Адгезивная композиция

Адгезивная композиция

Реферат

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Это изобретение в целом относится к контактирующим с кожей адгезивным композициям и более конкретно к новой композиции, пригодной в различных контекстах, включающих композиции в качестве кожного пластыря или тому подобного, которые применяют на коже или другой поверхности тела индивидуума.

ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Различные типы бинтов и раневых повязок известны и применяются для защиты ран, ожогов и волдырей. Как правило, раневые повязки изготавливают из абсорбирующего материала таким образом, чтобы раневой экссудат удалялся и рана высыхала, способствуя заживлению. Раневые повязки могут также содержать один или более фармакологически активных агентов, таких как антибиотики, местные анестезирующие средства или тому подобное. Обыкновенно применяемые раневые повязки содержат волокнистые материалы, такие как марлевые и хлопковые прокладки, которые предпочтительны тем, что они являются абсорбирующими, но проблематичны тем, что волокна могут прилипать к ране или вновь формирующейся ткани, вызывая повреждение раны после их удаления. Другие раневые повязки были получены с помощью пен и губок, но поглощение этими материалами часто ограничено. Более того, такие раневые повязки требуют применения лейкопластыря, поскольку они сами по себе не являются прилипающими. Наконец, многие из этих раневых повязок не являются светопроницаемыми или прозрачными, так что визуализация для наблюдения за заживлением без удаления повязки является затруднительной.

Для улучшения абсорбирующей способности общепринятых волокнистых раневых повязок в состав марли или другого волокнистого материала для наложения на рану были включены набухающие в воде полимеры или “гидрогели”. Например, патент США No. 5527271, выданный Shah, et al., описывает комбинированный материал, сделанный из волокнистого материала, такого как хлопковая марля, импрегнированного термопластичным гидрогельобразующим сополимером, содержащим и гидрофильные, и гидрофобные сегменты. Несмотря на то, что раневые повязки описаны как имеющие улучшенную абсорбирующую способность, прилипание волокон к ране или вновь формирующейся ткани остается значительным недостатком.

Другим подходом было применение набухающих в воде полимерных материалов вместо марли, хлопка и тому подобного. Контактирующие с раной поверхности, изготовленные из таких материалов, являются не только более впитывающими, чем общепринятые материалы, они также предпочтительны тем, что отсутствует риск прилипания волокон во время заживления раны и после удаления раневой повязки. Такие раневые повязки раскрыты, например, в патенте США No. 4867748, выданном Samuelsen, который описывает применение абсорбирующих композиций, контактирующих с раной, полученных из водорастворимого или набухающего в воде гидроколлоида, смешанного или диспергированного в нерастворимый в воде, вязкий, высокоэластичный клей. Патент США No. 4231369, выданный Sørensen et al., описывает “гидроколлоидные пластыри” в качестве герметизирующих материалов устройств для больных с кишечной стомой, причем материалы, состоящие из непрерывной гидрофобной фазы, полученные из чувствительного к давлению гидрофобного клея, высокоэластичного пластификатора и повышающей клейкость смолы с диспергированной фазой, состоящей из растворимого в воде или набухающего в воде полимера. Такие пластыри также описаны в патенте США No. 56343187, выданном Naestoft et al. Патент США No. 6201164, выданный Wulff et al., описывает несколько другой тип гидроколлоидного раневого геля, состоящего из нерастворимого, набухающего в воде, сетчатого производного целлюлозы, альгината и воды.

Гидрогелевые повязки также применялись для перевязки ран, как описано, например, в патенте США No. 4093673, выданном Chang et al. Гидрогелевые повязки изготовлены из абсорбирующего жидкость сетчатого полимера и имеют перед применением высокое содержание воды. Высокое содержание воды является причиной того, что гидрогель прилипает слабо или не прилипает, что требует применения клеящихся видов повязок, таких как повязка 2^nd Skin® производства Spenco Medical Ltd., U.K.

Однако, несмотря на достижения в данной области, множество проблем продолжает возникать при применении раневых повязок на основе геля, полученных из гидроколлоидов и гидрогелей. Причиной для этого, в частности, является то, что предъявляются противоречивые требования к идеальному материалу. Материал не должен быть настолько клейким, чтобы иметь тенденцию прилипать к ране, и таким образом вызывать боль или дополнительное повреждение после удаления. Однако раневая повязка должна прилипать в достаточной степени к поверхности тела, так, чтобы отдельные клейкие ленты или клейкие пластыри не являлись необходимыми. Могут применяться клейкие материалы по периферии, но это требует дополнительной стадии в производстве. К тому же, раневая повязка должна повторять контуры кожи или другой поверхности тела, и в движении, и в покое. Для раневых повязок, которые также служат амортизирующими подушками, должны применяться материалы с высокой прочностью сцепления без потери адгезии.

