CN101107289A - 源于具有悬挂迈克尔供体基团的聚合物的可交联亲水性材料 - Google Patents

源于具有悬挂迈克尔供体基团的聚合物的可交联亲水性材料 Download PDF

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Abstract

本发明提供用于制备亲水性凝胶的可交联组合物，其从具有悬挂亲水性基团和悬挂迈克尔供体基团的聚合物制备，并由多丙烯酰基迈克尔受体化合物交联。

Description

源于具有悬挂迈克尔供体基团的聚合物的可交联亲水性材料
发明技术领域
本发明涉及新的亲水性、可交联的聚合物组合物和从其制备的制品。所述组合物可用于制备凝胶材料和含有这种材料的医用制品，尤其是用作创伤敷料的医用制品。
发明背景
乙酰乙酸酯化合物化学，以及对丙烯酸酯的迈克尔(Michael)加成已有记载。例如，Mozner以及Rheinberger报道，将具有β-二羰基的乙酰乙酸酯迈克尔加成到三丙烯酸酯以及四丙烯酸酯上，形成凝胶产品。参见Macromolecular Rapid Communications 16135-138(1995)。
U.S.6,025,410注意到迈克尔供体与迈克尔受体的化学计量对于控制分子量是关键的。该参考文献教导，通过乙酰乙酸酯与多丙烯酸酯的一步迈克尔加成制备的特定可溶性液体未交联低聚物，能够使用紫外线进一步交联，而不需要使用光引发剂。如果使用的比例低于其权利要求的范围，得到的交联凝胶或者固体产物没有用，因为仅未胶凝的、未交联的液体低聚物能在不加入光引发剂的情况下进一步交联。描述的液体低聚物组合物，因为它们是液体，所以能够容易地使用常规的涂布技术比如辊涂或者喷雾，在紫外线固化之前涂布到各种基材上。
美国专利No.5,132,367描述不含NCO的树脂以及它的固化产物。所述的固化产物通过乙酰乙酰化的(甲基)丙烯酸酯树脂或者乙酰乙酰化的聚酯与具有至少两个(甲基)丙烯酸端基的不含NCO的聚氨酯发生迈克尔反应得到。但是，美国专利No.5,132,367没有教导这些产品在电学应用中的用途。
EP 227454公开了制备固化聚合物的方法,其包括乙酰乙酰化的多元醇和聚α，β-不饱和酯的迈克尔反应。据称得到的固化产物显示优异的粘合性，优异的耐溶剂性，优异的光泽保持性，良好的柔性和硬度。
美国专利No.5,459,178描述了包括乙酰乙酸酯、α，β-烯键式不饱和单体和液体叔胺催化剂的混合物。通过使这些成分反应得到固化体系。使用的乙酰乙酸酯通过平均具有至少两个羟基的多羟基化合物与乙酰乙酸烷基酯的酯交换而制备。
美国专利No.4,871,822公开了烯烃式不饱和化合物与含有至少两个活性氢原子的化合物发生迈克尔反应来制备双成分涂漆。作为烯烃不饱和化合物，考虑具有至少两个α，β-不饱和羰基的化合物。有许多迈克尔供体，包括乙酰乙酰化的多元醇或者多胺，这样的化合物比如乙酰丙酮或者苯甲酰丙酮化合物。
David L.Trumbo在Polymer Bulletin 26，265-270页(1991)公开了从1，4-和1，3-苯二甲醇二乙酰乙酸酯和三丙二醇二丙烯酸酯得到的迈克尔加成聚合物。该参考文献描述了在以化学计量的反应性基团使用反应物情况下，观察到体系的凝胶化。在另外的论文(Polymer Bulletin 26，481-485页(1991))中，相同的作者描述从双(乙酰乙酰基)酰胺或者脂肪族乙酰乙酸酯和二丙烯酸酯共聚单体的反应得到迈克尔加成聚合物。然而，这些文章中没有记载聚合物的用途或性能。
WO 95/16749描述了水性可固化组合物，包括水溶液、分散体或者乳液形式的乙酰乙酰化聚合物和具有至少两个(甲基)丙烯酸酯端基的聚丙烯酸酯。依据该公开，这种组合物甚至在催化剂存在下也是稳定的，直到水从体系中蒸发。
乙酰乙酰基化学，特别是乙酰乙酰化树脂在热固性体系中的用途，进一步描述于Journal of Coatings Technology Vol.61 No.771，31-37页；Journal of Coatings Technology Vol.65 No.821，63-69页；SurfaceCoatings Australia，September 1989，6-15页；以及Journal of CoatingsTechnology Vol.61 No.770，页83-91。
US 4,408,018记载了一种使聚合物交联的方法，包括(a)将多个悬挂乙酰乙酸酯部分引入丙烯酸酯聚合物骨架中；(b)使聚合物与(i)具有至少两个基团的交联剂，和(ii)能有效引发迈克尔反应的强碱催化剂混合，以及(c)引发悬挂乙酰乙酸酯部分和聚丙烯酸酯之间的反应。含有悬挂乙酰乙酸酯基团的聚丙烯酸酯是，例如，通过(甲基)丙烯酸羟基乙酯的乙酰乙酸酯与形成丙烯酸酯聚合物的单体的共聚合来制备。聚丙烯酸酯交联剂例如是三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(I)。聚丙烯酸酯树脂特别是含有悬挂乙酰乙酸酯基团的苯乙烯-丙烯酸酯共聚物。
过去，伤口流出物通过使用含有吸收性材料的敷料进行吸收来处理。这种敷料含有与粘合带背衬粘合的衬垫式吸收性材料。这种衬垫式吸收性材料被用到伤口上以吸收伤口流出物。这种敷料的困难在于伤口愈合时通常形成伤疤，成为衬垫的一部分。因而当除去敷料时，也会除去伤疤。该问题的处理是通过在吸收性材料和伤口间提供多孔膜，以降低形成的伤疤与吸收性材料粘合的可能性。
目前使用的一些伤口护理产品利用了水状胶质吸收剂。这种材料通常透明度较差，所以不能从外部观察治疗状态。此外，这种材料在吸收伤口液体后会部分损失完整性。水状胶质敷料的柔性较差，因而难于将这种敷料涂布到身体的弯曲部分上，如关节等。与伤口接触的吸收剂部分转化成凝胶状材料，并且当除去敷料时，该吸收性材料的一部分会留在伤口中，在检查和/或涂布另一种敷料前必须除去。
近来对褥疮和溃疡使用所谓的″封闭性″敷料已得到接受。大部分这种产品由几层构成，至少包括接触皮肤的内层和外部背衬层。这种敷料用作疮处或溃疡处的覆盖物，其大小沿伤口区域边缘，粘合性地密封皮肤。内层含有吸水材料，因而从伤口出来的液体吸收进该层中，从而可至少在几天内保持敷料在适当的位置。这种封闭性敷料通过使伤口保持在潮湿条件而不形成硬壳并可用作阻挡细菌感染的屏障，从而促进愈合。这种″潮湿伤口愈合″用敷料特别适用于皮肤烧伤、外伤性皮肤缺失、切割伤等。
发明概述
尽管已知亲水性凝胶材料可用于医疗应用如创伤敷料中，但仍需要在吸收和粘合强度间具有适宜平衡的材料。此外，需要提供一种封闭性材料(occlusive material)，其用在医用制品如创伤敷料或伤口包扎材料时是透明和/或柔性的。此外，需要提供可熔融加工并含有低残余物含量的组合物。
本发明记载了反应性的、可熔融加工的材料，其可以在网织物上浇铸，并通过逐步生长(step-growth)加成进行固化，生成均匀涂层，尤其是凝胶涂层。可以改变聚合物、交联剂和反应程度、或交联密度以对各种应用提供具体性能。这些材料的分子量使得它们易于加工，从而提供经济和/或环境优点。随后可以固化材料，获得改进的最终机械性能。因此，这些材料代表对现有技术的显著改进。
简言之，本发明提供新的亲水性、聚合组合物，其从含有悬挂亲水性基团(优选聚(环氧烷)基团)和悬挂迈克尔供体基团的第一成分聚合物、与具有迈克尔受体官能团并优选亲水性聚(环氧烷)片段的共反应性第二成分交联剂制备而成。
在一个方面中，本发明提供一种亲水性、可交联的聚合组合物，其包括：
a)第一成分聚合物，包括多个具有悬挂亲水性基团(优选悬挂聚(环氧烷)基团)和悬挂迈克尔供体基团的聚合性单体单元；和
b)具有迈克尔受体端基的交联剂，优选具有迈克尔受体端基的亲水性聚(环氧烷)。
本发明还提供一种亲水性聚合物，其是第一成分聚合物和交联剂的迈克尔反应产物。在迈克尔反应中，某些烯醇、烯醇化物或等效物在加成-消去反应中跨α，β-羰基化合物的双键添加。
本发明可以具有数种优点的一种或多种。本发明提供一种亲水性、可交联的组合物，其不产生或极少产生副产物，并通过逐步生长(step-growth)加成达到其交联密度。在一些实施方案中，组合物的粘度低、易于熔融加工并可涂布，残余物含量最小，如溶剂、单体、增塑剂、缩合反应或取代反应的副产物和/或粘度调节剂。未反应的单体或低分子量的种类可能有毒性或刺激性，在诸如创伤敷料应用中是特别的顾虑，因此在一些实施方案中，有利的是，本发明的组合物使这类物质最少。
