杀生物活性聚合物组合物
阅读：34发布：2021-01-14
专利汇可以提供杀生物活性聚合物组合物专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且公开了由低聚或聚合的添加剂和热塑性聚 氨 酯 聚合物 形成的杀 生物 活性聚合物组合物。杀生物活性聚合物还可以包括不 结垢 和/或无栓塞形成聚合物。杀生物活性聚合物提供杀生物活性特性，并且还可以提供不结垢和/或无栓塞形成特性。该组合物在用于医疗应用的制品和材料中特别有用。，下面是杀生物活性聚合物组合物专利的具体信息内容。
1.抗微生物聚合物组合物，其包含：
a)由以下形成的低聚或聚合的添加剂：
(i)杀生物活性单体或基团；
(ii)起膜促进的硅酮和/或氟碳单体或基团；
(iii)任选的促粘附单体或基团；和
b)基础聚合物。
2.权利要求1的抗微生物聚合物组合物，其还包含：
不结垢单体。
3.权利要求1或2的抗微生物聚合物组合物，其中所述低聚或聚合的添加剂衍生自(i)起膜促进的基于硅酮或氟碳的丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、丙烯酰胺或乙烯基单体；(ii)杀生物活性丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、丙烯酰胺或乙烯基单体；和(iii)任选的促粘附单体或基团。
4.权利要求1或2的抗微生物聚合物组合物，其中所述低聚或聚合的添加剂衍生自(i)含有活性氢化合物的基于硅酮或氟碳的单体；(ii)含有活性氢的杀生物活性单体；(iii)任选的，含有活性氢的促粘附单体或基团；和(iv)多异氰酸酯。
5.权利要求1或2的聚合物，其中所述低聚或聚合的添加剂是无规、嵌段、接枝或支化聚合物或共聚物。
6.权利要求1或2的聚合物组合物，其中将所述低聚或聚合的添加剂添加至所述基础聚合物中以形成聚合物共混物。
7.权利要求3的聚合物组合物，其中所述杀生物活性单体包含带有一个或多个烷基或芳基季化的铵、锍或鏻基团、胍基团、双胍基团或其任何组合的丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、降冰片烯、乙烯基或烯丙基单体中的一种或多种。
8.权利要求3的聚合物组合物，其中所述硅酮单体包含带有一个或多个聚硅氧烷和/或氟碳基团的丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、降冰片烯、乙烯基或烯丙基单体。
9.权利要求3的聚合物组合物，其中所述促粘附单体或基团包含烷基或其他取代的甲基丙烯酸酯、丙烯酸酯或丙烯酰胺单体。
10.权利要求9的聚合物组合物，其中所述促粘附单体包含甲基丙烯酸甲酯。
11.权利要求1或2的聚合物组合物，其中所述聚合物组合物是无蛋白质结垢和/或抗栓塞形成的。
12.权利要求11的聚合物，其中所述不结垢单体包含两性离子单体或聚亚烷基二醇单体。
13.权利要求12的聚合物，其中所述两性离子单体包含磷酸胆碱、羧基甜菜碱或磺基甜菜碱单体。
14.权利要求1或2的聚合物，其中所述聚合或低聚的添加剂的分子量为约1,000至约
50,000道尔顿。
15.含有权利要求1-14中任一项的抗微生物聚合物组合物的制品。
16.权利要求1或2的聚合物组合物，其中所述聚合物组合物使微生物活性降低至少
90％。
17.权利要求1或2的聚合物组合物，其中所述聚合物组合物是可熔融加工的或可溶液加工的。
18.权利要求3的聚合物组合物，其中所述杀生物活性单体包含聚六亚甲基双胍或对氯苯基胍基乙氧基甲基丙烯酸酯。
19.权利要求3的聚合物组合物，其中所述起膜促进的基于硅酮或氟碳的单体包含2-甲基-2-丙烯酸3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-十三氟辛酯。
20.权利要求4的聚合物组合物，其中所述多异氰酸酯包含二异氰酸酯。
21.权利要求20的聚合物组合物，其中所述二异氰酸酯包含H12MDI。
22.权利要求4的聚合物组合物，其中所述起膜促进的基于硅酮或氟碳的单体包含3,3,
4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-十三氟-1-辛醇。
23.权利要求4的聚合物组合物，其中所述杀生物活性单体包含1,6-二(双胍基乙醇)己烷或对氯苯基胍基乙醇。
24.权利要求4的聚合物组合物，其中所述活性氢化合物包含醇、二醇、胺、二胺、硫醇、二硫醇及其组合。
25.权利要求1或2的聚合物组合物，其中所述基础聚合物包含尼龙、热塑性聚氨酯、聚乙烯、聚酯、聚氯乙烯、聚砜、聚硅氧烷、聚丙烯、聚碳酸酯、聚醚砜、聚醚醚酮、聚丙交酯(PLA)聚合物、聚丙交酯-共-乙交酯(PLG)聚合物、聚己内酯聚合物、聚二噁烷醇聚合物、聚(1,3-三亚甲基碳酸酯)聚合物、聚酪氨酸碳酸酯聚合物、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚乳酸或聚乙醇酸及其组合。
26.权利要求1或2的聚合物组合物，其中所述基础聚合物是成膜聚合物。
27.权利要求26的聚合物组合物，其中所述基础聚合物包含热塑性聚氨酯。
28.权利要求3的聚合物组合物，其中所述起膜促进的基于硅酮或氟碳的单体以所述添加剂的总单体组合物的5重量％至60重量％的量存在。
29.权利要求3的聚合物组合物，其中所述杀生物活性单体以所述添加剂的总单体组合物的0.5重量％至约50重量％的量存在。
30.权利要求3的聚合物组合物，其中所述促粘附单体以所述添加剂的总单体组合物的
10重量％至70重量％的量存在。
31.权利要求1或2的聚合物组合物，其中所述低聚或聚合的添加剂以总聚合物组合物的0.1重量％至20重量％的量存在。
32.制备权利要求3的杀生物活性聚合物组合物的方法，其包含：
(a)使合适的单体自由基聚合以形成低聚或聚合的添加剂；和
(b)将添加剂掺入基础聚合物中。
33.制备权利要求4的杀生物活性聚合物组合物的方法，其包含：
(a)使多异氰酸酯和活性氢单体反应以形成低聚或聚合的添加剂；和
(b)将添加剂掺入基础聚合物中。
34.权利要求32或33的方法，其中掺入所述聚合或低聚的添加剂包含将所述添加剂熔融混合到所述基础聚合物中或在所述基础聚合物的合成过程中加入所述添加剂。
35.权利要求32或33的方法，其包含：将所述添加剂和基础聚合物溶解在常用溶剂中，并将含有所述添加剂和所述基础聚合物的溶剂混合物进行浇铸、凝结或电纺丝。
36.权利要求32或33的方法，其还包含将所述聚合物组合物或由其形成的制品退火。
37.根据权利要求36所述的方法，其中所述退火在从约所述基础聚合物的玻璃化转变温度至所述基础聚合物的熔点的温度进行。
38.权利要求37的方法，其中所述退火在约50℃至约150℃的温度进行2小时至约7天的时间。
39.包括权利要求1和2的杀生物活性聚合物组合物的制品。
40.权利要求39的制品，其中将杀生物活性聚合物组合物涂覆到形成所述制品的材料上。
41.权利要求40的制品，其中使用浸涂、辊对辊涂覆、旋涂或喷涂来涂覆聚合物组合物。
42.权利要求40的制品，其中将所述杀生物活性聚合物组合物印刷至形成所述制品的材料上。
43.权利要求42的制品，其中所述聚合物组合物利用增材制造或数字印刷中的一种或多种进行印刷。
44.权利要求40的制品，其中所述材料包含聚合物、玻璃、金属、陶瓷或复合材料中的一种或多种。
45.权利要求39的制品，其中所述制品是医疗器械。
46.权利要求45的制品，其中所述医疗器械包含血管造影导管、血管成形术导管、泌尿科导管、透析导管、Swan-Ganz导管、中心静脉导管、外周插入的中心导管、导管连接器、透析膜、医用导管、伤口护理制品、矫形制品、神经植入物、膜、布帘、生物传感器、牙科植入物、心脏瓣膜、心脏旁路机器、体外血液装置、神经导管、血管移植物、支架、植入物或接触透镜。
47.权利要求46的制品，其中所述伤口护理制品包含伤口闭合件、缝合钉、缝合线、网、支撑装置、缝合线增强件或伤口护理敷料中的一种或多种。
48.权利要求46的制品，其中所述矫形制品包含钉、螺钉、板、笼或假体中的一种或多种。
49.权利要求46的制品，其中所述神经植入物包含引流管或分流管中的一种或多种。
50.权利要求39的制品，其中所述制品是个人护理制品、药物制品、保健产品制品或海洋制品。
51.权利要求46的制品，其中所述植入物包含眼部植入物、耳蜗植入物或乳房植入物中的一种或多种。
52.抗微生物添加剂组合物，其包含：
低聚或聚合的添加剂，其衍生自：
(i)起膜促进的基于硅酮或氟碳的丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、丙烯酰胺或乙烯基单体；
(ii)杀生物活性丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、丙烯酰胺或乙烯基单体；和(iii)任选的促粘附单体或基团。
53.权利要求52的添加剂组合物，其中所述起膜促进的基于硅酮或氟碳的单体包含2-甲基-2-丙烯酸3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-十三氟辛酯。
54.权利要求52的添加剂组合物，其中所述杀生物活性单体包含带有一个或多个烷基或芳基季化的铵、锍或鏻基团、胍基团、双胍基团或其任何组合的丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、降冰片烯、乙烯基或烯丙基单体中的一种或多种。
55.权利要求52的添加剂组合物，其中所述杀生物活性单体包含聚六亚甲基-双胍或对氯苯基胍基乙氧基甲基丙烯酸酯。
56.权利要求52的添加剂组合物，其中所述硅酮单体包含带有一个或多个聚硅氧烷和/或氟碳基团的丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、降冰片烯、乙烯基或烯丙基单体。
