三维物体的表面改性方法以及注射器垫片的制作方法_2

文档序号:9493177阅读:来源:国知局
上,和/或与橡胶等反应。例如,下式表示的化合物可被合适地使用。
式中,R11至R14和Rn'至R14'彼此相同或不同,各自表示氢原子、卤素原子、烷基、环烷 基、芳基、烯基、烷氧基或芳氧基。
[0030] 该式表示的噻吨酮化合物的例子包括噻吨酮,2-异丙基噻吨酮、4-异丙基噻吨 酮、2, 3-二甲基噻吨酮、2, 4-二甲基噻吨酮、2, 3-二乙基噻吨酮、2, 4-二乙基噻吨酮、 2, 4-二氯噻吨酮、2-甲氧基噻吨酮、1-氯-4-丙氧基噻吨酮、2-环己基噻吨酮、4-环己基噻 吨酮、2-乙烯基噻吨酮、2, 4-二乙烯基噻吨酮、2, 4-二戊基噻吨酮、2-丁烯基-4-戊基噻吨 酮、2-甲氧基噻吨酮和2-对辛氧基戊基-4-乙基噻吨酮。在这些中,优选R11至R14和R11' 至R14'中的一个或两个、尤其是两个被烷基取代的化合物,更优选2, 4-二乙基噻吨酮。 [0031] 该聚合引发剂,例如,二苯甲酮化合物或噻吨酮化合物,可通过传统已知的方法被 吸附到三维物体的表面上。在使用二苯甲酮化合物或噻吨酮化合物时,例如,该二苯甲酮化 合物或噻吨酮化合物被溶于有机溶剂中以制备溶液;待改性的三维物体的表面部分用该溶 液处理,使得该化合物被吸附至表面上;以及视需要,通过干燥蒸发该有机溶剂,据此形成 聚合引发点。该表面处理方法并无特别限制,只要可使二苯甲酮化合物或噻吨酮化合物的 溶液与三维物体的表面接触即可。该方法的合适的例子包括,涂布或喷涂二苯甲酮或噻吨 酮化合物的溶液,以及浸入该溶液中。若只有部分表面需要改性,则仅在需要的表面部分上 吸附聚合引发剂就足够了。此时,例如,溶液的涂布或溶液的喷涂是合适的。溶剂的例子包 括甲醇、乙醇、丙酮、苯、甲苯、甲基乙基酮、乙酸乙酯和THF。优选丙酮,因为其不会使三维物 体溶胀,且其可被快速干燥蒸发。
[0032] 此外,在待改性的目标部分用二苯甲酮或噻吨酮化合物溶液进行表面处理,以使 聚合引发剂被吸附后,该聚合引发剂优选进一步通过光照,化学键合于该三维物体的表面 上。例如,该二苯甲酮或噻吨酮化合物溶液可通过用波长为300-450nm、优选300-400nm、更 优选350-400nm的紫外线光照射而被固定到该表面上。在所述聚合引发剂的形成和固定期 间,氢从橡胶表面中被提取,以及在被提取的氢被键合到C= 0中的氧原子上以形成C-0-H 的同时,橡胶表面上的碳原子共价键合于二苯甲酮的C= 0中的碳原子上。此外,由于该氢 提取反应选择性地发生在待改性的物体的烯丙基氢原子上,故该橡胶优选包括含有烯丙基 氢原子的丁二烯或异戊二烯单元。
[0033]
R:氢原子或C1-C4的烷基
[0034] 特别地,该聚合引发点优选通过如下方式形成:用聚合引发剂处理多个三维物体 的表面以使聚合引发剂被吸附到该表面上,然后,用波长为300-400nm的LED光照射该处理 后的表面。特别优选地,该三维物体的表面用例如二苯甲酮或噻吨酮化合物溶液处理,以吸 附聚合引发剂,然后该被处理的表面进一步被波长为300-400nm的LED光照射,以使吸附的 聚合引发剂被化学键合于该表面上。该LED光可合适地具有355-380nm的波长。
[0035] 用于步骤1的光聚合性单体的例子包括(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸酯(例 如,(甲基)丙烯酸甲氧基乙基酯、(甲基)丙烯酸羟基乙基酯)、(甲基)丙烯酸碱金属盐、 (甲基)丙烯酸胺盐和(甲基)丙烯腈。其他例子包括,分子中包含C-N键的单体。分子 中包含C-N键的单体的例子包括,(甲基)丙烯酰胺;N-烷基取代的(甲基)丙烯酰胺衍 生物(例如,N-乙基(甲基)丙烯酰胺、N-正丙基(甲基)丙烯酰胺、N-异丙基(甲基) 丙烯酰胺、N-环丙基(甲基)丙烯酰胺、N-乙氧基乙基(甲基)丙烯酰胺;N,N-二烷基取 代的(甲基)丙烯酰胺衍生物(例如,N,N-二甲基(甲基)丙烯酰胺、N,N-乙基甲基(甲 基)丙烯酰胺、N,N-二乙基(甲基)丙烯酰胺);羟基(甲基)丙烯酰胺;羟基(甲基)丙 烯酰胺衍生物(例如,N-羟基乙基(甲基)丙烯酰胺);和含有环状基团的(甲基)丙烯酰 胺衍生物(例如,(甲基)丙烯酰吗啉)。其中优选,(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸酯、 (甲基)丙烯酸碱金属盐、(甲基)丙烯酸胺盐、(甲基)丙烯腈、(甲基)丙烯酰胺、二甲 基(甲基)丙烯酰胺、二乙基(甲基)丙烯酰胺、异丙基(甲基)丙烯酰胺、羟基(甲基) 丙烯酰胺、羟基乙基(甲基)丙烯酰胺和(甲基)丙烯酰吗啉。更优选(甲基)丙烯酰胺。 特别优选丙烯酰胺。