在另一个方面中，本发明提供一种制造基底的方法，所述基底在其至少一个表面上带有交联的组合物(如亲水性凝胶)的涂层，所述方法包括以下步骤：
a)在基底上混合本发明的可交联组合物与碱性催化剂，和
b)在足量的热存在下，涂布所述组合物以交联所述组合物。
从性能、环境和经济考虑，对于一些实施方案而言，有利的是生成可涂布粘度为10,000厘泊或更小(当在100℃或以下测量时)的组合物，在基底上涂布组合物，然后交联各成分构建强度。
用于本文中，术语″可熔融加工的″或简写为″可加工的″用于指使用常规挤出设备，在不需要加入残余物如溶剂、单体、增塑剂和/或粘度调节剂的情况下，也不需要特别的压力的情况下，聚合组合物具有或达到适当的低粘度，在温度小于聚合物和交联剂的分解温度并小于过早发生凝胶化的温度下，用于涂布或挤出。优选地，组合物在温度小于或等于100℃下可熔融加工。通常，可熔融加工的实施方案是其中第一成分聚合物是低聚物，即聚合度为300或更小的情况。
在一些实施方案中，本发明提供吸收性医用制品和其中使用的亲水性、聚合凝胶材料，其优选是透明的。已发现亲水性聚合物凝胶在医疗工作中可应用于，例如创伤敷料、伤口包扎、粘合剂(特别是压敏粘合剂)、隐形眼镜、人工晶状体、生物组织粘合剂、防止粘合的材料、血液纯化吸收剂、释放药剂的基材等。用作牙齿模或印模的材料是另一种潜在的医用制品用途。因而，用于本文，医用包括牙用，包括牙用粘合剂、修补剂、涂料、复合物、密封剂等。由于水溶胀聚合物凝胶的组成和机械性能与生物组织的相似，因而这种凝胶在将来可用于广泛的领域。
改变交联密度的能力允许调整适于上述各种应用的性能。本发明新的组合物固化形成交联组合物，例如，通过选择特定的成分和通过控制交联密度，交联的组合物具有可调节的性能，如剪切、剥离、释放、强度、硬度、弹性、吸收性和韧性。由于对医用凝胶和柔性涂层的要求，举例，可以不同，但材料结构和连接密度可以改变，同时仍保留形成交联组合物的相同方法。最大交联密度通过加到可交联组合物中的迈克尔供体基团的百分比和交联剂用量可以预先确定。还可能需要的是部分地转化或固化体系，以改进加工，同时利用后续的固化阶段得到最终性能。
″凝胶″(或″聚合物凝胶″或″聚合凝胶材料″或″亲水性凝胶″)指经与水基液体(如体液，包括血液、血浆和细胞内液，或与体液相似的液体(如生理盐水)接触能够溶胀但不溶解在水中的凝胶材料。凝胶基本上是连续的，即没有孔隙或空隙结构(尽管可以存在小缺陷如截留的空气泡或裂缝)，因而一般是固体或半固体形式。无论何种水合状态均使用术语″凝胶″。优选，凝胶不含有水，直到与吸水表面(例如伤口)接触。重要的是，即使没有水(或其他增塑剂)，本发明凝胶材料的优选实施方案也是柔性的。
″吸收性″指材料能够吸收液体，特别是体液，并优选中等至大量体液，同时保持其结构完整性(即，举例，保持足够的完整性使其能够起到作为创伤敷料的作用)。
术语亲水性用于描述聚合物组合物，暴露在水中时其能够吸收大量水，通常超过约50wt.％，优选100wt.％，更优选超过200wt.％。
优选凝胶材料是透明的，并在吸收液体后保持其透明度。″透明″指当优选的材料被应用到患者时(例如在伤口位置)，可充分看到敷料下面的区域，从而护理人员可对伤口进行观察。
“丙烯酰基”以一般的意义使用，不仅包括丙烯酸衍生物，而且分别包括胺、硫醇和醇衍生物；
“烷基”和“亚烷基”意思是在从具有1-20个碳原子的直链或者支链烃中分别除去一个和两个氢原子之后剩余的一价和二价残基；
“低级烷基”意思是C1-C4烷基；
“芳基”和“亚芳基”意思是在从具有5-12个环原子的芳香化合物(单环和多环和稠合环)分别除去一个和两个氢原子剩余的一价和二价残基，包括取代的芳香烃比如低级烷芳基和芳烷基、低级烷氧基、N，N-二(低级烷基)氨基、硝基、氰基、卤素和低级烷基羧酸酯，其中“低级”意思是C1-C4。
“环烷基”和“亚环烷基”意思是在从具有3-12个碳原子的环烃中分别除去一个和两个氢原子之后剩余的一价和二价残基；
“可固化”意思是可涂布材料能够通过化学交联转化为固态、基本上非流动的材料；
“(甲基)丙烯酰基”包括丙烯酰基和甲基丙烯酰基。
“多丙烯酰基”意思是具有两个或更多个可以起迈克尔受体作用的丙烯酰基的化合物。
″交联″指形成无限分子量的聚合物网络，并在官能度大于2的聚合反应物的聚合中发生。其他的信息记载于G.Odian，Principles ofPolymerization，第3版，1991，John Wiley&Sons：New York，108页。通过链生长方法在悬挂聚合性官能团之间形成交联。
有利的是，本发明提供可交联的组合物，其易于加工，而没有明显的残余物，如溶剂、单体、增塑剂和/或粘度调节剂，并不含有缩合或取代反应的副产物。含有残余物的可固化体系在从未固化态转变为固化态时可发生密度明显增加，从而造成体积的净收缩。众所周知，在许多情况下，收缩一般引起粘合性丧损失以及明显的移动和不可预测的对准。收缩也会在涂层中产生残余应力，这将导致后续的机械故障。
在一些实施方案中，本发明的组合物使溶剂蒸发和/或单体聚合造成的收缩最小化。本发明的低收缩组合物特别适用于成型应用或要求精确成型和/或对准的任何应用。本发明提供一类新的可交联的聚合物，其可配制成100％固体，可熔融加工，可热固化，并表现出符合或超过溶剂型或浆料型聚合物(即其中聚合物溶解在未反应的单体中的聚合物组合物)的性能。本发明提供表现出收缩度小于2％、优选小于1％的组合物。
此外，材料纯度和加工用的清洁环境对于制备高性能材料也是重要的。用于涂料和凝胶的聚合物经常希望在没有大量挥发性材料(如单体物质或其他残余物)下提供，以除去任何污染，尤其是在伤口位置。然而，残余挥发性材料的问题构成了更严峻的挑战，尤其是在可移动的、挥发性杂质的可接受限度是在百万分之几份级别的情况下。诸如医用和食品包装等行业需要高纯度和低成本材料。在许多实施方案中，本发明避免了因残余物污染造成的问题，残余物含量小于2wt.％，优选小于1wt.％。
发明具体内容
本发明提供用于制备亲水性凝胶的可交联的组合物。所述组合物从具有悬挂迈克尔供体基团和悬挂亲水性基团的聚合物制得，并从烯键式不饱和单体形成。所述组合物包括：
a)第一成分聚合物，包括多个具有悬挂亲水性基团、优选聚(环氧烷)基团，以及悬挂迈克尔供体基团的聚合性单体单元；和
b)具有迈克尔受体基团的交联剂，优选包括具有两个或多个迈克尔受体端基如丙烯酰基的亲水性聚(环氧烷)基团。
按100重量份的第一成分聚合物计，所述组合物包括足量所述交联剂，以在固化或交联时在每个第一成分聚合物链中提供大于两个的交联。相对量分别取决于聚合物和交联剂中两种成分的量和迈克尔供体和迈克尔受体等效物的量。
所述第一成分聚合物和交联剂的相对量可以有很大变化；即，50-99.9重量份、优选80-99.9重量份的第一成分聚合物，0.1-50重量份的交联剂，优选0.1-20重量份。通常所述交联剂的量为10重量份或更少。然而，选择相对量使交联的组合物是亲水性的，即吸收至少50wt.％的水。
在一个实施方案中，第一成分聚合物(a)包括：
a)25-75重量份的具有悬挂的亲水性基团、优选聚(环氧烷)基团的聚合性单体单元，
b)25-75重量份的源于具有悬挂迈克尔供体基团的烯键式不饱和单体的聚合性单体单元；
c)0-25重量份的源于丙烯酸酯的聚合性单体单元，优选含有1-14个碳原子的非叔烷基醇；和
d)0-10重量份的至少一种其他单体。
第一成分聚合物包括具有亲水性基团的单体，即″亲水性单体″。本文中，″亲水性单体″是那些水溶混性(单体中的水)至少1wt.％、优选至少5wt.％而不会到达浊点的可聚合单体，包括聚(环氧烷)单体。聚合物可以包括25-75重量份的这种单体单元。优选，聚合物通常包括50重量份或更少的这种单体单元。
亲水性单体用于提高在形成凝胶材料中所用的交联聚合物的亲水性、吸收性和/或改进机械性能(例如抗张强度)。亲水性单体还为得到的聚合物提供顺应性。适合的亲水性单体的例子包括(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯(HEMA)、(甲基)丙烯酸2-羟基丙酯、(甲基)丙烯酸3-羟基丙酯、(甲基)丙烯酸2，3-二羟基丙酯、(甲基)丙烯酸4-羟基丁酯、N-乙烯基己内酰胺、N-乙烯基乙酰胺、N-乙烯基吡咯烷酮、丙烯腈、丙烯酸四氢糠酯、丙烯酰胺、单-或二-N-烷基取代的丙烯酰胺、(甲基)丙烯酸、衣康酸、丙烯酸β-羧基乙酯、甲基丙烯酸甘油酯、[2-(甲基)(丙烯酰基氧)乙基]三甲基氯化铵、[2-(甲基)(丙烯酰基氧)乙基]三甲基甲基硫酸铵及其组合。优选的极性单体包括(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯(HEMA)、N-乙烯基吡咯烷酮、N-乙烯基乙酰胺、甲基丙烯酰胺、其混合物等。优选地，亲水性单体具有悬挂的聚(环氧烷)基团。