Многие из этих проблем решены в адгезивных композициях, описанных в опубликованной заявке US 2003/0170308 Cleary et al. и опубликованной заявке US 2003/0225356 Kulichikhin et al. Однако, несмотря на эти достижения в данной области, остается необходимость в самоклеящихся повязках, которые обеспечивают мгновенное приклеивание и длительное прилипание к коже, более высокую способность к поглощению жидкости, более высокую прочность сцепления, уменьшенную деформацию на холоде, сниженное изнашивание, контролируемую активную доставку, легкость производства и светопроницаемость. Настоящее изобретение отвечает этим запросам и предоставляет рецептуру, имеющую повышенную устойчивость к деформации на холоде и более высокую адгезию к сухой коже, по сравнению с рецептурами, описанными в опубликованной заявке US 2003/0170308. Рецептуры, описанные в опубликованной заявке US 2003/0225356, также обладают такими свойствами, но настоящая рецептура обеспечивает более высокий захват жидкости без потери адгезии.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Один из аспектов изобретения относится к адгезивной композиции, содержащей: гидрофобный полимер; высокоэластичный пластификатор; повышающую клейкость смолу; гидрофильный полимер; дополнительный полимер, способный к образованию водородной связи с гидрофильным полимером; и частицы глины.

Другой аспект изобретения относится к адгезивной композиции, содержащей: гидрофобный полимер, выбранный из полиизопренов, бутилкаучуковых стирол-изопрен-стирольных блок-сополимеров и стирол-бутадиен-стирольных блок-сополимеров; высокоэластичный пластификатор, выбранный из пластификаторов на основе стирола, полиизобутиленов с низкой молекулярной массой, полиизопреновых каучуков с низкой молекулярной массой и их комбинаций; смолу, повышающую клейкость, выбранную из гидрогенизированных углеводородных смол, углеводородных смол и синтетических политерпеновых смол; гидрофильный полимер выбран из поли(N-виниллактамов), поли(N-виниламидов), поли(N-винилакриламидов), поли(N-алкилакриламидов), полиакриловых кислот, полиметакриловых кислот, поливинилового спирта, поливиниламина, производных целлюлозы, полисахаридов и их сополимеров и смесей; дополнительный полимер, выбранный из полиалкиленгликолей с низкой молекулярной массой, многоатомных спиртов с низкой молекулярной массой, мономерных и олигомерных алкиленгликолей, неполных эфиров многоатомных спиртов, дикарбоновых кислот и алифатических двухатомных спиртов; и филлосиликатные частицы.

Еще один аспект изобретения относится к адгезивной подушке для применения на коже, содержащей контактирующий с кожей слой адгезивной композиции изобретения и защитный слой.

Еще один аспект изобретения относится к раневой повязке, содержащей слоистый композит слоя, обращенного к телу, имеющего поверхность для контакта с телом, и наружный защитный неокклюзивный слой, в котором по меньшей мере часть контактирующей с телом поверхности состоит из адгезивной композиции изобретения.

Еще один аспект изобретения относится к устройству для чрескожной доставки лекарства, состоящему из резервуара для лекарственного препарата, содержащего терапевтически эффективное количество активного вещества, наружного защитного слоя и средств, фиксирующих устройство к поверхности тела, содержащих адгезивную композицию изобретения.

Еще один аспект изобретения относится к медленно растворяющейся пленке, содержащей: гидрофильный полимер, выбранный из поли(N-виниллактамов), поли(N-виниламидов), поли(N-винилакриламидов), поли(N-алкилакриламидов), полиакриловых кислот, полиметакриловых кислот, поливинилового спирта, поливиниламина, производных целлюлозы, полисахаридов и их сополимеров и смесей; дополнительный полимер, выбранный из полиалкиленгликолей с низкой молекулярной массой, многоатомных спиртов с низкой молекулярной массой, мономерных и олигомерных алкиленгликолей, неполных эфиров многоатомных спиртов, дикарбоновых кислот и алифатических двухатомных спиртов; и частицы глины.

