.

    본 카테고리의 가교제의 또다른 양상은 하기 화학식을 갖는 작용제를 포함한다:

    (식 중, m 1 + m 2 + m 3 = m 이고, m 은 10 내지 500 임). 본 양상의 연결기는 폴록사머 및 2 당량의 아크릴산 또는 아크릴산 등가물, 예를 들어 아크릴로일 클로라이드로부터 편리하게 제조될 수 있다. 예를 들어, Poloxamer 124 는 m 1 + m 3 = 12 및 m 2 = 20 을 제공하고; Poloxamer 188 은 m 1 + m 3 = 80 및 m 2 = 27 을 제공하고; Poloxamer 237 은 m 1 + m 3 = 64 및 m 2 = 37 을 제공하고; Poloxamer 338 은 m 1 + m 3 = 141 및 m 2 = 44 를 제공하고; Poloxamer 407 은 m 1 + m 3 = 101 및 m 2 = 56 을 제공한다.

    본 카테고리의 추가의 양상은 하기 화학식을 갖는 가교제에 관한 것이다:

    (식 중, 지수 m 은 1 내지 150 임).

    본 양상의 비-제한적인 예에는 하기 화학식을 갖는 N,N'-(에탄-1,2-디일)-디아크릴아미드가 포함된다:

    (식 중, 지수 m 은 1 임). 또다른 예에는 하기 화학식을 갖는, 폴리에틸렌이민 및 2 당량의 아크릴산으로부터 형성될 수 있는 디아크릴아미드가 포함된다:

    .

    본 양상의 가교제의 추가의 비-제한적인 예에는 하기가 포함된다:

    .

    본 양상의 추가의 구현예는 하기 화학식을 갖는 가교제에 관한 것이다:

    (식 중, 각각의 R 4b 는 수소이고, 지수 x 는 3 내지 10 이고, 지수 m 은 1 임). 본 반복의 비-제한적인 예에는 하기가 포함된다:

    i) N,N'-(프로판-1,3-디일)디아크릴아미드

    ; 및

    iii) N,N'-(부탄-1,4-디일)디아크릴아미드

    .

    다른 비-제한적인 예에는 N,N'-(펜탄-1,5-디일)디아크릴아미드, N,N'-(헥산-1,2-디일)디아크릴아미드, N,N'-(헥산-1,6-디일)디아크릴아미드, N,N'-(헵탄-1,7-디일)디아크릴아미드, 및 N,N'-(옥탄-1,8-디일)디아크릴아미드가 포함된다. 본 구현예의 또다른 반복에서, 지수 m 은 2 내지 50 일 수 있다. 이와 같이, 본 구현예의 경우 m 은 1 내지 50 일 수 있다.

    본 카테고리의 또다른 추가의 양상은 하기 화학식을 갖는 가교제에 관한 것이다:

    (식 중, 각각의 R 4b 는 C 1 -C 10 알킬이고, 지수 x 는 2 내지 10 이고, 지수 m 은 1 임). 본 양상의 비-제한적인 예에는 하기가 포함된다:

    i) N,N'-(프로판-1,2-디일)디아크릴아미드

    ; 및

    ii) N,N'-(부탄-1,2-디일)디아크릴아미드

    .

    다른 비-제한적인 예에는 N,N'-(펜탄-1,2-디일)디아크릴아미드, N,N'-(펜탄-1,3-디일)디아크릴아미드, N,N'-(헥산-1,2-디일)디아크릴아미드, N,N'-(헵탄-1,2-디일)디아크릴아미드, 및 N,N'-(옥탄-1,2-디일)디아크릴아미드가 포함된다.

    가교제의 또다른 카테고리는 하기 화학식을 갖는 가교제에 관한 것이다:

    (식 중, X 는 하기 화학식을 갖는 단위이고:

    ; 또는

    지수 n 은 2, 3, 또는 4 이고;

    Q, Q 2 및 Q 3 은 각각 독립적으로 하기이고:

    i) -C(O)-;

    ii) -NH-;

    iii) -C(O)NH-;

    iv) -NHC(O)-;

    v) -NHC(O)NH-;

    vi) -NHC(O)O-;

    vii) -C(O)O-;

    viii) -C(O)NHC(O)-;

    ix) -O-;

    x) -S-;

    xi) -SO 2 -;

    xii) -C(=NH)-;

    xiii) -C(=NH)NH-;

    xiv) -NHC(=NH)-; 또는

    xv) -NHC(=NH)NH-;

    R 4a , R 4b , R 5a , R 5b , R 6a 및 R 6b 는 각각 독립적으로 하기이고:

    i) 수소;

    ii) 히드록시;

    iii) 할로겐; 또는

    iv) 치환 또는 미치환 C 1 -C 6 선형 또는 C 3 -C 6 분지형 알킬;

    지수 w, x 및 z 는 각각 독립적으로 0 내지 500 이고; 지수 m 은 각 경우 독립적으로 0 또는 500 이고; 지수 y, y 2 및 y 3 은 각각 독립적으로 0 또는 1 이고;

    R 9 는 수소 또는 C 1 -C 20 선형 알킬, C 3 -C 20 분지형 알킬 또는 C 3 -C 20 시클릭 알킬; 또는 하기 화학식을 갖는 단위체이고:

    ; 또는

    ;

    R 7a 및 R 7b 는 각각 독립적으로 수소 또는 C 1 -C 20 선형 알킬이고; 지수 t 는 0 내지 500 임).

    본 카테고리의 연결제의 하나의 양상은 하기 화학식을 갖는 작용제에 관한 것이다:

    (식 중, X 는 하기 화학식을 가짐:

    (식 중, 지수 w, x 및 z 는 각각 독립적으로 1 내지 10 임). 본 구현예의 비-제한적인 예에는 하기 화학식을 갖는 가교제가 포함된다:

    본 카테고리의 연결제의 또다른 양상은 하기 화학식을 갖는 작용제에 관한 것이다:

    (식 중, X 는 하기 화학식을 가짐:

    (식 중, 지수 w, x 및 z 는 각각 독립적으로 1 내지 10 임). 본 구현예의 비-제한적인 예에는 하기 화학식을 갖는 가교제가 포함된다:

    .

    본 카테고리의 가교제의 추가의 양상은 X 가 하기 화학식을 갖는 화합물에 관한 것이다:

    (식 중, 지수 t, w, x 및 z 는 각각 독립적으로 1 내지 10 임). 본 구현예의 비-제한적인 예에는 하기 화학식을 갖는 가교제가 포함된다:

    .

    본 카테고리의 가교제의 또다른 추가의 양상은 X 가 하기 화학식을 갖는 화합물에 관한 것이다:

    (식 중, 지수 w, x 및 z 는 각각 독립적으로 1 내지 10 임). 본 구현예의 비-제한적인 예에는 하기 화학식을 갖는 가교제가 포함된다:

    .

    본 카테고리의 가교제의 또다른 추가의 양상은 X 가 하기 화학식을 갖는 화합물에 관한 것이다:

    (식 중, 지수 t, w, x 및 z 는 각각 독립적으로 1 내지 10 임). 본 구현예의 비-제한적인 예에는 하기 화학식을 갖는 가교제가 포함된다:

    .

    상기 본원에 구체적으로 언급된 가교제 외에, 기재된 골격을 가교시켜 본원에 기재된 바와 같은 형상 기억 중합체를 제공할 수 있는 다른 화합물이 포함된다. 예를 들어, 트리스 알릴 이소시아누레이트 (1,3,5-트리알릴-1,3,5-트리아지난-2,4,6-트리온, TAIC).

    기재된 중합체는 약 1 중량% 내지 약 50 중량% 의 가교제를 포함할 수 있다. 하나의 구현예에서, 기재된 중합체는 약 1 중량% 내지 약 35 중량% 의 가교제를 포함한다. 또다른 구현예에서, 기재된 중합체는 약 5 중량% 내지 약 25 중량% 의 가교제를 포함한다. 중합체는 임의의 중량% 의 가교제 약 1 중량% 내지 약 50 중량%, 예를 들어, 1 중량%, 2 중량%, 3 중량%, 4 중량%, 5 중량%, 6 중량%, 7 중량%, 8 중량%, 9 중량%, 10 중량%, 11 중량%, 12 중량%, 13 중량%, 14 중량%, 15 중량%, 16 중량%, 17 중량%, 18 중량%, 19 중량%, 20 중량%, 21 중량%, 22 중량%, 23 중량%, 24 중량%, 25 중량%, 26 중량%, 27 중량%, 28 중량%, 29 중량%, 30 중량%, 31 중량%, 32 중량%, 33 중량%, 34 중량%, 35 중량%, 36 중량%, 37 중량%, 38 중량%, 39 중량%, 40 중량%, 41 중량%, 42 중량%, 43 중량%, 44 중량%, 45 중량%, 46 중량%, 47 중량%, 48 중량%, 49 중량%, 및 50 중량% 의 가교제를 포함할 수 있다.

