Brevet FR2474047A1 — publié le 19810724

La présente invention concerne une composition poly- mérisable thermostable et un procédé l'utilisant en particu- lier comme milieu de transfert pour établir un diagnostic. Le brevet US No. 4.120.262 décrit un appareil pour transférer des substances biologiques fixées à la surface d'un substrat à la surface réceptrice d'un support, dans le- quel le milieu de transfert est pressé entre les surfaces du substrat et du support pour que la substance biologique soit encapsulée dans le milieu de transfert puis on retire le substrat pour faire apparaître la substance encapsulée portée par le support. Une composition adhésive constituant un mode de réa- lisation de l'invention est un milieu de transfert efficace dans l'appareil précité. De façon générale l'invention concerne des composi- tions polymérisables thermostables, thermodurcissables ou photodurcissables qui sont caractérisées par un durcissement rapide lorsqu'on les expose à la lumière dans le cas de la photo-initiation ou à la chaleur dans le cas de la thermo- initiation, et par une extrême stabilité dans les condi- tions de stockage. Dans le mode de réalisation décrit, le durcissement de la composition ne modifie pas les caracté- ristiques morphologiques ou les caractéristiques après colo- ration de l'échantillon biologique encapsulé et l'indice de réfraction de la composition durcie est très voisin de l'indice de réfraction de l'échantillon biologique encapsu- lé et du verre. Egalement la composition est pratiquement inodore; elle a une faible toxicité; elle a une viscosité modérée avant le durcissement, à savoir 100-200 cP/250C; elle adhère au verre et aux autres surfaces après durcisse- ment; et elle est stable pendant au moins 6 mois à 450C. De plus on peut conserver indéfiniment les pellicules dur- cies avec les échantillons biologiques encapsulés. En résumé les compositions de l'invention ont de nombreux emplois et on peut les utiliser de façon générale dans le domaine du diagnostic lorsqu'on doit protéger pen- dant des durées prolongées des échantillons biologiques sans altérer leurs caractéristiques morphologiques ou leurs ca- ractéristiques après coloration. De plus on peut.utiliser ces compositions comme revêtements polymères et également comme couche adhésive dans des structures stratifiées. L'invention concerne une composition adhésive ou de revêtement polymérisable, thermostable constituée de:, (a) une matière polymérisable choisie parmi les com- posés vinyliques, les acrylates et les méthacrylates mono- mères ou un polymère insaturé comportant des doubles liai- sons carbone-carbone éthyléniques; (b) un composé à métal de transition choisi parmi les sels ou chélates des métaux de transition; et (c) un antioxydant d'arrêt de chaîne polymère. On peut incorporer un composant additionnel (d) qui est un antioxydant inhibiteur pour améliorer la stabilité- par régénération de l'agent d'arrêt de chaîne. De plus la composition peut éventuellement contenir d'autres matières telles que des agents favorisant l'adhésion au verre, des photo-initiateurs, des thermo- initiateurs, des fixateurs d'eau et des catalyseurs acides. De plus on peut utiliser un solvant approprié pour préparer ces compositions. Un solvant approprié dissout les composants sans réagir avec eux. L'invention va maintenant être décrite de façon détaillée. Les nouvelles compositions de l'invention trouvent des utilisations générales dans divers domaines en plus du domaine de diagnostic précité et on peut par exemple les utiliser comme adhésifs ou revêtements du verre, des matiè- res plastiques, du bois, du caoutchouc de silicone, du caoutchouc naturel et des métaux. Les compositions de l'invention sont constituées de trois composants fondamentaux: (a) une matière polymérisable choisie parmi les composés vinyliques, les acrylates et les méthacrylates mo- nomères ou un polymère insaturé comportant des doubles liaisons