[发明专利]包含聚合物层的制品

说明书

本发明提供一种制品，其包括具有带电荷表面的基底；和位于所述基底表面上的聚合物层；其中所述聚合物层包含：交联的子层，所述交联的子层包含带电荷部分，所述带电荷部分具有与所述带电荷表面的电荷相反的电荷；和上层，所述上层包含从所述子层接枝并远离所述基底表面延伸的聚合物链。优选地，所述聚合物链为聚合物刷。

技术领域

本发明整体涉及向基底施加聚合物层，尤其涉及向消费制品施加聚合物层的领域。

背景技术

熟知的是向制品表面施加聚合物的外层、涂层或膜，以便改善下方本体基底的界面特性。也就是说，通常，制品的本体基底通常可由普通或廉价的材料或由具有特定物理特性的材料形成。由于基底材料的固有界面特性可少于最佳情况(例如，制品表面与人体皮肤相互作用)，因此可施加聚合物的层、涂层或膜以改善这些特性。这在例如涂料领域中是熟知的，其中涂料涂层掩盖下方基底表面的特性，从而改善功能性和/或外观。

在消费品(诸如消费制品和消费制品的包装)的领域中，通常期望形成制品的散装材料为通常可用的、廉价、易于加工/成形、对环境影响较低、可循环再用、可生物降解的和/或具有多种其他期望特性中的任一种。然而，与此类基底材料相关联的界面特性通常是次优的。例如，他们可提供不太理想的消费者触摸体验，可能易受腐蚀或其他降解，和/或可能易受微生物生长影响等。

虽然在向基底提供表面改性方面已取得了许多进展，但仍然需要新的和优选改进的改性层以及施加他们的技术。

发明内容

根据本发明，提供一种制品，所述制品包括：

基底，所述基底具有带电荷表面；和

聚合物层，所述聚合物层位于所述基底表面上；

其中所述聚合物层包含：交联的子层，所述交联的子层包含带电荷部分，所述带电荷部分具有与所述带电荷表面的电荷相反的电荷；和包含从子层接枝的聚合物链的上层。

本发明的优点可涉及在基底上提供聚合物层，所述聚合物层通过通用且有效的技术附接，所述技术有可能允许具有各种材料和各种表面形状(例如平面、成轮廓或弯曲等)的基底的就绪表面改性。

虽然可以理解的是，使用离子吸引来将涂料约束到基底表面一般可能是比使用共价键可靠性更低的固定途径，但本发明人已成功地改善了离子附接途径的通用性。

如上所述，本发明的聚合物层包含具有带电荷部分的交联的子层，所述带电荷部分具有与带电荷基底表面的电荷相反的电荷。据信提供与基底表面形成离子吸引，附接点的多个带电荷部分的交联的子层由于交联的子层中多个带电基团的累积吸引力而提供与表面的稳固附接。有利的是，在无需通过与基底表面进行化学反应而采用共价键的情况下，可实现这种稳固附接。

在一个优选的实施方案中，交联的子层为具有多个带电荷部分和聚合引发部分(诸如卤化物)的二维聚合物垫。带电荷基团通过简单吸附到带电荷界面而有利于垫锚定到基底表面，而示例性卤基团可有利于使用ATRP从垫接枝聚合物链。

尽管交联的子层形成到聚合物层的基底表面的锚定层，但制品的界面性质的改性由从交联的子层接枝的聚合物链提供。也就是说，聚合物链被一端锚固至交联的子层(也就是说，它们在聚合引发点处端部附接到交联的子层)，然后通过聚合生长。

在本发明的优选实施方案中，聚合物链为聚合物刷。也就是说，接枝聚合物链呈刷构象。聚合物刷为在一端锚固至交联的子层(也就是说，末端连接到交联的子层)并且大致垂直地远离基底表面延伸的聚合物链。当以足够高的密度接枝在表面上以呈刷子构象时，聚合物链成为聚合物刷。聚合物刷的刷状构象由于邻近链之间的排斥相互作用而出现。即，链之间的间距s与表示为“回转半径”rg(回转半径是指延长链长的平方根)的链长之间的关系。“刷”构象被描述为其中当链从表面延伸远离时，链之间的间距比聚合物rg小两倍的体系。在本申请中，在刷构型中的多个聚合物链内的单个聚合物链被称为聚合物刷。