[发明专利]热塑性两亲性共网络

说明书

相关申请资料

本专利申请要求于2007年11月1日提交的、名称为“热塑性两亲性共网络”的美国临时专利申请61/001,434和于2008年10月23日提交的、名称为“热塑性两亲性共网络”的美国临时专利申请61/107,949的优先权。上述两个美国临时专利申请都特此以其整体通过引用并入本文。

发明领域

本发明一般地涉及热塑性两亲性网络和/或共网络(co-network)。在一个实施方式中，本发明涉及热塑性(TP)两亲性共网络(APCN)和由这种APCN制备膜。在另一实施方式中，本发明涉及包含至少一种亲水性聚合物衍生部分、至少一种疏水性聚合物衍生部分和至少一种热塑性聚合物衍生部分的两亲性网络。在仍另一实施方式中，本发明涉及通过结合APCN和聚氨酯(PU)的化学制备的热塑性两亲性共网络以及由此制备膜。

发明背景

一般地，两亲性共网络包含在极性和非极性溶剂中都能够溶胀的亲水的和疏水的聚合物。此外，两亲性网络和/或共网络能够被用于产生在极性和非极性溶剂中都能够溶胀的聚合物膜。因此，由两亲性聚合物网络和/或共网络制成的膜已被发现在生产各种物品包括但不限于隐形眼镜中是期望的。

在一个实例中，两亲性共网络(APCN)是共连续形态(co-continuousmorphology)的共价相连的亲水/疏水相的二组分网络；这样，它们在水和烃中都溶胀并且通过形态学异构化(morphological isomerization)响应介质的变化(“智能网络”)。1988年Akron构思出APCN并第一次生产，从此以后全世界学术界和工业界的研究者对其进行了广泛认真的研究。

图1有助于形象化APCN的形态和其对溶剂环境改变的响应。

第一代APCN通过精选的亲水单体(例如，二甲基丙烯酰胺(DMAAm))和作为交联剂的甲基丙烯酸酯封端的聚异丁烯(MA-PIB-MA)的自由基共聚来制备；因此这些早期的APCN包含通过疏水性PIB链交联的各种亲水性主链。亲水/疏水微区的共连续性(渗滤)通过使用水和己烷的溶胀实验来证明。已发现APCN在大鼠中生物相容的。当使用这种包含被包封/免疫隔离(immunoisolated)的猪胰岛在其中的APCN的装置被植入患有糖尿病的大鼠中时，发现降低其高血糖。

第二代APCN通过适合的聚乙二醇(PEG)与适合的聚二甲基硅氧烷(PDMS)序列相结合来制备。研发第二代APCN的动机是制成这样的膜：其允许同时快速相反地传输水(或水溶液)和氧——高度疏水的实体。水经过亲水通道扩散，该亲水通道由亲水PEG微区提供，而O₂经过亲氧的(oxyphilic)PDMS微区渗透。合成被简化，然后具有受控的量和分子量的亲水/疏水序列的膜被制成。如所期望的，这些APCN是生物相容的；但是，后来我们发现PEG链段在模拟的延长的(例如，数周、数月)植入条件下氧化降解。

为克服与用于生物学应用的包含PEG的APCN相关的这种降解问题，第三代APCN被研发，其中PEG链段被抗氧化/抗水解/生物学上具有抗性的亲水链段PDMAAm代替。该合成要求制备新的交联剂和基本上新的合成方案。这些APCN被发现特别适用于胰腺组织的免疫隔离并成为数个专利申请的主题。

另一方面，本发明的两亲性共网络被设计以形成更多功能的、物理上交联的、可加工、可回收的APCN。在一个例子中，本领域存在对热塑性两亲性共网络(TP-APCN)的可靠合成路线的需求，所述热塑性两亲性共网络能够被热加工(通过模塑、注射、挤出等)或通过溶液技术(浇铸、浸渍、拉伸等)加工。

发明概述

本发明一般地涉及热塑性两亲性网络和/或共网络。在一个实施方式中，本发明涉及热塑性(TP)两亲性共网络(APCN)和由这种APCN制备膜。在另一实施方式中，本发明涉及包含至少一种亲水性聚合物衍生部分、至少一种疏水性聚合物衍生部分和至少一种热塑性聚合物衍生部分的两亲性网络。在仍另一实施方式中，本发明涉及通过结合APCN和聚氨酯(PU)的化学制备的热塑性两亲性共网络以及由此制备膜。

在一个实施方式中，本发明涉及包含至少一种亲水性聚合物衍生部分、至少一种疏水性聚合物衍生部分和至少一种热塑性聚合物衍生部分的两亲性网络。