【実施例】
【0045】
実施例1
スルホン酸官能化テトラメチルジシロキサン
3口500mlフラスコに、18.16グラム(154.0mmol)のアルファ−メチルスチレンと27.2×10
−5グラムの白金触媒が充填された。生じた混合物の温度は115℃にまで上げられ、そして9.40グラム(70.0mmol)の1,1,3,3−テトラメチルジシロキサンが滴下され、ヒドロシリル化反応が完了するまで攪拌が続けられた。ヒドロシリル化の完了は、
1H NMRにおけるシリコーンヒドリド基のピークの消失によって示された。生じる混合物は、非反応のアルファ−メチルスチレンの除去のために150℃のオイルバス中に2時間配置されて真空蒸発され、23.2グラムのアラルキレン置換ジシロキサンがもたらされた(収量:90%)。
【0046】
このアラルキレン置換ジシロキサン(23.2グラム、62.4mmol)に対し、29.6グラム(252.8mmol)のクロロスルホン酸が30分間にわたって滴下され、この間、混合物は室温で攪拌された。生じる混合物は、さらに30分間攪拌され続けた。反応の完了は
1H NMRによって測定され、芳香族環のすべてのスルホン化がパラ置換芳香族プロトンのピークの消失によって示された。低圧における反応混合物の真空蒸発は33.0グラムのスルホン化ジシロキサンをもたらした。生成物のNMR分析は、生成物の生成を示した。
【0047】
実施例2
スルホン酸官能化テトラメチルテトラシクロシロキサン
3口500mlフラスコに、70.08グラム(60.0mmol)のアルファ−メチルスチレンと10.0×10
−4グラムの白金触媒が充填された。生じる混合物の温度は115℃にされ、そして30.0グラム(120.5mmol)の1,3,5,7−テトラメチルシクロテトラシロキサンが滴下され、攪拌が続けられた。反応混合物の進捗は、
1H NMRにより観察された。12時間の反応の後、シリコーンヒドリドの完全な転換が、NMRによって示された。そして反応混合物は、未反応のアルファ−メチルスチレンを除去するために150℃で2時間真空蒸発され、80.5グラムのアラルキレン置換シクロテトラシロキサンをもたらした(収量:(95%))。
【0048】
14.24グラム(20.0mmol)の上述のアラルキレン置換シクロテトラシロキサンに対し、4.0mlジクロロメタン中に溶解した18.64グラム(160.0mmol)のクロロスルホン酸が30分間かけて滴下され、この間、混合物は室温で攪拌された。生じる混合物はさらなる30分間攪拌された。反応の完了は
1H NMRにより示され、芳香族環の完全なスルホン化は、パラ置換芳香族プロトンのピークの消失によって示された。反応混合物の低圧力での真空蒸発によって、茶色の粘性のゴム状物質として20.6グラムのスルホン酸官能性シクロテトラシロキサンが得られた。
1H NMRと
29Si NMRが生成物の生成を確認した。
【0049】
実施例3
末端ヒドリド基を持つスルホナート官能性ポリオルガノシロキサン
実施例2で得られたスルホン酸官能化シクロテトラシロキサン20.66グラム(20.0mmol)に対し、587.26グラム(1980.0mmol)のオクタメチルテトラシクロシロキサンと3.54グラム(26.4mmol)の1,1,3,3−テトラメチルジシロキサンが添加され、室温での攪拌が続けられた。87重量%までの直鎖シロキサンの平衡に到達したのち、反応混合物は70℃において26.9グラム(320.0mmol)の加湿された重炭酸ナトリウムによって中和された。低圧における反応混合物の真空蒸発は、542.0グラム(85%)の粘性のゴム状物質としての生成物をもたらした。生成物のNMR分析は、ポリマーがヒドリド末端化スルホン化ポリジメチルシロキサンであることを示した。
【0050】
実施例4
ペンダントヒドリド基を持つスルホナート官能性ポリオルガノシロキサン