    기재된 중합체의 하나의 구현예는 하기 화학식을 갖는 공중합체 골격에 관한 것이다:

    (식 중, R a 및 R b 는 상기 본원에 기재된 R 의 값으로부터 선택되고, 지수 p 및 q 는 공중합체에 포함되는 각각의 단량체의 몰 분율을 나타내는 경우, 값 p + q = 1 을 갖는다. 지수 p 및 q 는 공중합체에 포함되는 각각의 단량체의 중량% 를 나타내는 경우, 값 p + q = 100 을 갖는다). 예를 들어, 하기 화학식을 갖는 65 중량% 의 에틸 아크릴레이트 (EA):

    ; 및

    하기 화학식을 갖는 35 중량% 의 시클로펜틸 아크릴레이트 (CpA):

    를 포함하는 공중합체는 화학식 폴리[(EA) 65 (CpA) 35 ] 또는 폴리(EA-코-CpA)(65:35) 에 의해 나타낼 수 있다.

    공정

    기재된 공정은 열경화성 중합체를 포함하는 형상 기억 중합체의 제조에 관한 것이다. 기재된 공정의 하나의 양상은 임의로 형성되었던 또는 가공되었던 전-열경화성 혼련물을 형태 또는 형상으로 경화하는 것에 관한 것이며, 상기 혼련물은 하기 a) 및 b) 를 포함한다:

    a) 약 50 중량% 내지 약 99.9 중량% 의 하나 이상의 열가소성 중합체; 및

    b) 약 0.1 중량% 내지 약 50 중량% 의 하나 이상의 가교제;

    수득되는 형상 기억 중합체의 유리 전이 온도, T g 는 약 -40 ℃ 내지 약 200 ℃ 이고, 고무 탄성률, E r 은 약 0.01 MPa 내지 약 100 MPa 이고, 겔 분율은 0 초과임.

    기재된 공정의 또다른 양상은 임의로 형성되었던 또는 가공되었던 전-열경화성 혼련물을 형태 또는 형상으로 경화하는 것에 관한 것이며, 상기 혼련물은 하기 a) 및 b) 를 포함한다:

    a) 약 50 중량% 내지 약 99.9 중량% 의 폴리(메틸 아크릴레이트) 열가소성 중합체; 및

    b) 약 0.1 중량% 내지 약 50 중량% 의 하나 이상의 가교제;

    수득되는 형상 기억 중합체의 유리 전이 온도, T g 는 약 -40 ℃ 내지 약 200 ℃ 이고, 고무 탄성률, E r 은 약 0.01 MPa 내지 약 100 MPa 이고, 겔 분율은 0 초과임.

    하나의 구현예는 약 55 중량% 내지 약 99.9 중량% 의 하나 이상의 열가소성 중합체를 포함하는 전-열경화성 혼련물에 관한 것이다. 또다른 구현예는 약 60 중량% 내지 약 99.9 중량% 의 하나 이상의 열가소성 중합체를 포함하는 전-열경화성 혼련물에 관한 것이다.

    추가의 구현예는 약 70 중량% 내지 약 99.9 중량% 의 하나 이상의 열가소성 중합체를 포함하는 전-열경화성 혼련물에 관한 것이다. 또다른 추가의 구현예는 약 80 중량% 내지 약 99.9 중량% 의 하나 이상의 열가소성 중합체를 포함하는 전-열경화성 혼련물에 관한 것이다. 좀더 또다른 구현예는 약 90 중량% 내지 약 99.9 중량% 의 하나 이상의 열가소성 중합체를 포함하는 전-열경화성 혼련물에 관한 것이다. 좀더 추가의 구현예는 약 95 중량% 내지 약 99.9 중량% 의 하나 이상의 열가소성 중합체를 포함하는 전-열경화성 혼련물에 관한 것이다. 좀더 또다른 추가의 구현예는 약 90 중량% 내지 약 95 중량% 의 하나 이상의 열가소성 중합체를 포함하는 전-열경화성 혼련물에 관한 것이다. 더욱 좀더 또다른 구현예는 약 95 중량% 내지 약 99 중량% 의 하나 이상의 열가소성 중합체를 포함하는 전-열경화성 혼련물에 관한 것이다. 더욱 좀더 또다른 구현예는 약 85 중량% 내지 약 90 중량% 의 하나 이상의 열가소성 중합체를 포함하는 전-열경화성 혼련물에 관한 것이다.

    이것이 본원에 기재된 공정에 관한 것이므로, 전-열경화성 혼련물은 수득되는 중합체의 겔 분율이 0 초과가 되도록 하는, 예컨대 전자 빔, 감마, 또는 열과 같은 그러나 이에 제한되지 않는 임의의 방법에 의해 경화될 수 있다. 하나의 구현예에서, 전-열경화성 혼련물은 약 5 kiloGray (킬로그레이: kGy) 내지 약 300 kGy 까지의 임의의 선량의 전자 빔 방사선으로의 조사에 의해 경화될 수 있다. 본원에 사용되는 바와 같은 용어 kiloGray (킬로그레이: kGy) 는 흡수된 선량의 방사선에 상응하는 단위이다. 그러나 혼련물은 원하는 형상 기억 중합체 특성을 달성하기 위해 조제자에 의해 선택된 임의의 선량의 방사선, 예를 들어, 5 kGy, 6 kGy, 7 kGy, 8 kGy, 9 kGy, 10 kGy, 11 kGy, 12 kGy, 13 kGy, 14 kGy, 15 kGy, 16 kGy, 17 kGy, 18 kGy, 19 kGy, 20 kGy, 21 kGy, 22 kGy, 23 kGy, 24 kGy, 25 kGy, 26 kGy, 27 kGy, 28 kGy, 29 kGy, 30 kGy, 31 kGy, 32 kGy, 33 kGy, 34 kGy, 35 kGy, 36 kGy, 37 kGy, 38 kGy, 39 kGy, 40 kGy, 41 kGy, 42 kGy, 43 kGy, 44 kGy, 45 kGy, 46 kGy, 47 kGy, 48 kGy, 49 kGy, 50 kGy, 51 kGy, 52 kGy, 53 kGy, 54 kGy, 55 kGy, 56 kGy, 57 kGy, 58 kGy, 59 kGy, 60 kGy, 61 kGy, 62 kGy, 63 kGy, 64 kGy, 65 kGy, 66 kGy, 67 kGy, 68 kGy, 69 kGy, 70 kGy, 71 kGy, 72 kGy, 73 kGy, 74 kGy, 75 kGy, 76 kGy, 77 kGy, 78 kGy, 79 kGy, 80 kGy, 81 kGy, 82 kGy, 83 kGy, 84 kGy, 85 kGy, 86 kGy, 87 kGy, 88 kGy, 89 kGy, 90 kGy, 91 kGy, 92 kGy, 93 kGy, 94 kGy, 95 kGy, 96 kGy, 97 kGy, 98 kGy, 99 kGy, 100 kGy, 101 kGy, 102 kGy, 103 kGy, 104 kGy, 105 kGy, 106 kGy, 107 kGy, 108 kGy, 1 09 kGy, 110 kGy, 111 kGy, 112 kGy, 113 kGy, 114 kGy, 115 kGy, 116 kGy, 117 kGy, 118 kGy, 119 kGy, 120 kGy, 121 kGy, 122 kGy, 123 kGy, 124 kGy, 125 kGy, 126 kGy, 127 kGy, 128 kGy, 129 kGy, 130 kGy, 131 kGy, 132 kGy, 133 kGy, 134 kGy, 135 kGy, 136 kGy, 137 kGy, 138 kGy, 139 kGy, 140 kGy, 141 kGy, 142 kGy, 143 kGy, 144 kGy, 145 kGy, 146 kGy, 147 kGy, 148 kGy, 149 kGy, 150 kGy, 151 kGy, 152 kGy, 153 kGy, 154 kGy, 155 kGy, 156 kGy, 157 kGy, 158 kGy, 159 kGy, 160 kGy, 161 kGy, 162 kGy, 163 kGy, 164 kGy, 165 kGy, 166 kGy, 167 kGy, 168 kGy, 169 kGy, 170 kGy, 171 kGy, 172 kGy, 173 kGy, 174 kGy, 175 kGy, 176 kGy, 177 kGy, 178 kGy, 179 kGy, 180 kGy, 181 kGy, 182 kGy, 183 kGy, 184 kGy, 185 kGy, 186 kGy, 187 kGy, 188 kGy, 189 kGy, 190 kGy, 191 kGy, 192 kGy, 193 kGy, 194 kGy, 195 kGy, 196 kGy, 197 kGy, 198 kGy, 199 kGy, 및 200 kGy, 또는 이의 임의의 소수부에 노출될 수 있다.