Еще один аспект изобретения относится к медленно растворяющейся пленке, содержащей: гидрофильный полимер, выбранный из поли(N-виниллактамов), поли(N-виниламидов), поли(N-винилакриламидов), поли(N-алкилакриламидов), полиакриловых кислот, полиметакриловых кислот, поливинилового спирта, поливиниламина, производных целлюлозы, полисахаридов и их сополимеров и смесей; дополнительный полимер, выбранный из полиалкиленгликолей с низкой молекулярной массой, многоатомных спиртов с низкой молекулярной массой, мономерных и олигомерных алкиленгликолей, неполных эфиров многоатомных спиртов, дикарбоновых кислот и алифатических двухатомных спиртов; набухающий в воде нерастворимый полимер; и частицы глины.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение представляет собой адгезивную композицию, которая находит широкое применение во многих приложениях, которые подробно описаны ниже в части V. В частности, благодаря адгезивным свойствам при контакте с кожей при условиях высокой влажности и повышенной нагрузки, она находит конкретное применение для медицинских пленок, применяемых в лечении водяных пузырей и при уходе за ногами. Например, клейкий материал может применяться на подошве стопы, на пальцах или в любой другой локализации на стопе для лечения боли, вызванной мозолью, папилломой стопы, “шишкой” большого пальца или водяным пузырем, посредством обеспечения амортизирующего эффекта.

Адгезивная композиция состоит из: гидрофобного полимера; высокоэластичного пластификатора; клейкой смолы; гидрофильного полимера; дополнительного полимера, способного к образованию водородных связей с гидрофильным полимером; и частиц глины.

Композиция изобретения предназначена для длительной гидратации, так, что она способна впитывать воду из окружающей среды или с поверхности тела, на которой ее применяют. В частности, предпочтительно, чтобы клейкий материал сохранял светопроницаемость после впитывания воды в течение обычного времени ношения повязки, составляющего 72 часа. Композиция быстро проявляет исходную клейкость, поскольку она быстро прилипает к поверхности тела во время применения, является восприимчивой к давлению и контурам тела и способна поддерживать превосходную адгезию при действии нагрузок, возникающих, например, когда клейкий материал помещен на нижнюю поверхность стопы. В этом случае следует найти подходящий компромисс между адгезией и упругим восстановлением: сохранить адгезию без заметной пластической деформации на холоде. К тому же, композиция является предпочтительно неагрессивной в отношении кожи в течение, по меньшей мере, 72 часов непрерывного ношения.

Вышеуказанные свойства с легкостью достигаются посредством тщательного выбора отдельных компонентов адгезивной композиции, также как и регулирования одного или более параметров в процессе производства.

Перед описанием подробных вариантов осуществления изобретения будет полезно сформулировать определения, которые применяются в описании изобретения. Формулировки определений применимы только к терминам, которые используются в этом патенте и не могут применяться к таким же терминам, используемым где-либо еще, например, в научной литературе или других патентах или заявках, включая другие заявки этих же авторов изобретения или уступленные иным лицам. Дополнительно, когда приведены примеры, они предназначены только для иллюстрации и не для ограничения, и, кроме того, следует понимать, что если только не определено иначе, данное изобретение не ограничено конкретными материалами, активными веществами, добавками и так далее, поскольку они могут изменяться. Например, когда упомянуто, что пример “включает” определенный признак, это предназначено для обозначения того, что он может иметь этот признак, но не то, что такие примеры ограничены теми, которые включают этот признак. Таким образом, например, ссылка на “гидрофобный полимер” включает смесь двух или более таких полимеров и так далее. В итоге следует указать, что в данном описании и прилагаемой формуле изобретения единственное число включает значение множественного числа, если только контекст ясно не определяет обратное. Так, например, ссылка на “активное вещество” включает смесь двух или более таких веществ и тому подобное.

I. Определения

В описании и формуле настоящего изобретения следующая терминология будет применена в соответствии с определениями, изложенными ниже.

Термины “гидрофобный полимер” и “гидрофильный полимер” предназначены для определения относительно количества паров воды, впитанных полимерами при 100%-ной относительной влажности. В соответствии с этой классификацией гидрофобные полимеры впитывают только до 1 мас.% воды при 100%-ной относительной влажности (rh), тогда как среднегидрофильные полимеры впитывают 1-10 мас.% воды, гидрофильные полимеры способны к впитыванию более чем 10 мас.% воды, и гигроскопичные полимеры впитывают более 20 мас.% воды.