実施例1で得られたスルホン酸官能性ジシロキサン8.38グラム(15.8mmol)に対し、468.63グラム(1580.0mmol)のオクタメチルテトラシクロシロキサンと3.72グラム(15.8mmol)の1,3,4,7−テトラメチルジシロキサンが添加され、室温での攪拌が続けられた。87重量%までの直鎖シロキサンの平衡に到達したのち、反応混合物は70℃において21.23グラム(506.0mmol)の加湿された重炭酸ナトリウムによって中和された。低圧における反応混合物の真空蒸発は、541.4グラムの粘性のゴム状物質としての生成物をもたらした。生成物のNMR分析は、ポリマーがペンダントヒドリド基を持つスルホン化ポリジメチルシロキサンであることを示した。
【0051】
実施例5
末端ビニル基を持つスルホナート官能性ポリオルガノシロキサン
実施例2で得られたスルホン酸官能性シクロテトラシロキサン5.7グラム(8.0mmol)に対し、474.7グラム(1600mmol)のオクタメチルテトラシクロシロキサンと1.48グラム(8.0mmol)の1,1,3,3−テトラメチル−1,3−ジビニルジシロキサンが添加され、室温で攪拌が続けられた。87重量パーセントまでの直鎖シロキサンの平衡に達したのち、反応混合物は、70℃で10.0グラム(128.0mmol)の加湿された重炭酸ナトリウムによって中和された。低圧力での反応混合物の真空蒸発により、粘性のゴム状物質として411.0グラムの生成物が得られた。生成物のNMR分析は、ポリマーがビニル末端スルホン化ポリジメチルシロキサンであることを示した(収量:84%)
【0052】
上述のように得られたスルホン酸官能性ポリジメチルシロキサン10.00グラム(0.3mmol)に対し、0.28グラム(1.2mmol)の加湿された酸化銀が添加され、6時間70℃で攪拌が続けられ、末端ビニル基を持つスルホン酸官能性ポリジメチルシロキサンの銀塩が粘性のゴム状物質として得られた。ポリマーは、20℃においてHAAKE Rheometerで測定されると、10rad/sのせん断速度で55.8Pasの粘度を持っていた。
【0053】
同様に、スルホン酸官能性ポリオルガノシロキサンのNa
+、Ca
2+、Mg
2+、Al
3+、Zn
2+、Co
2+塩が対応するオキシドを用いて合成された。また、クロルヘキシジンおよびビグアニドのような有機カチオンもその対応する塩溶液を用いて合成された。
【0054】
実施例6
ペンダントビニル基を持つスルホナート官能性ポリオルガノシロキサン
実施例1で得られたスルホン酸官能性ジシロキサン4.17グラム(7.9mmol)に対し、234.3グラム(790.0mmol)のオクタメチルテトラシクロシロキサンおよび5.4グラム(15.8mmol)の1,3,5,7−テトラメチル−1,3,5,7テトラビニルシクロテトラシロキサンが添加され、室温での攪拌が続けられた。87%までの平衡に到達したのち、反応混合物は70℃において5.3グラム(63.0mmol)の加湿された重炭酸ナトリウムによって中和された。低圧における反応混合物の真空蒸発は、215.0グラムの粘性のゴム状物質としての生成物をもたらした。生成物のNMR分析は、ポリマーがペンダントビニル基を持つスルホン酸官能性ポリジメチルシロキサンであることを示した。
【0055】
付加硬化組成物
実施例3〜6のスルホナート官能性ポリオルガノシロキサンのエラストマー系組成物への組み込み
【0056】
実施例7A
混合による配合
末端ヒドリド基を持つスルホナート官能性ポリオルガノシロキサン(実施例3)(25グラム)が液体シリコーンゴム(LSR2050 A成分とB成分、Momentive)(50グラム)である市販のエラストマー組成物と、ブレンダーにおいて混合された。
【0057】
実施例7B
混合による配合
末端ビニル基を持つスルホナート官能性ポリオルガノシロキサン(実施例5)(25グラム)がエラストマー(液体シリコーンゴム 2050 A成分とB成分)(50グラム)と、ブレンダーにおいて混合された。
【0058】
実施例8A
液体シリコーンゴム組成物のその場での付加硬化
スルホナート官能性ポリオルガノシロキサン(実施例5)(66グラム)がEvonicからのヒュームドシリカ(50.35グラム)、ヘキサメチルジシラザン(10.9グラム)、水(4.98グラム)および1Pasまでの粘度のビニルPDMS(U1、Momentive)(67.39グラム)とRoss Mixerで混合され、真空下で120℃まで加熱された。
【0059】
実施例8B
