Упорядочные структуры в акриловых полимерах

Упорядочные структуры в акриловых полимерах

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Перекрестные ссылки на родственные заявки

Настоящая заявка претендует на положительный эффект предварительной патентной заявки US No. 61/346056, поданной 19 мая 2010 г., содержание которой полностью включено в настоящее описание посредством ссылки.

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение относится к упорядоченным полимерам и, в частности, к упорядоченным акриловым полимерам, содержащим определенные концентрации одной или более реакционноспособных функциональных групп в выбранных участках полимера. Изобретение также относится к клеевым (клеящим) композициям, содержащим упорядоченные полимеры. Изобретение дополнительно относится к способам получения упорядоченных полимеров и клеящих веществ.

ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

В данной области техники известно, что наличие некоторых полимерных структур придает получаемому полимеру особые характеристики. Например, наличие длинноцепочечного ветвления может улучшать некоторые характеристики полимера, такие как пригодность к обработке и стабильность расплава. Присутствие в полимере длинноцепочечного ветвления обычно определяют как наличие полимерных фрагментов, длина которых превышает длину любых остатков олефиновых сомономеров, присоединенных к главной, основной цепи полимера. Применение методик предшествующего уровня техники позволяет создавать в полимере длинноцепочечное ветвление посредством включения макромера, содержащего терминальные винильные группы (как добавляемые, так и образуемые in situ во время полимеризации), как при действии собственно катализатора полимеризации, так и при использовании сшивающего агента. Обычными недостатками таких способов являются неполное включение макромера, содержащего терминальные винильные группы, или сшивающего фрагмента в полимер, и/или невозможность регулирования степени длинноцепочечного ветвления в заданных технологических условиях.

В данной области техники также известно, что селективное включение соответствующих фрагментов в терминальные участки полимера может приводить к образованию полимеров, обладающих особыми физическими свойствами, или позволяет применять такие полимеры в особых целях. Синтез таких полимеров и соответствующие методики являются объектами серьезных исследований. Соответственно, объектом исследования также является регулирование структуры полимера.

Хорошо известно, что могут быть получены акриловые полимеры, имеющие множество различных форм, такие как блок-сополимеры, полимеры с неупорядоченной структурой и телехелатные полимеры (полимеры с концевыми функциональными группами). Акриловые полимеры имеют множество областей применения, например их используют как клеящие вещества, и, следовательно, они вызывают большой интерес как у разработчиков, так и у производителей. Также известны методики введения функциональных групп в концевые участки цепочек акриловых полимеров с целью увеличения их молекулярной массы. Модификация молекулярной массы и других характеристик акриловых полимеров позволяет регулировать свойства клеевых композиций, в которые добавляют такие полимеры. Несмотря на то, что свойства этих полимеров во многих случаях удовлетворительны, все еще имеется настоятельная необходимость в получении полимеров с особой структурой, которые могут быть добавлены в клеевые композиции с целью получения требуемых свойств готового клеящего вещества, получаемого из полимера.

Насколько известно, имеющиеся в настоящее время методики не позволяют точно размещать мономеры, содержащие функциональные группы, в определенных участках полимера. Кроме того, известные в настоящее время методики не позволяют получать полимеры, содержащие определенные концентрации или плотности загрузки функциональных групп в выбранных участках полимеров, и, в частности, не позволяют получать полимеры сточными относительными массовыми концентрациями функциональных групп в разных участках полимера. Соответственно, имеется необходимость в создании таких способов и получении полимеров с упорядоченными структурами, синтезируемых с помощью таких способов.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Сложности и проблемы, связанные предпринятыми ранее попытками получения в полимерах определенного расположения функциональных групп при определенных плотностях функциональных групп, могут быть решены посредством реализации настоящего изобретения, которое относится к полимерам, имеющим упорядоченную структуру, клеящим веществам, получаемыми на основе таких упорядоченных полимеров, и соответствующим способам получения клеящих веществ.