    전-열경화성 혼련물

    기재된 공정은 겔 분율이 0 초과가 될 때까지 전-열경화성 혼련물을 경화하는 것에 관한 것이다. 가장 넓은 의미에서, 전-열경화성 혼련물은 열경화성 중합체의 경화 후 산출되는 열가소성 중합체 사슬 사이에 가교를 형성할 수 있는 하나 이상의 화합물과 본질적으로 비-절단성인 열가소성 중합체의 균질 혼련물이다.

    "비-절단성 열가소성 중합체" 는 중합체 사슬의 약 50% 이상이 경화 동안 파괴되거나 파열되지 않는 실질적으로 열가소성인 중합체로서 본원에서 정의된다. 기재된 공정의 하나의 양상에서, 중합체 사슬의 약 75% 이상이 경화 동안 파괴되거나 파열되지 않는다. 기재된 공정의 또다른 양상에서 중합체 사슬의 약 85% 이상이 경화 동안 파괴되거나 파열되지 않는다. 기재된 공정의 추가의 양상에서 중합체 사슬의 약 90% 이상이 경화 동안 파괴되거나 파열되지 않는다. 기재된 공정의 보다 추가의 양상에서 중합체 사슬의 약 95% 이상이 경화 동안 파괴되거나 파열되지 않는다.

    본질적으로 비-절단성인 열가소성 중합체 또는 하나 이상의 본질적으로 비-절단성인 열가소성 중합체의 조합은 본원에 정의되고 기술된 바와 같은 최종 열경화성 형상 기억 중합체를 제공하는 단량체 또는 단량체의 조합을 포함할 수 있다. 본질적으로 비-절단성인 열가소성 중합체를 형성하는데 사용될 수 있는 단량체의 비-제한적인 예는 하기 본원에 기재된다. 열가소성 중합체는 단일중합체, 즉, 단일 단량체를 포함하는 또는 2 개 이상의 단량체의 공중합체일 수 있다.

    혼합은 균질한 전-열경화성 혼련물을 수득하기 위한 필수적인 작업이다. 열가소성 중합체 및 2 개 이상의 가교제를 방사선 경화에 적합한 전-열경화성 혼련물로 전환시키기 위해서는, 상기 성분은 제조 공정의 어느 지점에서 적합하게 조합되어야만 한다. 큰 혼합 탱크는 성분을 조합하는데 편리하게 사용될 수 있다. 과-혼합 없이 적합한 혼합을 확보하기 위해, 혼련물의 밀도 및 점도는 공정 내내 측정되고 분석될 수 있다. 최종 혼합물의 밀도는 "시험 실행" 을 수행함으로써 미리 조제자에 의해 계산될 수 있고, 밀도는 혼합물의 점도와 직접 관련된다. 혼합 장치의 축의 토크를 측정함으로써, 혼합물의 점도를 측정할 수 있다. 혼련물의 성분은 시간이 지남에 따라 조합되므로, 혼합기 축의 토크가 점차 변한다. 토크의 상기 단순한 측정을 사용하여, 조제자는 혼련물이 제조 공정 다음 단계에 대해 준비가 된 때, 및 임의의 단계, 즉, 형상화, 성형, 등, 또는 최종 방사선 경화의 여부를 측정할 수 있다.

    기재된 전-열경화성 혼련물은 하나 이상의 가교제가 열가소성 중합체 내에 고르게 분산된 본질적으로 균질한 혼련물이다. 제 1 구현예에서, 전-열경화성 혼련물은 2 개의 성분을 임의의 순서로 첨가함으로써 제조될 수 있다, 예를 들어, 2 이상의 가교제가 열가소성 중합체에 첨가될 수 있거나 중합체가 2 이상의 가교제에 첨가될 수 있다. 대안적으로는, 중합체 및 가교제는 한번에 모두 함께 첨가될 수 있다. 일단 조합되면, 혼합기의 토크를 측정하기 위한 수단이 장착된 통상의 혼합기에 의해 성분을 교반한다. 본 구현예의 하나의 반복에서 혼합은 장치에 의해 측정된 토크 변화가 분 당 약 10% 변화 미만인 지점까지 계속된다. 본 구현예의 또다른 반복에서 혼합은 장치에 의해 측정된 토크 변화가 분 당 약 5% 변화 미만인 지점까지 계속된다. 본 구현예의 추가의 반복에서 혼합은 장치에 의해 측정된 토크 변화가 분 당 약 1% 변화 미만인 지점까지 계속된다. 본 구현예의 또다른 추가의 반복에서 혼합은 측정된 토크가 1 분 이상 동안 일정한 지점까지 계속된다.

    혼합의 효율 또는 균질성을 측정하기 위한 추가의 방법은 비색법이다. 하나의 통상의 방법은 염료 탈색이다. 혼합 용기의 전체 내용물을 하나의 약품을 사용하여 염색한 다음, 두번째 약품을 첨가하여 색소를 제거한다. 잘 혼합되지 않은 영역은 용기의 나머지를 정화한 후에 색상 포켓으로서 두드러진다. 본 기술은 당업계에 잘 알려져 있다.

    이것은 기재된 중합체에 관한 것이므로, 균질성이 클수록, 즉, 좀더 전체적으로 균일하게 하나 이상의 가교제가 열가소성 중합체 내에 분산될수록, 최종 열경화성 형상 기억 중합체의 특성을 조절하기 위해 조제자에게 이용가능한 정확성이 커진다. 상기 본원에 기재된 바와 같이, 균질성 정도는 혼합 장치의 토크를 측정함으로써 측정될 수 있다. 예를 들어, 혼합기 축에 고정된 변형 게이지는 토크 측정을 위한 하나의 방법이다. 또한, 다수의 시판되는 토크 특정 장치가 있다.

    기재된 공정의 또다른 양상은 형성되었던 또는 가공되었던 전-열경화성 혼련물을 형태로 경화시키는 것에 관한 것으로, 혼련물은 하기 a) 내지 c) 를 포함한다:

    a) 약 50 중량% 내지 약 99.89 중량% 의 열가소성 중합체;

    b) 약 0.1 중량% 내지 약 50 중량% 의 하나 이상의 가교제; 및

    c) 약 0.01 중량% 내지 약 5 중량% 의 하나 이상의 개시제.

    수득되는 형상 기억 중합체의 유리 전이 온도, T g 는 약 -40 ℃ 내지 약 200 ℃ 이고, 고무 탄성률, E r 은 약 0.01 MPa 내지 약 100 MPa 이고, 겔 분율은 0 초과임.

    유사한 방식으로, 약 0.01 중량% 내지 약 5 중량% 의 하나 이상의 개시제는 공정을 향상시키기 위해 임의의 기타 상기 언급된 구현예에 첨가될 수 있다.

    개시제는 본원에 기재된 열경화성 형상 기억 중합체의 형성을 야기하도록 조제자에 의해 선택된 임의의 것일 수 있다. 하나의 양상에서, 개시제는 광개시제일 수 있다. 하나의 유형의 광개시제는 자외선으로의 조사 시 유리 라디칼을 산출하는 1-분자 결합 분할을 겪는다. 또다른 유형의 광개시제는 여기 상태의 광개시제가 두번째 분자 (공동-개시제) 와 상호작용하여 유리 라디칼을 생성하는 2-분자 반응을 겪는다.

    개시제의 비-제한적인 예에는 아세토페논; 아니소인; 안트라퀴논; 안트라퀴논-2-술폰산, 나트륨 염 일수화물; (벤젠) 트리카르보닐크로뮴; 벤질; 벤조인; 벤조인 에틸 에테르; 벤조인 이소부틸 에테르; 벤조인 메틸 에테르; 벤조페논; 3,3',4,4'-벤조페논테트라카르복실산 이무수물; 4-벤조일비페닐; 2-벤질-2-(디메틸아미노)-4'-모르폴리노부티로페논; 4,4'-비스(디에틸아미노)-벤조페논; 4,4'-비스(디메틸아미노)벤조페논; 캄포르퀴논; 2-클로로티오크산텐-9-온; (큐멘)시클로펜타디에닐철(II) 헥사플루오로포스페이트; 디벤조수베레논; 2,2-디에톡시아세토페논; 4,4'-디히드록시벤조페논; 2,2-디메톡시-2-페닐아세토페논; 4-(디메틸아미노)벤조페논; 4,4'-디메틸벤질; 2,5-디메틸벤조페논; 3,4-디메틸벤조페논; 디페닐(2,4,6-트리메틸벤조일)포스핀 옥시드; 4'-에톡시아세토페논; 2-에틸안트라퀴논; 페로센; 3'-히드록시아세토페논; 4'-히드록시아세토페논; 3-히드록시벤조페논; 4-히드록시벤조페논; 1-히드록시시클로헥실 페닐 케톤; 2-히드록시-2-메틸프로피오페논; 2-메틸벤조페논; 3-메틸벤조페논; 메틸벤조일포르메이트; 2-메틸-4'-(메틸티오)-2-모르폴리노프로피오페논; 페난트렌퀴논; 4'-페녹시아세토페논; 및 티오크산텐-9-온이 포함된다. 본 양상의 하나의 구현예에서, 개시제는 2,2-디메톡시-2-페닐아세토페논 (DMPA) 이다.