carbonecarbone éthyléniques; (b) un composé à métal de transition choisi parmi les sels ou chélates des métaux de transition; et (c) un antioxydant d'arrêt de chaîne polymère. Egalement les compositions peuvent contenir un composant (d) qui est un antioxydant inhibiteur. L'incorporation du composé à métal de transition, de l'antioxydant d'arrêt de chaîne et de l'antioxydant inhibiteur qui servent de stabilisants, donne à la composi- tion, lorsqu'elle est convenablement stockée, une stabilité supérieure à 6 mois à 450C. En l'absence du composé à métal de transition la composition subit une gélification qui s'achève en 24 heures à 250C. En l'absence de l'antioxydant d'arrêt de chaîne et de l'antioxydant inhibiteur, la compo- sition est stable pendant un mois à 450C. Ceci semble indi- quer que le cation de métal de transition a une action cata- lytique, c'est-à-dire est régénéré. Le cation de métal de transition semble se comporter comme un agent de décomposi- tion des radicaux libres pendant le stockage à l'obscurité. Un tel stabilisant protège le système monomère contre la polymérisation radicalaire pendant le stockage à l'obscuri- té mais n'entrave pas le durcissement rapide de la composi- tion lorsqu'on l'utilise comme agent de liaison. En l'absence du composé à métal de transition, la durée de vie de la composition est fortement réduite et on doit l'utiliser dans les huit heures qui suivent la prépa- ration. Sinon la composition devient de plus en plus vis- queuse puis se polymérise sous forme d'un gel souple. Dans la plupart des applications de la composition polymérisable, il est préférable que sa viscosité soit comprise entre 100 et 500 cP à 250C. La matière polymérisable constituant le composant (a) peut être un monomère vinylique choisi parmi les compo- sés vinyliques, les acrylates et les méthacrylates, par exemple le chlorure de vinyle, le styrène et le méthacryla- te de méthyle. Il peut également être un composé polyviny- lique, par exemple le butadiène, le diméthacrylate de bis- phénol A éthoxylé, etc. Ces composés polyvinyliques peu- vent former des réticulations dans la matrice durcie ce qui accroit sa résistance mécanique. De plus la matière polymérisable peut être un polymère insaturé quelconque com- portant des doubles liaisons libres pouvant réagir avec des radicaux libres par exemple des polyesters insaturés. Parmi ces substances figurent les copolymères de glycols tels que l'éthylèneglycol ou le propylèneglycol et de dérivés d'aci- des insaturés tels que l'anhydride maléique ou l'anhydride fumarique. Ces polyesters insaturés peuvent également être co- polymérisés avec un monomère vinylique, par exemple l'acé- tate de vinyle, le styrène, le méthacrylate de méthyle, l'acrylamide, l'acide méthacrylique, le butadiène, le divi- nylbenzène ou le diméthacrylate de bisphénol A éthoxylé. Ces copolymères font partie des matières polymérisables utiles dans l'invention. Le composant (b) est un composé soluble quelconque à métal de transition dont l'anion est minéral ou organique par exemple FeC13 ou Fe(CH3C02)3. D'autres exemples de cations de métaux de transition sont Ni, Cr 3+, Ru3+ Mn2+ o2+ 3+ 3+ e3+ Mn,Co,Ti ilEU et Pr On peut également utiliser ces cations métalliques sous leurs formes chélatées, par exemple d'un acétylacéto- nate tel que l'acétylacétonate de chrome et l'acétylacéto- nate de titane. En plus des trois composants précités, la composi- tion peut contenir éventuellement d'autres matières comme précédemment indiqué pour lui conférer des propriétés uti- les avant et après le durcissement. Par exemple on peut ajouter un agent favorisant l'adhésion au verre, en particulier lorsqu'on utilise une lame pour microscopie comme support. Parmi les agents appro- priés favorisant l'adhésion au verre, figurent les trialco- xysilanes et de préférence ceux comportant un radical viny- le terminal tels que le y-(méthacryloxy)propyltriméthoxy- silane. Parmi les autres silanes