[0036] 其他优选的光聚合性单体为,侧链上具有羧基甜菜碱基、亚砜基甜菜碱基或磷酸 甜菜碱基的两性离子单体。因为它们的低蛋白吸附性而特别优选2_(甲基)丙烯酰氧基乙 基磷酸胆碱基、2-(甲基)丙烯酰氧基乙基羧酸甜菜碱基和2 (甲基)丙烯酰氧基乙基磺基 甜菜碱基。
[0037] 如上所述,聚合引发剂可以预先被吸附并固定至三维物体的表面上。或者,用于步 骤1中的含有光聚合性单体的液体(含有光聚合性单体的液体)可含有聚合引发剂。此时, 该聚合引发剂被光照,以使该引发剂产生自由基,之后允许从三维物体的表面中提取氢,以 使自由基在三维物体表面上产生,单体的接枝聚合由形成于表面上的自由基引发。因此,该 聚合引发剂可以合适地为氢提取型聚合引发剂,例如上述的二苯甲酮或噻吨酮化合物。
[0038] 此外,优选地,该含有光聚合性单体的液体包含聚合抑制剂,且该单体在聚合抑制 剂的存在下聚合。该聚合抑制剂优选4-甲基苯酚。在含有光聚合性单体的液体中,聚合抑 制剂的量优选20-500ppm。
[0039] 步骤1中,多个三维物体被浸入含有光聚合性单体的液体中。浸入方法没有特别 限制,可使用任何允许改性目标,即多个三维物体被浸入含有光聚合性单体的液体中的方 法。步骤1的浸入不仅包括多个三维物体全部被浸入的情况,还包括多个三维物体被至少 部分地浸入(例如,仅多个三维物体中的一部分被浸入)的情况。
[0040] 在步骤1的浸入之后,步骤2被实施,其中,通过用光照聚合该光聚合性单体,同时 旋转包含多个三维物体和含有光聚合性单体的液体的容器,使聚合物链生长在多个三维物 体的表面上。
[0041] 在步骤2中,旋转包含多个三维物体和含有光聚合性单体的液体的容器的方法没 有特别限制,可使用传统的已知方法。其例子包括如下方法:沿着如图1所示相对于含有光 聚合性单体的液体的表面的水平方向(平行方向)围绕旋转轴旋转的方法,以及沿着如图 2所示相对于含有光聚合性单体的液体的表面的倾斜方向(在倾斜处)围绕旋转轴旋转的 方法。
[0042]当旋转轴倾斜时,可合适地选择倾斜的角度。相对于含有光聚合性单体的液体的 表面,倾斜的角度优选为0-70度,更优选0-50度,因为聚合物链可均一地形成于各个三维 物体的表面上。
[0043] 在步骤2中,可适当控制各种旋转条件。例如,容器的旋转速度优选20-lOOrpm。 这使各个三维物体的回转和旋转变得可能,使得它们的表面可被光大面积地均一地照射。 在容器旋转的同时间歇性地改变容器的旋转速度。进一步地,可在该容器旋转的同时间歇 性地改变容器的旋转方向,如图1(b)和图2(b)所示。此时,该三维物体随着容器壁表面上 升,然后下降,重复该循环,以使三维物体的位置或方向被改变。因此,它们的表面可被光大 面积地均一地照射。
[0044] 步骤2中,特别地,如图3所示,使用的容器优选在内表面上具有凸起。若这样的 带有凸起的容器被用于如图1和2所示的方法中,则该三维物体与凸起在旋转时碰撞,使得 物体的位置或方向被有效地改变。因此,它们的表面可被光更均一地照射。
[0045] 凸起的形状和方向没有特别限制。优选其中三维物体的位置或方向通过在旋转时 与凸起碰撞而被有效地改变。例如,该凸起合适地具有在旋转方向上可作为挡板的形状。特 别的例子包括,如图3所示,具有近似三角棱柱形状的凸起,以及具有近似长方体形状和近 似平板形状的凸起。
[0046] 在内表面上的凸起的数量没有特别限制,可根据三维物体的数量或尺寸合适地调 整。优选地,凸起的数量为2-10个。各凸起的尺寸也可根据容器尺寸、光照均一性等合适 地选择。
[0047] 在步骤2的光聚合性单体的自由基聚合中,例如,旋转时,用光例如紫外线来照射 容器,在该容器中,二苯甲酮或噻吨酮化合物等被吸附或共价键合至其上的多个三维物体 中的一部分或全部被浸入含有光聚合性单体的液体中。这允许自由基聚合(光自由基聚 合)进行,以在各个三维物体的表面上生长聚合物链。
[0048] 在本发明中,在浸入含有光聚合性单体的液体(例如,光聚合性单体(的液体)或 其溶液)中之后,单体的自由基聚合可通过光照进行。这里,可合适地使用发射波长主要在 紫外区域的紫外线光源,例如高压汞灯、金属卤化物灯和LED灯。光照剂量可根据聚合时 间以及反应过程的一致性合适地选择。进一步地,为了防止反应容器中的活性气体例如氧 气所导致的聚合抑制,优选在光照期间或在光照之前将氧气从反应容器及反应混合物中除 去。为此
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