[发明专利]表面官能化聚酰胺的合成

说明书

本发明涉及一种制备具有官能化表面(fO)的表面官能化模制品(oF)的方法。在该方法中，将模制品(F)的表面(O)与含亲二烯体溶液(dL)进行接触。该表面(O)包含含呋喃单元的聚酰胺(P)。这些呋喃单元能与含亲二烯体溶液(dL)中存在的至少一种亲二烯体反应而得到具有官能化表面(fO)的表面官能化模制品(oF)。

本发明还涉及通过本发明的方法可获得的表面官能化模制品(oF)。

聚酰胺通常是半结晶聚合物，由于其具有非常好的机械性能，在工业上特别重要。特别地，它们具有高的强度、刚度和韧性，良好的耐化学性，以及高的耐磨性和抗电痕性。这些性质对于注射模制品的制备特别重要。高的韧性对于将聚酰胺用作包装膜特别重要。由于它们的机械性质，聚酰胺在工业上用于制备纺织品，例如钓鱼线、攀爬绳和地毯。聚酰胺也可用于生产墙上插头、螺钉和扎线带(cable die)。此外，聚酰胺还用作油漆、粘合剂和涂料。

近年来，排斥流体的表面变得越来越重要，具体而言，在这方面特别重要的是防水(疏水)和防油(疏油；亲水)表面。聚酰胺常常不具有足够抗液的表面，因此在某些应用领域中，需要使用表面已被官能化而具有足够抗液的表面的聚酰胺。现有技术中记载了多种在聚合物、特别是在聚酰胺上制备更强的抗液表面的方法。一种可能的方法涉及在制备聚酰胺的过程中使其与疏水或亲水共聚单体或聚合物聚合而得到共聚物。也可以用疏油或疏水聚合物接枝聚酰胺。

使用这两种技术的缺点是，所得共聚物或接枝聚酰胺常常分别具有与纯聚酰胺不同的性质。例如，玻璃化转变温度T_G可能会改变，在某些情况下聚合物的结晶度降低。此外，这些技术在合成上是复杂的并且成本高。

另一问题是，由这样制备的共聚物所制造的模制品不一定是在整个表面上进行改性，只有在表面上的疏水或疏油区域所在的表面上的那些位置处获得抗液性。

因此，在现有技术中记载了这样的方法，通过用例如疏水或疏油聚合物膜覆盖成型制品的表面，可以赋予其固有的疏水或疏油改性，从而在成型制品上产生抗液表面。此外，例如，通过表面的结构化或粗糙化，可以在微米或纳米范围内对表面的结构进行改性。当然也可以是这些技术的组合。

然而，这些技术的缺点在于设备的结构复杂。此外，还必须确保将以聚合物膜形式施用于模制品的疏水或疏油聚合物与模制品中存在的聚合物是相容的，以使该疏水或疏油聚合物膜在模制品上保持粘附性。

因此，需要这样的方法，其可制备不具有上述缺点或具有减少程度的上述缺点的表面官能化模制品。

因此，本发明所基于的目的是提供一种制备表面官能化模制品的方法，该方法不具有制备表面官能化模制品的技术的上述缺点或仅具有减少程度的上述缺点。此外，该方法能够非常简单地和低成本地进行。

该目的通过一种制备具有官能化表面(fO)的表面官能化模制品(oF)的方法而实现，所述方法包括以下步骤：

i)提供具有包含聚酰胺(P)的表面(O)的模制品(F)，所述聚酰胺(P)包含通式(I)的二烯单元：

其中

R¹和R²彼此独立地选自C₁-C₁₀烷二基，

ii)将步骤i)中提供的模制品(F)的表面(O)与含亲二烯体溶液(dL)进行接触，得到具有官能化表面(fO)的表面官能化模制品(oF)，所述含亲二烯体溶液(dL)包含至少一种亲二烯体，所述至少一种亲二烯体包含至少一种对聚酰胺(P)中存在的二烯单元(I)呈反应性的亲二烯体单元。

本发明方法的一个特征在于其易于实施。通过本发明的方法，可对模制品(F)的表面(O)进行针对性的改性。另一优点在于，仅对模制品(F)的表面(O)进行官能化。这意味着例如保留了模制品(F)中存在的材料的性质，特别是聚合物的性质，例如其机械性质，因此也保留了模制品(F)的性质，并且仅表面(O)被官能化。另一优点在于，表面(O)的官能化是可逆的并因此甚至可以随后改变官能化表面(fO)的性质。

下面将更详细地阐述本发明的方法。

步骤i)

步骤i)提供了具有包含聚酰胺(P)的表面(O)的模制品(F)，所述聚酰胺(P)包含二烯单元(I)。

所述模制品(F)可具有本领域技术人员已知的任意形式。例如其可以粉末、丸粒、膜、片材或成品部件的形式存在。优选地，其为片材或成品部件的形式。