液体シリコーンゴム組成物のその場での付加硬化
スルホナート官能性ポリオルガノシロキサン(実施例5)(134グラム)がEvonicからの官能性ヒュームドシリカ(50.35グラム)、ヘキサメチルジシラザン(10.9グラム)、および水(4.98グラム)とRoss Mixerで混合され、真空下で120℃まで加熱された。
【0060】
実施例8C
液体シリコーンゴム組成物のその場での付加硬化
スルホナート官能性ポリオルガノシロキサン(実施例5)(66グラム)がイソプロパノール中のゾルゲルナノシリカ(312.5グラム)(16%固形分含量)、MomentiveからのU65ビニル官能性シロキサン(25グラム)およびMomentiveからのU10ビニル官能性シロキサン(59グラム)とRoss Mixerで混合され、真空下で120℃まで加熱された。
【0061】
官能性PDMSと配合されて混合されたスルホナート官能性ポリオルガノシロキサンと対照例(LSR2050)のレオロジーデータがその粘度(Pa・s)により測定され、表1に示される。
【表1】
【0062】
硬化
白金触媒による熱硬化
実施例9A
50グラムの実施例7Aの組成物が、180℃で10分間圧力下における圧縮成形により硬化され、弾性シートが得られた。
【0063】
実施例9B
50グラムの実施例7bの組成物が、180℃で10分間圧力下における圧縮成形により硬化され、弾性シートが得られた。
【0064】
実施例10A
50グラムの実施例8aの組成物が、白金触媒、ヒドリド架橋剤(Vern−730、Momentive)、阻害剤と混合され、180℃で10分間圧力下における圧縮成形により硬化され、弾性シートが得られた。
【0065】
実施例10B
50グラムの実施例8bの組成物が、白金触媒、ヒドリド架橋剤(Vern−730、Momentive Performance Materials)、阻害剤と混合され、180℃で10分間圧力下における圧縮成形により硬化され、弾性シートが得られた。
【0066】
実施例10C
50グラムの実施例8cの組成物が、白金触媒、ヒドリド架橋剤(Vern−730、Momentive Performance Materials)、阻害剤と混合され、180℃で10分間圧力下における圧縮成形により硬化され、弾性シートが得られた。
【0067】
実施例10D
50グラムの実施例8aの組成物が、白金触媒[トリメチル(メチルシクロペンタジエニル)白金(IV)(STREM Chemicals)]、ヒドリド架橋剤(Vern−730、Momentive)、阻害剤と混合され、200秒間、2000mW/cm
2のUVによって硬化された。
【0068】
物理特性および透明度のデータが測定され、値は表2に示される。ヒュームドシリカおよびナノシリカが充填された実施例の硬化反応速度論的データは、表3に示される。
【0069】
【表2】
【0070】
【表3】
【0071】
活性剤の充填
実施例11
銀の充填
実施例10aのエラストマーは、ダークキャビネット内の褐色ガラス瓶中の0.1Mの水性硝酸銀中に30分間浸された。そしてサンプルは脱イオン水でリンスされ、乾燥させられ、SEMとEDX実験により銀の存在が分析された。銀充填によりエラストマーの色の微小な変化があった。大気に曝され、200℃で20日間の加熱した反射モードのL*a*b測定によって色の変化が測定され、表4に示される。
【0072】
【表4】
【0073】
【表5】
【0074】
実施例12
銀の制御された放出
実施例11の銀が充填された弾性フィルムは、乾燥され、50mlのpH7の0.01M水性NaNO
3溶液に浸された。誘導結合プラズマ分析による銀の累積的放出を調べるために、定期的な間隔で20mlの溶液が取り出され、NaNO
3溶液によって交換された。120時間を越える時間で終了した。
図1は、実施例10aからの時間に沿った銀の放出を示し、これは銀の初期放出を伴う制御された放出パターンに従う。
【0075】
室温硬化性ゲルの組成物