Термины “клейкость” и “клейкий” являются качественными. Однако термины “по существу не клейкий”, “слегка клейкий” и “клейкий”, примененные здесь, могут быть выражены в количественной форме с использованием величин, полученных способом PSA Tack Determination/Polyken Probe (Solutia, Inc.). “По существу не клейкий” обозначает клейкий материал, степень клейкости которого составляет менее 25 г-см/сек, “слегка клейкий” обозначает клейкий материал, степень клейкости которого лежит в диапазоне от приблизительно 25 г-см/сек до приблизительно 100 г-см/сек, и “клейкий” обозначает клейкий материал, который имеет степень клейкости по меньшей мере 100 г-см/сек.

Термин “светопроницаемый” применяют для обозначения материала, способного к пропусканию света таким образом, что через материал можно видеть объекты или изображения. Светопроницаемые материалы здесь могут являться или не являться “прозрачными”, т.е. оптически чистыми материалами. Термин “светопроницаемый” определяет, что материал не является “непрозрачным”, в случае которого через материал нельзя видеть объекты и изображения.

Термин “активное вещество” относится к химическому веществу или соединению, пригодному для местного или чрескожного введения и которое вызывает желаемый эффект. Термины включают вещества, которые являются терапевтически эффективными, эффективными в качестве профилактики и косметически эффективными. Также включены фармацевтически приемлемые, фармакологически активные производные этих активных веществ, конкретно упоминаемых здесь, включая, но не ограничиваясь ими, соли, сложные эфиры, амиды, предшественники лекарств, активные метаболиты, комплексы включения, аналоги и тому подобное, которые также вызывают желаемый эффект. Термин “активное вещество”, “лекарство” и “терапевтическое средство” применяются здесь как взаимозаменяемые.

“Чрескожная” доставка обозначает введение активного вещества в поверхность тела индивидуума так, чтобы вещество проходило через поверхность тела, например, кожу, в кровоток индивидуума. Термин “чрескожная” включает в себя трансмукозальное введение, т.е. введение лекарства через слизистую (например, подъязычно, буккально, вагинально, ректально) поверхность индивидуума так, чтобы вещество проходило через ткань слизистой в кровоток индивидуума.

Термин “поверхность тела” применяют в отношении кожи или слизистой ткани, включая внутреннюю поверхность полостей тела, которые имеют слизистую выстилку. Термин “кожа” следует интерпретировать как включающий “слизистую ткань”, и наоборот.

Термин “терапевтически эффективное количество” предназначен для обозначения количества активного вещества, которое является нетоксичным, но достаточным для обеспечения желаемого эффекта. Количество, которое является “эффективным”, будет изменяться от субъекта к субъекту, в зависимости от возраста и общего состояния индивидуума, конкретного активного вещества или веществ и тому подобного. Таким образом, не всегда возможно установить точное эффективное количество. Однако соответствующее эффективное количество в любом индивидуальном случае может быть определено специалистом в данной области с применением рутинных экспериментов. Кроме того, точное эффективное количество активного вещества, включенного в адгезивный материал изобретения, не является критическим, поскольку концентрация лежит в диапазоне, достаточном для легкого применения рецептуры так, чтобы доставить количество активного вещества, которое находится в терапевтически эффективном диапазоне.

II. Композиции

Желаемые характеристики адгезии достигаются посредством выбора индивидуальных компонентов так же, как и регулирования одного или более параметров в процессе производства. Например, сила прилипания адгезивного материала может контролироваться в течение производства с целью повышения, снижения или устранения адгезии. Это может быть достигнуто посредством изменения типа и/или количества различных адгезивных компонентов или посредством изменения режима производства. Например, включение больших количеств высокоэластичного пластификатора и повышающей клейкость смолы будет повышать клейкость, в то время как уменьшение количества этих компонентов, или включение снижающих клейкость добавок, или повышение уровня порошковых гидрофильных компонентов будет снижать клейкость. Также, по отношению к процессам производства, адгезивные материалы, полученные с применением общепринятого процесса экструзии расплава, обычно бывают более клейкими, в то время как адгезивные материалы, полученные при помощи процедуры прессования, имеют более низкую клейкость. К тому же, клейкие материалы могут быть переведены в состояние светопроницаемости посредством изменения относительных количеств некоторых компонентов (например, путем снижения количества глины) или путем изменения условий (температуры, скорости экструзии, толщины и т.д.) способа производства.