utilisables figurent ceux répondant à la formule: CH2. Cc- O m (CH2)- Si-(OR') H2 C m n 3 o R' représente un radical alkyle ou alcoxy comportant 1 à 4 atomes de carbone; E représente un atome d'hydrogène ou un radical alkyle inférieur (1 à 4 atomes de carbone); n = 1-10 et m = O ou 1. On peut également, lorsqu'on effectue un durcisse- ment sous l'effet de la lumière, ajouter un photo-initiateur tel que la diméthoxy-2,2 phényl-2 acétophénone, la diéthoxy- 2,2 acétophénone ou le phényl-1 propanedione-1,2 02-benzoyl- oxime. Sinon, on peut incorporer, lorsqu'on effectue un durcissement thermique, un thermo-initiateur tel que le peroxyde de benzoyle, le peroxyde d'acétyle ou l'azobisiso- butyronitrile. Lorsqu'on effectue un tel durcissement, on préfère ajouter l'initiateur juste avant le durcissement. Un traitement thermique efficace consiste à chauffer à une température d'environ 40 à environ 200 C. Le composant (c) est un antioxydant d'arrêt de chaîne polymère. Ce composant a pour rôle de réduire les radicaux peroxy et de former ainsi des hydroperoxydes. Les p-alcoxyphénols répondant à la formule: OH R1 R2 X o R1 et R2 représentent chacun un atome d'hydrogène ou un radical phényle ou tert-butyle et X représente un radical alkyle ou alcoxy comportant 1 à 4 atomes de carbone sont par- ticulièrement utiles. Des exemples de tels composants appro- priés sont le p-méthoxyphénol, le di-tert-butyl-2,6 méthoxy- 4 phénol et le diphényl-2,6 méthoxy-4 phénol. Le composant (d) éventuellement présent est un anti- oxydant inhibiteur qui régénère l'antioxydant d'arrêt de chaîne et décompose les hydroperoxydes. On peut citer comme exemples de tels antioxydants inhibiteurs, les thioéthers e-activés répondant à la formule suivante: (Y-CH2CH2) 2S o Y peut représenter: os o Z représente H ou NO2 ou Y peut représenter C-OR o R représente un radical alkyle comportant 4 à 18 atomes de carbone. On peut éventuellement ajouter pour protéger l'alco- xysilane contre l'attaque par l'eau, un fixateur d'eau tel que l'orthoformiate de triméthyle ou l'orthoformiate de triéthyle. Pour permettre un fonctionnement efficace du fixa- teur d'eau, on peut ajouter un catalyseur acide tel que l'acide ptoluènesulfonique, l'acide benzènesulfonique ou l'acide méthanesulfonique. Egalement les compositions de l'invention peuvent contenir un solvant inerte. Un solvant approprié est un sol- vant qui dissout les composants sans réagir avec eux. Parmi les solvants appropriés figurent le méthanol, le tétrachlo- rure de carbone et les mélanges de benzène et de chlorofor- me. Le solvant sert également à ajouter la viscosité de la composition obtenue. On peut utiliser de façon efficace les compositions de l'invention pour unir des matériaux opaques tels que le bois, les métaux, les matières plastiques et le caoutchouc par durcissement thermique. Dans le cas o la matière à po- lymériser peut être exposée à la lumière, on préfère effec- tuer un durcissement sous l'effet de la lumière ou d'un autre rayonnement. Dans le mode de réalisation préféré de l'invention on utilise les ingrédients dans les gammes de proportion suivantes: (a) substance polymérisable 90-95 % (b) composé à métal de transition 1 x 10-4 - 1 x 10 2M (c) antioxydant d'arrêt de chaîne 0,03 - 0,3 % (d) antioxydant inhibiteur 0,03 - 0,3 %. L'invention est illustrée par les exemples non limi- tatifs suivants. EXEMPLE I On prépare une composition adhésive par mélange des ingrédients suivants. Ingrédients Quantité (a) diméthacrylate de bisphénol A éthoxylé 82,0 g (b) FeC13 dans le méthanol (solution 1 x 10 -1M) 1,0 ml (c) p-méthoxyphénol 0,3 g (d) diméthoxy-2,2 phényl-2 acétophénone 2,0 g (e) orthoformiate de triméthyle 2,0 g (f) acide p-toluènesulfonique 1 mg (g) y-(méthacryloxy)propyltriméthoxysilane 13,0 g La composition obtenue durcit rapidement en lumière ultraviolette pour former un revêtement utile d'un frottis de sang sur une lame pour microscopie. EXEMPLE II On