末端ビニル基を持つスルホナート官能性ポリジオルガノシロキサン(実施例5)のさまざまな量を、ビニル末端化PDMS、(U1、 1Pa・s粘度、Momentive Performance Materials)、ヒドリド官能性PDMS架橋剤(Verm、Momentive)、およびヒドリド末端化PDMS鎖伸長剤(TP3359、Momentive Performance Materials)、阻害剤(1,1,3,3−テトラメチル−1,3−ジビニルジシロキサン、MviMvi)と混合し、高速ミキサーで混合した。白金触媒がこの混合物に添加され、好適なポリスチレンの型に注がれ、PET基体上の薄いフィルムとされ、室温で硬化した。硬化して、柔らかい粘性の組成物が得られた。シリコーンヒドリド基対ビニルシリコーン基の比率が0.477から1の範囲になるように架橋剤と鎖伸長剤の含量が変化した(実施例13a〜13c)。これにより、柔らかさと粘性とが異なる組成物をもたらした(表6)
【0076】
【表6】
【0077】
実施例14
室温硬化性ゲルの水吸収
対照例、実施例13aおよび実施例13bのシリコーンイオノマー含有ゲルが秤量され、British Standard BS EN13726−1:2002(プライマリー創傷被覆の試験方法:パート1:吸収性の観点)に従って、模擬創傷体液(脱イオン水中の、142mM NaCl、2.5mM CaCl
2、2mM H
2O)中で37℃でインキュベートされた。実施例13cのゲルは脱イオン水中で室温でインキュベートされた。変化する時間間隔でゲルサンプルがブロットにより乾燥され秤量された。重量におけるパーセントの増加は、ゲルによる水の浸漬に対応し、水吸収の計算された。ゲルによる水吸収は、そのシリコーンイオノマー含量に比例し、インキュベーション時間と共に漸進的に増加した(
図2および
図3)
【0078】
実施例15
室温硬化性ゲルの粘性測定
対照例、実施例13aおよび実施例13bのシリコーンイオノマー含有ゲルがポリスチレンの型中に2mm圧、60mm直径の円形のシートに入れられた。硬化して、シートは50℃、2時間でさらに硬化され、取り出され、粘性が平衡平板装着したDia−Stron Miniature tensile tester(MTT175)を用いて測定された。簡単に言うと、ゲルシートが、装置の力変換器へと接続したステンレス鋼の平板を占めた。そして上部平板が装置の力アームに固定され、整列され、ゲルシートを50グラム20秒の荷重で圧迫するのに用いられ、これに続いて、それは100mm/分で上方に引っ張られた。ゲルから上部平板を分離するのに必要とされる力の量が分離距離の関数として力変換器によって測定され、遭遇するピーク値が粘着力として記録される。試験はサンプル当たり20サイクル繰り返され、それぞれのゲルサンプルは二重で試験された。統計的に有意な粘性の減少は、ゲル中にシリコーンイオノマーを組み入れたときに起きた(表7)。
【0079】
【表7】
【0080】
実施例16
室温硬化性ゲルの水蒸気輸送速度の測定
シリコーンイオノマー含有ゲルの水蒸気輸送速度性能は、British Standard BS EN13726−1:2002(プライマリー創傷被覆の試験方法:パート1:吸収性の観点)に従って、測定された。実施例および実施例13bのゲルサンプルは、2mm圧の円形シートの形態で用いられ、以下の表(表8)に従って調製された。
【0081】
【表8】
【0082】
Paddington Cup(Surgical Materials Testing Laboratory、 Cardiff、UK)に類似の装置が使用された。装置は、両端が開口したアルミニウムカップからなる。ゲルサンプルは、既知のオリフィス面積を持つアルミニウムのフランジを用いてカップの一端に固定された。カップが既知の量の脱イオン水によって満たされ、残りの端部が閉止フランジによって閉じられた。真空グリースが水蒸気の損失を防ぐために全てのフランジの接合部に塗布された。閉じられた集合体が秤量され、「反転位置」(水が貼り付けられたゲルシートと接触する)に配置され、一定温度(25℃)と一定湿度(50%RH)環境におかれた。定期的に集合体が秤量されて、重量の損失がゲルシートを通って揮発する水の輸送の結果と考えられた。平均的な毎日の水輸送による損失(g/m2/日)が重量損失対時間の経過曲線の傾きより推定された。それぞれのゲル組成物は三重で試験された(
図4)。