第一成分聚合物优选包括源于具有下式的悬挂聚(环氧烷)基团的烯键式不饱和单体的聚合性单体单元：
Z-Q-(CH(R1)-CH2-O)n-R2    (I)
其中Z是可聚合的烯键式不饱和部分，R1是H或C1-C4烷基，R2是H、C1-C4烷基、芳基或其组合，n是2-100，优选5-20，Q是选自亚烷基、-O-、-NR1-、-S-和其组合的二价连接基团。所述聚合物包括25-75重量份，优选50重量份或更少的这种单体单元。优选地，Z-代表(甲基)丙烯酰基。
在一个实施方案中，聚(环氧烷)基团是聚(环氧乙烷)(共)聚合物。在另一个实施方案中，悬挂聚(环氧烷)基团是聚(环氧乙烷-共-环氧丙烷)共聚物。所述共聚物可以是嵌段共聚物、无规共聚物或梯度共聚物。
具有聚(环氧烷)基团的单体可以通过，例如，使单-或二-官能的环氧烷(共)聚合物(通常是市售的)与反应性烯键式不饱和化合物(例如，(甲基)丙烯酰基化合物)反应而制备。终止聚(环氧烷)的官能团可以包括羟基、胺基、低级烷基醚基、芳基醚基和羧基。
可以使用各种反应性烯键式不饱和化合物如丙烯酸酯衍生物，包括但不限于(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酰氯、(甲基)丙烯酸酐和(甲基)丙烯酸2-异氰酸根合乙酯。优选，通过使单-或二-官能的环氧烷(共)聚合物与(甲基)丙烯酸酐反应制备所述单体。通常，如果化学计算量的烯键式不饱和反应物与单官能环氧烷(共)聚合物(如单羟基末端的环氧烷(共)聚合物)混合，可以得到100％转化为单取代产物。
适合的单官能聚(环氧烷)单体的例子包括聚(环氧乙烷)(甲基)丙烯酸酯、聚(环氧丙烷)(甲基)丙烯酸酯、聚(环氧乙烷-环氧丙烷)(甲基)丙烯酸酯和其组合。所述单体优选包括一个非反应性端基如(C1-C4)烷氧基、芳氧基(例如，苯氧基)和(C1-C4)烷芳氧基。这些基团可以是直链或支链的。这些单体可有大范围的分子量，可从例如Sartomer Company，Exton，PA；Shinnakamura Chemical Co.，Ltd.，Tokyo，Japan；Aldrich，Milwaukee，WI；及Osaka Organic Chemical Ind.，Ltd.，Osaka，Japan商购。
第一成分聚合物包括源于具有下式的悬挂迈克尔供体基团的烯键式不饱和单体的聚合性单体单元：
W1-CHR4-C(O)-Q-Z    (II)，或
W1-NH-C(O)-Q-Z    (III)
其中
R4代表氢、烷基或芳基；
W1选自氰基、硝基、烷基羰基、烷氧基羰基、芳基羰基、芳氧基羰基、酰胺基和磺酰基，
Z是可聚合的烯键式不饱和部分，和
Q是选自亚烷基、-O-、-NR1-、-S-和其组合(如氧亚烷基)的二价连接基团，其中R1是H或C1-C4烷基。
关于式I、II和III，Z-Q代表烯键式不饱和聚合性基团，可以包括：
Figure A20068000307200161
其中R3是H或Me，r＝1-10。
有用的迈克尔供体单体包括甲基丙烯酸2-乙酰乙氧基乙酯和乙酰乙酸烯丙酯。第一成分聚合物通常包括25-75重量份的源于具有悬挂迈克尔供体基团的烯键式不饱和单体的聚合性单体单元。
关于这两种成分单体(具有悬挂聚(环氧烷基团)的成分单体和具有悬挂迈克尔供体基团的成分单体)，应该理解，对于上述的描述，悬挂基团可以至少两种方式结合到第一成分聚合物中：“直接法”，由此具有悬挂基团(聚(环氧烷基团或迈克尔供体基团)的单体单元与其他成分单体聚合，生成第一成分聚合物，或者“间接法”，由此聚合物具有反应性官能团，随后用具有共反应性官能团的迈克尔供体化合物官能化，生成第一成分聚合物。
使用″直接法″加入悬挂迈克尔供体基团，有用的单体包括具有迈克尔供体基团和能够自由基加成的官能团的那些，如含有碳碳双键的那些基团(如上式I、II和III所定义)，包括乙烯基、乙烯氧基、(甲基)丙烯酸基、(甲基)丙烯酰基胺基基和乙炔官能团。优选的加入悬挂亲水性基团(如聚(环氧烷)基团)的″直接法″使用包括能够自由基加成的官能团的单体，如含有碳碳双键和亲水性基团的那些基团。
将悬挂基团加到聚合物中的间接法，是要在聚合物的单体单元中，包括含有反应性官能团的一些。有用的反应性官能团包括但不限于羟基、氨基、唑酮基、唑啉基、乙酰乙酰基、二氢唑酮基、羧基、异氰酸根合、环氧基、吖丙啶基、酰卤和环酐基团。这些中优选的是羧基、羟基、氨基、二氢唑酮基和吖丙啶基。这些悬挂反应性官能团与具有亲水性基团和/或迈克尔供体基团以及与反应性悬挂官能团共反应的官能团的化合物反应。当两种官能团反应时，得到具有所需悬挂基团的聚合物。在一些应用中，需要使用小于化学计量当量的包括共反应性官能团的化合物，使得聚合物上的一些悬挂官能团保持未反应。
使用″间接法″加入悬挂的迈克尔供体基团，有用的反应性官能团包括羟基、仲氨基、唑啉基、唑酮基、乙酰基、丙酮基、羧基、异氰酸根合、环氧基、吖丙啶基、酰卤、乙烯氧基和环酐基团。如果悬挂反应性官能团是异氰酸根合官能团，那么共反应性官能团优选包括仲氨基或羟基。如果悬挂反应性官能团包括羟基，那么共反应性官能团优选包括羧基、酯基、酰卤、异氰酸根合、环氧基、酸酐、二氢唑酮基或唑啉基。如果悬挂反应性官能团包括羧基，那么共反应性官能团优选包括羟基、氨基、环氧基、异氰酸根合或唑啉基。最通常地，反应是亲核与亲电官能团之间的反应。
在优选的方法中，悬挂乙酰乙酸酯基团可以通过间接方法加到第一成分聚合物中，从而第一成分聚合物具有悬挂亲核官能团，如羟基或胺官能团。这些随后可以与双烯酮或乙酰乙酸叔丁酯反应，以提供所需的悬挂乙酰乙酸酯基团。
具有反应性官能团的有用单体的代表性例子包括(甲基)丙烯酸羟基烷酯，如(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯，(甲基)丙烯酸3-羟基丙酯，(甲基)丙烯酸2，3-二羟基丙酯，(甲基)丙烯酸4-羟基丁酯和(甲基)丙烯酸2-(2-羟基乙氧基)乙酯；(甲基)丙烯酸氨基烷酯，如(甲基)丙烯酸3-氨基丙酯和4-氨基苯乙烯；唑啉基化合物，如2-乙烯基-1，3-唑啉-5-酮，2-乙烯基-4，4-二甲基-1，3-唑啉-5-酮，2-异丙烯基-4，4-二甲基-1，3-唑啉-5-酮和2-丙烯基-4，4-二甲基-1，3-唑啉-5-酮；羧基-取代的化合物，如(甲基)丙烯酸和(甲基)丙烯酸4-羧基苄酯；异氰酸根合-取代的化合物，如(甲基)丙烯酸异氰酸根合乙酯和(甲基)丙烯酸4-异氰酸根合环己酯；环氧基-取代的化合物，如(甲基)丙烯酸缩水甘油酯；吖丙啶基-取代的化合物，如N-丙烯酰基吖丙啶和1-(2-丙烯基)-吖丙啶；和丙烯酰卤，如(甲基)丙烯酰氯。
第一成分聚合物还可以包括(甲基)丙烯酸烷基酯。本发明中使用的(甲基)丙烯酸烷基酯单体包括含有C1-C30烷基的烷基酯的直链、环状和支链异构体。由于Tg和侧链结晶性的原因，优选的丙烯酸烷基酯是具有C5-C12烷基的那些，尽管也可使用C1-C4和C13-C14烷基，只要这种组合提供平均碳原子数为C5～C12的分子。然而，对于许多应用，高级烷基即C12-C30烷基可以是优选的。丙烯酸烷基酯的有用的具体例子包括：丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丙酯、丙烯酸2-丁酯、丙烯酸异戊酯、丙烯酸正己酯、丙烯酸正庚酯、丙烯酸异冰片酯、丙烯酸正辛酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸异壬酯、丙烯酸癸酯、丙烯酸十一烷酯、丙烯酸十二烷酯、丙烯酸十三烷酯和丙烯酸十四烷酯。也可以使用相应的(甲基)丙烯酰胺和硫酯。聚合物可以包括0-25重量份的这种单体单元。如果存在，聚合物通常包括小于25重量份。