57.权利要求52的添加剂组合物，其中所述促粘附单体或基团包含烷基或其他取代的甲基丙烯酸酯、丙烯酸酯或丙烯酰胺单体。
58.抗微生物添加剂组合物，其包含：
低聚或聚合的添加剂，其衍生自(i)含有活性氢基团的基于硅酮或氟碳的单体；(ii)含有活性氢基团的杀生物活性单体；(iii)任选的，含有活性氢基团的促粘附单体或基团；和(iv)多异氰酸酯。
59.权利要求58的添加剂组合物，其中所述多异氰酸酯包含二异氰酸酯。
60.权利要求58的添加剂组合物，其中所述二异氰酸酯包含H12MDI。
61.权利要求58的添加剂组合物，其中所述起膜促进的基于硅酮或氟碳的单体包含3,
3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-十三氟-1-辛醇。
62.权利要求58的添加剂组合物，其中所述杀生物活性单体包含1,6-双(双胍基乙醇)己烷或对氯苯基胍基乙醇。
63.权利要求58的添加剂组合物，其中所述活性氢化合物包含醇、二醇、胺、二胺、硫醇、二硫醇及其组合。
杀生物活性聚合物组合物
发明领域
[0001] 提供了抗微生物低聚或聚合的添加剂，以及包括低聚或聚合的添加剂和基础聚合物的抗微生物聚合物组合物。所述添加剂可以包括起膜促进(bloom-promoting)、促粘附和杀生物活性(biocidally active)的单体和/或基团。所述添加剂可以进一步包括不结垢(non-fouling)和/或无栓塞形成单体和/或基团。除了本申请中公开的抗微生物添加剂之外，聚合物组合物还可以任选地含有不结垢添加剂。包括所述添加剂的聚合物组合物可用于医疗器械，对此抗微生物、不结垢和/或无栓塞形成特征特别重要的中。
[0002] 背景
[0003] 医疗保健相关感染(“HAI”)是医疗保健提供中最常见的不利事件之一，每年影响数百万患者。由于相关的成本(在财务和人力二者上)，大量努力集中在了降低HAI的发生率和严重性上。然而，即使为确保医疗程序中的良好卫生和无菌操作进行了大量努力，HAI的发生率仍然高得令人无法接受。
[0004] 降低HAI、特别是与生物材料相关的感染的发生率的一种方法是开发具有抗微生物特性和耐生物膜的表面的生物材料。已经采取多种方法赋予生物材料以抗微生物性质，包括将抗微生物剂或防腐剂吸收到生物材料中，将抗微生物剂吸附或接枝到生物材料的表面上，以及用抗微生物涂层涂覆生物材料。这些方法虽然有效，但通常代价昂贵，涉及复杂的二次加工步骤，并且常常提供持续时间有限的抗微生物保护。同样众所周知的是，接触血流的生物材料上使用的涂层常常会从生物材料表面剥落并导致生物材料下游的栓塞，导致不利的医疗结果。因此，具有固有抗微生物特性并且不需要涂层且抗微生物化合物不会随时间浸出的生物材料在医疗器械行业中具有重大意义。如果这种生物材料可以通过多种方法中的任何一种加工也是有利的，所述方法除涂覆外包括但不限于挤出、注射成型、压缩成型和电纺丝。
[0005] 通常聚合物、特别是热塑性聚氨酯(TPU)由于其优异的物理和机械性能而广泛用作生物材料。先前已经通过多种手段完成了用于生物医学应用的聚合物的表面改性，包括通过浸涂或喷涂涂覆表面，或者将适当材料的等离子体聚合到聚合物表面上。此外，与聚合物不相容且自发迁移到聚合物表面的添加剂如氟碳化合物的添加，已经用于聚合物表面的改性。然而，氟碳表面不阻止蛋白质结垢，也不为生物材料提供杀生物或其他活性抗微生物特性。
[0006] 这样，就需要提供具有杀生物活性并且可能另外表现出不结垢和/或无栓塞形成特征的聚合物组合物。
[0007] 发明概述
[0008] 本公开的技术提供了抗微生物聚合物组合物，其包括由(i)杀生物活性单体或基团；(ii)起膜促进的硅酮和/或氟碳单体或基团；(iii)任选的促粘附单体或基团而形成的a)低聚或聚合的添加剂；和b)基础聚合物。
[0009] 本公开的技术还提供了还包括不结垢单体的抗微生物聚合物组合物。
[0010] 本公开的技术还提供了抗微生物聚合物组合物，其中所述低聚或聚合的添加剂衍生自(i)起膜促进的基于硅酮或氟碳的丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、丙烯酰胺或乙烯基单体；(ii)杀生物活性的丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、丙烯酰胺或乙烯基单体；和(iii)任选的促粘附单体或基团。
[0011] 本公开的技术还提供了抗微生物聚合物组合物，其中所述低聚或聚合的添加剂衍生自(i)含有活性氢化合物的基于硅酮或氟碳的单体；(ii)含有活性氢的杀生物活性单体；(iii)任选的，含有活性氢的促粘附单体或基团；和(iv)多异氰酸酯。
[0012] 本公开的技术还提供了含有抗微生物聚合物组合物的制品。该制品在一个实施方案中可以是医疗器械。
[0013] 本公开的技术还提供了通过以下来制备杀生物活性聚合物组合物的方法：(a)使合适的单体自由基聚合以形成低聚或聚合的添加剂；和(b)将添加剂掺入基础聚合物中。
[0014] 本公开的技术还提供了通过以下来制备杀生物活性聚合物组合物的方法：(a)使多异氰酸酯和活性氢单体反应以形成低聚或聚合的添加剂；和(b)将添加剂掺入基础聚合物中。
[0015] 本公开的技术还提供了，将聚合或低聚的添加剂掺入基础聚合物中可以包括将添加剂熔融混合至基础聚合物中或在基础聚合物的合成过程中添加添加剂。
[0017] 本公开的技术还提供了抗微生物添加剂组合物，其包括衍生自以下的低聚或聚合的添加剂：(i)起膜促进的基于硅酮或氟碳的丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、丙烯酰胺或乙烯基单体；(ii)杀生物活性的丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、丙烯酰胺或乙烯基单体；和(iii)任选的促粘附单体或基团。
[0018] 本公开的技术还提供了抗微生物添加剂组合物，其包括衍生自以下的低聚或聚合的添加剂：(i)含有活性氢基团的基于硅酮或氟碳的单体；(ii)含有活性氢基团的杀生物活性单体；(iii)任选的，含有活性氢基团的促粘附单体或基团；和(iv)多异氰酸酯。
[0019] 本公开的技术还提供了抗微生物单体，其可以通过相对简单的手段制备并且可以通过本文所述的方法容易地掺入到抗微生物添加剂中。
[0020] 发明详述
[0021] 下面将通过非限制性说明的方式来描述各种优选的特征和实施例。
[0022] 本公开的技术提供了杀生物活性聚合物组合物，其包括由硅酮或氟碳(起膜促进)单体、促粘附单体或基团和杀生物活性单体形成的低聚或聚合的添加剂。在一个实施方案中，聚合物组合物包括a)由以下一种或多种形成的低聚或聚合的添加剂：i)硅酮或氟碳单体，或其组合；ii)促粘附单体或基团；iii)杀生物活性单体；和b)基础聚合物。杀生物活性意味着聚合物具有抗微生物、杀生物、生物抑制、抗细菌、杀真菌、杀病毒、抗真菌和/或抗病毒特性。在一些实施方案中，所述低聚或聚合的添加剂还包括ii)磷酸胆碱、羧基甜菜碱、磺基甜菜碱或聚亚烷基二醇单体。
[0023] 低聚或聚合的添加剂
[0024] 如本文公开的抗微生物组合物包括低聚或聚合的添加剂。在一个实施方案中，添加剂包括二聚体，三聚体或四聚体。在一个实施方案中，添加剂包括嵌段、接枝或支化聚合物或共聚物。在一个实施方案中，低聚或聚合的添加剂具有1,000至50,000道尔顿的分子量(Mn)。在一个实施方案中，添加剂具有2,000至15,000道尔顿的分子量。
[0025] 在一些实施方案中，在抗微生物聚合物组合物中低聚或聚合的添加剂可以以总聚合物组合物的约0.1重量％至约20重量％、或约0.1重量％至约10重量％的量存在，在一个实施方案中以约0.5重量％至约5重量％或至少0.2重量％的量存在。
[0026] 起膜促进的硅酮或氟碳单体
[0027] 本文公开的表面改性的聚合物组合物的低聚或聚合的添加剂可以包括起膜促进的单体或基团。起膜促进单体可以包括硅酮或氟碳单体或其组合。
[0028] 在一个实施方案中，硅酮单体包括官能化聚硅氧烷。官能化聚硅氧烷可以是单官能或多官能化的。官能化聚硅氧烷的合适实例包括单官能或多官能化的丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、乙烯基或烯丙基官能化的聚硅氧烷，如单乙烯基封端的聚二甲基硅氧烷；单甲基丙烯酰氧基丙基封端的聚二甲基硅氧烷，乙烯基封端的三氟丙基甲基硅氧烷；和单烯丙基-单三甲基硅氧基封端的聚环氧乙烷。聚硅氧烷通常可具有100至约100,000的分子量(Mn)。官能团可以是末端的、内部的、或末端和内部的。
[0029] 官能化聚硅酮可以由下式表示：
[0030] A-B-C
[0031] 其中A是选自乙烯基、丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯的可聚合基团或选自醇、胺或硫醇的活性氢基团；B是任选的连接基团，且C是聚硅氧烷基团。
[0032] 可用于本发明添加剂的官能化聚硅氧烷可从各种来源商购获得。例如，末端官能化聚硅氧烷可从Evonik Industries以 系列产品获得，包括 C-Si 2342(二羧基烷基聚二甲基硅氧烷)、Tegomer E-Si2330(二环氧烷基聚二甲基硅氧烷)、H-Si 2315(二羟基烷基聚二甲基硅氧烷)和 V-Si(二丙烯酰氧基
聚二甲基硅氧烷)。Gelest Inc.也有多种官能化聚硅氧烷，如MCR-C12,18,22系列(MonoCarbinol封端的聚二甲基硅氧烷)、MCR-C61,62(MonoDiCarbinol封端的聚二甲基硅氧烷)、PDV系列(乙烯基封端的二苯基硅氧烷-二甲基硅氧烷共聚物)FMV(乙烯基封端的三氟丙基甲基硅氧烷-二甲基硅氧烷共聚物)、CMS((甲醇(Carbinol)官能团的)甲基硅氧烷-二甲基硅氧烷共聚物)。