    기재된 공정의 추가의 양상은 하기 단계를 포함하는 형상 기억 중합체의 제조 방법에 관한 것이다:

    a) 메틸 아크릴레이트 단량체를 조합하고 임의로 개시제를 조합하여 혼련물을 형성하고 혼련물을 중합하여 열가소성 중합체를 형성하는 단계;

    b) 단계 (a) 에서 형성된 열가소성 중합체를 하나 이상의 가교제와 조합하고 혼합하여 전-열경화성 혼련물을 형성하는 단계;

    c) 임의로, 혼련물을 형상 또는 형태로 가공하는 단계; 및

    d) 혼련물을 경화하는 단계;

    형상 기억 중합체의 유리 전이 온도, T g 는 약 -40 ℃ 내지 약 200 ℃ 이고, 고무 탄성률, E r 은 약 0.01 MPa 내지 약 100 MPa 이고, 겔 분율은 0 초과임.

    기재된 공정의 보다 추가의 양상은 하기 단계를 포함하는 형상 기억 중합체의 제조 방법에 관한 것이다:

    a) 2 개 이상의 단량체를 조합하고 임의로 개시제를 조합하여 혼련물을 형성하고 혼련물을 중합하여 하나 이상의 열가소성 중합체를 형성하는 단계;

    b) 단계 (a) 에서 형성된 열가소성 중합체를 하나 이상의 가교제와 조합하고 혼합하여 전-열경화성 혼련물을 형성하는 단계;

    c) 임의로, 혼련물을 형상 또는 형태로 가공하는 단계; 및

    d) 혼련물을 경화하는 단계;

    형상 기억 중합체의 유리 전이 온도, T g 는 약 -40 ℃ 내지 약 200 ℃ 이고, 고무 탄성률, E r 은 약 0.01 MPa 내지 약 100 MPa 이고, 겔 분율은 0 초과임.

    본 양상의 단계 (a) 는 본원에 기재된 2 개 이상의 단량체를 조합하여 혼련물을 형성하고 혼련물을 경화하여 하나 이상의 열가소성 중합체를 형성하는 것에 관한 것이다. 그렇게 형성된 열가소성 중합체는 열가소성 형상 기억 중합체의 골격을 구성할 것이다.

    단계 (a) 는 2 개 이상의 단량체를 개시제와 조합하는 것을 추가로 포함할 수 있다. 개시제는 조제자에 의해 선택되는 임의의 것일 수 있다 (예를 들어, 유리 라디칼 개시제). 하나의 반복에서, 단계 (a) 는 광개시제, 예를 들어, 2,2-디메톡시-2-페닐아세토페논을 첨가하는 것을 포함한다. 그러나 광개시제는, 기재된 공정과 상용성인, 조제자에 의해 선택되는 임의의 광개시제일 수 있다. 적합한 개시제의 비-제한적인 예는 약 365 nm 에서의 자외선 조사를 사용하는 단계 (a) 의 혼련물을 경화하기 위한 수단을 제공하는 2,2-디메톡시-2-페닐아세토페논이다. 하나의 구현예에서, 경화는 마이크로파 조사를 사용하여 달성될 수 있다. 또다른 구현예에서, 경화는 예를 들어, 단파장 자외선 광 (UV) 또는 전자 빔 (EB) 으로부터의 고 에너지 전자를 이용하는 방사선 공정에 의해 달성될 수 있다. 임의의 경화 방법이 임의로 본 개시제와 조합될 수 있다.

    그러나 조제자는, 기재된 공정과 상용성인 임의의 개시제, 예를 들어, 아조비스이소부티로니트릴 (AIBN) 을 사용할 수 있다.

    본 양상의 하나의 구현예에서, 단계 (a) 는 하기 i) 내지 iii) 을 임의로 본 개시제와 함께 혼련하는 단계를 포함한다:

    i) 약 0 중량% 내지 약 99.9 중량% 의 아크릴레이트 단량체 (식 중, R 은 C 1 -C 2 알킬임);

    ii) 약 0 중량% 내지 약 99.9 중량% 의 아크릴레이트 단량체 (식 중, R 은 C 3 -C 8 선형 알킬; 및

    iii) 약 0 중량% 내지 약 99.9 중량% 의 아크릴레이트 단량체 (식 중, R 은 C 5 -C 20 비시클릭 알킬임).

    본 구현예의 비-제한적 반복은 하기 i) 내지 iii) 을 함께 혼련하여 혼련물을 형성하는 것에 관한 것이다:

    i) 약 0 중량% 내지 약 99.9 중량% 의 부틸 아크릴레이트;

    ii) 약 0 중량% 내지 약 99.9 중량% 의 메틸 아크릴레이트; 및

    iii) 약 0 중량% 내지 약 99.9 중량% 의 이소보르닐 아크릴레이트.

    본 양상의 추가의 구현예는 하기 i) 내지 iii) 을 임의로 본 개시제와 함께 혼련하는 것에 관한 것이다:

    i) 약 0 중량% 내지 약 99.9 중량% 의 아크릴레이트 단량체 (식 중, R 은 C 1 -C 2 알킬임); 및

    ii) 약 0 중량% 내지 약 99.9 중량% 의 아크릴레이트 단량체 (식 중, R 은 C 3 -C 8 선형 알킬임).

    본 양상의 또다른 구현예는 하기 i) 내지 iii) 을 임의로 본 개시제와 함께 혼련하는 것에 관한 것이다:

    i) 약 0 중량% 내지 약 99.9 중량% 의 아크릴레이트 단량체 (식 중, R 은 C 1 -C 2 알킬임); 및

    ii) 약 0 중량% 내지 약 99.9 중량% 의 아크릴레이트 단량체 (식 중, R 은 C 5 -C 20 비시클릭 알킬임).

    열가소성 중합의 기간을 조절함으로써, 단계 (a) 에서 형성된 공중합체 골격은 조제자에 의해 원하는 임의의 분자량을 가질 수 있다. 하나의 구현예에서, 공중합체 골격은 약 20,000 달톤 초과의 평균 분자량을 갖는다. 하나의 구현예에서, 기재된 형상 기억 중합체의 평균 분자량은 약 40,000 달톤 내지 약 65,000 달톤이다. 또다른 구현예에서, 기재된 형상 기억 중합체의 평균 분자량은 약 40,000 달톤 내지 약 50,000 달톤이다. 또다른 구현예에서, 기재된 형상 기억 중합체의 평균 분자량은 약 200,000 달톤 내지 약 5,000,000 달톤이다. 또다른 구현예에서, 기재된 형상 기억 중합체의 평균 분자량은 4,000,000 달톤 초과이다. 추가의 구현예에서, 기재된 형상 기억 중합체의 평균 분자량은 약 100,000 달톤 내지 약 1,000,000 달톤이다. 좀더 추가의 구현예에서, 기재된 형상 기억 중합체의 평균 분자량은 약 400,000 달톤 내지 약 750,000 달톤이다.

    또다른 구현예에서 단계 (a) 는 용매에 기재된 단량체 중 2 개 이상을 용해 또는 분산시켜 용액을 형성하는 것에 관한 것이다. 본원에서 사용되는 용어 "용액" 은 하나의 용매 중 2 개 이상의 단량체의 분산액 또는 하나 이상의 용매 중 2 개 이상의 단량체의 분산액이라고 말할 수 있다. 일단 하나 이상의 용매 중에 분산되거나 용해되면, 용액은 단계 (b) 에서 가교제와 조합되는 열가소성 중합체를 형성하도록 조제자에 의해 선택된 임의의 방법에 의해 경화될 수 있다. 하나 이상의 용매가 단계 (a) 에서 사용되는 경우 조제자는 단계 (b) 에서 전-열경화성 혼련물을 형성하기 전에 용매를 제거할 수 있고 또는 용매는 공정에서 이월되어 이후 단계에서 제거될 수 있다.