Для многокомпонентных систем, таких как композиции, описанные здесь, проблемы, связанные с совместимостью или диаграммами фазового равновесия, играют важную роль. Посредством изменения температуры композиции возможно достижение определенного уровня смешиваемости (прозрачности), которая может быть “заморожена” при охлаждении и отвердевании состава в целом. Следовательно, экструзия фазового равновесия может быть изменена, и клейкие компоненты с низкой молекулярной массой могут мигрировать к периферии произведенной пленки вследствие действия сложного сдвигающего и растягивающего усилия.

Кроме того, степень, до которой клейкий материал будет набухать при контакте с водой, может изменяться посредством выбора различных набухающих в воде и водорастворимых гидрофильных полимеров и их соотношения. Комбинация набухающих в воде и водорастворимых гидрофильных полимеров позволяет нам контролировать степень набухания композиции и придать композиции способность быть повторно примененной к поверхности тела после дополнительного смачивания.

В одном варианте осуществления композиция изобретения состоит из гидрофобного полимера; высокоэластичного пластификатора; повышающей клейкость смолы; гидрофильного полимера; дополнительного полимера, способного образовывать с гидрофильным полимером водородные связи; и частиц глины. Понятно, что композиция может включать комбинацию из более чем одного гидрофобного полимера, комбинацию из более чем одного высокоэластичного пластификатора, комбинацию из более чем одной повышающей клейкость смолы, комбинацию из более чем одного гидрофильного полимера, комбинацию из более чем одного дополнительного полимера и/или комбинацию из более чем одного типа частиц глины.

Как правило, композиции будут содержать приблизительно 1-40 мас.% гидрофобного полимера; приблизительно 1-30 мас.% высокоэластичного пластификатора; приблизительно 1-30 мас.% повышающей клейкость смолы; приблизительно 1-50 мас.% дополнительного полимера и приблизительно 1-30 мас.% частиц глины.

Один предпочтительный вариант осуществления содержит 15-25 мас.% гидрофобного полимера; приблизительно 10-20 мас.% высокоэластичного пластификатора; приблизительно 13-20 мас.% повышающей клейкость смолы; приблизительно 20-30 мас.% гидрофильного полимера; приблизительно 8-18 мас.% дополнительного полимера и приблизительно 8-15 мас.% частиц глины.

Еще один предпочтительный вариант осуществления содержит 19-21 мас.% гидрофобного полимера; приблизительно 14-16 мас.% высокоэластичного пластификатора; приблизительно 16-18 мас.% повышающей клейкость смолы; приблизительно 23-25 мас.% гидрофильного полимера; приблизительно 11-13 мас.% дополнительного полимера и приблизительно 11-13 мас.% частиц глины.

Для некоторых вариантов применения, например, в качестве медленно растворяющейся пленки гидрофобный полимер и высокоэластичный пластификатор могут не включаться. Такие составы будут, как правило, содержать приблизительно 50-65 мас.% гидрофильного полимера; приблизительно 35-45 мас.% дополнительного полимера и приблизительно 1-5 мас.% частиц глины.

Эти проценты предназначены только лишь для иллюстрации композиций изобретения. Есть другие факторы, которые могут быть приняты к рассмотрению при определении фактических материалов и количеств для применения в рецептуре. Например, массовые отношения некоторых материалов могут быть выбраны таким образом, чтобы оптимизировать силу прилипания, прочность сцепления и впитывание воды композицией. Аналогично этому массовые отношения этих же материалов могут быть выбраны таким образом, чтобы придать композиции светопроницаемость, которая является желательной характеристикой для некоторых вариантов применения адгезивного материала.