聚二甲基硅氧烷)。Gelest Inc.也有多种官能化聚硅氧烷，如MCR-C12,18,22系列(MonoCarbinol封端的聚二甲基硅氧烷)、MCR-C61,62(MonoDiCarbinol封端的聚二甲基硅氧烷)、PDV系列(乙烯基封端的二苯基硅氧烷-二甲基硅氧烷共聚物)FMV(乙烯基封端的三氟丙基甲基硅氧烷-二甲基硅氧烷共聚物)、CMS((甲醇(Carbinol)官能团的)甲基硅氧烷-二甲基硅氧烷共聚物)。
[0033] 在一些实施方案中，低聚或聚合的添加剂可以包括氟碳单体。氟碳单体可以由下式表示：
[0034] D-E-F
[0035] 其中D是选自丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯或乙烯基的可聚合基团或选自醇、胺或硫醇的活性氢基团，E是任选的连接基团；F是氟碳基团，其可以是全氟化或部分氟化的。
[0036] 合适的氟碳单体包括但不限于丙烯酸1,1,1,3,3,3-六氟异丙酯，甲基丙烯酸1,1,1,3,3,3-六氟异丙酯、甲基丙烯酸2,2,3,4,4,4-六氟丁酯，甲基丙烯酸2,2,3,3-四氟丙酯，甲基丙烯酸2,2,2-三氟乙酯，丙烯酸2,2,3,3,4,4,4-七氟丁酯、甲基丙烯酸2,2,3,3,4,4,
4-七氟丁酯，丙烯酸2,2,3,3,3-五氟丙酯，甲基丙烯酸2,2,3,3,4,4,5,5-八氟戊酯，甲基丙烯酸2,2,3,3,3-五氟丙酯，甲基丙烯酸3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-十三氟辛酯，甲基丙烯酸3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,10-十七氟癸酯，丙烯酸3,3,4,4,5,5,6,6,7,
7,8,8,8-十三氟辛酯，丙烯酸3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,11,11,12,12,12-二十一氟十二烷基酯，丙烯酸2,2,3,3,4,4,5,5-八氟戊酯，丙烯酸2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,
7-十二氟庚酯95％，丙烯酸2,2,3,4,4,4-六氟丁酯，丙烯酸1H,1H,2H,2H-全氟癸酯，甲基丙烯酸2-[(1′,1′,1′-三氟-2′-(三氟甲基)-2′-羟基)丙基]-3-降冰片基酯，甲基丙烯酸1,1,
1-三氟-2-(三氟甲基)-2-羟基-4-甲基-5-戊酯，甲基丙烯酸2-(全氟己基)乙酯，3,3,4,4,
5,5,6,6,7,7,8,8,8-十三氟-1-辛醇、4-乙烯基苄基六氟异丙醚，全氟辛酸4-乙烯基苄酯，三氟乙酸4-乙烯基苄酯，七氟丁酸烯丙酯，全氟庚酸烯丙酯，全氟壬酸烯丙酯，全氟辛酸烯丙基酯，烯丙基四氟乙醚，三氟乙酸烯丙酯，烯丙基五氟苯，和具有含羟基反应性基团的氢化端基的全氟化聚醚分子，如Solvay以商品名 销售的那些。
4-七氟丁酯，丙烯酸2,2,3,3,3-五氟丙酯，甲基丙烯酸2,2,3,3,4,4,5,5-八氟戊酯，甲基丙烯酸2,2,3,3,3-五氟丙酯，甲基丙烯酸3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-十三氟辛酯，甲基丙烯酸3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,10-十七氟癸酯，丙烯酸3,3,4,4,5,5,6,6,7,
7,8,8,8-十三氟辛酯，丙烯酸3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,11,11,12,12,12-二十一氟十二烷基酯，丙烯酸2,2,3,3,4,4,5,5-八氟戊酯，丙烯酸2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,
7-十二氟庚酯95％，丙烯酸2,2,3,4,4,4-六氟丁酯，丙烯酸1H,1H,2H,2H-全氟癸酯，甲基丙烯酸2-[(1′,1′,1′-三氟-2′-(三氟甲基)-2′-羟基)丙基]-3-降冰片基酯，甲基丙烯酸1,1,
1-三氟-2-(三氟甲基)-2-羟基-4-甲基-5-戊酯，甲基丙烯酸2-(全氟己基)乙酯，3,3,4,4,
5,5,6,6,7,7,8,8,8-十三氟-1-辛醇、4-乙烯基苄基六氟异丙醚，全氟辛酸4-乙烯基苄酯，三氟乙酸4-乙烯基苄酯，七氟丁酸烯丙酯，全氟庚酸烯丙酯，全氟壬酸烯丙酯，全氟辛酸烯丙基酯，烯丙基四氟乙醚，三氟乙酸烯丙酯，烯丙基五氟苯，和具有含羟基反应性基团的氢化端基的全氟化聚醚分子，如Solvay以商品名 销售的那些。
[0037] 在一个实施方案中，硅酮或氟碳单体可以以该添加剂的总单体组合物的约5重量％至约60重量％的量存在。
[0038] 促粘附单体
[0039] 在一些实施方案中，低聚或聚合的添加剂包括促粘附单体或基团。促粘附单体可以包括烷基取代的单体。在一个实施方案中，烷基取代的单体包括甲基丙烯酸酯、丙烯酸酯、丙烯酰胺或乙烯基单体，或其组合。合适的单体包括但不限于取代的丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯、如甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯、对于本领域技术人员显而易见的单体和其他类似单体。可以选择单体，使得当包括在添加剂中时，它将增加添加剂对基础聚合物的亲和力。在一些实施方案中，烷基取代的单体将以添加剂的总单体组合物的约10摩尔％至约70摩尔％的量存在于添加剂中。
[0040] 在一些实施方案中，烷基取代的单体可以包括丙烯酸羟基烷基酯、具有伯氨基、仲氨基或叔氨基的丙烯酸酯、以及反应性或可交联的丙烯酸酯、如含有硅烷基、双键或其他反应性官能团的丙烯酸酯；丙烯酰胺、包括如上文为丙烯酸酯所述的取代的丙烯酰胺；乙烯基化合物；多官能团分子、如二-、三-和四异氰酸酯、二-、三-和四醇、二-、三-和四胺以及二-、三-和四硫氰酸酯；环状单体、如内酯和内酰胺；及其组合；甲基丙烯酸烷基酯或其他疏水性甲基丙烯酸酯,如甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸己酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸异癸酯、甲基丙烯酸苯酯、甲基丙烯酸癸酯、甲基丙烯酸3,3,5-三甲基环己酯、甲基丙烯酸苄酯、甲基丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸十八烷基酯、甲基丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸十三烷基酯和甲基丙烯酸2-萘酯；反应性或可交联甲基丙烯酸酯、如甲基丙烯酸2-(三甲基硅烷基氧基)乙酯、甲基丙烯酸3-(三氯硅烷基)丙酯、甲基丙烯酸3-(三甲氧基硅烷基)丙酯、甲基丙烯酸3-[三(三甲基硅烷氧基)硅烷基]丙酯、甲基丙烯酸三甲基硅烷基酯、甲基丙烯酸烯丙基酯、甲基丙烯酸乙烯基酯、甲基丙烯酸3-(丙烯酰氧基)-2-羟基丙酯、甲基丙烯酸3-(二乙氧基甲基硅烷基)丙酯、甲基丙烯酸3-(二甲基氯硅烷基)丙酯、异氰酸酯如甲基丙烯酸2-异氰酸基乙酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸2-羟基乙酯、甲基丙烯酸3-氯-2-羟基丙酯、甲基丙烯酸羟基丁酯、甲基丙烯酸乙二醇酯、甲基丙烯酸羟基丙酯和邻苯二甲酸2-羟基丙酯2-(甲基丙烯酰氧基)乙酯。
[0041] 用于制备本发明添加剂的各种单体的量通常在总添加剂组合物的10-60摩尔％的范围内。用于本发明的每种特定单体的量将取决于使用了每类单体中的哪种具体单体以及添加剂正被混入的基础聚合物。例如，对于基于PTMEG的芳族TPU，含有约10至约30摩尔百分比的氟碳甲基丙烯酸酯、约10至约70摩尔百分比的聚乙二醇甲基丙烯酸酯和约10至约80摩尔百分比的甲基丙烯酸甲酯的添加剂已被证明有效地赋予与其混合的TPU基础聚合物以不结垢和/或无栓塞形成的表面。
[0042] 在一些实施方案中，例如，在基于氨基甲酸乙酯(urethane)化学的聚合或低聚的添加剂的情况下，特别是当基础聚合物为聚氨酯(polyurethane)时，不需要额外的促粘附单体或基团。虽然不希望受到任何特定理论的限制，但据信在一些配制物中氨基甲酸乙酯连接足以提供添加剂与基础聚合物之间的粘合力，从而不需要额外的单体或基团来提供足够的粘附力，从而当聚合物组合物在典型的使用条件下暴露于各种环境时，不会发生添加剂的浸出。
[0043] 杀生物活性单体
[0044] 本文公开的表面改性的聚合物组合物的低聚或聚合的添加剂包括杀生物活性单体。在一个实施方案中，杀生物活性单体包括带有一个或多个烷基或芳基季化铵、锍或鏻基团或其组合的丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、降冰片烯(norbonene)、乙烯基或烯丙基单体。合适的单体可以由下式表示：
[0045] GHI
[0046] 其中G是可以进一步聚合的基团；I是选自铵、鏻、锍、胍鎓或双胍鎓基团中的一种或多种的抗微生物官能团，且H是任选的连接基团。在一些实施方案中，这样的单体包括但不限于甲基丙烯酸正己基二甲基氨基乙氧基酯、N-烷基乙烯基吡啶鎓、对-乙烯基苄基四亚甲基锍四氟硼酸盐和对本领域技术人员显而易见的其他类似的单体。可以选择单体，使得当包括在添加剂中时，它将杀死和/或抑制微生物生物体的生长。在一些实施方案中，杀生物单体将以添加剂的总单体组合物的约0.5重量％至约50重量％的量存在于添加剂中。在一些实施方案中，杀生物单体将以约0.5重量％至约30重量％的量存在于添加剂中，在一些实施方案中，以至少10重量％或20重量％的量存在。