    다음은 기재된 공정의 본 양상의 단계 (a) 에서 사용하기에 적합한 용매의 비-제한적인 예이다: 할로겐화 용매, 예를 들어, 디클로로메탄, 디클로로에탄, 1,1,1-트리클로로에탄, 카본 테트라클로라이드, 및 클로로포름; 방향족 탄화수소, 예를 들어, 벤젠, 톨루엔, 및 자일렌; 탄화수소, 예를 들어, 펜탄, 이소펜탄, 헥산, 헵탄, 옥탄, 및 이소옥탄; 에테르, 예를 들어, 테트라히드로푸란 (THF), 디에틸 에테르, 및 메틸 tert-부틸 에테르; 케톤, 예를 들어, 아세톤, 및 메틸 에틸 케톤; 알코올, 예를 들어, 메탄올, 에탄올, 프로판올, 이소프로판올, 부탄올, 펜탄올 및 헥산올; 아세토니트릴, 메틸 아세테이트, 에틸 아세테이트, 니트로에탄, 니트로메탄, 디메틸술폭시드, 디메틸포름아미드, 디에틸포름아미드, 디메틸아세타미드, 디에틸아세타미드, 글림, 디글림 등. 단계 (a) 가 극저온 또는 임계 상 조건 하에서 수행되는 경우, 이산화탄소와 같은 용매가 용매로서 사용될 수 있고 공정, 특히 임의의 단계 (c) 가 포말 또는 기체를 생성하는 예에서 이월되고 전-열경화성 혼련물의 가공에 사용된다.

    단계 (b) 는 단계 (a) 에서 형성된 열가소성 중합체와 하나 이상의 기재된 가교제를 조합하고 혼합하여 전-열경화성 혼련물을 형성하는 것에 관한 것이다. 전-열경화성 혼련물은 상기 본원에 기재된 바와 같이 제조된다. 하나의 구현예에서, 하나 이상의 열가소성 중합체 및 하나 이상의 가교제는 용융물로 조합되고 이것을 혼합한다. 본 발명의 목적을 위해 용어 "혼합하다" 또는 "혼합" 은 하나 이상의 열가소성 중합체와 하나 이상의 가교제를 균질성을 달성하기 위해 조제자에 의해 선택된 임의의 방법으로 조합하는 것을 말한다. 상기 본원에 기재된 바와 같이, 조제자는 임의의 혼합 수단, 즉 프로펠러 날, 나사 등을 사용할 수 있다. 또한, 용융물로서 또는 용액으로서 성분을 가열하는 것이 또한 적합한 혼합을 달성하는데 사용될 수 있다. 그러나 조제자는 단계 (b) 의 성분을 이용되는 가공 장비에 적합한 임의의 방식으로 그리고 임의의 정도로 조합할 수 있다.

    단계 (c) 는 전-열경화성 혼련물이 형상으로, 예를 들어, 기능적 형태로 가공되는 선택적 단계이다. 기능적 형태의 형상, 치수 및 유용성은 본 공정에 의해 제한되지 않는다. 예를 들어, 전-열경화성 혼련물은 나선, 스프링-형상 또는 코크-나사 형태로 형성된 다음, 단계 (d) 에서 기재된 바와 같이 경화될 수 있다. 스프링 또는 코크-나사 형상은 기능적 형태가 적용되는 또는 그렇지 않으면 중합체가 그의 본래 형상으로 되돌아 온 후 사용되는 경우에 사용자에 의해 신장될 수 있다.

    형상 기억 중합체의 선택적 형상화 또는 형성은 방사선 경화 전 조제자에 의해 바람직한 임의의 방법 또는 수단에 의해 수행될 수 있다. 다음은 비-제한적인 예이다.

    사출 성형

    하나의 구현예에서, 전-열경화성 혼련물은 극저온으로 펠렛화되고, 윤활되고 사출 주형, 예를 들어, 물질을 가열 및 가압하고 이것을 맞춤 공동 내에 형성할 수 있는 나사식 사출 주형 내로 공급된다. 하나의 반복에서, 맞춤 공동은 최종 중합체의 유리 전이 온도와 상용하는 것으로 조제자에 의해 결정된 온도로 냉각된다. 또한, 스프링 로딩 핀은 주형으로부터 형상화-중합체를 제거하는 것을 돕는데 사용될 수 있고 이후 원하는 경우 추가의 가공이 지속될 수 있다. 조제자는 다양한 기타 사출 성형 기술이 초기 공급 메카니즘이 펠렛을 필요로 하지 않는, 그러나 스펀 섬유 또는 시트로 공급될 수 있을 때 이용가능하다는 것을 이해할 것이다.

    블로우 성형

    기재된 전-열경화성 혼련물은 또한 미리-형성화된 전-열경화성 혼련물이 가열되고, 공기 또는 기체가 공동의 벽에 전형적으로 부딪치는 공기 또는 기체 포켓 주위에 물질을 형성하는데 사용되는 블로우 성형에 의해 가공될 수 있다. 전-열경화성 혼련물이 냉각될 때까지 압력을 유지한다. 본 기술로 가능한 다른 형태의 블로우 성형에는 압출 블로우 성형, 사출 블로우 성형 및 스트레치 블로우 성형이 포함된다.

    이송 성형

    기재된 전-열경화성 혼련물은 또한 당업자에게 공지된 하나 이상의 이송 성형 공정, 예를 들어, 수지 이송 성형, 및 진공-조력 수지 이송 성형에 의해 가공될 수 있다. 하나의 용도에서, 성형이 일어나기 전에 성형 물질 (예를 들어, 섬유, 또는 열경화성 물질의 조각) 의 양을 측정하고 주형 내로 삽입한다. 하나의 구현예에서, 형상화된 직물, 예컨대 기재된 전-열경화성 혼련물의 나일론-유사 구현예가 주형 내에 정렬되고, 진공 시스템이 사용되어 가열된 전-열경화성 혼련물을 대략 직물로 연신하여 기포 및 표면 결함을 최소화하도록 한다.

    발포

    당업자는 전형적으로 전-열경화성 혼련물과 블로잉제를 조합함으로써 기재된 전-열경화성 혼련물을 포말로 추가로 가공할 수 있다. 블로잉제는 자극, 전형적으로는 온도의 결과로서 기체를 방산시킨다. 기체 방산 (evolution) 은 전-열경화성 혼련물이, 흐름이 쉽게 발생될 수 있는 상태에 있을 때 발생한다. 기체 방산 동안, 전-열경화성 혼련물은 100% 미만 밀집 상태로 팽창된다. 상기 상태는 전-열경화성 혼련물을 포말 마이크로구조가 메타-안정한 온도까지 냉각시킴으로써 유지된다.

    초임계 발포

    기재된 전-열경화성 혼련물을 형상화하는데 사용될 수 있는 하나의 특정 유형의 발포는 초임계 발포이다. 하나의 구현예에서 전-열경화성 혼련물은 초임계 액체의 기체로의 변형과 관련된 부피의 내재 변화를 사용하여 팽창된다. 초임계 액체, 예컨대 이산화탄소는 많은 중합체의 좋은 용매이다. 중합체를 충분한 시간 동안 초임계 액체에 침지시키면 중합체는 초임계 액체와 함께 팽창하고 가소성이 된다. 계 (온도 또는 압력) 의 상태를 변화시키면 초임계 액체는 전-열경화성 혼련물을 팽창시키는 기체 기포로 핵을 이루어 팽창된 중합체 포말을 산출한다.

    섬유 연신

    또한 섬유 연신이 전-열경화성 혼련물을 원하는 형상으로 형성하기 위해 사용될 수 있다. 이와 같이, 전-열경화성 혼련물 섬유는 전형적으로 전-열경화성 혼련물 용융물 또는 용액으로부터 압출된다. 섬유가 압출되면 전-열경화성 혼련물은 용융 상태로부터 냉각되거나 대안적으로는 용액으로부터 건조된다. 상기 건조 또는 냉각은 전-열경화성 혼련물을 섬유의 메타-안정 형상으로 둔다. 그 다음 상기 섬유는 종종 방사 휠 상에서 수집된다.

    전기방사

    추가로 조제자는 전-열경화성 혼련물을 가공하기 위해 전기방사를 사용할 수 있다. 전-열경화성 혼련물 섬유는 적용 전압을 사용하여 전-열경화성 혼련물 용융물 또는 용액으로부터 연신된다. 적용 전압은 액체를 하전시키고, 이것은 액적의 표면 장력에 반대하므로 액적을 신장시킨다. 충분한 분자 응력으로 연속 섬유는 용융물 또는 용액으로부터 연신될 수 있다. 기술은 일반적으로 섬유를 마이크로- 또는 나노-규모로 제조한다. 그 다음 섬유는 이의 냉각된 용매 없는 (메타)안정한 형상으로 수집될 수 있다.