Один из аспектов настоящего изобретения относится к упорядоченному полимеру, включающему по меньшей мере два разных блока и по меньшей мере одну реакционноспособную функциональную группу, распределенную между по меньшей мере двумя блоками в отношении распределения, составляющем от 2:1 до 90:1. В одном из предпочтительных примеров осуществления по меньшей мере два разных блока включают первый блок, выбранный из группы, состоящей из акрилатных мономеров, метакрилатных мономеров и их комбинаций; и второй блок, включающий полимеризуемый (т.е. способный к полимеризации) акрилатный сомономер. Первый и второй блоки включают по меньшей мере одну реакционноспособную функциональную группу, выбранную из группы, состоящей из акрилонитрильных групп, акриламидных групп, метакриламидных групп, групп сложных виниловых эфиров, групп простых виниловых эфиров, виниламидных групп, винилкетонных групп, стирольных групп, галогенсодержащих групп, ионных групп, кислотосодержащих групп, содержащих основание групп, олефиновых групп, силановых групп, эпоксидных групп, гидроксильных групп, ангидридных групп, силильных групп, карбоксильных групп, карбонильных групп, карбонатных сложноэфирных групп, изоцианатных групп, аминогрупп, амидогрупп, имидогрупп, меркаптогрупп, ацетоацетильных групп и их комбинаций.

Другой аспект настоящего изобретения относится к клеевой (содержащей клеящее вещество) композиции, содержащей упорядоченный полимер, включающий по меньшей мере два разных блока и по меньшей мере одну реакционноспособную функциональную группу, распределенную между по меньшей мере двумя блоками в отношении распределения, составляющем от 2:1 до 90:1. В одном из предпочтительных примеров осуществления по меньшей мере два разных блока включают первый блок, выбранный из группы, состоящей из акрилатных мономеров, метакрилатных мономеров и их комбинаций; и второй блок, включающий полимеризуемый акрилатный сомономер. Первый и второй блоки включают по меньшей мере одну реакционноспособную функциональную группу, выбранную из группы, состоящей из акрилонитрильных групп, акриламидных групп, метакриламидных групп, групп сложных виниловых эфиров, групп простых виниловых эфиров, виниламидных групп, винилкетонных групп, стирольных групп, галогенсодержащих групп, ионных групп, кислотосодержащих групп, содержащих основание групп, олефиновых групп, силановых групп, эпоксидных групп, гидроксильных групп, ангидридных групп, силильных групп, карбоксильных групп, карбонильных групп, карбонатных сложноэфирных групп, изоцианатных групп, аминогрупп, амидогрупп, имидогрупп, меркаптогрупп, ацетоацетильных групп и их комбинаций.

Другой аспект настоящего изобретения относится к способу получения клеевой композиции. Способ включает получение упорядоченного полимера способом живой полимеризации (полимеризации по механизму живых цепей), причем упорядоченный полимер включает по меньшей мере два разных блока и по меньшей мере одну реакционноспособную функциональную группу, распределенную между по меньшей мере двумя блоками в отношении распределения, составляющем от 2:1 до 90:1. Способ также включает образование поперечных связей в упорядоченном полимере посредством смешивания упорядоченного полимера с эффективным количеством одного или более сшивающих агентов (агентов, образующих поперечные связи). Способ также включает сушку сшитого упорядоченного полимера.

Очевидно, что изобретение имеет множество различных примеров осуществления, и отдельные аспекты отдельных деталей примеров осуществления могут быть изменены в пределах объема настоящего изобретения. Соответственно, предлагаемое описание приведено для иллюстрации и не ограничивает объем настоящего изобретения.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

На Фиг.1 схематически представлен один из предпочтительных полимеров, который содержит реакционноспособную функциональную группу, селективно расположенную в определенных участках полимера согласно настоящему изобретению. На Фиг.1 также представлен соответствующий полимер и реакционноспособные функциональные группы, получаемые согласно традиционным методикам неупорядоченной полимеризации.

На Фиг.2 представлена зависимость результатов испытаний на отслаивание при угле 180° для разных образцов и контрольного клеящего вещества, имеющих одинаковую плотность поперечных связей, но разную конфигурацию размещения реакционноспособной функциональной группы.

На Фиг.3 представлена зависимость результатов испытаний на отслаивание при угле 180° для разных образцов и контрольного клеящего вещества, имеющих одинаковую плотность поперечных связей, но разную конфигурацию размещения реакционноспособной функциональной группы.