[0047] 或者，甲基丙烯酸酯、丙烯酸酯或其他杀生物活性单体可含有胍鎓或双胍鎓基团。例如，甲基丙烯酸胍基丙酯(Arjen M.Funhoff,Cornelus F.van Nostrum,Martin C.Lok,Marjan M.Fretz,Daan J.A.Crommelin,和Wim E.Hennink,Bioconjugate Chem.,2004,15,
1212-1220)可以在一些实施方案中用作杀生物活性单体。在其他实施方案中，杀生物活性单体可以是PHMB甲基丙烯酸酯或其他类似的胍或双胍甲基丙烯酸酯或丙烯酸酯。美国专利
7,771,743中描述了PHMB甲基丙烯酸酯的合成。在其他实施方案中，杀生物活性单体包括通过对氯苯基胍基乙醇反应制备的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯。对氯苯基胍乙醇可容易地通过本领域技术人员已知的标准合成方法由对氯苯基二氰胺(p-chlorophenyldicyanamide)和乙醇盐酸盐制备(参见实施例)。本领域技术人员显而易见的或易于想到的其他胍或双胍丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯或乙烯基单体也可用作杀生物活性单体。或者，在一些实施方案中，杀生物单体可含有活性氢基团，其可与异氰酸酯反应以产生基于氨基甲酸乙酯化学的抗微生物添加剂。本领域技术人员可以容易地想到这样的单体的实例，并且可以通过众所周知的合成程序容易地制备。这样的单体的实例是1,6-双-羟基乙基双胍基己烷和对氯苯基胍基乙醇，其可以根据实施例中公开的方法制备。
1212-1220)可以在一些实施方案中用作杀生物活性单体。在其他实施方案中，杀生物活性单体可以是PHMB甲基丙烯酸酯或其他类似的胍或双胍甲基丙烯酸酯或丙烯酸酯。美国专利
7,771,743中描述了PHMB甲基丙烯酸酯的合成。在其他实施方案中，杀生物活性单体包括通过对氯苯基胍基乙醇反应制备的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯。对氯苯基胍乙醇可容易地通过本领域技术人员已知的标准合成方法由对氯苯基二氰胺(p-chlorophenyldicyanamide)和乙醇盐酸盐制备(参见实施例)。本领域技术人员显而易见的或易于想到的其他胍或双胍丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯或乙烯基单体也可用作杀生物活性单体。或者，在一些实施方案中，杀生物单体可含有活性氢基团，其可与异氰酸酯反应以产生基于氨基甲酸乙酯化学的抗微生物添加剂。本领域技术人员可以容易地想到这样的单体的实例，并且可以通过众所周知的合成程序容易地制备。这样的单体的实例是1,6-双-羟基乙基双胍基己烷和对氯苯基胍基乙醇，其可以根据实施例中公开的方法制备。
[0048] 不结垢和/或无栓塞形成单体
[0049] 在一些实施方案中，抗微生物组合物的聚合或低聚的添加剂可以进一步包括不结垢单体。不结垢单体可以包括两性离子单体或聚亚烷基二醇单体。在一个实施方案中，本文公开的组合物的添加剂包括两性离子单体或聚亚烷基二醇单体。两性离子单体可以包括一种或多种磷酸胆碱、羧基甜菜碱或磺基甜菜碱单体、其衍生物、或其组合。两性离子是在同一分子内的非相邻原子上携带正电荷和负电荷的分子。含有两性离子官能团的天然和合成聚合物都被证明可以抵抗蛋白质粘附。在一个实施方案中，两性离子单体包括磷酸胆碱结构部分、磺基甜菜碱结构部分、羧基甜菜碱结构部分、其衍生物、或其组合。在一个实施方案中，两性离子单体包括甲基丙烯酸2-羟基乙酯磷酸胆碱。
[0050] 磺基甜菜碱单体可选自磺基甜菜碱丙烯酸酯、磺基甜菜碱丙烯酰胺、磺基甜菜碱乙烯基化合物、磺基甜菜碱环氧化物及其混合物中的一种或多种。在一个实施方案中，单体是含有磺基甜菜碱基团的甲基丙烯酸酯。
[0051] 羧基甜菜碱单体可以包括羧基甜菜碱丙烯酸酯、羧基甜菜碱丙烯酰胺、羧基甜菜碱乙烯基化合物、羧基甜菜碱环氧化物及其混合物。在一个实施方案中，单体是羧基甜菜碱甲基丙烯酸酯。
[0052] 在一些实施方案中，掺入低聚或聚合的添加剂中的两性离子单体以添加剂的总单体组合物的10-40摩尔％的量存在。
[0053] 在一个实施方案中，所述低聚或聚合的添加剂可以还包括聚亚烷基二醇单体。在另一个实施方案中，所述低聚或聚合的添加剂可以可选地包括聚亚烷基二醇单体，其中所述聚亚烷基二醇单体被用于代替所述两性离子单体或者除所述两性离子单体之外还使用该单体。合适的聚亚烷基二醇单体包括但不限于具有总计2至100个碳原子的单甲基聚乙二醇多元醇的丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯。有用的市售聚亚烷基二醇单体包括包含与乙二醇或其它醇反应的环氧乙烷的聚(乙二醇)，如具有各种分子量的聚(乙二醇)甲醚甲基丙烯酸酯/丙烯酸酯、具有各种分子量的乙二醇丁醚甲基丙烯酸酯/丙烯酸酯、具有不同分子量的聚(乙二醇)甲基丙烯酸酯/丙烯酸酯。在一些实施方案中，聚亚烷基二醇单体含有活性氢反应性基团，例如羟基、胺或硫醇。在一个实施方案中，添加剂使用缩聚反应形成，其中例如使二异氰酸酯与具有活性氢基团的聚亚烷基二醇单体反应。 D3403(可从Evonik得到的具有侧基PEG基团的二醇单体-类似单体可从Perstorp以商品名Ymer得到)是用于制备这类型添加剂的一种特别有用的单体。在一些实施方案中，聚亚烷基二醇单体可以以添加剂的总单体组合物的约10摩尔％至约50摩尔％的量存在。
[0054] 低聚或聚合的添加剂的合成
[0055] 如本文公开的低聚或聚合的添加剂可以通过加成聚合(自由基、阳离子和离子)或缩聚形成。在一个实施方案中，使用加成聚合形成添加剂，其中例如将混合的单体溶液和自由基引发剂计量地加入到反应器中以使反应进行约4小时，并使其反应后再过14小时。反应温度和时间取决于所使用的引发剂。例如，对于AIBN，反应温度为70℃，时间如上所述。然后通过除去溶剂、随后进一步干燥回收添加剂，所述干燥任选在真空下进行。
[0056] 在一个实施方案中，添加剂使用缩聚形成，其中例如使二异氰酸酯与含有活性氢的杀生物活性单体(一个或多个)反应，所述活性氢可与异氰酸酯基团反应，如醇、二醇或一元醇或二胺或单胺或硫醇或二硫醇及其组合(或本领域技术人员已知的其它活性氢基团)，以形成具有游离末端异氰酸酯基团的预聚物。然后可将含有可与异氰酸酯基团反应的活性氢基团的基于硅酮或氟碳的单体(如单官能氟化或硅氧烷单体)与预聚物反应以制备具有氨基甲酸乙酯和/或脲键的低聚或聚合的添加剂。有用的多异氰酸酯包括H12MDI、MDI、HDI、TDI、IPDI、LDI、BDI、PDI、CHDI、TODI和NDI。
[0057] 或者，二异氰酸酯可以首先与单官能团氟碳或硅氧烷含活性氢的单体反应，以形成含有末端异氰酸酯基团的活性中间体，将其进一步与含活性氢的抗微生物单体反应以生成低聚或聚合的添加剂。任选地，这些给予氨基甲酸乙酯的添加剂中可以包括扩链剂和/或多元醇。如果需要，可以在生产基于氨基甲酸乙酯的添加剂的初始步骤中使用过量的异氰酸酯，并且可以任选通过蒸馏除去过量的异氰酸酯。在另一个实施方案中，抗微生物剂和氟碳或硅酮两者的活性氢单体可以与二异氰酸酯全部同时组合以生产抗微生物低聚或聚合的添加剂。基于氨基甲酸乙酯的添加剂中抗微生物添加剂的分子量可以使用单官能反应物或通过控制化学计量以熟知氨基甲酸乙酯化学的人员熟知的方式来控制。
[0058] 杀生物单体的实例包括但不限于如美国专利7771743中所述的聚六亚甲基双胍部分游离碱，其已显示与异氰酸酯反应产生双胍基脲，或者羟基或二羟基双胍化合物，如乙醇胺盐酸盐与适合的烷基氰基胍基化合物反应产物以生成羟基双胍化合物，如下所示：
[0059]
[0060] 可与异氰酸酯反应并且含有杀生物基团且本领域技术人员已知的其它单体可以用于代替上述公开的单体，或除在上述公开的单体之外还使用所述其他单体。
[0061] 基础聚合物
[0062] 本文所述的杀生物活性聚合物组合物包括基础聚合物。在一些实施方案中，基础聚合物包括热塑性聚氨酯、尼龙、聚乙烯、聚酯、聚氯乙烯、聚砜、聚硅氧烷、聚丙烯、聚碳酸酯、聚醚砜、聚醚醚酮(PEEK)、聚己内酯、聚二噁烷醇(polydioxanol)、聚(1,3-三亚甲基碳酸酯)、聚酪氨酸碳酸酯、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚乳酸、聚乙醇酸、聚醚嵌段酰胺、其共聚物及其组合。
[0063] 在一个实施方案中，基础聚合物是热塑性聚氨酯。本文所述的TPU组合物使用以下制备：(a)多异氰酸酯；(b)多元醇；和任选的(扩链剂)。TPU可以以约80至约99.9重量％的量存在于杀生物活性聚合物中。
[0064] 多异氰酸酯
[0065] 本文所述组合物使用a)多异氰酸酯组分制备。多异氰酸酯和/或多异氰酸酯组分包括一种或多种多异氰酸酯。在一些实施方案中，多异氰酸酯组分包括一种或多种二异氰酸酯。
[0066] 在一些实施方案中，多异氰酸酯和/或多异氰酸酯组分包括具有5-20个碳原子的α,ω-亚烷基二异氰酸酯。
[0067] 合适的多异氰酸酯包括芳族二异氰酸酯、脂族二异氰酸酯或其组合。在一些实施方案中，多异氰酸酯组分包括一种或多种芳族二异氰酸酯。在一些实施方案中，多异氰酸酯组分基本不含或者甚至完全不含脂族二异氰酸酯.在其它实施方案中，多异氰酸酯组分包括一种或多种脂族二异氰酸酯。在一些实施方案中，多异氰酸酯组分基本不含或者甚至完全不含芳族二异氰酸酯。