    압출

    기재된 전-열경화성 혼련물은 또한 전-열경화성 혼련물이 공동 내로 공급되고 하나 이상의 나사에 의해 압축되는 압출에 의해 가공될 수 있다. 전-열경화성 혼련물이 나사를 따라 이동하면서 이것은 균질화되고, 압축되고, 용융 상태로 진입한다. 나사 말단에서 전-열경화성 혼련물을 다이를 통해 가압하여 다이를 떠나는 전-열경화성 혼련물에 일정한 단면적을 갖는 형상을 부여한다. 존재하는 전-열경화성 혼련물은 공기 중에서 직접 냉각되거나 물 또는 기타 냉각 유체에 의해 냉각될 수 있다.

    이렇게 가공된, 전-열경화성 혼련물은 예를 들어 이온화 방사선에 의해 경화되어, 가공된 열경화성 형상 기억 중합체를 형성할 수 있다.

    선택적 단계 (c) 가 존재하는 경우 최종 단계, 즉 단계 (d) 는 전-열경화성 혼련물을 경화하는 것에 관한 것이다. 단계 (b) 에서 수득된 혼련물은 직접 경화되어 경화 용기의 벌크한 형상을 갖는 형상 기억 중합체를 수득할 수 있다. 단계 (b) 에서 수득된 혼련물은 수득되는 열경화성 중합체의 겔 분율이 0 초과가 되는 임의의 수단에 의해 경화될 수 있다. 하나의 구현예에서, 경화는 조제자에 의해 선택된 방사선 공급원, 예를 들어, 전자 빔 (e-beam) 조사에 의해 달성된다.

    기재된 방법에 의해 수득된 형상 기억 중합체는 선택적 단계 (c) 에서 형상화 또는 형성되기 전에 윤활될 수 있다. 윤활제가 존재하는 경우, 윤활제는 이의 다양한 양상 및 구현예의 단계 (d) 후 형상 기억 중합체 내로 도입될 수 있다. 하나의 구현예에서, 윤활제는 형상 기억 중합체 상에 분사될 수 있다. 또다른 구현예에서, 윤활제는 형상화 또는 성형 단계 내로 도입될 수 있다. 적합한 윤활제의 비-제한적인 예에는 실리콘 화합물 및 금속성 스테아레이트가 포함된다. 윤활제는 선택적 단계 (c) 에서 성형되는 경우 이들의 주형으로부터 경화된 중합체의 방출을 돕는다.

    상기 본원에 기재된 바와 같이, 최종 열경화성 형상 기억 중합체의 다양한 특성, 특히, 유리 전이 온도, T g , 고무 탄성률, E r , 겔 분율 등은 모두 조정가능하다. 중합체의 최종 특성을 측정하는데 수득가능한 정확성 수준은 여러 변수와 관련된다. 전-열경화성 중합체 혼련물이 가능한 한 거의 균질한 경우, 최종 중합체 특성 조절에서의 정확성 수준이 최대화된다.

    기재된 열경화성 형상 기억 중합체의 특성은 조정가능하다. 예를 들어, 유리 전이 온도, T g ; 고무 탄성률, E r ; 파단시 변형 (strain to failure), ε; 응력, σ, 및 겔 분율은 모두 본원에 기재된 파라미터를 사용함으로써 조절 또는 "조정" 될 수 있다. 예를 들어, 형상 기억 중합체의 최종 특성은 하기 중 하나 이상의 선택에 의해 영향을 받는다; 선형 단량체, 가교제의 양, 하나 이상의 열가소성 중합체 전구체의 초기 분자량, 하나 이상의 가교제의 선택, 및 전-열경화성 혼련물을 경화시키는데 사용되는 방사선의 선량 및 선량률.

    기재된 형상 기억 중합체는 하기 변수: 열가소성 중합체의 선택, 열가소성 중합체 분자량의 선택, 가교제의 선택, 사용되는 가교제의 양, 및 전-열경화성 혼련물을 가교하는데 사용되는 방사선의 양을 되풀이하여 조작함으로써 원하는 특성을 갖도록 조정될 수 있다. 예를 들어, 열가소성 중합체 및 열가소성 중합체의 분자량의 선택은 조제자가 유리 전이 온도 범위를 표적할 수 있게 할 것이다.

    유리 전이 온도, T g

    본원에 기재된 것은 약 -40 ℃ 내지 약 200 ℃ 의 유리 전이 온도, T g 를 갖는 형상 기억 중합체의 제조 방법이다. 하나의 구현예에서, 유리 전이 온도, T g 는 약 0 ℃ 내지 약 200 ℃ 이다. 추가의 구현예에서, 유리 전이 온도, T g 는 약 0 ℃ 내지 약 100 ℃ 이다. 또다른 추가의 구현예에서, 유리 전이 온도, T g 는 약 10 ℃ 내지 약 70 ℃ 이다. 그러나 기재된 형상 기억 중합체는 약 -40 ℃ 내지 약 200 ℃ 사이의 임의의 값, 예를 들어, 0 ℃, 1 ℃, 2 ℃, 3 ℃, 4 ℃, 5 ℃, 6 ℃, 7 ℃, 8 ℃, 9 ℃, 10 ℃, 11 ℃, 12 ℃, 13 ℃, 14 ℃, 15 ℃, 16 ℃, 17 ℃, 18 ℃, 19 ℃, 20 ℃, 21 ℃, 22 ℃, 23 ℃, 24 ℃, 25 ℃, 26 ℃, 27 ℃, 28 ℃, 29 ℃, 30 ℃, 31 ℃, 32 ℃, 33 ℃, 34 ℃, 35 ℃, 36 ℃, 37 ℃, 38 ℃, 39 ℃, 40 ℃, 41 ℃, 42 ℃, 43 ℃, 44 ℃, 45 ℃, 46 ℃, 47 ℃, 48 ℃, 49 ℃, 50 ℃, 51 ℃, 52 ℃, 53 ℃, 54 ℃, 55 ℃, 56 ℃, 57 ℃, 58 ℃, 59 ℃, 60 ℃, 61 ℃, 62 ℃, 63 ℃, 64 ℃, 65 ℃, 66 ℃, 67 ℃, 68 ℃, 69 ℃, 70 ℃, 71 ℃, 72 ℃, 73 ℃, 74 ℃, 75 ℃, 76 ℃, 77 ℃, 78 ℃, 79 ℃, 80 ℃, 81 ℃, 82 ℃, 83 ℃, 84 ℃, 85 ℃, 86 ℃, 87 ℃, 88 ℃, 89 ℃, 90 ℃, 91 ℃, 92 ℃, 93 ℃, 94 ℃, 95 ℃, 96 ℃, 97 ℃, 98 ℃, 99 ℃, 및 100 ℃ 의 유리 전이 온도를 가질 수 있다. 또한, 유리 전이 온도는 이의 임의의 소수부, 예를 들어, 16.2 ℃, 32.05 ℃, 59.44 ℃, 및 88.7 ℃ 일 수 있다.

    특정 중합체의 유리 전이 온도, T g 는 Fox 식 (본원에 참조로서 인용된, TG Fox, Bull . Am . Phys . Soc . , vol. 1 123 (1956)):

    (식 중, W 1 은 단량체 1 의 중량 부분을 나타내고, W 2 는 단량체 2 의 중량 부분을 나타내고, T 1 은 중합된 단량체 1 의 유리 전이 온도 (켈빈 온도) 이고, T 2 는 중합된 단량체 2 의 유리 전이 온도 (켈빈 온도) 이고, T Co 는 수득된 열가소성 중합체의 유리 전이 온도 (켈빈 온도) 임) 에 의해 미리 근사치를 계산할 수 있다. 그러나 최종 유리 전이 온도는 가교제의 선택 및 전-열경화성 혼련물을 경화하는데 사용되는 방사선의 양 및 임의의 다른 성분의 존재에 의해 영향을 받을 수 있다.

    이론에 제한됨 없이, 도 1 은 단량체 내의 α-수소 원자의 수는 조제자가 기재된 형상 기억 중합체의 최종 T g 를 측정하는 것을 돕는데 사용될 수 있다는 것을 나타낸다. 예를 들어, 가교제 4-tert-부틸시클로헥실 아크릴레이트 (검은색 삼각형 (▲)) 는 2 개의 α-수소 원자를 함유하는 반면, 메틸 아크릴레이트 (검은색 원 (●)) 은 3 개의 α-수소 원자를 함유하고 2-카르복시에틸 아크릴레이트 (흰 사각형 (□)) 는 4 개의 α-수소를 갖는다. 증가된 겔 분율은 특정 방사선량에 대해 단량체 내의 α-수소의 수가 증가하면 관찰된다.