第一成分聚合物还可以包括上面没有说明的其他单体。选择在制备聚合物中使用的″其他单体″使得最终交联的材料具有适于其应用的性能。例如，″其他单体″可用于增加抗张强度或其他机械性能，或用于控制聚合物的Tg。″其他单体″的代表性例子包括具有至少一个可与上述单体共聚合的烯键式不饱和聚合性基团的自由基可聚合的单体，并包括乙烯基单体，如乙酸乙烯酯、苯乙烯、烯丙基醚、马来酸酐和烷基乙烯基醚。其他单体通常占第一成分聚合物的小于10重量份，例如0-10重量份。
在形成本发明的亲水性、可交联的组合物中所用的聚合物可通过用常规聚合方法聚合上述单体来制备。可使用的典型聚合方法包括加热和/或光化学及本体和溶液聚合。
可以制备第一成分聚合物(例如，通过溶液聚合，然后分离)。通常在交联之前，通常使用常规技术如蒸馏、真空蒸发等除去制备中使用的任何残余单体和/或溶剂，以将残余物含量降低到小于2wt.％。聚合可以在不与第一和第二成分的官能团反应的适合溶剂存在下进行聚合，如乙酸乙酯、甲苯和四氢呋喃。
在典型的溶液聚合方法中，搅拌下在溶剂和聚合引发剂存在下加热单体混合物。溶剂的例子是甲醇、四氢呋喃、乙醇、异丙醇、丙酮、甲基乙基酮、乙酸甲酯、乙酸乙酯、甲苯、二甲苯和乙二醇烷基醚。这些溶剂可单独使用或以其混合物使用。聚合引发剂的例子是过氧化苯甲酰、氢过氧化异丙苯、过氧化二碳酸二异丙酯、2-(1-氰基-1，3-二甲基-丁基偶氮)-2，4-二甲基-戊腈和2，2′-偶氮-双-异丁腈。这些聚合引发剂可单独使用或以其混合物使用。
在典型的光聚合方法中，在光聚合引发剂(即光引发剂)存在下，可以用紫外(UV)线照射单体混合物。优选的光引发剂是可从CibaSpeciality Chemical Corp.，Tarrytown，NY以商品名IRGACURE和DAROCUR得到的那些，包括1-羟基环己基苯基酮(IRGACURE 184)、2，2-二甲氧基-1，2-二苯基乙-1-酮(IRGACURE 651)、双(2，4，6-三甲基苯甲酰基)苯基膦氧化物(IRGACURE 819)、1-[4-(2-羟基乙氧基)苯基]-2-羟基-2-甲基-1-丙-1-酮(IRGACURE 2959)、2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉基苯基)丁酮(IRGACURE 369)、2-甲基-1-[4-(甲基硫代)苯基]-2-吗啉基丙-1-酮(IRGACURE 907)和2-羟基-2-甲基-1-苯基丙-1-酮(DAROCUR1173)。特别地优选的光引发剂是IRGACURE 819、184和2959。
这些光和热引发剂可按每100pbw单体组合物计约0.0001-约3.0pbw、优选约0.001-约1.0pbw、更优选约0.005-约0.5pbw的浓度使用。
第一成分聚合物的分子量Mw一般小于100,000，通常小于50,000。在一些实施方案中，如需要可熔融加工的组合物的情况，第一成分聚合物是低聚物，即聚合度为300或更小。
分子量可以通过使用链转移剂和链阻滞剂控制，包括硫醇、二硫化物、三乙基硅烷、四溴化碳、四氯化碳，α-甲基苯乙烯和本领域中已知的其它物质。有用的链转移剂还包括美国专利No.4,680,352和4,694,054中所述的钴螯合物，以及美国专利No.5,362,826和5,773,534中所述的聚合链转移剂。
如果第一成分聚合物是低聚物，那么低聚物的平均聚合度(DP)通常小于约300。粘度的大幅增加(对于聚合度大于300的聚合物)，归因于聚合物链的缠结。经验表明，小于300个重复单元的聚合物或低聚物不会缠结。如果需要，较高分子量聚合物可以与较低分子量低聚物共混，使混合物在温度小于100℃下粘度为500-10,000cPs。
第一成分聚合物具有相对较低分子量，然后经聚合物和交联剂的链-生长过程，通过聚合性官能团积聚分子量(和强度)。分子量相对较低的结果是，聚合物易于在操作中加工，如涂布、喷雾、挤出和成型，因为在交联之前熔融粘度较低，并且不需要残余物，如溶剂、增塑剂或粘度调节剂。使用本发明的低聚物，粘度vs.分子量(Mn)的log-log图的斜率约为1，而对于较高分子量聚合物，斜率为3.4。本发明的聚合物提供可加工性，然后低聚物的交联提供所需的物理性能，如韧性、硬度、抗张强度和在固化状态表现出的其他性能。除非另有指明，分子量指数均分子量。
如果聚合物成分的玻璃态转变温度低于环境温度并且聚合物成分的分子量低于缠结分子量(即聚合度小于约300)，那么可以得到液体聚合物。当Tg在或低于环境温度时，可以得到低熔融固体。当Tg高于环境温度时，可以得到粉末。由于聚(环氧烷)的量，聚合物通常是低熔融固体或液体。
除了第一成分聚合物之外，本发明的可固化的组合物还包括具有迈克尔受体基团的交联剂，并优选包括具有两个或多个末端丙烯酰基的亲水性聚(环氧烷)基团。
有用的多丙烯酰基化合物包括以下通式的那些：
R5-(Q-C(O)-CH＝CH2)z    (IV)
其中每个Q选自亚烷基、-O-、-NR1-、或-S-或其组合，其中每个R1独立地代表H、具有1-4个碳原子的烷基；
每个R5独立地代表价态为z的多价有机基团，其可以是环状、支链或直链的脂肪族、芳香族或杂环的，具有碳、氢、氮、非过氧化的氧、硫或磷原子；优选地，R5代表亲水性聚(环氧烷)基团；
每个z独立地代表大于或等于2的整数。优选地，z的值为2-6(更优选z的值为2-5，最优选2，或如果使用聚丙烯酸酯的混合物，那么z的平均值约为2)。
在一个实施方案中，R5可以是价态至少为3的多价有机基团。多价基团R5的例子包括丁烯；乙烯；丙烯；和4-氧杂庚烯；己烯；和1，4-双(甲基)环己烯。可以预期到所有的异构体或亚烷基，如1，2-、1，3-和1，4-丁烯异构体。
有用的多丙烯酰基化合物包括，例如选自如下的丙烯酸酯单体：
(a)含有二丙烯酰基的化合物，比如二丙烯酸乙二醇酯，二丙烯酸1，3-丁二醇酯，二丙烯酸1，4-丁二醇酯，二丙烯酸1，6-己二醇酯，二丙烯酸环己烷二甲醇酯，烷氧基化二丙烯酸己二醇酯，二丙烯酸新戊二醇酯，己内酯改性的新戊二醇羟基新戊酸酯二丙烯酸酯，二丙烯酸环己烷二甲醇酯，二丙烯酸二乙二醇酯，二丙烯酸二丙二醇酯，双酚-A二丙烯酸酯，乙氧基化的双酚-A二丙烯酸酯，羟基新戊醛改性的三羟甲基丙烷二丙烯酸酯，二丙烯酸新戊二醇酯，聚乙二醇二丙烯酸酯，丙氧基化的二丙烯酸新戊二醇酯，二丙烯酸四乙二醇酯，三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯，二丙烯酸三乙二醇酯，二丙烯酸三丙二醇酯；(b)含有三丙烯酰基的化合物，比如三丙烯酸甘油酯，乙氧基化的三丙烯酸酯(例如乙氧基化的三羟甲基丙烷三丙烯酸酯，三丙烯酸季戊四醇酯，丙氧基化的三丙烯酸酯(例如，丙氧基化的三丙烯酸甘油基酯，丙氧基化的三羟甲基丙烷三丙烯酸酯，三(2-羟乙基)异氰脲酸酯三丙烯酸酯；(c)含高级官能度丙烯酰基的化合物，比如双-三羟甲基丙烷四丙烯酸酯，五丙烯酸二季戊四醇酯，乙氧基化的四丙烯酸季戊四醇酯，四丙烯酸季戊四醇酯，己内酯改性的六丙烯酸二季戊四醇酯；(d)低聚丙烯酰基化合物，比如聚氨酯丙烯酸酯，聚酯丙烯酸酯，环氧丙烯酸酯；上述的聚丙烯酰胺类似物；及其组合。
这样的化合物可以从例如供应商比如Sartomer Company，Exton，Pennsylvania；UCB Chemicals Corporation，Smyrna，Georgia；以及Aldrich Chemical Company，Milwaukee，Wisconsin获得。另外有用的丙烯酸酯材料包括含乙内酰脲部分的聚丙烯酸酯，例如记载于U.S.4,262,072(Wendling等人)中。
其他有用的多丙烯酰基化合物还包括，例如，自由基可聚合的丙烯酸酯低聚物和具有悬挂(甲基)丙烯酰基的聚合物，其中至少2个(甲基)丙烯酰基是丙烯酰基。丙烯酰基和甲基丙烯酰基相对于迈克尔型加成具有不同的反应性。迈克尔型加成通常易于与丙烯酰基发生，但在甲基丙烯酰基的情况下发生有困难。为此，多丙烯酰基成分通常具有至少两个丙烯酰基(例如，作为丙烯酰基氧基或丙烯酰基酰胺基官能度的一部分)，但是聚(甲基)丙烯酰基化合物也可以具有额外的(甲基)丙烯酰基(例如，作为甲基丙烯酸酯或甲基丙烯酰基酰胺基官能度的一部分)。有利的是，通过丙烯酰基发生迈克尔加成，留下未反应的甲基丙烯酰基，可以制备组合物。随后，这种未反应的甲基丙烯酰基可以自由基聚合。