На Фиг.4 представлена зависимость значений коэффициента пластичности по Вильямсу (определяемого способом Вильямса) для разных образцов и контрольного клеящего вещества, имеющих одинаковую плотность поперечных связей, но разную конфигурацию размещения реакционноспособной функциональной группы.

На Фиг.5 представлена зависимость температуры потери адгезии при сдвиге для разных образцов и контрольного клеящего вещества, имеющих одинаковую плотность поперечных связей, но разную конфигурацию размещения реакционноспособной функциональной группы.

На Фиг.6 представлена зависимость результатов измерения статического напряжения сдвига для разных образцов и контрольного клеящего вещества, имеющих одинаковую плотность поперечных связей, но разную конфигурацию размещения реакционноспособной функциональной группы.

На Фиг.7 представлена зависимость тангенса (дельта) от температуры для разных образцов и контрольного клеящего вещества, имеющих одинаковую плотность поперечных связей, но разную конфигурацию размещения реакционноспособной функциональной группы.

На Фиг.8 представлена зависимость результатов испытаний на отслаивание при угле 180° для разных образцов и контрольного клеящего вещества, имеющих одинаковый коэффициент пластичности по Вильямсу (КПВ), но разную конфигурацию размещения реакционноспособной функциональной группы.

На Фиг.9 представлена зависимость результатов испытаний на отслаивание при угле 180° для разных образцов и контрольного клеящего вещества, имеющих одинаковый КПВ, но разную конфигурацию размещения реакционноспособной функциональной группы.

На Фиг.10 представлена зависимость температур потери адгезии при сдвиге для разных образцов и контрольного клеящего вещества, имеющих одинаковый КПВ, но разную конфигурацию размещения реакционноспособной функциональной группы.

На Фиг.11 представлена зависимость результатов измерения статического напряжения сдвига для разных образцов и контрольного клеящего вещества, имеющих одинаковый КПВ, но разную конфигурацию размещения реакционноспособной функциональной группы.

На Фиг.12 представлена зависимость тангенса (дельта) от температуры для разных образцов и контрольного клеящего вещества, имеющих одинаковый КПВ, но разную конфигурацию размещения реакционноспособной функциональной группы.

На Фиг.13 представлена зависимость результатов испытаний на отслаивание при угле 180° для разных образцов и контрольного клеящего вещества, имеющих различные конфигурации размещения реакционноспособной функциональной группы.

На Фиг.14 представлена зависимость результатов испытаний на отслаивание при угле 180° для разных образцов и контрольного клеящего вещества, имеющих различные конфигурации размещения реакционноспособной функциональной группы.

На Фиг.15 представлена зависимость результатов измерения статического напряжения сдвига для разных образцов и контрольного клеящего вещества, имеющих различные конфигурации размещения реакционноспособной функциональной группы.

СВЕДЕНИЯ, ПОДТВЕРЖДАЮЩИЕ ВОЗМОЖНОСТЬ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение позволяет получать новый класс упорядоченных полимеров, которые могут иметь разнообразное применение, в частности, в качестве составляющей части или добавки к чувствительным к давлению клеям. Было обнаружено, что включение упорядоченных полимеров в клеевую композицию значительно улучшает свойства получаемого клеящего вещества. Согласно настоящему изобретению, селективное включение одной или более реакционноспособных функциональных групп в требуемых концентрациях или пропорциях в выбранные участки молекулы полимера, например включение более высокой концентрации функциональной группы в концевые участки полимера по сравнению с их концентрацией во внутренних участках полимера, позволяет получать полимер, добавление которого в чувствительные к давлению клеящие вещества может улучшать баланс между их когезионными и адгезионными свойствами. Ниже приведен конкретный пример. Так, может быть получен акриловый полимер, имеющий очень высокую величину прочности на отслаивание в сочетании с высоким значением статического напряжения сдвига и высоким значением напряжения сдвига при повышенной температуре. Селективное регулирование концентрации и расположения функциональных групп внутри полимера позволяет повышать молекулярную массу посредством образования поперечных связей, при котором не происходит ухудшения целевых клеящих свойств вещества. Соответственно, рассматриваемые в настоящем описании упорядоченные полимеры могут иметь более низкую молекулярную массу по сравнению с полимерами, полученными с помощью традиционной свободнорадикальной полимеризации, что позволяет добавлять относительно высокие количества твердых веществ в растворители в процессе получения и использования упорядоченных полимеров, и возможно даже применение составов, имеющих 100% содержание твердых веществ, как, например, в термоплавких клеях.