prépare la composition de l'exemple I dans un milieu solvant avec les solvants ci-après ou leur mélange: tétrachlorure de carbone, chloroforme, benzène et méthanol. Les compositions obtenues présentent des propriétés de durcissement et des utilités équivalentes. - EXEMPLE III On prépare des compositions semblables à celles de l'exemple I mais on utilise au lieu du composant photo- initiateur (d) des quantités stoechiométriques équivalentes des thermoinitiateurs suivants. On utilise également les solvants indiqués: peroxyde de benzoyle et benzène azobisisobutyronitrile et méthanol On incorpore les thermo-initiateurs juste avant le traitement thermique qu'on effectue à une température d'en- viron 100 C. Les compositions durcies obtenues ont un pou- voir adhésif efficace. EXEMPLE IV On prépare les compositions adhésives suivantes avec les ingrédients indiqués. Composition A Ingrédients Quantité (a) diméthacrylate de bisphénol A éthoxylé 82,0 g (b) FeCl3 dans le méthanol (solution 1 x 10- 1M) 1,0 ml (c) p-méthoxyphénol 0,3 g (d) thiodipropionate de didodécyle 0,3 g (e) diméthoxy-2,2 phényl-2 acétophénone 2,0 g (f) orthoformiate de triméthyle 2,0 g (g) acide p-toluènesulfonique 1 mg (h) y-(méthacryloxy)propyltriméthoxysilane 13,0 g La composition adhésive durcit rapidement en lumiè- re ultraviolette pour former un revêtement utile d'un frottis de sang sur une lame pour microscopie. La pellicule adhésive durcie a un indice de réfraction compatible avec celui des cellules sanguines encapsulées et est extrêmement stable, sa durée de conservation étant indéfinie. La compo- sition adhésive a une durée de conservation de 6 mois à C et est pratiquement dépourvue d'odeur ou de toxicité. Sa viscosité est de 100-200 cP/25 C et elle adhère très bien au verre. EXEMPLE V On prépare une composition comme décrit dans l'exem- ple. IV si ce n'est qu'on utilise le monomère vinylique sui- vant au lieu du composant (a) avec des résultats comparables: CH3 CH CH 2 C-C-0-CH2CH2-0-CH2-CH2-0 O CH3 CH OCH2 COCH 2CH02-CCH2 1 O EXEMPLE VI On prépare une composition comme décrit dans l'exem- ple IV si ce n'est qu'on utilise les composés à métal de transition suivants au lieu de FeCl3, avec des résultats com- parables: CrC13, MnC12, FeBr3, CoC12, NiC12, RuC13, Eu(fod)3 [fod = tris(heptafluoro-6,6,7,7,8,8 diméthyl-2,2 octanedionate-3,5)], acétylacétonate de chrome, acétylacé- tonate de titane, acétate ferrique, oléate de cobalt et Pr(fod)3À EXEMPLE VII On prépare une composition comme décrit dans l'exem- ple IV si ce n'est qu'on utilise comme antioxydant d'arrêt de chaîne polymère le di-tert-butyl-2,6 méthyl-4 phénol; on obtient des résultats comparables. EXEMPLE VIII On prépare une composition comme décrit dans l'exem- ple V si ce n'est qu'on utilise les antioxydants inhibiteurs suivants au lieu du composant (d): O S (H2CH2-COR) 2 oh R = C8H17 ou C18 37. On obtient des résultats comparables. Il est évident pour l'homme de l'art que l'inven- tion est susceptible de diverses modifications sans sortir de son cadre. REVENDICATIONS 1. Composition adhésive polymérisable thermostable caractérisée en ce qu'elle est constituée de: (a) une matière polymérisable choisie parmi les composés vinyliques, les acrylates et les méthacrylates mo- nomères ou un polymère insaturé comportant des doubles liai- sons carbone-carbone éthyléniques; (b) un composé à métal de transition; et (c) un antioxydant d'arrêt de chaîne polymère. 2. Composition selon la revendication 1, caractéri- sée en ce qu'elle contient comme composant (d) un antioxy- dant inhibiteur. 3. Composition selon la revendication 1, caractéri- sée en ce que la matière polymérisable est un monomère viny- lique comportant au moins une double liaison terminale poly- mérisable. 4. Composition selon la revendication 1, caractéri- sée en ce que la matière polymérisable est un polymère in- saturé, comportant des doubles liaisons carbone-carbone éthyléniques, copolymérisé avec un monomère vinylique. 