就上述有用的多丙烯酰基化合物而言，应该理解，相应的酰胺或硫酯也是有用的。多官能烯键式不饱和单体优选是丙烯酸的酯。更优选选自丙烯酸的双官能烯键式不饱和酯、三官能烯键式不饱和酯、四官能烯键式不饱和酯和其组合。其中，更优选丙烯酸的双官能和三官能烯键式不饱和类。
其他有用的丙烯酸酯低聚物包括丙烯酸酯化的环氧化合物，例如环氧官能材料的二丙烯酸酯的酯类(例如，双酚A环氧官能材料的二丙烯酸酯类)和丙烯酸酯化的氨基甲酸乙酯。有用的丙烯酸酯化的环氧化物包括，例如以商品名“EBECRYL 3500”、“EBECRYL 3600”、“EBECRYL 3700”和“EBECRYL 3720”从UCB Chemicals Corporation获得的丙烯酸酯化的环氧化物。有用的丙烯酸酯化的的氨基甲酸乙酯包括例如以商品名“EBECRYL 270”、“EBECRYL 1290”、“EBECRYL8301”和“EBECRYL 8804”从UCB Chemicals Corporation获得的丙烯酸酯化的的氨基甲酸乙酯。
当需要亲水性聚合物时，可以使用多丙烯酰基聚(环氧烷)。封端聚(环氧烷)的官能团可以包括羟基和胺基，它们可以被丙烯酸酯化。聚(环氧乙烷)、聚(环氧丙烷)、聚(环氧乙烷-环氧丙烷)及其组合可以在一个或者两个末端进行丙烯酸酯化。有用的亲水性多丙烯酰基交联剂是下式：
CH2＝CH-C(O)-Q-CH(R1)-CH2-O-(CH(R1)-CH2-O)m-CH(R1)-CH2-Q-C(O)-CH＝CH2
其中R1是H或C1-C4烷基，m是1-500，Q是选自亚烷基、-O-、-NR1-、-S-和其组合的二价连接基团。
可以通过例如使二-官能的环氧烷(共)聚合物(通常是市售的)与反应性烯键式不饱和化合物(例如，丙烯酸酯)反应，来制备具有聚(环氧烷)基团的交联剂。终止聚(环氧烷)的官能团可以包括羟基、胺基团和羧基。可以使用各种反应性烯键式不饱和化合物如丙烯酰基化合物，包括但不限于丙烯酸、丙烯酰氯、丙烯酸酐和丙烯酸2-异氰酸根合乙酯。
优选地，通过使二-官能的环氧烷(共)聚合物与丙烯酸烷基酯反应实现交联。通常，如果化学计算量的烯键式不饱和反应物与二官能的环氧烷(共)聚合物(如羟基末端的环氧烷(共)聚合物)混合，那么得到100％转化的二取代产物。
适合的二官能的聚(环氧烷)交联剂的例子包括聚(环氧乙烷)二丙烯酸酯、聚(环氧丙烷)二丙烯酸酯、聚(环氧乙烷-环氧丙烷)二丙烯酸酯和其组合。所述共聚物可以是嵌段共聚物、无规共聚物或梯度共聚物。这些单体可有大范围的分子量，商业来源上可从例如SartomerCompany，Exton，PA；Shinnakamura Chemical Co.，Ltd.，Tokyo，Japan；Aldrich，Milwaukee，WI；及Osaka Organic Chemical Ind.，Ltd.，Osaka，Japan得到。
有用的丙烯酸酯化的聚醚低聚物包括聚乙二醇二丙烯酸酯，例如以商品名“SR259”和“SR344”从Sartomer Company得到。丙烯酸酯化的聚酯低聚物，例如以商品名“EBECRYL 657”和“EBECRYL 830”从UCB Chemicals Corporation获得。
如前所述，本发明的组合物包括具有多个悬挂基团(即悬挂聚(环氧烷)和迈克尔供体基团)的第一聚合物成分，和具有多个迈克尔受体基团、优选亲水性聚(环氧烷)基团的第二交联成分。可以调节各成分单体的量以及第一成分聚合物和交联剂的相对量，以获得具有所需亲水性、可熔融加工性和机械性能的组合物。
反应物的化学计量不是基于成分的摩尔量，而是基于官能团的摩尔当量。例如，悬挂乙酰乙酸酯基团具有相对两个羰基均为α位的两个质子，因此能够与两个迈克尔受体丙烯酰基起反应。因此，乙酰乙酸酯具有两个官能团当量。通常，第一成分聚合物的迈克尔供体官能团当量(″供体当量″)的摩尔比等于交联剂的迈克尔受体官能团当量(″受体当量″)，小于5∶1，更优选小于1.5∶1，最优选小于1.1∶1。
由于一些组合物可以相对于受体当量具有过量的供体当量，因此过量的供体当量全部或部分可以与单丙烯酰基化合物的迈克尔受体基团反应。优选地，第一成分聚合物的迈克尔供体官能团当量(″供体当量″)的比例约等于交联剂和单丙烯酰基化合物的迈克尔受体官能团当量(″受体当量″)加上加入的单丙烯酰基化合物。相对于总受体当量(交联剂和单丙烯酰基化合物)，供体当量的有用范围为1.2∶1-1∶1.2。更优选地，迈克尔供体当量较总迈克尔受体当量多，或约1.2∶1-1∶1。通过真空蒸发可以除去过量的单丙烯酰基化合物，以最小化组合物中残余物的量。
有用的单丙烯酰基化合物包括那些烷基丙烯酸酯和硫酯、亲水性单体、官能单体和前述关于第一成分聚合物的其他单体。关于上述说明，应该理解，单丙烯酰基成分必定是迈克尔受体；在迈克尔反应中，丙烯酰基化合物是有用的，而相应的甲基丙烯酰基通常不具反应性。
单丙烯酰基单体可用于调节和控制交联度，并提供具有悬挂反应性官能团的迈克尔加成聚合物(此时单丙烯酰基成分是官能的单丙烯酰基化合物，如丙烯酸羟基乙酯)。有用的官能单丙烯酰基化合物包括那些能进行迈克尔加成并另外包括能够进行进一步反应的官能团的丙烯酰基化合物，另外包括的官能团比如是羟基、氨基、二氢唑酮、唑啉基、3-氧丁酰基(即乙酰乙酰基)、羧基、异氰酸根合、环氧基、吖丙啶基、酰卤、乙烯氧基或者环酐基团。
本发明还提供一种制备亲水性交联聚合物的方法，所述方法包括以下步骤：1)提供第一成分聚合物，2)使所述聚合物与具有至少两个迈克尔受体基团的交联剂交联，和3)任选使第一成分聚合物的未反应的迈克尔供体基团全部或部分与单丙烯酰基成分反应。步骤2和3可以同时进行。任选地，一部分迈克尔供体基团可以在交联之前与单丙烯酰基成分反应。
通过混合第一聚合物成分、交联剂和碱性催化剂，可以制备可涂布的聚合物组合物。可能需要两种成分的部分转化，以得到在22℃下可涂布粘度为约500-10,000cPs、更优选约750-7500cPs的粘稠溶液。
用于迈克尔反应的适合催化剂是其共轭酸优选pKa为12-14的碱。最优选使用的碱是有机碱。这种碱的例子是1，4-二氢吡啶、甲基二苯基磷烷、甲基二-对-二甲苯基磷烷、2-烯丙基-N-烷基咪唑啉、四叔丁基氢氧化铵，DBU(1，8-二氮杂双环[5.4.0]十一碳-7-烯)和DBN(1，5-二氮杂双环[4.3.0]壬-5-烯)、甲醇钾、甲醇钠、氢氧化钠等。本发明有关的优选催化剂是DBU和四甲基胍。用于本发明可固化组合物中的催化剂量优选为0.05wt.％-2wt.％，更优选为0.1wt.％-1.0wt.％。
优选地，本发明有关的可固化组合物通过将两部分混合到一起制备。一个部分包含催化剂，另一个部分包含反应物，即聚合物成分和交联剂(即多丙烯酰基成分)。尽管也可以使催化剂与反应物之一一起在一个部分中，使另一种反应物在另一个部分中，但这些实施方案通常产生低劣的结果，推测是因为催化剂与反应物发生反应。该反应的程度通常取决于使用的催化剂和反应物的种类。
如果希望这样，可以用测量特别是大块组合物材料的折射率来监控聚合程度。折射率相对于转化率线性变化。这种监测方法通常应用于聚合动力学工作中。参见关于该方法的讨论例如G.P.Gladyshev和K.M.Gibov，Polymerization at Advanced Degrees of Conversion，KeterPress，Jerusalem(1970)。
交联的组合物的特征是具有与至少一个亲水性聚(环氧烷)部分交联的聚合物链的聚合物。因此，在接触碱性催化剂过程中，聚合物的迈克尔供体基团加到交联剂的迈克尔受体基团上，在聚合物链和交联剂之间形成交联。通常，本交联组合物在交联间的有效分子量(Mc)大于或等于1,000，并优选大于3,000。交联间的有效分子量(Mc)可通过动态机械分析测量。
通过在聚合物上悬挂的悬挂迈克尔供体基团的数量和浓度，以及交联剂的悬挂迈克尔受体基团的数量和浓度，可以容易地控制交联度。通常Mc越小，弹性越低，因而交联的组合物越硬。
本发明可固化组合物可以涂布在基材上，至少部分固化提供复合制品。适合的基材包括，例如，玻璃(例如窗口和光学元件，例如透镜和镜子)、陶瓷(例如瓷砖)、水泥、石头、喷漆表面(例如，汽车车身镶板、船表面)、金属(例如，建筑的柱子)、纸(例如，粘合剂剥离衬垫)、纸板(例如，食物容器)、热固性材料、热塑性塑料(例如，聚碳酸酯、丙烯酸酯、聚烯烃、聚氨酯、聚酯、聚酰胺、聚酰亚胺、酚醛树脂、纤维素二乙酸酯、纤维素三乙酸酯、聚苯乙烯和苯乙烯-丙烯腈共聚物)及其组合。基材可以是薄膜、片材或者具有其他的形状。