В частности, настоящее изобретение относится к упорядоченным полимерам, содержащим одну или более реакционноспособные функциональные группы, включенные в выбранные блоки или участки полимера и имеющие в этих участках заданные концентрации. Предпочтительно полимеры представляют собой акриловые полимеры. Реакционноспособные функциональные группы могут быть введены в полимеры в составе одного или более полимеризуемых мономеров, рассмотренных в настоящем описании. Так, рассматриваемый в настоящем описании полимеризуемый мономер и/или сомономер может составлять одну или более реакционноспособную функциональную группу. Кроме того, настоящее изобретение относится к клеящим веществам, в составе которых имеются упорядоченные полимеры. Настоящее изобретение также относится к способам получения упорядоченных полимеров и клеящих веществ. Способы получения полимеров основаны на одной или более методиках контролируемой радикальной полимеризации. Эти аспекты более подробно описаны ниже.

Упорядоченные полимеры

В общем, упорядоченные полимеры включают по меньшей мере два блока или участка, отличающихся друг от друга и расположенных в любом месте по длине основной цепи или цепочки полимера или в другом участке полимера. Так, рассматриваемый в настоящем описании упорядоченный полимер может содержать один или более блок A, один или более блок B и один или более блок С в любом участке полимера. Предпочтительные полимеры могут включать блоки или участки других типов, например блоки D, блоки E, … и т.д. В предпочтительном аспекте определенные количества реакционноспособных функциональных групп содержатся в по меньшей мере двух блоках, для удобства называемых блоками A и B. В более предпочтительном аспекте количества реакционноспособных функциональных групп в блоках A и B регулируют таким образом, что общее количество реакционноспособной функциональной группы распределено между двумя блоками, например блоками A и B, в определенном диапазоне массовых отношений. В общем случае это отношение, называемое в настоящем описании “отношением распределения”, определяется как отношение процентной массовой доли реакционноспособной функциональной группы, находящейся в блоке A, к процентной массовой доле реакционноспособной функциональной группы, находящейся в блоке B. В общем случае подходящий диапазон отношений, т.е. отношений распределения, для упорядоченных полимеров, рассматриваемых в настоящем описании, составляет от приблизительно 1,1:1 до приблизительно 10000:1. Предпочтительно, отношения распределения в упорядоченных полимерах составляют от 1,1:1 до 1000:1, более предпочтительно от 1,1:1 до 100:1 и наиболее предпочтительно от 6:1 до 80:1. Тем не менее, следует понимать, что настоящее изобретение включает полимеры, содержащие одну или более реакционноспособные функциональные группы, распределенные между полимерными блоками в отношениях распределения, значения которых находятся вне указанных диапазонов. Например, изобретение включает полимеры, рассматриваемые в настоящем описании, в которых, тем не менее, отношения распределения превышают 10000:1, например составляют приблизительно 50000:1, приблизительно 75000:1 и приблизительно 100000:1.

Упорядоченные полимеры предпочтительно получают из (i) акрилатных и/или метакрилатных мономеров и (ii) полимеризуемых акрилатных сомономеров, содержащих одну или более реакционноспособную функциональную группу. Используемый в настоящем описании термин “мономер” или “сомономер” означает молекулы, исходные единицы или химические вещества, способные связываться друг с другом с образованием полимера. Этот термин также включает повторяющееся звено полимера. Как было упомянуто, в общем случае в настоящем описании эти мономеры или сомономеры называются блоками или участками, например “A”, “В” и/или “C”. Акрилатные мономеры включают содержащие от 1 до приблизительно 20 атомов углерода алкилакрилаты, арилакрилаты или циклические акрилаты, например метилакрилат, этилакрилат, фенилакрилат, бутилакрилат, 2-этилгексилакрилат, изоборнилакрилат, и функциональные производные таких акрилатов, например 2-гидроксиэтилакрилат, 2-хлорэтилакрилат и подобные им соединения. Эти соединения обычно содержат от приблизительно 3 до приблизительно 20 атомов углерода, и в одном из примеров осуществления содержат от приблизительно 3 до приблизительно 8 атомов углерода. Метакрилатные мономеры включают содержащие от 1 до приблизительно 20 атомов углерода алкилметакрилаты, арилметакрилаты или циклические метакрилаты, например метилметакрилат, этилметакрилат, бутилметакрилат, 2-этилгексилметакрилат, фенилметакрилат, изоборнилметакрилат, и функциональные производные таких метакрилатов, например 2-гидроксиэтилметакрилат, 2-хлорэтилметакрилат и подобные им соединения. Эти соединения обычно содержат от приблизительно 4 до приблизительно 20 атомов углерода, и в одном из примеров осуществления содержат от приблизительно 4 до приблизительно 8 атомов углерода. Также могут быть применены комбинации акрилатов и метакрилатов.