    하기 표 I 은 메틸 아크릴레이트 및 다양한 기타 단량체 70:30 조성을 포함하는 열경화성 형상 기억 중합체에 대한 수득되는 유리 전이 온도, T g (℃) 의 예를 제공한다 (각각의 수득되는 중합체는 5, 50 및 300 kGy 의 방사선량에서 9 중량% 의 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트 (TMPTA) 로 가교됨).

    표 I


    표 I 의 데이터로부터 제시될 수 있는 바와 같이, 50 kGy 가 방사선 경화에 대해 사용되는 경우 최고 T g 가 관찰된다. 그러므로 조제자는 최종 T g 를 정확하게 조정하기 위해서는 다양한 방사선량에 대한 단일 중합체 골격에 대해 수득되는 유리 전이 온도의 좌표, 곡선 또는 표를 제작할 수 있다.

    고무 탄성률

    기재된 형상 기억 중합체는 약 0.01 MPa 내지 약 100 MPa 의 고무 탄성률, E r 을 가질 수 있다. 유리 전이 온도와 유사하게, 고무 탄성률 값, E r 은 방사선 경화에 의해 영향을 받을 수 있다. 표 II 에는 메틸 아크릴레이트 및 다양한 기타 단량체 70:30 조성을 포함하는 열경화성 형상 기억 중합체에 대한 수득되는 고무 탄성률 (MPa) 가 나열된다 (각각의 수득되는 중합체는 5, 50 및 300 kGy 의 방사선량에서 9 중량% 의 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트 (TMPTA) 로 가교됨).

    표 II


    표 II 의 데이터로부터 볼 수 있듯이, 고무 탄성률은 하나의 중합체에서 그리고 하나의 방사선량에서 다음 것까지 상당히 다르다. 그러나 고무 탄성률은, 먼저 가교제를 선택한 후 전-열경화성 혼련물을 포함하는 가교제의 양을 달리함으로써 반복적으로 조절될 수 있다. 도 3 은 저장 탄성률, E r 이 50 kGy 의 방사선량에서 경화된 94 중량% 메틸 아크릴레이트/6 중량% 이소보르닐 아크릴레이트의 열가소성 중합체 골격을 포함하는 일련의 열경화성 형상 기억 중합체에 대해 어떻게 변화하는 지를 나타낸다. 3 에서 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트의 양을 변화시킨다. 교차 파선 (-?) 은 6.25% TMPTA 로의 가교를 나타내고, 점선 (…) 은 9% TMPTA 로의 가교를 나타내고, 실선 (──) 은 12.5% TMPTA 로의 가교를 나타내고, 파선 (??) 은 25% TMPTA 로의 가교를 나타낸다. 표 III 에는 도 3 에 묘사된 각각의 가교된 열가소성 형상 기억 중합체에 대한 고무 탄성률을 요약한다.

    표 III


    열경화성 형상 기억 중합체의 유리 전이 온도는 원하는 저장 탄성률을 보유하면서 이동할 수 있다. 도 2 는 유리 전이 온도, T g 가 조제자에 의해 요망되는, 저장 탄성률, E r 의 값을 보존하면서 어떻게 증가 또는 저하될 수 있는지를 보여준다. 파선은 94:6 메틸 아크릴레이트/이소보르닐 아크릴레이트를 포함하는 선형 골격을 갖는 SMP 를 나타낸다. 선형 골격의 조성이 70:30 메틸 아크릴레이트/이소보르닐 아크릴레이트 (실선) 로 변하는 경우, 유리 전이 온도는 20 ℃ 가까이 이동하는 반면, 고무 탄성률은 0.5 MPa 넘게 움직이지 않는다. 도 2 에 묘사된 두 예는 9 중량% TMPTA 으로 가교되고, 50 kGy 의 방사선량으로 경화되었다.

    겔 분율

    기재된 형상 기억 중합체는 0 초과의 겔 분율을 갖는다. 기재된 열경화성 형상 기억 중합체 내 존재하는 겔 분율의 양, 또는 가교 정도는 전-열경화성 혼련물을 포함하는 열가소성 중합체 및 혼련물을 경화하는데 사용되는 방사선량의 선택에 의해 조절될 수 있다. 도 1 은 2 개의 기재된 열경화성 형상 기억 중합체 대 대조군 (메틸 아크릴레이트) 에 대해 방사선량을 증가시킬 때의 겔 분율의 변화를 묘사한다. 각각의 중합체는 9 중량% 2-(아크릴옥실옥시메틸)-2-에틸프로판-1,3-디일 디아크릴레이트 (트리메틸올프로판 트리아크릴레이트, TMPTA) 로 가교되었다. 흰 사각형 (□) 에 의해 표시되는 선은 70:30 메틸 아크릴레이트:2-카르복시에틸 아크릴레이트를 포함하는 SMP 에 대한 겔 분율 변화를 나타낸다. 검은색 원 (●) 에 의해 표시되는 선은 선형 골격이 100% 메틸 아크릴레이트를 포함하는 열경화성 중합체 대조군에 관한 것이다. 검은색 삼각형 (▲) 에 의해 표시되는 선은 70:30 메틸 아크릴레이트:4-tert-부틸시클로헥실 아크릴레이트를 포함하는 공중합체 골격을 포함하는 중합체에 관한 것이다. 도 3 에 묘사된 데이터로부터 볼 수 있듯이, 조제자는 열가소성 중합체를 포함하는 2 개 이상의 단량체를 선택함으로써 최종 열경화성 형상 기억 중합체의 겔 분율을 독립적으로 변화시킬 수 있다.

    도 6 은 가교 수준 (겔 분율의 양에 의해 측정되는 바와 같음) 이 존재하는 가교제의 양에 따라 달라지는 방식을 묘사한다. 열가소성 중합체 폴리(메틸 아크릴레이트) 의 샘플을 상이한 방사선량으로 경화하였다. 도 6 은 다음과 같은 양의 가교제 트리알릴-1,3,5-트리아지난-2,4,6-트리온 (TAIC) 에 대한 겔 분율을 보여준다; ◆ 는 대조군 (0 중량% 의 TAIC) 을 나타내고, (□) 는 1 중량% TAIC 를 나타내고, (▲) 는 3 중량% TAIC 를 나타내고, Θ 는 5 중량% TAIC 를 나타낸다. 본 중합체 시스템 중의 TAIC 의 양을 증가시키면 각각의 방사선량에 걸쳐 높은 겔 분율을 야기한다.

    도 7 은 가교 수준 (겔 분율의 양에 의해 측정되는 바와 같음) 이 존재하는 가교제의 양에 따라 달라지는 방식을 묘사한다. 열가소성 중합체 폴리(메틸 아크릴레이트) 의 샘플을 상이한 방사선량으로 경화하였다. 도 7 은 다음과 같은 양의 가교제 트리알릴-1,3,5-트리아지난-2,4,6-트리온 (TMPTA) 에 대한 겔 분율을 보여준다: 기호 ◆ 는 대조군 (0 중량% 의 TMPTA) 를 나타내고, (□) 는 1 중량% TMPTA 를 나타내고, (▲) 는 3 중량% TMPTA 를 나타내고, Θ 는 5 중량% TMPTA 를 나타낸다. 도 6 및 7 에 묘사된 결과를 비교하여, 조제자는 방사선 양 뿐 아니라, 특정 가교제에 의한 가교 효율에 의해서도 특정 형상 기억 중합체의 겔 분율을 통제할 수 있다.

    기계적 응력 및 변형

    도 4 는 50 kGy 의 방사선량에서 25 중량% 의 TMPTA 로 가교된 94 중량% 메틸 아크릴레이트/6 중량% 이소보르닐 아크릴레이트 공중합체 골격을 포함하는 열경화성 형상 기억 중합체의 열기계적 거동을 보여준다. 상기 SMP 는 T g 의 개시 시 최고 인성, T g 에서의 최고 총 파단시 변형 (strain-to-failure) 및 고무 체계에서 신장되는 경우 최저 응력을 나타낸다. 점선 (…) 은 22 ℃ 에서 측정될 때 12.8 MJ/㎥ 의 인성 값을 나타내고, 파선 (---) 은 36 ℃ (T g ) 에서 측정될 때 6.7 MJ/㎥ 의 인성 값을 나타내고, 실선은 60 ℃ 에서 측정될 때 3.97 MJ/㎥ 의 인성 값을 나타낸다. 표 IV 는 3 중량% 및 25 중량% 의 TMPTA 로 가교된 폴리(MA-코-IBoA) (94:6) 에 대한 최대 응력 및 변형 데이터를 제공한다.

    표 IV

    a = 파단시 변형, 최대 응력에 대한 최소 한계.