可固化组合物可以通过常规技术比如喷雾、刮涂法、刻痕涂布、逆辊涂布、照相凹版式涂布、浸渍涂布、棒涂布、溢流涂布(flood coating)或者旋涂涂布到基材上。通常，可固化组合物涂布到基材上，得到厚度为约25微米-约1000微米的干燥固化层，但是也可以使用较薄的和较厚的层。然后，通常至少部分除去任何任选的溶剂(例如，使用强力通风烘箱)，因而可固化的组合物至少部分固化，形成例如在上文描述的涂层。
当本发明的组合物用于制备医用的亲水性凝胶材料时，凝胶可包括一种或多种活性剂，如药理活性剂。其例子包括但不限于生长因子(例如TGF、FGF、PDGF、EGF等)、抗菌剂(例如青霉素、硫酸新霉素、磺胺、磺胺嘧啶、磺胺嘧啶银、甲氧苄氨嘧啶和其他抗生素、以及聚维酮碘、碘、银、氯化银和氯己定)、抗真菌剂(例如灰黄霉素、盐酸氯咪唑、克霉唑、酮康唑、咪康唑、硝酸咪康唑、制霉菌素(nistatin)和托萘酯)、消毒剂和防腐剂(例如苯扎氯铵、西他氯铵、葡萄糖酸氯已定、乙醇、碘、甲基苄索铵、聚维酮碘、异丙醇、银、氧化银、银盐如乳酸银和氯化银、三氯生)、局部麻醉剂(例如丁卡因、苯坐卡因、丙胺卡因、普鲁卡因)、清除剂、抗炎剂(例如吲哚美辛、酮基布洛芬、双氯芬酸、布洛芬等)、收敛剂、酶、营养剂(例如维生素、矿物、氧等)、糊剂药物(例如薄荷醇、樟脑、薄荷油、辣椒提取物、辣椒素等)和臭味吸收剂(例如沸石、硅酸盐、壳聚糖、环糊精等)。优选的活性剂是抗菌剂，如聚维酮碘、碘、银、氯化银和氯已定。活性剂可单独使用或以其混合物使用。它们可在本发明的反应产物固化之前或之后加入，只要它们不影响聚合物的聚合。优选，它们的加入量或加入方式应不影响最终凝胶材料的功能或透明度。
任选，本发明的凝胶材料可以包括通常为颗粒形式的水状胶质，尽管它们不是必然优选，因为它们会降低凝胶材料的透明性。水状胶质的例子包括但不限于天然胶、如植物流出物(阿拉伯胶、达瓦树胶、刺梧桐树胶和黄芪胶)；植物种子胶(瓜尔豆胶、刺槐豆胶和阿拉伯树胶)、海藻提取物(琼脂、褐藻胶、藻酸盐和角叉菜胶)、谷物胶(淀粉和改性淀粉)、发酵物或微生物胶(右旋糖苷和黄原胶)、改性的纤维素(羟基甲基纤维素、微晶纤维素和羧甲基纤维素)果胶、明胶、酪蛋白和合成胶(聚乙烯基吡咯烷酮、低甲氧基果胶、丙二醇藻酸酯、羧基甲基刺槐豆胶和羧基甲基瓜尔豆胶)和相似的水可溶胀或可水合的水状胶质。术语水状胶质用于无论是何种水合状态。本发明的凝胶材料优选包括的水状胶质量使得材料是透明的(优选地，按ASTM D1003-00标准总透光率大于84％)。通常，如果使用，水状胶质其量按凝胶材料总重计小于约5wt.％。
可加入到本发明的凝胶材料中的其他添加剂包括：粘度调节剂(例如，聚合增稠剂，如商业上可从International Specialty Products，Wayne，NJ以商品名GANTREZ树脂得到的那些)；链转移或阻滞剂(例如烷基硫醇，如十二烷基硫醇，异辛基硫代乙酸酯和α-甲基苯乙烯，后者也可以是上述的疏水性单体)；着色剂；指示剂；粘稠剂；增塑剂(例如，水、甘油、聚环氧乙烷、聚环氧丙烷和其混合物，如商业上可从BASFCo.以商品名PLURONICS得到的那些，及各种能够塑化聚合物的小分子化合物)；抗氧化剂等。这些添加剂可在聚合之前或之后，使用本领域技术人员公知的技术加入。优选地，如果使用，那么它们的加入量或加入方式应不影响最终凝胶材料的功能或透明度。
优选，本发明的凝胶材料基本上不含残余物，包括水。这是有利的，至少因为不需要特别的包装。此外，例如，残余物可能迁移到敷料的其他部分，而破坏敷料的完整性，或者迁移进使用敷料的患者的身体中。
任选，凝胶材料在其至少一个主表面上是带图案的表面。带图案的表面当朝向伤口表面时，使得可吸收伤口流出物的表面积更大，同时可降低与伤口直接或间接接触的吸收性表面积。更重要的是，带图案的表面可降低吸收层溶胀并推压伤口的趋势，避免迅速增大(即凝胶层通过多孔膜的膨胀)，进一步避免粘合层与皮肤过早分离。
赋予凝胶材料的层表面的任选图案可以是任何适合的预选三维图案。优选，图案可提高吸收表面积，并降低进伤口的溶胀，抑制迅速增大，和/或增加经水合的材料的完整性。图案可以包括一批图案元素，包括但不限于突起、通道、垛、峰、半球、棱锥、圆柱、圆锥、墩和端截的变体和其组合。图案还可以包括具有预定形状和尺寸的孔，其沿吸收层的厚度方向延伸。
有利选择特定的图案元素使与伤口或可能存在的衬面膜(facingfilm)接触的表面积最小。最小的表面积可进一步抑制凝胶材料溶胀进入伤口、迅速增长或与伤口位置粘合的趋势。特别有用的元素包括截面是三角形的棱锥、圆锥和其其端截的的变体、突起，凸纹在交叉部分是三角形的。这种元素可以在x方向、y方向或两个方向是随机的或非随机的。为易于制备，优选图案包括置于凝胶表面上的元素的非随机阵列。
如果需要，图案也可设在凝胶层的外表面(即远离伤口表面的凝胶层主表面)。设置这种图案可提高凝胶层的表面积，并可以促进液体从凝胶材料更多蒸发。图案可与凝胶材料衬面上的图案相同或不同，图案元素的尺寸也一样。此外，在凝胶材料任一表面上的个体元素可从表面上突出延伸或可以陷入在表面中。
通过常规成型技术，可以将任选的带图案的表面赋予凝胶材料。可选择地，使用压花技术赋予所需的图案。这种技术的例子记载在U.S.6,566,575(Stickels等人)中。
如果需要，凝胶材料可直接与伤口和/或皮肤表面接触。然而，直接接触也可由其他适合的水状胶质还有水凝胶吸收性材料提供。
在优选的医用制品中，凝胶材料形成总厚度通常约为25微米-1000微米的层。
任选，本发明的创伤敷料可以包括至少两层吸收层：第一吸收层和第二吸收层。第一吸收层通常比第二吸收层更具吸收性，并可以比第二吸收层保留更大体积的体液。布置第二吸收层，使其位于第一吸收层和伤口之间。第二吸收层提供创伤敷料的完整性，并避免第一吸收层转移进伤口中。
第一吸收层通常含有上述从聚合组合物制得的聚合物。第二吸收层通常布置成与第一吸收层接触，与第一吸收层相比通常吸收体液较少。第二吸收层也可含有4-14个碳原子的非叔醇的丙烯酸酯；亲水性烯键式不饱和单体；和极性烯键式不饱和单体的反应产物，但是在第二吸收层中可使用其他组合物。
通常，第二吸收层用作第一吸收层(当流出物不均匀、吸收快速时或当吸收超过约500％时，其可能部分″分解″)和伤口之间的″屏障″。优选地，第二吸收层具有粘合特性(或是压敏粘合剂)，并可用来增强创伤敷料的整体完整性。就此而论，第二吸收层将第一吸收层结合到伤口衬面层(或伤口本身)。由于具有粘合性能，第二吸收层不仅有助于控制流出物的吸收，而且可物理地接合敷料的其他成分。
如上所述，第一吸收层通常比第二吸收层明显更具有吸收性，并优选地其吸收率至少比第二吸收层的吸收率大100％。在室温下浸泡于生理盐水(isotonic saline)溶液24小时后，第一吸收层优选吸收至少其自重的200％。
本发明典型的创伤敷料优选包括有孔或无孔衬面层，从而在伤口位置和凝胶层之间提供液体可渗透的屏障。衬面层使得水分(即液体和蒸汽)可从伤口传输到凝胶层，并将伤口与敷料的其他成分隔离。衬面层优选是柔软、柔韧、舒适、非刺激性和非敏感性的。可以任意使用各种聚合物，包括聚氨酯、聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺或聚酯材料。此外，衬面层可以是水蒸汽可渗透的薄膜、穿孔薄膜、织物、非织物或编织网织物或平纹棉麻织物的形式。优选的衬面层包括聚氨酯薄膜。
在一个有用的实施方案中，衬面层对于动物(包括人)的解剖表面是舒适的，在40℃、80％的相对湿度差时，其水蒸汽传递速率(MVTR)至少为300克/平方米/24小时(根据美国专利No.5,733,570(Chen等人)的方法)，并在基本上全部无孔区域对液态水不可渗透，并包括可使伤口流出物通过衬面层的孔。这意味着在正常伤口处理条件下，衬面层不能透过液态水，除了在衬面层中确定穿孔处，以使流出物进入存储器。
在40℃、80％的相对湿度差时，衬面层优选的水蒸汽传递速率至少为600克/平方米/24小时。衬面层还可以包括压敏粘合层。粘合剂涂布的衬面层优选具有上述的MVTR。因此，如果除了打孔方法，衬面层对液态水是不可渗透的，那么粘合剂对液态水可以是可渗透的，反之亦然。有孔或无孔的衬面层可用作衬面层，如打孔的聚酰胺、聚酯、聚丙烯、聚乙烯、聚醚-酰胺、聚氨酯、氯化聚乙烯、苯乙烯/丁二烯嵌段共聚物(KRATON牌的热塑性橡胶，Shell Chemical Company，Houston，TX)、聚(氯乙烯)及美国专利No.3,121,021(Copeland)中所述的被液态水不可渗透的压敏粘合剂涂布的那些，可用作衬面层。任选这些膜可以是打孔的。其他的多孔材料包括织物和非织物基材。