В примерном варианте осуществления изобретения композиция содержит: гидрофобный полимер, выбранный из полиизопренов, бутилкаучука, стирол-изопрен-стирольных блок-сополимеров и стирол-бутадиен-стирольных блок-сополимеров; высокоэластичный пластификатор, выбранный из пластификаторов на основе стирола, полиизобутиленов с низкой молекулярной массой, полиизопреновых каучуков с низкой молекулярной массой и их комбинаций; неполярной смолы, повышающей клейкость, выбранной из гидрогенизированных углеводородных смол, углеводородных смол и синтетических политерпеновых смол; гидрофильный полимер выбран из поли(N-виниллактамов), поли(N-виниламидов), поли(N-винилакриламидов), поли(N-алкилакриламидов), полиакриловых кислот, полиметакриловых кислот, поливинилового спирта, поливиниламина, производных целлюлозы, полисахаридов и их сополимеров и смесей; дополнительный полимер, выбранный из полиалкиленгликолей с низкой молекулярной массой, многоатомных спиртов с низкой молекулярной массой, мономерных и олигомерных алкиленгликолей, неполных эфиров многоатомных спиртов, дикарбоновых кислот и алифатических двухатомных спиртов; и филлосиликатных частиц.

А. Гидрофобный полимер

Пригодные гидрофобные полимеры включают, в качестве иллюстрации, но не ограничения, полиизобутилен, бутилкаучуки, адгезивы на основе натурального каучука, полимеры винилового простого эфира, полисилоксаны, полиизопрены, стирол-изопрен-стирольные блок-сополимеры, стирол-бутадиен-стирольные блок-сополимеры, изобутилен-изопреновые сополимеры, бутадиен-акрилонитриловый каучук, полихлоропрены, этилен-пропилен-диеновые терполимеры, акрилаты и их комбинации. Полиизопрены, бутилкаучуки, стирол-изопрен-стирольные блок-сополимеры и стирол-бутадиен-стирольные блок-сополимеры особенно хорошо пригодны для применения в изобретении.

В одном варианте осуществления изобретения гидрофобный полимер представляет собой триблок-стирольный сополимер, такой как стирол-изопрен-стирольный (SIS) или стирол-бутадиен-стирольный (SBS) и может дополнительно содержать диблок-сополимер, стирол-изопреновый (SI) блок-сополимер.

Коммерчески доступные блок-сополимеры на основе стирола, такие как полимеры серии Vector (доступные в Dexco Polymers), являются особенно пригодными в изобретении. Эти полимеры включают SIS Vector 4111 (18 мас.% стирола/82 мас.% изопрена) и 4411 (44 мас.% стирола/56 мас.% изопрена), также как и смеси SIS/SI, такие как Vector 4113 (18 мас.% SI диблока; в целом 15 мас.% стирола/85 мас.% изопрена), Vector 4114 (42 мас.% диблока SI; в целом 15 мас.% стирола/85 мас.% изопрена), Vector 4213 (25 мас.% диблока SI; в целом 25 мас.% стирола/75 мас.% изопрена) и Vector 4215 (18 мас.% диблока SI; в целом 30 мас.% стирола/70 мас.% изопрена).

В еще одном варианте осуществления изобретения гидрофобный полимер представляет собой полиизопрен или бутилкаучук. Коммерчески доступные полиизопрены, такие как полиизопрен-каучук с высокой молекулярной массой Natsyn® 2210 (Goodyear Tire and Rubber), и бутилкаучуки, такие как бутилкаучук с высокой молекулярной массой BR 065 (Exxon), являются в особенности пригодными в изобретении.

В случае ненасыщенных каучуков вулканизирующее вещество может быть добавлено для фиксации структуры композиции, так же, как и для предотвращения пластической деформации на холоде. Поскольку желательно достигнуть определенных реологических свойств, а именно минимизировать пластическую деформацию на холоде, т.е. по существу общее упругое восстановление, ненасыщенные гидрофобные компоненты (бутилкаучук, натуральный каучук, синтетический полиизопрен-каучук и т.д.) являются предпочтительно поперечно-сшитыми. Полимеры, содержащие двойные связи, подвергаются процессу химической поперечной сшивки с образованием ковалентных связей. Плотность полученной химической сети не должна быть слишком высокой для того, чтобы сохранить требуемую клейкость. Количество поперечных связей в единице объема может контролироваться с помощью типа и количества перекрестно-сшивающих агентов, так же, как и посредством температурой и временем процедуры. Фенолформальдегидные смолы и алкилфенолформальдегидные смолы являются пригодными перекрестно-связывающими агентами для бутилкаучука, тогда как дикумилпероксид может применяться для полиизопренов.

Наиболее удобный способ контролирования степени образования поперечных связей включает в себя измерение изменения в вязкости расплава в динамике по времени. Полученная реокинетическая кривая демонстрирует скорость образования поперечных связей и участок плато, соответствующий завершению химического взаимодействия двойных связей ненасыщенных гидрофобных полимеров с перекрестно-сшивающими агентами.

