[发明专利]表面改性剂、改性材料和方法

说明书

相关申请的交叉参考

本申请要求享有2013年1月18日提交的序号为61/745,100的美国临时申请的优先权及权益，所述申请的内容以引用的方式并入本文。

技术领域

根据至少选定的实施方案，本发明涉及新型改进或优化的表面改性剂；由所述改性剂制造或改性的材料；制造或使用所述改性剂和/或改性材料的方法；和/或结合所述改性剂和/或改性材料的新型改性或优化的聚合物和/或纺织材料、隔板、服装、织物等。根据至少特定的实施方案，本发明涉及适用于聚合物和/或纺织材料的改性剂；改性的材料；制造或使用所述表面改性剂改性和/或官能化聚合物和/或纺织材料的方法；和/或使用表面改性或官能化的聚合物和/或纺织材料的方法。

根据至少特定的实施方案，本发明涉及一种表面改性剂，其包含一种能够选择性地在热和光存在的条件下通过化学反应形成一个或多个氮宾和/或卡宾官能团的适合的氮宾和/或卡宾前体。可能优选的氮宾前体包括的物质如含磺酰叠氮的苯乙烯单体，聚合物和共聚物，但不限于此，其能够在热或光存在的条件下经化学反应形成一个或多个氮宾官能团。至少特别选定的实施方案涉及一种表面改性剂，例如，磺化苯乙烯单体、聚合物或共聚物，其包含一个或多个磺酰基官能团，如磺酰叠氮官能团，其具有活性，能够与聚合物或纺织材料的表面发生化学反应而将特定或所需的化学表面官能化引入聚合物或纺织材料表面。

引入的改性或官能化可以改变聚合物和/或纺织材料的物理性能或者可使这些材料具有新的功用。例如，所述官能化可向聚合物和/或纺织材料引入如亲水性、疏水性、亲油性、疏油性等性能，和/或所述官能化可改变聚合物或纺织材料的表面能以改性聚合物或纺织材料使其适用于特定的最终用途应用。此外，某些表面改性可以为新的官能作用提供特定的官能化。例如，引入官能化的目的可以是使材料能够在相互作用的情况下使用，例如，在它和其他材料如其他分子相互作用的情况下。更进一步的例子包括但不限于改性或官能化的材料在和其他材料、涂料、层等相互作用情况下的特定应用，尤其适用于电池隔板、阻隔织物、薄膜、基层、层、织物、纺织品，和/或用于电化学电池或蓄电池、纺织品、服装、过滤、吸附、测试、药剂传送、分析物传感、医疗设备、医疗诊断学等的应用。

背景技术

存在多种方法用于改善聚合物或纺织材料表面的物理或化学性质。某些已知的聚合物或纺织材料的表面改性往往是暂时性的，不能为多种最终用途应用持久地改性聚合物和/或纺织材料基体。

一种已知的方法是聚合物或纺织材料基体表面的处理或预处理，例如，用紫外光(单独使用，没有使用专门的表面改性剂)、等离子处理、电晕处理或氟代氧化。这些处理是粗糙的，特别是当用于薄膜和某些聚合物种类时。使用这些方法可能会引起聚合物基体表面发生机械或化学损毁的风险。在一些情况下，这种损毁将会损害为原定的最终用途进行改性的聚合物基体的性能。

更一般地，其他已知的聚合物或纺织材料的表面处理或预处理方法包括，例如，通过涂层、浸渍涂布、喷雾等方式依照已知的流程将一些功能材料覆在聚合物或纺织材料的基体上。这些处理缺乏耐久性，经过一段时间后就会从聚合物或纺织材料的基体表面磨损掉，造成聚合物或纺织材料使用一段时间后就不再适用于原定的最终用途。

因此，对于至少某些应用或用途，需要改进的方法用以改善聚合物或纺织材料表面的物理和/或化学性能。特别是需要改进或创新的方法用以持久地改性聚合物或纺织材料基体以满足多种最终用途的要求，改性为表面改性的聚合物或纺织材料、改性的官能化聚合物、官能聚合物以及上述材料的用途等。

发明内容

根据至少选定的实施方案，本发明提供了新型改进或优化的方法用以改善聚合物材料一个或多个表面的物理和/或化学性能；为多种最终用途应用提供了改进或创新的方法对聚合物基体进行持久地改性；提供了表面改性的聚合材料；提供了改性的官能化聚合物、提供了官能的聚合物，这些材料的用途等，或者至少关注上述需求。

根据至少特定的实施方案，本发明关注上述需求，并且涉及改性的官能化聚合物、官能聚合物和包含改性的官能化聚合物的化学改性基体、改性官能化聚合物的方法和/或应用改性官能化聚合物与基体表面进行化学反应的方法，和/或应用这些化学改性基体的方法。

此外，本发明提供了一种利用表面改性剂来改善聚合物或纺织材料的一个或多个表面(或侧面)的物理和/或化学性质的改进的方法，和/或改进或创新的方法用以对聚合物或纺织材料基体进行持久性地改性以满足多种最终用途的应用。