优选的是衬面层具有上述的水蒸汽或液体渗透能力，从而(1)在创伤敷料下面不会发生皮肤的浸渍，(2)在衬面层下的水分积聚不会使衬面层，并进而使创伤敷料抬离皮肤，及(3)增强伤口边缘的紧接度。优选的衬面层是聚合物薄膜，并任选用合并具有上述特性的压敏粘合剂涂布。
衬面层的打孔方法可以是洞或狭缝或其他可使液态水或伤口流出物从伤口进入创伤敷料吸收层的孔。如果表面膜的前表面(面对伤口的表面)用压敏粘合层涂布，那么孔还可通过粘合层延伸。
在本发明所有的实施方案中都可存在背衬层。优选地，背衬层对于动物的解剖表面是舒适的，对液态水是不可渗透的，在40℃、80％的相对湿度差时，其水蒸汽传递速率至少为600克/平方米/24小时。衬面层与背衬层一起可形成包围凝胶层的贮液腔(例如袋或封套)，伤口流出物可进入其中。贮液腔不允许液态水或流出物从其中流出。相反，凝胶层吸收流出物，流出物中的水分以蒸汽形式透过背衬层进入大气中。贮液腔敷料使得伤口流出物可快速地从伤口位置除去，并可防止敷料外部的液体或细菌污染伤口位置。
为除去水蒸汽，背衬层的水蒸汽传递速率至少为如上所述的，优选在40℃、80％的相对湿度差时至少为1200克/平方米/24小时。
衬面层和背衬层的优选实施方案是舒适的聚合物薄膜。通常，膜厚度为约12微米-约50微米，优选为约12微米-约25微米。舒适性在某种程度上取决于厚度，薄膜越薄越舒适。用于本发明医用制品(例如创伤敷料)中的膜的标准是对动物的解剖表面舒适。这意味着当本发明的膜应用到动物的解剖表面时，即使当表面是活动的，它们也可使表面舒适。优选的膜对动物的解剖关节是舒适的。当关节弯曲然后回到其未弯曲位置时，膜可以伸长以适合关节的柔韧性，并且当关节返回其未弯曲状况时，其充分的弹性继续使关节舒适。
在本申请人的发明中用作衬面层或背衬层的膜例子包括聚氨酯，如可从B.F.Goodrich，Cleveland，OH以商品名ESTANE得到，弹性体聚酯，如可从E.I.duPont deNemours&Co.，Wilmington，DE以商品名HYTREL得到，聚氨酯和聚酯共混物，聚氯乙烯、以及聚醚-酰胺嵌段共聚物，如可从Elf-Atochem以商品名PEBAX得到。本发明中所用的特别优选的膜是聚氨酯和弹性体聚酯膜。聚氨酯和弹性体聚酯膜表现出使薄膜具有良好舒适性的弹性性能。
特别有用的薄膜包括具有差分水蒸汽传递速率(MVTR)的″spyrosorbent″膜。含有spyrosorbent膜的敷料不仅可通过吸收处理伤口流出物，而且具有根据流出物量调节水蒸汽传递性能的能力。这种spyrosorbent膜是亲水性的、水蒸汽可渗透的，并具有相对较高的MVTR(湿)，以及差分MVTR比(湿比干)大于1，优选大于3∶1。干MVTR大于约2600g/m2/24小时，优选约3000-4000g/m2/24小时。特别优选用作背衬层的spyrosorbent膜是嵌段聚氨酯，如基于聚四亚甲基二醇和聚乙二醇多元醇的嵌段聚醚聚氨酯脲。这种spyrosorbent膜记载在美国专利No.5,653,699和4,849,458(Reed等人)中。
另一种适合的背衬层是液体控制膜，其具有至少一个带有通道微结构的表面，可控制液体的方向。这种膜可用于将液体传输到较远位置，从而加速液体(例如伤口流出物)通过毛细作用带走。这种膜公开在U.S.6,420,622(Johnston等人)中。
用衬面层、凝胶层和背衬层，可以使创伤敷料有多种不同结构。在一个实施方案中，衬面层和背衬层面积大于凝胶层面积，且衬面层与背衬层粘合，从而形成袋，而凝胶分布于这两层之间。在另一个实施方案中，衬面层或背衬层中的一个基本上与凝胶层的面积相同，另一个具有较大的面积。较大面积的衬面层或背衬层可形成粘合层及剥离衬垫可与其粘合的外周。应该进一步理解，衬面层和/或背衬层可与凝胶层的相邻表面粘合或接合，形成邻接层结构，其中背衬层和衬面层可与凝胶层面积相同或比其大。可选择地，背衬层和衬面层可相互接合，并可与或不与凝胶层接合。在这些结构中，凝胶层限于相互粘合的衬面层和背衬层产生的袋内。各层可通过任何常规方法如粘合剂、热密封或其他接合方式相互接合。
优选本发明的医用制品的衬面层和背衬层至少是半透明的，更优选充分透明，从而使它们敷用的伤口位置可以透过医用制品观察。有利的是观察和评估伤口和其愈合，而不需除去创伤敷料，以避免对伤口位置不必要的处理并使伤口暴露于环境中，从而可降低污染的可能性，并避免清洗伤口的需要，这在除去敷料时是需要的。优选敷料是透明无色的，从而可评估伤口、流出物、伤口周围皮肤的颜色。优选用作可以目测伤口位置的衬面和背衬层的透明膜包括聚氨酯膜，如可从B.F.Goodrich，Cleveland，OH以商品名ESTANE得到；弹性体聚酯，如可从E.I.duPont deNemours&Co.，Wilmington，DE以商品名HYTREL得到；以及，聚醚嵌段酰胺，如可从Elf Atochem NorthAmerica，Philadelphia，PA以商品名PEBAX得到。其他有用的膜记载在美国专利No.4,499,896(Heinecke)；4,598,004(Heinecke)；和5,849,325(Heinecke等人)中。
尽管衬面层可以通过不同于其表面上的压敏粘合剂的方式与伤口粘合，但优选使用这种粘合剂。衬面层中存在粘合剂通常可降低衬面层的水蒸汽透过性。因此优选在层中产生多个孔之前，衬面层被粘合剂涂布。因此伤口流出物可以很容易地透过多孔的粘合剂涂布的衬面层。优选，衬面层和背衬层用粘合剂层预先涂布，从而可促进背衬层与衬面层的接合(形成袋)及衬面膜与伤口位置的接合。
衬面层通常通过粘合剂与伤口位置粘合，粘合剂可以是连续或带图案的。可用于本发明创伤敷料中的优选粘合剂是通常应用到皮肤上的粘合剂，如美国专利No.Re.24,906(Ulrich)中所述，特别是96％丙烯酸异辛酯单元和4％丙烯酰胺单元的共聚物及94％丙烯酸异辛酯单元和6％丙烯酸单元的共聚物。其他有用的粘合剂在美国专利No.3,389,827中所述，其包括具有三种或更多种聚合物嵌段结构的嵌段共聚物，通式结构式为--A--B--A--其中每个A是玻璃态转变温度高于室温(即高于约20℃)、平均分子量约为5000-125,000的热塑性聚合物嵌段，B是平均分子量约为15,000-250,000的共轭二烯的聚合物嵌段。有用的粘合剂的其他例子是丙烯酸粘合剂，如丙烯酸异辛酯/N-乙烯基吡咯烷酮共聚物粘合剂，及交联的丙烯酸酯粘合剂，如美国专利No.4,112,213(Waldman)中所述。在药物中包含粘合剂可用来增强伤口愈合，而包含杀菌剂如碘可用来防止感染。
粘合剂可任选是如在美国专利No.5,614,310(Delgado等人)中所述的具有低损伤性能的微球体粘合剂；如美国专利No.6,171,985 B1(Joseph等人)中所述的具有低损伤性能的纤维粘合剂；或对湿皮肤具有特别好的粘合性能，如美国专利No.6,198,016 B1(Lucast等人)和国际公布No.WO 99/13866和WO 99/13865中公开的粘合剂；如美国专利公开No.2001/0051178 A1(Blatchford等人)中所述的多层粘合剂。特别优选的粘合剂包括15wt.％丙烯酸、15wt.％甲氧基聚环氧乙烷400丙烯酸酯、70wt.％丙烯酸异辛酯，并可根据美国专利No.5,849,325(Heinecke等人)中的实施例1来制备。
可选择可渗透水或伤口流出物的粘合剂，或粘合剂可图案化地涂布在创伤敷料的前表面(即与伤口位置接触的表面，而不管是衬面层或背衬层的前表面)，从而不妨碍流出物流向凝胶层，即粘合剂可涂布在创伤敷料的外周。可选择地，与衬面薄膜相同，粘合层可以打孔，从而提供用于流出物的流道。
为易于操作，剥离衬垫可与粘合层粘合。剥离衬垫的例子是由聚乙烯、聚丙烯和碳氟化合物以及硅树脂涂布的剥离纸或聚酯薄膜制成或用其涂布的衬垫。硅树脂涂布的剥离纸的例子是POLYSLIK S-8004，83磅(135.4g/m2)漂白的硅树脂剥离纸，其由H.P.Smith Co.，Chicago，IL供给，以及80磅(130.5g/m2)漂白的双面硅树脂涂布的纸(2-80-BKG-157)，其由Daubert Chemical Co.，Dixon，IL供给。