[0068] 有用的多异氰酸酯的实例包括芳族二异氰酸酯，例如4,4′-亚甲基双(苯基异氰酸酯)(MDI)、间二甲苯二异氰酸酯(XDI)、苯-1,4-二异氰酸酯、萘-1,5-二异氰酸酯和甲苯二异氰酸酯(TDI)；以及脂族二异氰酸酯，例如异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、1,4-环己基二异氰酸酯(CHDI)、癸烷-1,10-二异氰酸酯、赖氨酸二异氰酸酯(LDI)、1,4-丁烷二异氰酸酯(BDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(PDI)、3,3’-二甲基-4,4’-联苯二异氰酸酯(TODI)、1,5-萘二异氰酸酯(NDI)和二环己基甲烷-4,4′-二异氰酸酯(H12MDI)。可使用两种或更多种多异氰酸酯的混合物。在一些实施方案中，多异氰酸酯为MDI和/或H12MDI。在一些实施方案中，多异氰酸酯包括MDI。在一些实施方案中，多异氰酸酯包括H12MDI。
[0069] 在一些实施方案中，热塑性聚氨酯用包括H12MDI的多异氰酸酯组分制备。在一些实施方案中，热塑性聚氨酯用基本由H12MDI组成的多异氰酸酯组分制备。在一些实施方案中，热塑性聚氨酯用由H12MDI组成的多异氰酸酯组分制备。
[0070] 在一些实施方案中，热塑性聚氨酯用包括(或者基本由…组成或者甚至由…组成)H12MDI以及MDI、HDI、TDI、IPDI、LDI、BDI、PDI、CHDI、TODI和NDI中至少一种的多异氰酸酯组分制备。
[0071] 在一些实施方案中，用于制备本文所述TPU和/或TPU组合物的多异氰酸酯为基于重量至少50％脂环族二异氰酸酯。在一些实施方案中，多异氰酸酯包括具有5-20个碳原子的α,ω-亚烷基二异氰酸酯。
[0072] 在一些实施方案中，用于制备本文所述TPU和/或TPU组合物的多异氰酸酯包括六亚甲基-1,6-二异氰酸酯、1,12-十二烷二异氰酸酯、2,2,4-三甲基-六亚甲基二异氰酸酯、2,4,4-三甲基-六亚甲基二异氰酸酯、2-甲基-1,5-五亚甲基二异氰酸酯或其组合。
[0073] 多元醇组分
[0074] 本文所述TPU组合物使用(b)多元醇组分制备。
[0075] 多元醇包括聚醚多元醇、聚酯多元醇、聚碳酸酯多元醇、聚硅氧烷多元醇及其组合。
[0076] 合适的多元醇，也可描述为羟基封端中间体，当存在时，可包括一种或多种羟基封端聚酯、一种或多种羟基封端聚醚、一种或多种羟基封端聚碳酸酯、一种或多种羟基封端聚硅氧烷，或者其混合物。
[0077] 合适的羟基封端聚酯中间体包括具有约500至约10,000、约700至约5,000或约700至约4,000的数均分子量(Mn)和通常小于1.3或小于0.5的酸值的线性聚酯。分子量通过测定末端官能团而确定且与数均分子量有关。聚酯中间体可通过如下方法制备：(1)一种或多种二醇与一种或多种二羧酸或酐的酯化反应，或者(2)酯交换反应，即一种或多种二醇与二羧酸酯的反应。通常超过多于1摩尔的二醇:酸摩尔比是优选的，以得到具有优势末端羟基的线性链。合适的聚酯中间体还包括各种内酯，例如通常由ε-己内酯和二官能引发剂如二甘醇制备的聚己内酯。所需聚酯的二羧酸可以为脂族、脂环族、芳族或其组合。可单独或以混合物使用的合适二羧酸通常具有总计4-15个碳原子，且包括：琥珀酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、十二烷二酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸、环己烷二羧酸等。也可使用以上二羧酸的酐，例如邻苯二甲酸酐、四氢邻苯二甲酸酐等。己二酸为优选的酸。反应形成理想聚酯中间体的二醇可以为脂族、芳族或其组合，包括上文在扩链剂部分中描述的任何二醇，且具有总计2-20或2-12个碳原子。合适的实例包括乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、2,2-二甲基-1,3-丙二醇、1,4-环己烷二甲醇、十亚甲基二醇、十二亚甲基二醇及其混合物。
[0078] 多元醇组分还可包括一种或多种聚己内酯聚酯多元醇。用于本文所述技术中的聚己内酯聚酯多元醇包括衍生自己内酯单体的聚酯二醇。聚己内酯聚酯多元醇由伯羟基封端。合适的聚己内酯聚酯多元醇可由ε-己内酯和二官能引发剂如二甘醇、1,4-丁二醇或者本文所列其它甘醇和/或二醇中的任一种制备。在一些实施方案中，聚己内酯聚酯多元醇为衍生自己内酯单体的线性聚酯二醇。
[0079] 有用的实例包括CAPATM2202A，2,000数均分子量(Mn)线性聚酯二醇，和CAPATM2302A，3,000Mn线性聚酯二醇，二者都由Perstorp Polyols Inc市购。这些材料也可描述为2-氧杂环庚烷酮和1,4-丁二醇的聚合物。
[0080] 聚己内酯聚酯多元醇可由2-氧杂环庚烷酮和二醇制备，其中二醇可以为1,4-丁二醇、二甘醇、单乙二醇、1,6-己二醇、2,2-二甲基-1,3-丙二醇或其任何组合。在一些实施方案中，用于制备聚己内酯聚酯多元醇的二醇为线性的。在一些实施方案中，聚己内酯聚酯多元醇由1,4-丁二醇制备。在一些实施方案中，聚己内酯聚酯多元醇具有500-10,000，或者500-5,000，或者1,000或者甚至2,000-4,000或者甚至3,000的数均分子量。
[0081] 合适的羟基封端聚醚中间体包括衍生自具有总计2-15个碳原子的二醇或多元醇的聚醚多元醇，在一些实施方案中，为烷基二醇或甘醇，其与包含具有2至6个碳原子的环氧烷烃(典型地为环氧乙烷或环氧丙烷或其混合物)的醚反应。例如羟基官能聚醚可通过首先使丙二醇与环氧丙烷反应，随后与环氧乙烷反应而制备。由环氧乙烷产生的伯羟基比仲羟基更具反应性，因此是优选的。有用的商业聚醚多元醇包括包含与乙二醇反应的环氧乙烷的聚(乙二醇)、包含与丙二醇反应的环氧丙烷的聚(丙二醇)、包含与四氢呋喃反应的水的聚(四亚甲基醚二醇)，其可描述为聚四氢呋喃且通常称为PTMEG。在一些实施方案中，聚醚中间体包括PTMEG。合适的聚醚多元醇还包括氧化烯的聚酰胺加合物，并且可包括例如包含乙二胺和环氧丙烷的反应产物的乙二胺加合物、包含二亚乙基三胺与环氧丙烷的反应产物的二亚乙基三胺加合物，和类似聚酰胺类型的聚醚多元醇。共聚醚也可用于所述组合物中。典型的共聚醚包括THF与环氧乙烷或THF与环氧丙烷的反应产物。这些可作为嵌段共聚物B和无规共聚物 R由BASF得到。各种聚醚中间体通常具有如通过
化验末端官能团而测定的数均分子量(Mn)，其为大于约700，例如约700至约10,000、约1,
000至约5,000，或者约1,000至约2,500的平均分子量。在一些实施方案中，聚醚中间体包括两种或更多种不同分子量聚醚的混合物，例如2,000Mn和1,000Mn PTMEG的混合物。
化验末端官能团而测定的数均分子量(Mn)，其为大于约700，例如约700至约10,000、约1,
000至约5,000，或者约1,000至约2,500的平均分子量。在一些实施方案中，聚醚中间体包括两种或更多种不同分子量聚醚的混合物，例如2,000Mn和1,000Mn PTMEG的混合物。
[0082] 合适的羟基封端聚碳酸酯包括通过二醇和碳酸酯反应而制备的那些。通过引用将美国专利No.4,131,731关于羟基封端聚碳酸酯及其制备的公开内容并入本文中作为参考。这类聚碳酸酯通常为线性的且具有末端羟基，基本排除了其它末端基团。必要反应物为二醇和碳酸酯。合适的二醇选自含有4-40，或者甚至4-12个碳原子的脂环族和脂族二醇，和每分子含有2-20个烷氧基的聚氧化烯二醇，其中各烷氧基含有2-4个碳原子。合适的二醇包括含有4-12个碳原子的脂族二醇，例如1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、新戊二醇、1,6-己二醇、2,2,
4-三甲基-1,6-己二醇、1,10-癸二醇、氢化二亚油基二醇(hydrogenated
dilinoleylglycol)、氢化二油基二醇、3-甲基-1,5-戊二醇；和脂环族二醇，例如1,3-环己二醇、1,4-二羟甲基环己烷、1,4-环己二醇、1,3-二羟甲基环己烷、1,4-内亚甲基-2-羟基-
5-羟甲基环己烷和聚亚烷基二醇。用于反应中的二醇取决于最终产物中所需的性能可以为单一二醇或者二醇的混合物。羟基封端的聚碳酸酯中间体通常为本领域和文献中已知的那些。合适的碳酸酯选自由5-7元环组成的碳酸亚烷基酯。适用于本文中的合适碳酸酯包括碳酸亚乙酯、碳酸三亚甲酯、碳酸四亚甲酯、碳酸1,2-亚丙酯、碳酸1,2-亚丁酯、碳酸2,3-亚丁酯、碳酸1,2-亚乙酯、碳酸1,3-亚戊酯、碳酸1,4-亚戊酯、碳酸2,3-亚戊酯和碳酸2,4-亚戊酯。适于本文中的还有碳酸二烷基酯、脂环族碳酸酯和碳酸二芳基酯。碳酸二烷基酯可在各烷基中含有2-5个碳原子，其具体实例为碳酸二乙酯和碳酸二丙酯。脂环族碳酸酯，尤其是二脂环族碳酸酯可在各环结构中含有4-7个碳原子，且可存在这类结构中的一个或两个。当一个基团为脂环族时，另一个可以为烷基或芳基。另一方面，如果一个基团为芳基，则另一个可以为烷基或脂环族。各芳基中可含有6-20个碳原子的合适碳酸二芳基酯的实例为碳酸二苯酯、碳酸二甲苯酯和碳酸二萘基酯。
4-三甲基-1,6-己二醇、1,10-癸二醇、氢化二亚油基二醇(hydrogenated
dilinoleylglycol)、氢化二油基二醇、3-甲基-1,5-戊二醇；和脂环族二醇，例如1,3-环己二醇、1,4-二羟甲基环己烷、1,4-环己二醇、1,3-二羟甲基环己烷、1,4-内亚甲基-2-羟基-
