[發明專利]聚噁唑啉共聚物

有效

• 申請號: 201380066690.4
• 申請日: 2013-12-11
• 公開（公告）號: CN104884541A
• 公開（公告）日: 2015-09-02
• 發明（設計）人: S·科拉克;P·B·阿姆斯特朗;M·J·斯瓦羅維斯基
• 申請（專利權）人: 3M創新有限公司
• 主分類號: C09D5/00
• 分類號: C09D5/00
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 陳長會;呂小羽

相關專利申請的交叉引用

本專利申請要求于2012年12月19日提交的美國臨時專利申請第61/739162號的權益，該臨時專利申請的公開內容全文以引用方式并入本文。

背景技術

生物污染的防止在許多領域中仍然是一個具有挑戰性的問題。這些領域包括但不限于生物醫學應用、船舶涂料技術、水過濾、運輸、和貯存系統。這一普遍存在的問題的不良后果可能包括裝置效能/靈敏度的降低、操作損失、血栓形成以及微生物感染。因此，開發減少或完全防止任何不期望的微生物沉積的新技術和材料是非常重要的。然而，“裁剪”高效的非污染材料需要理解所涉及的相互作用，所述“裁剪”因過程的復雜性而受阻，使得提供該問題的解決方案具有挑戰性。

在水性環境如血液、城市污水和/或海水中，生物膜的形成通常在植入給定材料(例如，醫療植入物)后數秒內開始。雖然生物膜可由單一物種形成，但它們常常是由不同類型的微生物的群落構成的。過程的第一步常常是基底表面上蛋白質的吸附，其后是更大、更復雜的物種的級聯吸附，所述物種包括微生物如細菌、真菌和藻類。因此，我們可以說，較大的微生物很少與潔凈的表面相互作用，而是與吸附于其上的蛋白質相互作用。已采用來防止生物污染過程的一種方法是向材料中引入抗微生物活性成分。這可通過在其制造過程中向材料中共混入活性物、向材料的表面共價連接活性劑或向表面上涂布/涂刷抗微生物劑以便其可隨后從材料過濾出來實現。然而，一旦已形成一定量的有機物質(例如，細胞碎片)，則表面活性將降低，因為活性物質不再能到達其目標位置。一種替代的方法是通過防止范圍廣泛的物種的附著而不是殺死它們來防止生物污染。

防止生物膜形成的一個關鍵挑戰是可有效地抵抗包括蛋白質、微生物細胞和孢子在內的廣泛物種的不可逆附著的智能材料或工程表面的設計。已研究了許多方法，其中，使用具有高潤濕性的聚(乙二醇)(PEG)和兩性離子聚合物進行表面親水改性是最有前景的。然而，較大的微生物以及蛋白質是固有地兩親的。它們通過不同的附著機制起作用，一些對疏水表面具有較高的附著親和力而其它的對親水表面具有較高的附著親和力。因此，期望的抗污染涂層可定義為可對多種物種顯示出隱形行為的那個。有了這些發現，人們對與活的有機體類似地可根據環境重建其表面的工程材料、特別是兩親材料的需求不斷增加。然而，應清楚，為使特定的表面/涂層有效地防止廣泛的物種形成生物膜，應滿足親水性對疏水性(或兩親性)的微妙平衡。

發明內容

本發明提供了聚唑啉(POx)共聚物。更具體而言，本發明提供了新型共聚物，在某些實施例中，兩親的共聚物，其中采用聚唑啉作為親水組分并采用全氟化基團作為疏水組分。本發明的共聚物可用于制造將抵抗生物膜形成或增強所形成的生物膜的脫離的涂層。

在一個實施例中，本發明提供了一種共聚物，所述共聚物衍生自包含具有下式的單體的單體混合物：

其中：Q為O或N；R¹⁰為H或CH₃；R¹¹為包含可水解的甲硅烷基基團的有機基團；R¹²為H或CH₃；P為：

其中：R¹選自H、烷基基團、芳基基團以及它們的組合；R²選自烷基基團、芳基基團、它們的組合和R^f–Y–(CH₂)_x–基團；R^f為全氟化烷基基團；Y選自鍵，–S(O)₂–N(CH₃)–、–S(O)₂–N(CH₂CH₃)–、–S(O)₂–O–,–S(O)₂–、–C(O)–、–C(O)–S–、–C(O)–O–、–C(O)–NH–、–C(O)–N(CH₃)–、–C(O)–N(CH₂CH₃)–、–(CH₂CH₂O)_y–、–O–和–O–C(O)–CH＝CH–C(O)–O–；n為大于2的整數；x為至少2的整數；y為至少1的整數。在P中，(*)為單體B中連接至Q的點。

在一個實施例中，本發明提供了一種刷狀共聚物，所述刷狀共聚物衍生自包含具有下式的單體的單體混合物：