Несмотря на то, что упорядоченные полимеры предпочтительно включают (i) акрилатные и/или метакрилатные мономеры и (ii) полимеризуемые акрилатные сомономеры, т.е. блоки A и B, настоящее изобретение включает применение дополнительных и/или других мономеров в составе блоков полимера. Для получения блоков A, B, C, D, E и т.д. упорядоченных полимеров, рассматриваемых в настоящем описании, могут быть использованы практически любые мономеры или комбинации мономеров, полимеризуемых в соответствии со свободнорадикальным механизмом полимеризации. Соответственно, следует понимать, что изобретение никоим образом не ограничено упорядоченными полимерами, включающими акрилатные и/или метакрилатные блоки.

В приведенной ниже Таблице 1 приведены неограничивающие примеры процентных массовых содержаний реакционноспособной функциональной группы в блоках A и B упорядоченного полимера, рассматриваемого в настоящем описании, а также приведены соответствующие массовые отношения этой реакционноспособной функциональной группы, распределенной между блоками A и B. Следует понимать, что изобретение никоим образом не ограничено определенными значениями процентных массовых содержаний или определенными значениями массовых отношений, указанных в Таблице 1. Напротив, Таблица 1 приведена для иллюстрации отношений распределения, рассматриваемых в настоящем описании, т.е. массовых соотношений реакционноспособной функциональной группы в блоках A и B полимера. Например, в первой строке Таблицы 1 приведены сведения об упорядоченном полимере, содержащем по меньшей мере два разных блока, например блоки A и B, и имеющем в каждом блоке реакционноспособную функциональную группу. Процентная массовая концентрация реакционноспособной функциональной группы в блоке A составляет 28,38% от массы всего блока A. Процентная массовая концентрация реакционноспособной функциональной группы в блоке В составляет 0,46% от массы всего блока B. Таким образом, отношение распределения определенной реакционноспособной функциональной группы внутри полимера составляет 62:1. Селективное расположение блоков A и B внутри полимера позволяет получать полимеры, содержащие требуемые концентрации конкретных реакционноспособных функциональных групп в одном или более выбранных участках полимера.

Таблица 1
Примеры процентных массовых содержаний реакционноспособной функциональной группы в блоках A и B и соответствующих отношений распределения
Блок/Участок A	Блок/Участок B	Отношение A:B
28,38%	0,46%	62:1
25,23%	0,92%	27:1
22,07%	1,37%	16:1
15,77%	2,29%	7:1
6,31%	3,67%	1,7:1

В качестве реакционноспособных функциональных групп полимеризуемые мономеры и сомономеры могут включать акрилонитрильные группы, акриламидные группы, метакриламидные группы, группы сложных виниловых эфиров, группы простых виниловых эфиров, виниламидные группы, винилкетонные группы, стирольные группы, галогенсодержащие группы, ионные группы, кислотосодержащие группы, группы, содержащие основания, олефиновые группы, силановые группы, эпоксидные группы, гидроксильные группы, ангидридные группы и смеси двух или более названных групп. Изобретение также включает применение силильных групп, карбоксильных групп, карбонильных групп, карбонатных сложноэфирных групп, изоцианатных групп, аминогрупп, амидогрупп, имидогрупп, меркаптогрупп и ацетоацетильных групп в любой комбинации и/или в комбинации с одной или более названных выше групп.