5-羟甲基环己烷和聚亚烷基二醇。用于反应中的二醇取决于最终产物中所需的性能可以为单一二醇或者二醇的混合物。羟基封端的聚碳酸酯中间体通常为本领域和文献中已知的那些。合适的碳酸酯选自由5-7元环组成的碳酸亚烷基酯。适用于本文中的合适碳酸酯包括碳酸亚乙酯、碳酸三亚甲酯、碳酸四亚甲酯、碳酸1,2-亚丙酯、碳酸1,2-亚丁酯、碳酸2,3-亚丁酯、碳酸1,2-亚乙酯、碳酸1,3-亚戊酯、碳酸1,4-亚戊酯、碳酸2,3-亚戊酯和碳酸2,4-亚戊酯。适于本文中的还有碳酸二烷基酯、脂环族碳酸酯和碳酸二芳基酯。碳酸二烷基酯可在各烷基中含有2-5个碳原子，其具体实例为碳酸二乙酯和碳酸二丙酯。脂环族碳酸酯，尤其是二脂环族碳酸酯可在各环结构中含有4-7个碳原子，且可存在这类结构中的一个或两个。当一个基团为脂环族时，另一个可以为烷基或芳基。另一方面，如果一个基团为芳基，则另一个可以为烷基或脂环族。各芳基中可含有6-20个碳原子的合适碳酸二芳基酯的实例为碳酸二苯酯、碳酸二甲苯酯和碳酸二萘基酯。
[0083] 合适的聚硅氧烷多元醇包括α-ω-羟基或胺或羧酸或硫醇或环氧基封端聚硅氧烷。实例包括用羟基或胺或羧酸或硫醇或环氧基封端的聚(二甲基硅氧烷)。在一些实施方案中，聚硅氧烷多元醇为羟基封端聚硅氧烷。在一些实施方案中，聚硅氧烷多元醇具有300-5,000，或者400-3,000的数均分子量。
[0084] 聚硅氧烷多元醇可通过聚硅氧烷氢化物与脂族多元醇或聚氧化烯醇之间的脱氢反应以将醇类羟基引入聚硅氧烷骨架上而得到。
[0085] 在一些实施方案中，聚硅氧烷多元醇可由一种或多种具有下式的化合物表示：
[0086]
[0087] 其中：R1和R2各自独立地为1-4个碳原子烷基、苄基或苯基；E各自为OH或NHR3，其中R3为氢、1-6个碳原子烷基或5-8个碳原子环烷基；a和b各自独立地为2-8的整数；c为3-50的整数。在含氨基聚硅氧烷中，至少一个E基团为NHR3。在含羟基聚硅氧烷中，至少一个E基团为OH。在一些实施方案中，R1和R2都为甲基。
[0088] 合适的实例包括α-ω-羟丙基封端的聚(二甲基硅氧烷)和α-ω-氨基丙基封端的聚(二甲基硅氧烷)，二者都是市售的材料。其它实例包括聚(二甲基硅氧烷)材料与聚(氧化烯)的共聚物。
[0089] 当存在时，多元醇组分可包括聚(乙二醇)、聚(四亚甲基醚二醇)、聚(三亚甲基氧化物)、环氧乙烷封端聚(丙二醇)、聚(己二酸丁二醇酯)、聚(己二酸乙二醇酯)、聚(六亚甲基己二酸酯)、聚(四亚甲基-共-六亚甲基己二酸酯)、聚(3-甲基-1,5-五亚甲基己二酸酯)、聚己内酯二醇、聚(六亚甲基碳酸酯)二醇、聚(五亚甲基碳酸酯)二醇、聚(三亚甲基碳酸酯)二醇、二聚脂肪酸基聚酯多元醇、植物油基多元醇或其任何组合。
[0090] 可用于制备合适的聚酯多元醇的二聚物脂肪酸的实例包括可由Croda市购的TMPriplast 聚酯二醇/多元醇和可由Oleon市购的 聚酯二醇。
[0091] 在一些实施方案中，多元醇组分包括聚醚多元醇、聚碳酸酯多元醇、聚己内酯多元醇或其任何组合。
[0092] 在一些实施方案中，多元醇组分包括聚醚多元醇。在一些实施方案中，多元醇组分基本不含或者甚至完全不含聚酯多元醇。在一些实施方案中，用于制备TPU的多元醇组分基本不含，或者甚至完全不含聚硅氧烷。
[0093] 在一些实施方案中，多元醇组分包括低聚聚环氧乙烷、聚环氧丙烷、聚环氧丁烷、聚氧化苯乙烯、聚(四亚甲基醚二醇)、聚(丙二醇)、聚(乙二醇)、聚(乙二醇)和聚(丙二醇)的共聚物、表氯醇等或其组合。在一些实施方案中，多元醇组分包括聚(四亚甲基醚二醇)。
[0094] 扩链剂
[0095] 本文所述TPU组合物使用c)扩链剂组分制备。扩链剂包括二醇、二胺及其组合。
[0096] 合适的扩链剂包括相当对小的多羟基化合物，例如具有2-20，或者2-12，或者2-10个碳原子的低级脂族或短链二醇。合适的实例包括乙二醇、二甘醇、丙二醇、二丙二醇、1,4-丁二醇(BDO)、1,6-己二醇(HDO)、1,3-丁二醇、1,5-戊二醇、新戊二醇、1,4-环己烷二甲醇(CHDM)、2,2-双[4-(2-羟基乙氧基)苯基]丙烷(HEPP)、六亚甲基二醇、庚二醇、壬二醇、十二烷二醇、3-甲基-1,5-戊二醇、乙二胺、丁二胺、六亚甲基二胺和羟乙基间苯二酚(HER)等及其混合物。在一些实施方案中，扩链剂包括BDO、HDO、3-甲基-1,5-戊二醇或其组合。在一些实施方案中，扩链剂包括BDO。可使用其它芳族二醇，但在一些实施方案中，本文所述TPU基本不含或者甚至完全不含这类材料。
[0097] 在一些实施方案中，用于制备TPU的扩链剂基本不含，或者甚至完全不含1,6-己二醇。在一些实施方案中，用于制备TPU的扩链剂包括环状扩链剂。合适的实例包括CHDM、HEPP、HER及其组合。在一些实施方案中，用于制备TPU的扩链剂包括芳族环状扩链剂，例如HEPP、HER或其组合。在一些实施方案中，用于制备TPU的扩链剂包括脂族环状扩链剂，例如CHDM。在一些实施方案中，用于制备TPU的扩链剂基本不含，或者甚至完全不含芳族扩链剂，例如芳族环状扩链剂。在一些实施方案中，用于制备TPU的扩链剂基本不含，或者甚至完全不含聚硅氧烷。
[0098] 在一些实施方案中，扩链剂组分包括1,4-丁二醇、2-乙基-1,3-己二醇、2,2,4-三甲基戊烷-1,3-二醇、1,6-己二醇、1,4-环己烷二甲醇、1,3-丙二醇、3-甲基-1,5-戊二醇或其组合。在一些实施方案中，扩链剂组分包括1,4-丁二醇、3-甲基-1,5-戊二醇或其组合。在一些实施方案中，扩链剂组分包括1,4-丁二醇。
[0099] 所述组合物包括上述TPU材料以及包括这类TPU材料和一种或多种其它组分的TPU组合物。这些其它组分包括可与本文所述TPU混合的其它聚合物材料。这些其它组分包括可加入TPU或含有TPU的混合物中以赋予组合物性能的一种或多种添加剂。
[0100] 本文所述TPU也可与一种或多种其它聚合物混合。可与本文所述TPU混合的聚合物不过度受限。在一些实施方案中，所述组合物包括一种或多种所述TPU材料。在一些实施方案中，组合物包括至少一种所述TPU材料和至少一种不是所述TPU材料中的一种的其它聚合物。在一些实施方案中，所述混合物具有上文关于TPU组合物所述的相同性能组合。在其它实施方案中，TPU组合物当然具有所述性能组合，同时TPU组合物与一种或多种上述其它聚合物材料的混合物可具有或者不具有。
[0101] 可与本文所述TPU材料组合使用的聚合物还包括更常见的TPU材料，例如非己内酯聚酯基TPU、聚醚基TPU或者含有非己内酯聚酯和聚醚基团的TPU。可与本文所述TPU材料混合的其它合适材料包括聚碳酸酯、聚烯烃、苯乙烯聚合物、丙烯酸系聚合物、聚甲醛聚合物、聚酰胺、聚苯醚、聚苯硫醚、聚氯乙烯、氯化聚氯乙烯、聚乳酸或其组合。
[0102] 用于本文所述混合物中的聚合物包括均聚物和共聚物。合适的实例包括：(i)聚烯烃，例如聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚丁烯、乙丙橡胶(EPR)、聚环氧乙烷(POE)、环烯烃共聚物(COC)或其组合；(ii)苯乙烯类，例如聚苯乙烯(PS)、丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)、苯乙烯丙烯腈(SAN)、丁苯橡胶(SBR或HIPS)、聚α甲基苯乙烯、苯乙烯马来酸酐(SMA)、苯乙烯-丁二烯共聚物(SBC)(例如苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(SBS)和苯乙烯-乙烯/丁二烯-苯乙烯共聚物(SEBS))、苯乙烯-乙烯/丙烯-苯乙烯共聚物(SEPS)、苯乙烯丁二烯胶乳(SBL)、用乙烯丙烯二烯单体(EPDM)改性的SAN和/或丙烯酸系弹性体(例如PS-SBR共聚物)或其组合；(iii)不同于上述那些的热塑性聚氨酯(TPU)；(iv)聚酰胺，例如NylonTM，包括聚酰胺6,6(PA66)、聚酰胺1,1(PA11)、聚酰胺1,2(PA12)、共聚酰胺(COPA)或其组合；(v)丙烯酸系聚合物，例如聚丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯苯乙烯(MS)共聚物或其组合；
(vi)聚氯乙烯(PVC)、氯化聚氯乙烯(CPVC)或其组合；(vii)聚甲醛，例如聚缩醛；(viii)聚酯，例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)，共聚酯和/或聚酯弹性体(COPE)，包括聚醚-酯嵌段共聚物，例如二醇改性的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PETG)、聚乳酸(PLA)、聚羟基乙酸(PGA)、PLA和PGA的共聚物或其组合；(ix)聚碳酸酯(PC)、聚苯硫醚(PPS)、聚苯醚(PPO)或其组合；或者其组合。
(vi)聚氯乙烯(PVC)、氯化聚氯乙烯(CPVC)或其组合；(vii)聚甲醛，例如聚缩醛；(viii)聚酯，例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)，共聚酯和/或聚酯弹性体(COPE)，包括聚醚-酯嵌段共聚物，例如二醇改性的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PETG)、聚乳酸(PLA)、聚羟基乙酸(PGA)、PLA和PGA的共聚物或其组合；(ix)聚碳酸酯(PC)、聚苯硫醚(PPS)、聚苯醚(PPO)或其组合；或者其组合。
[0103] 在一些实施方案中，这些混合物包括选自组(i)、(iii)、(vii)、(viii)或其一些组合的一种或多种其它聚合物材料。在一些实施方案中，这些混合物包括选自组(i)的一种或多种其它聚合物材料。在一些实施方案中，这些混合物包括选自组(iii)的一种或多种其它聚合物材料。在一些实施方案中，这些混合物包括选自组(vii)的一种或多种其它聚合物材料。在一些实施方案中，这些混合物包括选自组(viii)的一种或多种其它聚合物材料。