5. Composition selon la revendication 4, caractéri- sée en ce que le polymère insaturé est un polyester insa- turé dérivant de la condensation de glycols tels que l'éthy- lèneglycol ou le propylèneglycol avec un anhydride tel que l'anhydride fumarique ou l'anhydride maléique et en ce que le monomère vinylique qui lui est copolymérisé est choisi parmi l'acétate de vinyle, le styrène, le méthacrylate de méthyle, le butadiène, le divinylbenzène ou le diméthacry- late de bisphénol A éthoxylé. 6. Composition selon la revendication 1, caractéri- sée en ce que le composé à métal de transition est choisi parmi les sels de chrome, de manganèse, de nickel, de fer, de cobalt ou de cuivre. 7. Composition selon la revendication 6, caractéri- sée en ce que le composé à métal de transition est un sel métallique ferrique. 8. Composition selon la revendication 7, caractéri- sée en ce que le sel métallique ferrique est le chlorure ferrique. 9. Composition selon la revendication 1, caractéri- sée en ce que l'antioxydant d'arrêt de chaine polymère est un palcoxyphénol de formule: - OH R R2 X o R1 et R2 représentent chacun un atome d'hydrogène ou un radical phényle ou tert-butyle et X représente un radical alkyle ou alcoxy comportant 1 à 4 atomes de carbone. 10. Composition selon la revendication 9, caracté- risée en ce que le p-alcoxyphénol est choisi parmi le p- méthoxyphénol, le di-tert-butyl-2,6 méthoxy-4 phénol ou le diphényl-2,6 méthoxy-4 phénol. 11. Composition selon la revendication 1, caracté- risée en ce que l'antioxydant inhibiteur est un composé de formule: (Y-CH2-CH2)2S o Y représente: O o Z représente un atome d'hydrogène ou NO2, ou Y représen- o te -C-OR, o R représente un radical alkyle comportant 4 à 18 atomes de carbone. 12. Composition selon la revendication 11, caracté- risée en ce que l'antioxydant inhibiteur est le thiodipro- pionate de didodécyle. 13. Composition selon la revendication 1, caracté- risée en ce qu'elle est essentiellement dépourvue de solvant inerte. 14. Composition selon la revendication 1, caractéri sée en ce qu'elle contient un photo-initiateur. 15. Composition selon la revendication 1, caractéri sée en ce qu'elle contient un thermo-initiateur. 16. Composition selon la revendication 1, caractéri sée en ce qu'elle est constituée de: (a) du diméthacrylate de bisphénol A éthoxylé; (b) du chlorure ferrique; et (c) du p-méthoxyphénol. 17. Composition selon la revendication 16, caracté- risée en ce qu'elle contient du thiodipropionate de dido- décyle. 18. Procédé pour transférer une substance adhérant à la surface d'un substrat à une surface réceptrice, carac- térisé en ce qu'il consiste à mettre cette substance en con- tact avec une composition adhésive selon la revendication 1 placée sur la surface réceptrice pour encapsuler cette substance dans cette composition adhésive sur la surface réceptrice. 19. Procédé selon la revendication 18, caractérisé en ce que la substance est une substance biologique. 20. Procédé selon la revendication 18, caractérisé en ce que le substrat est sous forme d'un ruban en mylar, en acétate de cellulose, en polyéthylene ou en polypro- pylène. 21. Procédé selon la revendication 18, caractérisé en ce que la surface réceptrice est une lame pour micros- copie. 22. Procédé selon la revendication 18, caractérisé en ce qu'il comporte de plus un stade de photopolymérisa- tion pour durcir la substance encapsulée par exposition à une lumière de longueur d'onde appropriée. 23. Procédé selon la revendication 18, caractérisé en ce qu'on effectue le durcissement par exposition à un rayonnement ultraviolet. 24. Procédé selon la revendication 18, caractérisé en ce qu'il comporte de plus un stade thermique dans lequel t - on durcit la substance encapsulée par traitement thermique. 25. Procédé selon la revendication 24, caractérisé en ce que le traitement thermique consiste à chauffer à une température d'environ 40 à environ 2000C.