В случае триблок-сополимеров, например, SIS или SBS, их отвердевание происходит, когда они остывают вследствие отщепления стирольных блоков и их перехода в стеклообразное состояние. При внешней температуре упругая отдача триблок-сополимерного состава превышает 90%. Присутствие блоков высокоэластичного изопрена или бутадиена в макромолекулах SIS и SBS, так же, как и дополнительных компонентов гидрофобной фазы (например, пластификаторов), приводит к желаемой клейкости и адгезивным свойствам.

В. Высокоэластичный пластификатор

Высокоэластичный пластификатор является предпочтительно выбранным так, чтобы быть совместимым с триблок-сополимерами, т.е. образовывать раствор с мультиблок-сополимерами в определенном диапазоне температуры и концентрации на фазовой диаграмме. Таким образом, специалист в данной области может с легкостью применять диаграммы компонентов гидрофобной фазы для ориентации относительно подходящего количества каждого применяемого компонента.

Пригодные высокоэластичные пластификаторы включают блок-полимеры, имеющие “многорукую (АВ)_х” конфигурацию, где, например, А представляет собой полимеризованный блок, содержащий арил-замещенные виниловые мономеры, предпочтительно стирол, α-метилстирол, винилтолуен и тому подобное, В представляет собой высокоэластичный, конъюгированный полибутадиеновый или полиизопреновый блок и х имеет значение 3 или более. Предпочтительные пластификаторы представляют собой полимеры на основе стирола, в частности, стирол-бутадиеновые блок-сополимеры и стирол-изопреновые блок-сополимеры и их комбинации. Многие из этих соединений являются коммерчески легко доступными так, как стирол-изопреновый блок-сополимер, продаваемый под маркой LVSI 101 (Kraton).

Высокоэластичный пластификатор может также представлять собой полиизобутилен с низкой молекулярной массой или полиизопреновый каучук с низкой молекулярной массой (М=20000-100000), такой как цис-1,4-полиизопрен (например, Isolen®400 из Elementis Specialities Performance Polimers), дополнительно смешиваемый с парафиновым маслом.

В одном варианте осуществления изобретения высокоэластичный пластификатор гидрофобной фазы включает и блок-полимер (например, стирол), и полиизопреновый каучук с низкой молекулярной массой (например, цис-1,4-полиизопрен).

С. Повышающая клейкость смола

Повышающая клейкость смола представляет собой смолу с относительно низкой молекулярной массой (средняя молекулярная масса обычно составляет менее приблизительно 50000), имеющую достаточно высокую температуру перехода в стеклообразное состояние. Ее функцией является повышение прочности адгезивных связей. Повышающие клейкость смолы включают, например, производные канифоли, терпеновые смолы и синтетические или натуральные смолы, производные нефти. Предпочтительные повышающие клейкость смолы в данном описании представляют собой неполярные повышающие клейкость смолы, выбранные из группы, состоящей из гидрогенизированных углеводородных смол, углеводородных смол и синтетических политерпеновых смол. Повышающая клейкость смола предпочтительно является совместимой с композицией гидрофобного полимера/пластификатора для предоставления трехкомпонентного раствора. Коммерчески доступные смолы в этих классах включают Regalrez®1085 (гидрогенизированная углеводородная смола) и Regalite Resins, такие как Regalite®9100 (частично гидрогенизированная углеводородная смола, доступная в Hercules); Escorez®1304 и Escorez®1102 (углеводородные смолы) и Escorez®5380 (циклоалифатическая углеводородная смола), доступная в Exxon Chemical Company, Wingtack®95 и Wingtack®85 (синтетические политерпеновые смолы), доступные в Goodyear Tire and Rubber.

D. Гидрофильный полимер

Пригодный гидрофильный полимер включает повторяющиеся звенья, производные N-виниллактамного мономера, карбоксивинил мономера, мономер сложного винилового эфира, мономер сложного карбоксивинилового эфира, виниламидый мономер и/или гидроксивиниловый мономер. Такие полимеры включают, в качестве примера, поли(N-виниллактамы), поли(N-виниламиды), поли(N-винилакриламиды), поли(N-алкилакриламиды), полимеры замещенной и незамещенной акриловой и метакриловой кислот (например, полиакриловые кислоты и полиметакриловые кислоты), поливиниловый спирт (PVA), поливиниламин, их сополимеры и смеси и сополимеры с другими типами гидрофильных мономеров (например, виниацетатом).