[0104] 适用于本文所述TPU组合物中的其它添加剂不过度受限。合适的添加剂包括颜料、UV稳定剂、UV吸收剂、抗氧化剂、润滑剂、热稳定剂、水解稳定剂、交联活化剂、阻燃剂、层状硅酸盐、填料、着色剂、增强剂、粘附调节剂、抗冲强度改进剂、抗菌剂、射线不透添加剂如硫酸钡、亚碳酸铋、三氧化铋、氯氧化铋、钽和钨、其它及其任何组合。
[0105] 在一些实施方案中，其它组分为阻燃剂。合适的阻燃剂不过度受限，可包括磷酸硼阻燃剂、氧化镁、二季戊四醇、聚四氟乙烯(PTFE)聚合物或其任何组合。在一些实施方案中，该阻燃剂可包括磷酸硼阻燃剂、氧化镁、二季戊四醇或其任何组合。磷酸硼阻燃剂的合适实例为可由BudenheimUSA，Inc市购的 当存在时，阻燃剂组分可以以总TPU组合物的0-10重量％，在其它实施方案中，总TPU组合物的0.5-10，或者1-10，或者0.5或1至5，或者0.5-3，或者甚至1-3重量％的量存在。
[0106] 本文所述TPU组合物还可包括可称为稳定剂的其它添加剂。稳定剂可包括抗氧化剂，例如苯酚、亚磷酸盐、硫酯和胺，光稳定剂，例如受阻胺光稳定剂和苯并噻唑UV吸收剂，和其它工艺稳定剂及其组合。在一个实施方案中，优选的稳定剂为来自BASF的和来自Chemtura的 稳定剂以TPU组合物的约0.1重量％至约5重量％，在另一实施方案中，约0.1重量％至约3重量％，在另一实施方案中，约
0.5重量％至约1.5重量％的量使用。
0.5重量％至约1.5重量％的量使用。
[0107] 另外，各种常规无机阻燃剂组分可用于TPU组合物中。合适的无机阻燃剂包括本领域技术人员已知的那些中的任一种，例如金属氧化物、金属氧化物水合物、金属碳酸盐、磷酸铵、聚磷酸铵、碳酸钙、氧化锑、粘土、矿物粘土，包括滑石、高岭土、硅灰石、纳米粘土、通常称为纳米粘土的蒙脱土，及其混合物。在一个实施方案中，阻燃剂包包括滑石。阻燃剂包中的滑石促进高限氧指数(LOI)性能。无机阻燃剂可以以TPU组合物总重量的0至约30重量％、约0.1重量％至约20重量％，在另一实施方案中，约0.5重量％至约15重量％的量使用。
[0108] 另外的任选添加剂也可用于本文所述TPU组合物中。该添加剂包括抗氧化剂(包括苯酚类、亚磷酸酯、硫酯和/或胺)、抗臭氧剂、稳定剂、惰性填料、润滑剂、抑制剂、水解稳定剂、光稳定剂、受阻胺光稳定剂、苯并三唑UV吸收剂、热稳定剂、用于防止变色的稳定剂、染料、颜料、无机和有机填料、增强剂、不透射线剂(radio-opacifiers)(例如BaSO4)及其组合。
[0109] 所有上述添加剂可以以常用于这些物质的有效量使用。非阻燃添加剂可以以TPU组合物总重量的约0至约30重量％，在一个实施方案中，约0.1至约25重量％，在另一实施方案中，约0.1至约20重量％的量使用。
[0110] 这些其它添加剂可掺入到用于制备TPU树脂的组分或反应混合物中，或者在制备TPU树脂以后掺入。在另一方法中，可将所有材料与TPU树脂混合，然后熔融，或者可将它们直接掺入到TPU树脂熔体中。
[0111] 本发明热塑性聚氨酯可通过本领域中常用于合成聚氨酯弹性体的方法制备，例如但不限于分批方法或一步法技术。在分批方法中，将组分，即二异氰酸酯、多元醇和扩链剂以及如果需要的话催化剂和任何其它添加剂引入容器中，混合，分散在盘中并使其固化。然后可将固化的TPU制粒和粒化。一步法在挤出机，例如单螺杆、双螺杆中进行，其中将成型组分单独或者作为混合物引入挤出机中，并在通常在一个实施方案中约100℃至约300℃，在另一实施方案中约150℃至约250℃，甚至约150℃至约240℃的温度下反应。
[0112] 在聚合反应期间可存在一种或多种聚合催化剂。一般而言，可使用任何常规催化剂以使二异氰酸酯与多元醇中间体或扩链剂反应。特别是促进二异氰酸酯的NCO基团与多元醇和扩链剂的羟基之间的反应的合适催化剂的实例为由现有技术已知的常规叔胺，例如三乙胺、二甲基环己胺、N-甲基吗啉、N,N’-二甲基哌嗪、2-(二甲基氨基乙氧基)乙醇、二氮杂二环[2.2.2]辛烷等，以及特别是有机金属化合物，例如钛酯、铁化合物如乙酰丙酮铁、锡化合物如二乙酸锡、二辛酸锡、二月桂酸锡，或者脂族羧酸的二烷基锡盐，例如二乙酸二丁锡、二月桂酸二丁锡等。催化剂的常用量为0.0001-0.1重量份每100重量份多羟基化合物(b)。
[0113] 方法可进一步包括步骤：将TPU组合物与一种或多种混合组分，包括一种或多种其它TPU材料和/或聚合物，包括上述那些中的任一种混合。
[0114] 方法可进一步包括步骤：将步骤(I)的TPU组合物与一种或多种其它添加剂混合，所述其它添加剂选自颜料、UV稳定剂、UV吸收剂、抗氧化剂、润滑剂、热稳定剂、水解稳定剂、交联活化剂、阻燃剂、层状硅酸盐、填料、着色剂、增强剂、粘附调节剂、抗冲强度改进剂和抗微生物剂。
[0115] 方法可进一步包括步骤：将TPU组合物与一种或多种共混组分，包括一种或多种其它TPU材料和/或聚合物，包括上述那些中的任一种混合，和/或步骤：将TPU组合物与一种或多种其它添加剂混合，所述其它添加剂选自颜料、UV稳定剂、UV吸收剂、抗氧化剂、润滑剂、热稳定剂、水解稳定剂、交联活化剂、阻燃剂、层状硅酸盐、填料、着色剂、增强剂、粘附调节剂、抗冲强度改进剂和抗微生物剂。
[0116] 杀生物活性聚合物组合物的制备
[0117] 杀生物活性聚合物组合物可以通过如下制备：将添加剂熔融混合至聚合物中，在聚合物合成期间掺入添加剂，将添加剂和基础聚合物混凝或溶解在常用溶剂中、并浇铸、凝结或电纺丝含有添加剂和基础聚合物的溶剂混合物，浇铸或电纺丝含有添加剂和聚合物的溶剂混合物。
[0118] 在一些实施方案中，在基础聚合物是TPU，并且在聚合物合成期间掺入抗微生物添加剂的情况下，一起反应形成TPU的二异氰酸酯、多元醇和扩链剂在有或没有催化剂的情况下(取决于所使用的TPU的类型)混合在一起。在反应过程中，将聚合或低聚的表面改性添加剂预热并倒入反应混合物中。然后可将所得表面改性的TPU聚合物切割成片并造粒以用于挤出，注射成型，热成型，压缩成型工艺，或通常用于聚合物加工的各种其他工艺中的任一种。
[0119] 或者杀生物活性聚合物组合物可通过使用具有混合碗附件的Brabender Plasticorder将低聚或聚合的添加剂熔融混合来制备。在一些实施方案中，将混合物与添加剂混合并在熔融混合以前将TPU作为固体混合物(盐和胡椒粉)混合。在一些实施方案中，可在基础TPU初始进料熔融且扭矩稳定以后将添加剂加入基础聚合物中。作为选择，可使用双螺杆挤出机或其他熔融混合装置借助本领域技术人员已知的典型方法将添加剂熔融混合到TPU中。在杀生物活性聚合物组合物通过熔融混合生产或其在生产后被熔融加工的实施方案中，聚合或低聚杀生物添加剂该加工所需的温度下必须在是热稳定的。
[0120] 在一个实施方案中，可将聚合物组合物涂覆到材料上。材料可包括聚合物、玻璃、陶瓷、金属或复合材料。涂层的施涂方法不过度受限，可包括浸涂、喷涂、辊对辊涂覆或旋涂。涂层可以以约1μm至约200μm，或者约5μm至约100μm的厚度施涂。然后可将涂覆的聚合物在烘箱中干燥约24小时，且在一些实施方案中，在80℃进行。在一些实施方案中，在涂覆基础聚合物以后，可进行另一退火步骤，如下文所述。
[0122] 在另一实施方案中，聚合物组合物可包括另外的加工步骤，其中将组合物退火。在一个实施方案中，退火可在烘箱中在约30℃至约150℃，或者约50℃至约80℃实现。在一些实施方案中，退火可进行约2小时至约72小时，或者24小时至48小时的时间。在一个实施方案中，退火周期可以为至少2小时，或者至少12小时，或者至少24小时的时间。在一些实施方案中，退火步骤通过将聚合物组合物暴露于溶剂蒸气中进行，任选在高于环境温度的温度下进行。
[0123] 本文所述聚合物材料和/或组合物可用于制备一种或多种制品。可由本文所述聚合物材料和/或组合物制备的制品的具体类型不过度受限。概括而言，本文所述聚合物材料和/或组合物可用于需要杀生物活性或者杀生物活性与不结垢表面的任何应用中。
[0124] 本发明进一步提供用本文所述表面改性聚合物材料和/或组合物制备的制品。在一些实施方案中，制品可包括医疗器械。实例包括但不限于医学应用，例如其中本文所述聚合物可用于血管造影导管、血管成形术导管、泌尿科导管、透析导管、Swan-Ganz导管、中心静脉导管和外周插入的中心导管；导管连接器；透析膜；医用导管；伤口护理制品，包括伤口闭合件，缝合钉(staple)，缝合线，网，支撑装置，缝合线增强件或伤口护理敷料等；矫形制品，包括钉(nail)、螺钉、板、笼、假体等；神经植入物包括引流管、分流管等；植入物，包括牙齿植入物、眼睛植入物、耳蜗植入物、乳房植入物等；心脏瓣膜、心脏旁路机器、体外血液装置、神经导管、血管移植物、支架、接触透镜等，以及用于个人护理应用、药物应用、健康护理产品应用、海洋应用或任何其它大量应用。在一些实施方案中，这些制品可通过挤出、注射成型或其任何组合制备。
[0125] 如本文所述的杀生物活性聚合物组合物可以向用该组合物制备的制品提供杀生物和杀生物/不结垢/无栓塞形成性质。在一些实施方案中，聚合物组合物提供至少90％或至少95％，或至多99％和更大，或90％至99％和以上的微生物活性的降低。在一些实施方案中，聚合物组合物使蛋白质吸收减少至少50％，或至少60％，或70％。
[0126] 除非另有指出，所述各个化学组分的量表示为排除了可通常存在于商业材料中的任何溶剂，即基于活性化学品计。然而，除非另有指出，本文提及的各个化学品或组合物应解释为商品级材料，其可含异构体、副产物、衍生物和通常理解存在于商品级中的其它这类材料。
[0127] 已知一些上述材料在其最终配制物中可能相互作用，使得最终配制物的组分可能与起初加入的那些不同。例如，金属离子(例如阻燃剂的)可迁移至其它分子的其它酸性或阴离子部位。由此形成的产品，包括经以其意欲用途使用本文所述技术的组合物而形成的产品可能不容易描述。然而，所有这类改进和反应产物均包括在本文所述技术的范围内；本文所述技术包括通过将上述组分混合而制备的组合物。实施例