Акрилонитрильные группы могут включать акрилонитрил и алкилзамещенные акрилонитрилы. Алкильные группы обычно содержат от 1 до приблизительно 20 атомов углерода, в одном из примеров осуществления от 1 до приблизительно 10 атомов углерода, и в другом примере осуществления от 1 до приблизительно 5 атомов углерода. Примеры включают метакрилонитрил и этакрилонитрил.

Акриламидные группы могут включать акриламид и его производные, включающие N-замещенные алкильные и арильные производные. Такие производные включают N-метилакриламид, N,N-диметилакриламид, трет-октилакриламид, N-аминоэтилакрилат, N-аминоэтилметакрилат и подобные им группы.

Метакриламидные группы могут включать метакриламид и его производные, включающие N-замещенные алкильные и арильные производные.

Группы сложных виниловых эфиров могут включать винилацетат, винилпропионат, винилбутират, винилвалерат, винилверсатат (виниловый эфир кислоты “версатик”), винилизобутират и подобные им группы.

Группы простых виниловых эфиров могут включать простые виниловые эфиры, содержащие от 1 до приблизительно 8 атомов углерода, включающие этилвиниловый эфир, бутилвиниловый эфир, 2-этилгексилвиниловый эфир и подобные им группы.

Виниламидные группы могут включать виниламиды, содержащие от 1 до приблизительно 8 атомов углерода, включающие винилпирролидон и подобные ему группы.

Винилкетонные группы могут включать винилкетоны, содержащие от 1 до приблизительно 8 атомов углерода, включающие этилвинилкетон, бутилвинилкетон и подобные им группы.

Стирольные группы могут включать стирол, инден и замещенные стиролы, представленные формулой (I):

в которой

каждый A, B, C, D, E и F независимо выбран из водорода, из содержащих от 1 до приблизительно 4 атомов углерода алкильных или алкоксигрупп (в частности, метильных или метоксигрупп), галогеногрупп (в частности, хлора), тиогруппы, цианогрупп, группы карбоновой кислоты или сложноэфирной группы, или фторированных алкильных групп, содержащих от 1 до приблизительно 4 атомов углерода. Примеры включают метилстирол (иногда называемый винилтолуолом), альфа-метилстирол, дивинилбензол, хлорстирол, хлорметилстирол и подобные им соединения.

Галогенсодержащие группы могут включать винилхлорид, винилбромид, винилфторид, винилиденхлорид, винилиденбромид, винилиденфторид, замещенные галогеном пропиленовые мономеры и подобные им группы, среди которых предпочтительными являются винилбромид и винилиденхлорид.

Ионные группы могут включать винилсульфонат натрия, стиролсульфонат натрия, металлилсульфонат натрия, акрилат натрия, метакрилат натрия и подобные им группы, среди которых предпочтительными являются винилсульфонат натрия, стиролсульфонат натрия и металлилсульфонат натрия.

Кислотосодержащие группы могут включать ненасыщенные карбоновые кислоты, содержащие от 3 до приблизительно 20 атомов углерода. Предпочтительные группы включают акриловую кислоту, метакриловую кислоту, винилсульфоновую кислоту, итаконовую кислоту, бета-карбоксилэтилакрилат, моно-2-акроилоксипропилсукцинат и подобные им соединения.

Группы, содержащие основание, могут включать винилпиридин и подобные ему соединения.

Олефиновые группы могут включать изопрен, бутадиен, содержащие от 2 до приблизительно 8 атомов углерода неразветвленные и разветвленные альфа-олефины, например этилен, пропилен, бутилен, изобутилен, диизобутилен, 4-метилпентен-1, 1-бутен, 1-гексен, 1-октен и подобные им соединения.