    3 중량% 의 TMPTA 에서 최대 응력은 크로스헤드 변위에 의해 고무 체계에서 변형된 샘플의 경우 700% 초과이고 T g , 개시에서 변형된 샘플의 경우 1000% 초과인 것으로 측정되었다. 상기 데이터는 제시된 변형에서의 응력이 각 물질이 견딜 수 있는 최대 응력의 최소 한계를 나타내는 것을 보여준다. 이 값은 T g 의 개시시 가장 높다. 비교하면, 3 중량% TMPTA 로 가교된 샘플보다 적은 25 중량% 의 TMPTA 변형으로 가교된 샘플은 그러나, 대략 4 배 큰 응력을 나타낸다.

    도 5 는 상이한 양의 TMPTA 로 가교된 폴리(MA-코-IBoA) (94:6) 의 2 개의 샘플에 대한 형상-기억 사이클을 묘사한다. 50% 까지 변형되었을 때, 3 중량% TMPTA 로 가교된 샘플은 대략 3% 의 잔류 변형이 있었던 반면, 50% 까지 변형되었을 때 12.5% TMPTA 로 가교된 샘플은 완전히 회복되었다.

    실시예

    하기 실시예를 위해, 기재된 공정을 사용한 형상 기억 중합체 및 비-형상 기억 중합체 (비교예) 모두를 제조하였다. 모든 골격 공중합체를 개시제로서 0.1 중량% 의 2,2-디메톡시-2-페닐아세토페논 (DMPA) 을 사용하는 유리 라디칼 중합에 의해 합성하였다. 비교예의 경우, 가교는 유리 라디칼 중합 동안 유도된다.

    비교예에 대한 일반적인 절차

    표시된 단량체의 대략 3 g 의 혼련물을 광개시제와 혼련시키고 1 mm 유리 스페이서로 분리된 유리 슬라이드 사이에 주입하였다. 중합 및 후속 가교를 5 개의 오버헤드 365 nm UV 전구가 있는 가교 챔버 (Cole-Parmer) 를 사용하여 수행하였다. 모든 물질을 1 시간 동안 경화시켰다. 수득된 중합체를 각각 시험 및 분석을 위해 절단하였다.

    형상 기억 중합체에 대한 일반적인 절차

    본 기재에 따르면, 단량체의 35 g 혼련물 및 광개시제를 100 mL 폴리에틸렌 용기에 부었다. 기재된 형상 기억 중합체 골격의 중합을 5 개의 오버헤드 365 nm UV 전구가 있는 가교 챔버 (Cole-Parmer) 를 사용하여 수행하였다. 모든 물질을 1 시간 동안 경화시켰다. 각각의 샘플을 시험을 위해 절단하거나 추가 가공을 위해 펠렛화하였다.

    공중합체 골격의 펠렛화된 샘플을 Brabender PlastiCorder 에서 미반응된 가교제 (TMPTA 또는 TAIC™) 와 블렌딩하고 혼합기 내에 주입하였다. 이후 혼련물을 공중합체 골격 또는 다른 파라미터에 따라 약 150 ℃ 내지 약 220 ℃ 의 온도로 가열하였다. 바람직한 가교제를 혼합 챔버 내로 적가하였다. 토크가 안정될 때까지 샘플을 혼합하였다. 표 V 에 기재된 구체적으로 기재된 형상 기억 중합체에 대해, 토크가 약 10 Nm 로 안정될 때까지 혼합을 지속하였다.

    이후 공중합체 골격/가교제 혼련물을 사출 성형하거나, 12-Tonne Carver Press 로 원하는 형상으로 가열 및 압착하였다. 이후 샘플을 가교에 영향을 주기 위해 하기 방사선량 5, 10, 20, 33, 50, 66, 100, 200 또는 300 KGy 에 노출시켰다.

    표 V 는 기재된 공정에 의해 제조되고 조정가능한 특성을 갖는 것으로 밝혀진 기재된 형상 기억 중합체의 비-제한적인 예를 제공한다.

    표 V


    하기 본원의 표 VI 는 75 kGy 의 선량에서 경화된 조정가능한 특성을 갖는 기재된 형상 기억 중합체의 비-제한적인 예를 제공한다.

    표 VI


    표 VII 은 조정가능한 특성을 갖는 형상 기억 중합체를 형성하기 위해 경화될 수 있는 기재된 전-열경화성 혼련물의 비-제한적인 예를 제공한다.

    표 VII

    MDI = 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트

    TDI = 톨루엔 디이소시아네이트

    TDXI = 테트라메틸자일렌 디이소시아네이트

    (H 12 )MDI = 디시클로헥실메탄 디이소시아네이트

    * 화학식 폴리[MDI-코-(PEG) x ] 를 갖는 우레탄 공중합체의 경우, 지수 x 는 폴리에틸렌 글리콜 단위 내 에틸렌옥시 단위의 평균 갯수를 말한다.

    동적 기계 분석

    동적 기계 분석 (MA) (인장 하중) 을 TA Q800 DMA 를 사용하는 열경화성 형상 기억 중합체의 T g , T g 의 개시 및 고무 탄성률을 측정하는데 사용하였다. 대략 1 x 5 x 25 m㎥ 의 치수를 갖는 직사각형 샘플을 절단하고 시험하였다. 샘플을 T low 에서 2 분 동안 열평형시킨 다음, T high 까지 1 Hz 로 분 당 2 ℃ 의 속도로 가열하였다. 0.2% 변형에서의 반복 변형 대조군에서 시험을 수행하였다. 0.001 N 의 사전-하중력 및 125% 의 힘 트랙 설정을 사용하였다. T g 를 탄젠트 델타의 피크에서 정의하였다. 샘플을 삼중으로 실행하고, T g 의 변화는 3-5 ℃ 의 표준 편차 내에 있었다. 교차선 방법에 의해 개시를 계산하였다. 고무 탄성률을 T g + 24 ℃ 또는 T g + 50 ℃ 사이에서 관찰하였다.

    시차 주사 열량계

    RCA 냉각 부대용품이 있는 Q100 DSC (TA Instruments) 를 T g 의 이동을 확인하기 위해 사용하였다. 밀폐형 알루미늄 팬을 3 내지 15 mg 의 칭량된 중합체 샘플로 채웠다. 퍼지 기체로서 질소를 사용하였다. 열 기억을 지우기 위해 중합체를 Heat-Cool-Heat 사이클에 적용하였다. 샘플을 320 ℃ 근처로 연소시키기 위해 분 당 5 ℃ 로 주위 온도에서 150 ℃ 까지 가열하였다. 교차선 방법을 사용하여 T g 를 측정하였다.

    1 축 인장 시험

    기계적 인장 시험을 MTS Insight 2 로 수행하였다. 샘플을 ASTM dogbone Type IV 샘플로 절단하였다. 물질을 특정 온도의 변동 온도의 Thermal Chamber 에서 100 N Load Cell 을 사용하여 분 당 10 mm 로 등온 변형시켰다. 그립을 손으로 죄고 챔버를 특정 시험 온도에서 10 분 동안 평형이 되게 하였다. T g 초과로 시험된 샘플의 경우, 하락을 최소화하기 위해 T g 초과로 초기 가열 후 그립을 다시 죄었다. 열 챔버의 크기 및 고 변형으로 인한 하락과 관련된 시험 제한은 3 중량% TMPTA 와 블렌딩되고 이어서 전자 빔으로 조사된 PA-코-IBoA 의 샘플에 대해 최대 변형 및 최대 응력에 대한 한계를 저하시키도록 한다.

    겔 분율 시험

    바이알을 각각 내에 위치한 대략 20 mL 의 아세톤으로 제조하였다. 80 mg 내지 110 mg 의 칭량된 각각의 중합체의 3 개의 샘플을 칭량한 후 별도의 바이알에 두었다. 바이알을 7 일 동안 침지시켜 모든 비-가교 물질이 네트워크 중합체로부터 제거되도록 한다. 이후 중합체를 아세톤으로부터 제거하고 미리 칭량된 종이 위에 두었다. 이후 종이 및 중합체를 40 ℃ 및 0.33 atm 의 진공 오븐 내에 24 시간 둥안 두었다. 이후 샘플을 종이 위에서 칭량하였다. 최종 중합체 중량은 총 중량으로부터 종이의 본래 중량을 빼서 측정하였다.

    본 명세서의 특정 구현예가 예시되고 설명되었으나, 다양한 다른 변화 및 변형이 명세서의 취지 및 범주를 벗어나지 않고 이루어질 수 있다는 것이 당업자에게 명백할 것이다. 그러므로 특허청구범위에서 본 명세서의 범주 내에 있는 모든 이러한 변화 및 변형을 다루는 것으로 의도된다.

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