[0128] 参考以下非限定性实施例可更好地理解本文所述技术。
[0129] 材料
[0130] 材料通常由化学领域中的技术人员已知或者由下文说明的化学品供应商市购。
[0131]
[0132]
[0133] 甲基丙烯酸酯添加剂合成
[0134] -将反应釜中装入溶剂并在氮气清洗以除去任何氧气的情形下预热至70℃的所需温度。将单体和引发剂与溶剂以表1中所述量混合并借助注射泵经3-4小时时间加入反应釜中。改变单体比和总单体/引发剂以得到具有不同组成和目标为约2-15,000道尔顿的分子量的添加剂。将反应在反应温度(对于AIBN引发剂，70℃)下保持另外4小时以消耗大部分单体和引发剂(残余单体为小于1％，如通过NMR测量的那样)。用于PEG系列的聚合物通过旋转蒸发或在冷乙醚或丙酮中沉淀并在真空下进一步干燥来回收。
[0135] 表1添加剂组合物
[0136]
[0137] *Mn基于有创造性的添加剂的未季化形式估算。
[0138] **NMR比是通过NMR测定的添加剂中各单体的比例
[0139] *＊*PDI是多分散指数
[0140] 基于氨基甲酸乙酯的抗微生物PHMB添加剂合成：
[0141] 将聚六亚甲基双胍盐酸盐[PHMB/HCl(33g)]溶于100ml甲醇(MeOH)中，并将氢氧化钾(KOH)(200ml，0.1M MeOH溶液)缓慢加入到圆底烧瓶中的PHMB溶液中。使反应进行过夜，通过旋转蒸发仪然后真空泵除去甲醇。将PHMB(11g)溶于150g二甲基亚砜(DMSO)中，并加入1.67g二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)。将反应在65℃保持4小时。加入Capstone 62MA(2.42g)，并使反应再进行8小时。游离NCO为0.02％。有创造性的添加剂(Inventive Additive)1通过在二乙醚中沉淀来回收。
[0142] 羟基双胍单体的合成：
[0143] 在适当大小的三颈圆底烧瓶中，将氰基胍基反应物与等量的乙醇胺盐酸盐合并。将烧瓶用氮气吹扫，并在搅拌下加热至120℃。反应8小时后，将反应冷却，并通过加入非溶剂使产物沉淀。用非溶剂洗涤后，通过NMR分析单体以确认反应完成。
[0144] 基于氨基甲酸乙酯的基于抗微生物双胍二醇的添加剂合成：
[0145] 将BGdiol(1,6-双-羟乙基双胍基己烷)和2当量的Capstone 62Al在罐中混合，并预热至50℃，以达到相等数量的羟基和异氰酸酯基团的量加入H12MDI，以及数滴CoTin催化剂。观察到放热反应，一旦反应达到75℃，将混合物转移到烘箱中。将混合物在125℃进一步固化3小时，得到有创造性的添加剂2。
[0146] 用基于氨基甲酸乙酯的抗微生物聚合物组合物涂覆TPU膜：
[0147] 将有创造性的添加剂2溶于二甲基甲酰胺(DMF)中，并与脂族TPU溶液混合，得到比例为4/96和6/94的添加剂/TPU(w/w)的涂覆溶液。该涂覆溶液的总固体含量为2％。用涂覆溶液浸涂脂族TPU试样(5cm×5cm)，干燥，并在50℃烘箱中退火48小时。
[0148] 抗微生物试验(JISZ2801方案)
[0149] 用0.4ml 0.2％营养肉汤接种膜样品(大约35mm×35mm)，所述营养肉汤一式三份地接种测试生物的标准化培养物。将接种的样品用惰性膜覆盖并在36±2℃的湿度室中孵育24小时。通过将来自测试样品的肉汤接种物洗脱到中和肉汤中来回收存活的微生物。测定样品的微生物计数，并计算微生物的对数减少(与未处理的样品相比)和抗微生物活性。
[0150] 抑制区方案(AATCC 147方案)
[0151] 平行划线接种法是定性筛选测试，以证明处理的纺织品表面上可扩散抗微生物剂的抑菌(抗微生物)活性。该测试的范围显示了，通过抗菌剂经琼脂的扩散产生的杀菌(抑制增殖和生长)活性。测试样品(纺织品)与营养琼脂表面直接接触，所述营养琼脂被测试生物体的接种物进行了表面划线(“平行条纹”)。将样品在37±2℃孵育18-24小时，之后通过测试材料下方和沿着测试材料侧的明显的间断生长区域来证明抑菌活性。
[0152] 蛋白质结垢试验(荧光方法)
[0153] 用于测定热加工TPU表面上的蛋白质吸附的静态试验方法。该方法使用荧光标记的蛋白质将吸附到TPU试样表面上的蛋白质的量量化。该技术类似于Hlady等人,Methods for Studying Protein Adsorption,第402-429页,1999,Methods in Enzymology and Ishihara等人,Why do Phospholipid Polymers Reduce Protein Adsorption,Journal of Biomedical Materials Research,第323-330页,1998所述的。将来自表2的膜样品切成(2.5cm×0.6cm)试样并将通过在1％十二烷基硫酸钠(SDS)中振荡而将试样洗涤，然后用去离子水和1X磷酸盐缓冲盐水(PBS)充分漂洗。然后将各个洗过的试样放入含有荧光标示纤维蛋白原(Fbg)或牛血清白蛋白(BSA)(分别Alexa Fluor 488或Alexa Fluor 594，Molecular Probe，Eugene，OR)的2ml琥珀离心管中。将样品在37℃下培养1小时，其后将试样取出并用～25ml 1X PBS洗涤3次。使用活检穿孔器，收集4.0mm穿孔的各试样并放入含有1.5ml 1％SDS的2ml琥珀管中。将穿孔试样涡流清洗并使其浸泡直至分析。将SDS溶液转移至比色杯中并在荧光计上直接读数。通过将荧光标记蛋白质的吸光度与标准曲线关联并除以4mm穿孔的表面积计算吸附到TPU表面上的蛋白质的量(ng/cm2)。
[0154] 表2中显示了抗微生物测试的结果。
[0155] 表2.PQ6添加剂的抗微生物试验结果
[0156]
[0157] *TPU1是不含有创造性的添加剂的对照。
[0158] 从表2中可以看出，证明了各有创造性的实施例的抗微生物效力，如通过用于含有有创造性的添加剂的薄膜的两种细菌菌株的微生物的对数减少所测定(与不具有有创造性的添加剂的热塑性聚氨酯薄膜相比)的那样。此外，抑制区域的结果表明有创造性的添加剂没有浸出。
[0159] 表3基于氨基甲酸乙酯的添加剂的抗微生物活性测试*结果
[0160]样品 大肠杆菌(对数减少) 金黄色葡萄球菌(对数减少)
有创造性的实施例5** 0.18 1.68
有创造性的实施例5** 0.18 1.68
[0161] *JIS Z2801测试方法
[0162] **添加剂2和脂肪族TPU
[0163] 从表3中可以看出，证明了有创造性的实施例的抗微生物功效，如通过用于含有基于氨基甲酸乙酯的有创造性的添加剂的膜的两种细菌菌株的微生物的对数减少所测定的那样。
[0164] 表4抗微生物和蛋白质吸附试验
[0165]
[0166] 膜样品上的抗微生物和荧光蛋白结垢测试的结果示于表4中。可以看出，与不具有有创造性的添加剂的基础TPU相比，吸附到含有所述有创造性的添加剂的样品表面上的蛋白质的量显著降低。蛋白质的实际吸附处于已被显示在无栓塞形成、生物相容的医疗器械中有用的范围内。另外，可以看出，与不具有有创造性的添加剂的基础TPU相比，在抗微生物活性方面，显示了微生物降低。
[0167] 退火测试
[0168] 将来自表1的膜的样品挤出或压缩成型，并且在给定时间期间通过粘结夹悬挂在烘箱内。将烘箱加热至80℃并保持48小时。然后根据JISZ2801方法评估样品的抗微生物效力。测量添加剂组合物的抗微生物活性，结果如下所示：
[0169] 表5.退火和抗微生物活性
[0170]
[0171] 从表5中可以看出，与未经退火过程的含有所述有创造性的添加剂的薄膜相比，抗微生物功效显着增加，如通过用于薄膜退火后的含有有创造性的添加剂的薄膜的微生物的对数减少所测定。
[0172] 通过引用将以上提及的各文件，包括要求其优先权的任何先前申请结合到本文中，无论上文是否明确列出。任何文件的提及不是承认该文件在任何司法管辖区域取得现有技术的资格或构成技术人员的常识。除实施例中外，或如果另外明确指出，该说明书中所有描述材料的量、反应条件、分子量、碳原子数等的数量应当理解为通过措辞“约”修饰。应当理解本文所述量、范围和比的上限和下限可独立地组合。类似地，本发明各个元素的范围和量可与任何其它元素的范围或量一起使用。
[0173] 如下文所述，上述材料的分子量使用已知方法测定，例如使用聚苯乙烯标准GPC分析。测定聚合物的分子量的方法是熟知的。描述了方法，例如：(i)P.J.Flory，“Principles of star polymer Chemistry”，Cornell University Press 91953)，第VII章，第266-315页；或(ii)“Macromolecules，an Introduction to star polymer Science”，F.A.Bovey和F.H.Winslow，编者，Academic Press(1979)，第296-312页。如本文所用，所述材料的重均和数均分子量通过积分对应于有意义材料的峰下的面积而得到，不包括与稀释剂、杂质、解耦星型聚合物链和其它添加剂的峰。
[0174] 如本文所用，与“包括(include)”、“含有或含(contain)”或“特征是…”同义的过渡术语“包含(comprise)”为包括性或开放性的，且不排除其它未描述的元素或方法步骤。然而，在本文中“包含”的每个描述中，该术语旨在还涵盖短语“基本由…组成”和“由…组成”作为备选实施方案，其中“由…组成”不包括未描述的任何元素或步骤，“基本由…组成”容许包括不实质性影响所考虑的组合物或方法的基本的和新的特性的其它未描述元素或步骤。即“基本由…组成”容许包括不实质性影响所考虑的组合物的基本的和新的特性的物质。
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