Силановые группы могут включать винилтриметоксисилан, винилтриэтоксисилан, винилтрипропоксисилан, винилметилдиметоксисилан, винилметилдиэтоксисилан, винилметилдипропоксисилан, γ-метакрилоксипропилтриметоксисилан, γ-метакрилоксипропилтриэтоксисилан, γ-метакрилоксипропилтрипропоксисилан, γ-метакрилоксидиметоксисилан, γ-метакрилоксипропилметилдиметоксисилан, γ-метакрилоксипропилметилдиэтоксисилан, γ-метакрилоксипропилметилдипропоксисилан, γ-метакрилоксиметилдиметоксисилан, γ-метакрилоксиметилтриметоксисилан, γ-метакрилоксиметилтриэтоксисилан, (метакрилоксиметил)метилдиметоксисилан, (метакрилоксиметил)метилдиэтоксисилан, γ-метакрилоксипропилтриацетоксисилан, γ-акрилоксипропилтриметоксисилан, γ-акрилоксипропилтриэтоксисилан, γ-метакрилоксиметилдиэтоксисилан, γ-акрилоксипропилтрипропоксисилан, γ-акрилоксипропилметилдиметоксисилан, γ-акрилоксипропилметилдиэтоксисилан, γ-акрилоксипропилметилдипропоксисилан и подобные им соединения.

Эпоксидные группы могут включать, например, глицидилметакрилат и глицидалакрилат.

Гидроксильные группы могут включать, например, гидроксиэтилакрилат, гидроксиэтилметакрилат, гидроксиизопропилакрилат, гидроксиизопропилметакрилат, гидроксибутилакрилат, гидроксибутилметакрилат и подобные им соединения.

Ангидридные группы могут включать, например, малеиновый ангидрид, итаконовый ангидрид, цитраконовый ангидрид и подобные им соединения.

Неограничивающие примеры предпочтительных реакционноспособных функциональных групп, вводимых в полимеры согласно изобретению, включают акриловую кислоту, 2-метакрилоксиэтилфталевую кислоту (англ. 2-methacryloxyethylphthalic acid, сокращенно PAMA), и их комбинации, но не ограничиваются ими. Следует понимать, что вместо или вместе с любой из перечисленных реакционноспособных функциональных групп может быть использовано огромное множество других реакционноспособных функциональных групп.

Полимеры согласно предпочтительным примерам осуществления могут иметь определенное распределение реакционноспособных функциональных групп внутри полимера. Распределение реакционноспособной функциональной группы каждого типа, включенной в полимер, может быть выражено в виде массового отношения процентного массового содержания реакционноспособной функциональной группы в одном блоке или участке, т.е. блоке A, к процентному массовому содержанию этой реакционноспособной функциональной группы в другом блоке или участке, т.е. блоке B. Как указано выше, согласно настоящему изобретению это массовое отношение называется отношением распределения. Для многих областей применения изобретения предпочтительно включение большего количества реакционноспособных функциональных групп в блок полимера A по сравнению с количеством реакционноспособных функциональных групп, содержащихся в другом блоке, т.е. блоке B. Таким образом, стратегическое размещение внутри полимера определенных блоков, содержащих определенный массовый процент соответствующих реакционноспособных функциональных групп, позволяет получать определенные полимерные структуры, каждая из которых содержит требуемую концентрацию и расположение функциональных групп внутри полимера. Эта стратегия позволяет получать полимеры, содержащие определенные блоки, расположенные в определенных участках внутри полимера, а также получать полимер, содержащий определенные концентрации функциональных групп внутри определенных участков. Например, может потребоваться получение полимера, включающего определенную комбинацию блоков, например блоков A, B и C, и относительно высокую концентрацию функциональных групп во внутренней части полимера или в других участках полимера по сравнению с его остальными участками, например концевыми участками.

Настоящее изобретение применимо к различным полимерам, которые имеют огромное множество размеров и масс. Характерные полимеры, применяемые согласно изобретению, имеют молекулярную массу, составляющую от приблизительно 10000 до приблизительно 300000, предпочтительно от приблизительно 50000 до приблизительно 200000, и наиболее предпочтительно от приблизительно 100000 до приблизительно 150000. Тем не менее, следует понимать, что приведенные значения молекулярных масс никоим образом не ограничивают настоящее изобретение. Следует учитывать, что приведенные значения молекулярных масс полимеров представляют собой средние молекулярные массы и, если не указано обратное, представляют собой среднемассовые молекулярные массы.