Поли(N-виниллактамы), пригодные в данном описании, представляют собой не перекрестно-связанные гомополимеры или сополимеры N-виниллактамных мономерных звеньев, причем N-виниллактамные мономерные звенья составляют большую часть из всех мономерных звеньев поли(N-виниллактамного) сополимера. Предпочтительные поли(N-виниллактамы) для применения в отношении изобретения получают посредством полимеризации одного или более из следующих N-виниллактамных мономеров: N-винил-2-пирролидона; N-винил-2-валеролактама; и N-винил-2-капролактама. Неограничивающие примеры не-N-виниллактамных сомономеров, которые пригодны для применения с N-виниллактамным мономерным звеном, включают N,N-диметилакриламид, акриловую кислоту, метакриловую кислоту, гидроксиэтилметакрилат, акриламид, 2-акриламидо-2-метил-1-пропан сульфоновую кислоту или ее соль и винилацетат.

Поли(N-виниламиды) включают, в качестве примера, N-винилацетамид.

Поли(N-алкилакриламиды) включают, в качестве примера, поли(метакриламид) и поли(N-изопропилакриламид)(PNIPAM).

Полимеры карбоксивиниловых мономеров, как правило, образуются из акриловой кислоты, метакриловой кислоты, кротоновой кислоты, изокротоновой кислоты, итаконовой кислоты и ангидрида, 1,2-двухосновной кислоты, такой как малеиновая или фумаровая кислоты, малеинового ангидрида или их смесей, причем предпочтительные гидрофильные полимеры в этом классе включают полиакриловую кислоту и полиметакриловую кислоту, причем полиакриловая кислота является наиболее предпочтительной.

Производные целлюлозы, главным образом водорастворимой гидроксипропилцеллюлозы (НРС), с различной молекулярной массой являются также пригодными для применения в качестве гидрофильных полимеров. После расплавления производные целлюлозы образуют жидкокристаллический (ЖК) расплав, имеющий холестерическую структуру. Другими словами, неэластичные макромолекулы располагаются не в хаотическом порядке, как изотропные полимеры, но, скорее, образуют слоистую структуру; длинные оси макромолекул ориентированы внутри слоя в одном направлении, и угол этого направления слегка меняется при переходе от одного слоя к другому, формируя так называемую холестерическую макроспираль. Наличие промежутков между слоями и образование длинных волокон при образовании этих полимеров обеспечивает множество преимуществ. При охлаждении ЖК расплава НРС представляет твердый полимер со сложной фазовой структурой.

Полисахариды, такие как набухающий в воде агар, также являются пригодными для применения в качестве гидрофильных полимеров и допускают хранение при значительной влажности.

Предпочтительными гидрофильными полимерами в данном описании являются следующие: поли(N-виниллактамы), в особенности поливинилпирролидон (PVP) и поливинилкапролактам (PVCap); поли(N-винилацетамиды), особенно полиацетамид в чистом виде; полимеры карбоксивиниловых мономеров, в частности полиакриловая кислота и полиметакриловая кислота; и их сополимеры и смеси. PVP и PVCap являются особенно предпочтительными.

Молекулярная масса гидрофильного полимера не является критической; однако средняя молекулярная масса гидрофильного полимера, как правило, лежит в диапазоне приблизительно от 50000 до 2000000, обычно в диапазоне приблизительно от 100000 до 1500000, также в некоторых случаях в диапазоне приблизительно от 500000 до 1500000.

Е. Дополнительный полимер

Дополнительный полимер способен связываться посредством водородных связей с гидрофильным полимером и дополнительно в такой же степени способен к ионному или ковалентному связыванию с гидрофильным полимером. Дополнительный полимер может представлять собой полимер и олигомер или любое вещество с низкой молекулярной массой, которое способно к образованию водородных связей с гидрофильным полимером.

Предпочтительно, чтобы дополнительный полимер представлял собой дополнительный олигомер. Предпочтительные дополнительные олигомеры оканчиваются гидроксильными группами, амино- или карбоксильными группами. Олигомер, как правило, имеет температуру перехода в стеклообразное состояние T_g в диапазоне от приблизительно -100°С до приблизительно -30°С и температуру плавления T_m ниже 20°С. Олигомер может также являться аморфным. Различие между уровнями T_g гидрофильного полимера и олигомера