本发明的创伤敷料也可以包括使敷料更易应用于伤口上的框架。框架由相对刚性的材料制成，其可在处理和应用到伤口位置的过程中保持敷料的形状。框架一般与背衬膜的背面可分离地粘合，并在应用创伤敷料后可被除去。适合的框架记载在美国专利No.5,531,855(Heinecke等人)和5,738,642(Heinecke等人)中。
实施例
这些实施例仅用于说明，不意图限制所附权利要求的范围。除非另有所指，实施例和说明书其余部分中的所有份数、百分比、比例等都以重量计。除非另有所指，所用溶剂和其他试剂均从Sigma-AldrichChemical Company；Milwaukee，WI得到。
缩写词表
缩写或者商品名     说明
    DMA     二甲基丙烯酰胺
    MEAcAc     乙酰乙酸2-(甲基丙烯酰氧基氧基)乙酯
    MPEG(400)A     甲氧基聚(乙二醇)丙烯酸酯
    PEGDA-1     聚(乙二醇)二丙烯酸酯(Mn＝575g/mol)
    PEGDA-2     聚(乙二醇)二丙烯酸酯(Mn＝258g/mol)
    DBU     1，8-二氮杂双环[5.4.0]十一碳-7-烯，以1wt.％的THF溶液使用
    THF     四氢呋喃
    VAZO 52     2-(1-氰基-1，3-二甲基-丁基偶氮)-2，4-二甲基-戊腈购自DuPont Chemical Co.；Wilmington，DE
    衬垫     具有硅树脂涂层的51微米(2密耳)的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)衬垫
实验方法
溶胀百分率
称重约25mm2和1mm厚的聚合物膜(干重)，然后完全浸泡在0.9％盐水溶液中。24小时后取出样品，拍干外表面，再称重(湿重)。根据下式计算溶胀：
(湿重-干重)/干重×100％＝溶胀％
制备实施例1：
制备聚(DMA)-共-(MEAcAc)的直链共聚物：
在玻璃罐中放入DMA(37.5克)，MEAcAc(37.5克)，VAZO 52(0.3克)和75克THF。得到的溶液用氮气喷射20分钟，然后在水振动浴中在60℃下加热约16小时，进行聚合。
实施例1-3：
使用各种量的制备实施例1中制得的共聚物聚(DMA)-共-(MEAcAc)，表1所示MPEG(400)A、PEGDA-1和THF来制备实施例1-3。在玻璃罐中混合各成分，使其在50℃的振动浴中约18小时形成均匀混合物。将1wt.％DBU(THF溶液)贮存溶液加到溶液中，用木制涂药器搅拌混合物。将混合物倒在衬垫上，在室温下蒸发溶剂。透明的膜在70℃下固化7小时，使用上述测试方法测试溶胀百分率。膜溶胀后保持透明。
表1
实施例 聚(DMA)-共-(MEAcAc)(克) MPEG(400)A(克) PEGDA-1(克) THF(克) DBU贮存溶液(克) 溶胀％
    1     4.55     3.875   0.061  4.38     0.62   522
    2     5.10     3.861   0.069  4.38     0.62   497
    3     4.91     2.788   0.066  4.55     0.45   469
实施例4-6：
使用表2所示各种量的制备实施例1中制得的共聚物聚(DMA)-共-(MEAcAc)、MPEG(400)A、PEGDA-2和THF来制备实施例4-6。在玻璃罐中混合各成分，在50℃的振动浴中约18小时形成均匀混合物。将1wt.％DBU(THF溶液)贮存溶液加到溶液中，用木制涂药器搅拌混合物。将混合物倒在衬垫上，在室温下蒸发溶剂。透明的膜在70℃下固化7小时，使用上述测试方法测试溶胀百分率。膜溶胀后保持透明。
表2
实施例 聚(DMA)-共-(MEAcAc)(克) MPEG(400)A(克) PEGDA-2(克)   THF(克)    DBU贮存溶液(克)   溶胀％
    4     5.20     4.429     0.031     4.29     0.71     544
    5     5.51     4.171     0.033     4.33     0.67     508
    6     5.08     2.884     0.031     4.53     0.47     467

Claims (19)

1.一种亲水性、可交联的组合物，其包括：
a)第一成分聚合物，其包括多个具有悬挂亲水性基团和悬挂迈克尔供体基团的聚合性单体单元；和
b)交联剂，其包括至少两个迈克尔受体基团，和
c)任选的单丙烯酰基成分。
2.如权利要求1所述的组合物，其中所述第一成分聚合物的悬挂亲水性基团是聚(环氧烷)基团。
3.如权利要求1所述的组合物，其中所述交联剂包括具有丙烯酰基端基的亲水性聚(环氧烷)交联剂。
4.如权利要求1所述的组合物，其中所述聚合物a)是平均聚合度小于300的低聚物。
5.如权利要求1所述的组合物，其中所述第一成分聚合物包括：
a)25-75重量份的具有悬挂的亲水性基团的聚合性单体单元，
b)25-75重量份的源于具有悬挂迈克尔供体基团的烯键式不饱和单体的聚合性单体单元；
c)0-25重量份的源于优选含有1-14个碳原子的非叔烷基醇的丙烯酸酯的聚合性单体单元。
6.如权利要求1所述的组合物，其中所述具有悬挂迈克尔供体基团的第一聚合物通过具有多个悬挂反应性官能团的聚合物与具有共反应性官能团的迈克尔供体化合物的反应而制备。
7.如权利要求6所述的组合物，其中所述悬挂反应性官能团选自羟基、氨基、唑啉基、唑酮基、乙酰丙酮基、羧基、异氰酸根合、环氧基、吖丙啶基、酰卤和环酐基团。
8.如权利要求1所述的组合物，其中所述具有悬挂迈克尔供体基团的第一聚合物通过具有多个悬挂亲核官能团的聚合物与双烯酮反应制备。
9.如权利要求1所述的组合物，其包括：
a)80-99.9重量份的所述第一成分聚合物，和
b)0.1-50重量份的所述交联剂，
其中所述组合物交联时可以吸收至少50wt.％的水。
10.如权利要求1所述的组合物，其中所述迈克尔供体基团当量与所述交联剂的迈克尔受体基团当量的比小于5∶1。
11.如权利要求1所述的组合物，其中所述迈克尔供体当量与总迈克尔受体基团当量(交联剂加单丙烯酰基化合物)的比例为1.2∶1-1∶1.2。
12.如权利要求1所述的组合物，其中所述具有迈克尔供体基团的单体单元是下式：
W1-CHR4-C(O)-Q-Z    (II)，或
W1-NH-C(O)-Q-Z      (III)
其中
R4代表氢、烷基或芳基；
W1选自氰基、硝基、烷基羰基、烷氧基羰基、芳基羰基、芳氧基羰基、酰胺基和磺酰基，
Z是可聚合的烯键式不饱和部分，和
Q是选自亚烷基、-O-、-NR1-、-S-和其组合的二价连接基团。
13.如权利要求2所述的组合物，其中所述具有悬挂亲水性聚(环氧烷)基团的单体单元是下式：
Z-Q-(CH(R1)-CH2-O)n-R2    (I)
其中Z是可聚合的烯键式不饱和部分，R1是H或C1-C4烷基，R2是H、C1-C4烷基、芳基或其组合，n是2-100，Q是二价连接基团。
14.一种交联的组合物，包括权利要求1所述的组合物。
15.一种制造基底的方法，所述基底在其至少一个表面上带有交联聚合物组合物的涂层，所述方法包括以下步骤：
a)在所述基底上涂布如权利要求1-14所述的聚合物组合物；和
b)在碱性催化剂存在下，使所述第一成分聚合物与交联剂交联。
16.如权利要求15所述的方法，其中所述迈克尔供体基团当量与所述迈克尔受体基团当量的比小于2∶1，其中所述交联的聚合物具有悬挂的未反应的迈克尔供体基团。
17.如权利要求16所述的方法，还包括使所述悬挂的未反应的迈克尔供体基团与单丙烯酰基成分反应的步骤。
18.如权利要求15所述的方法，其中交联步骤在碱性催化剂和单丙烯酰基成分存在下进行。
19.如权利要求15所述的方法，其中所述聚合物组合物包括
a)按每100重量份的所述第一成分计，所述交联剂的量在每个第一成分聚合物链中足以提供大于两个的交联；和
b)小于2重量份的残余物含量。
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