Также следует учитывать, что полимеры согласно изобретению могут включать реакционноспособные функциональные группы двух или более различных типов. Таким образом, разные реакционноспособные функциональные группы могут быть включены в один или более концевой участок (участки) и/или в один или более внутренний участок рассматриваемого полимера (полимеров). Таким образом, полимер согласно настоящему изобретению может включать 1, 2, 3 или более разные реакционноспособные функциональные группы. При этом каждая из групп может быть распределена по длине полимера в определенном отношении, рассматриваемом в настоящем описании. Например, упорядоченный полимер может включать первую реакционноспособную функциональную группу, распределенную между блоками A и B в первом отношении распределения, и вторую реакционноспособную функциональную группу, распределенную между блоками A и B во втором отношении распределения, отличающемся от первого отношения распределения. Кроме того, согласно изобретению вторая реакционноспособная функциональная группа или третья реакционноспособная функциональная группа также может быть распределена между одним из блоков A и B и другим блоком, блоком C. В альтернативном варианте вторая или третья реакционноспособная функциональная группа может быть распределена между набором блоков, отличных от блоков A и B, например, между блоками C и D.

Предпочтительный полимер включает первый мономер, представляющий собой 2-этилгексилакрилат, и второй мономер, представляющий собой н-бутилакрилат. Очевидно, что они представляют собой повторяющиеся блоки в получаемом полимере. Несмотря на то, что эти блоки могут быть введены в полимер в различных отношениях друг к другу, в обсуждаемом полимере 2-этилгексилакрилат составляет приблизительно 51%, а н-бутилакрилат составляет приблизительно 45% полимера. В качестве реакционноспособной функциональной группы была выбрана акриловая кислота, которую вводили в полимер в отношении приблизительно 4%. Согласно настоящему изобретению, получаемый полимер имел определенную полимерную структуру, вполне отличимую от структур, получаемых при применении традиционных методик неупорядоченной полимеризации. В рассматриваемом полимере значения молекулярной массы участков терминальных блоков были ограничены значением, составляющим приблизительно 15000, а значения молекулярной массы блока серединной части или промежуточного участка получаемого полимера были ограничены значением, составляющим приблизительно 200000.

Применение методик согласно настоящему изобретению позволяет получать различные полимеры с определенным распределением групп акриловой кислоты или других реакционноспособных функциональных групп (группы) внутри полимера. Например, согласно одному из аспектов изобретения может быть получен сополимер 2-этилгексилакрилата и н-бутилакрилата, включающий в качестве реакционноспособной функциональной группы группу акриловой кислоты, распределенную внутри полимера в определенных пропорциях, например: (i) 80% акриловой кислоты находится в концевых (терминальных) блоках, а 20% акриловой кислоты находится внутри серединного блока полимера; (ii) 50% акриловой кислоты находится в концевых блоках, а 50% акриловой кислоты находится внутри серединного блока; и (iii) 20% акриловой кислоты находится в концевых блоках, а 80% акриловой кислоты находится внутри серединного блока. Напротив, при получении рассматриваемого сополимера с помощью традиционных методик неупорядоченной полимеризации, в общем случае можно получить лишь полимер, содержащий 10% акриловой кислоты в концевых блоках и 90% акриловой кислоты в серединном блоке. Получаемые полимеры более подробно описаны в приведенных ниже примерах.

На Фиг.1 представлен неограничивающий пример сополимера, рассматриваемого в настоящем описании, содержащего реакционноспособные функциональные группы акриловой кислоты, расположенные селективно в концевых блоках и серединном блоке полимера согласно изобретению. Для сравнения на Фиг.1 также представлен аналогичный сополимер, полученный с помощью традиционной методики неупорядоченной полимеризации. Группы акриловой кислоты распределены в получаемом полимере с относительной однородностью.

Другой предпочтительный полимер включает первый мономер, представляющий собой 2-этилгексилакрилат, и второй мономер, представляющий собой изоборнилакрилат. Эти блоки могут быть включены в полимер в разных соотношениях; тем не менее, неограничивающий предпочтительный пример полимера включает приблизительно 70% 2-этилгексилакрилата и приблизительно 20% изоборнилакрилата. В качестве реакционноспособной функциональной группы была выбрана 2-метакрилоксиэтилфталевая кислота (PAMA), содержание которой составляет 10%. Согласно изобретению, получаемый полимер имеет определенную полимерную структуру, отличную от структур, получаемых с помощью традиционных методик неупорядоченной полимеризации. В рассматриваемом полимере значения молекулярной массы участков