【0083】
実施例17
UV硬化性付加硬化シリコーン接着剤
付加硬化シリコーン接着剤組成物は、以下の表(表9)に従って調製された。
【表9】
【0084】
組成物は混合され、UV活性化添加硬化触媒トリメチル(η
5−メチルシクロペンタジエニル)白金(IV)(STREM Chemicals)が混合物に添加された。混合物は、320nm波長のUV光(105mW/cm
2)で90秒間照射され、混合物の完全な硬化を生じ、粘着性の接着剤をもたらした。
【0085】
実施例18
抗菌剤を含むイオン性シリコーンマスターバッチとそのゲルの調製
上述のように調整されたビニル官能性スルホン化シリコーンはヘキサンに溶解された。溶液は、ナトリウムイオンとクロルヘキシジンもしくは銅とを交換するため、それぞれクロルヘキシジングルコナート20%溶液もしくは1MのCuSO
4と接触された。48時間の接触ののち、シリコーン含有有機相が分離され、メタノールと水の1:1溶液によって数回洗浄され、非特異的に結合した銅およびクロルヘキシジングルコナートが除去された。水と残余の溶媒とを除去するために有機相はロータリーエバポレーターによって乾燥された。
【0086】
接着剤組成物は、下(表10)に記載される量の成分を用いてマスターバッチから調製された。
【表10】
【0087】
この混合物に対し、UV硬化Pt触媒トリメチル(η
5−メチルシクロペンタジエニル)白金(IV)(STREM Chemicals)が添加され、混合物はPETシートに投入され、105mW/cm
2のUV照射を用いて硬化された。硬化サンプルは、C/H/N分析を用いて窒素量を推定することによってクロルヘキシジン含量について分析された。銅含量は、接着剤をHFによって消化し、消化物をICP誘導結合プラズマを用いて解析することによって推定された。2.5%のクロルヘキシジン含量と1%w/wの銅含量がこれらの方法を用いて得られた。
【0088】
硬化した接着剤は、好適な対イオンの溶液中に浸すことにより抗菌剤の放出について試験された。クロルヘキシジングルコナートの放出は50mMリン酸緩衝液中で実施された。銅の放出は0.1M NaNO
3溶液中で実施された。分割サンプル中には銅イオンは検出されなかった一方でクロルヘキシジンジグルコナートの継続した放出が観察された(
図5)。
【0089】
実施例19
スルホン化シリコーンマスターバッチに基づいたポリ(ヘキサメチレン)ビグアニドの抗菌剤接着剤
スルホン化シリコーンマスターバッチは、抗菌剤がポリ(ヘキサメチレン)ビグアニド(PHMB)(Arch Biocides)10%水溶液であることを除いて実施例18に記載されるように調製された。接着組成物は以下の表11に示される成分からなる。
【0090】
【表11】
【0091】
これに対し、UV硬化白金触媒トリメチル(η
5−メチルシクロペンタジエニル)白金(IV)(STREM Chemicals)が添加された。組成物はPETシート上に投下され、UV照射(105mW/cm
2)のもと硬化され、半透明の接着フィルムがもたらされた。接着剤はC/H/N分析に供され、PHMB含量を測定され、PHMBのppmに対応する0.2%w/w窒素の充填が得られた。
【0092】
実施例20
ペルオキシド硬化シリコーンゴムを含むイオン性シリコーン
ビニル官能性スルホン化シリコーン(実施例5)が、Momentive Performance Materialsからの一般用高濃度ゴム(HCR)組成物TSE221−5Uへと50重量パーセントの充填で混合された。もともと存在する充填剤に加えてさまざまな量のナノクレイ(Cloisite 30B)が組成物に添加された。組成物はペルオキシド熱開始剤の独自混合物を用いて180℃の温度で圧縮成形された。生じるゴムシートは機械的性能および硬度について評価され、以下の結果が得られた(表12)。
【0093】
【表12】
【0094】
以上の記載は多くの具体例を含むが、これらの具体例は、本発明の範囲を限定することを意図するものではなく、その好ましい実施態様の例示に過ぎない。当業者なら、本明細書に添付する請求項によって定義される本発明の範囲および精神に包含される多くの他の可能な変更を想到し得るであろう。