一種具有良好回彈性的硅水凝膠及其制備方法和應(yīng)用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種硅水凝膠，具體來(lái)說(shuō)，涉及一種具有良好回彈性的硅水凝膠及其 制備方法和應(yīng)用方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 聚合物水凝膠是一種在水中只溶脹不溶解，而且可以保有大量水分的網(wǎng)狀聚合 物。水凝膠因其具有良好的生物相容性和環(huán)境友好性，使其成為制造生物醫(yī)學(xué)裝置、尤其是 角膜接觸鏡或人工晶體的的優(yōu)選材料。
[0003] 角膜接觸鏡從發(fā)展至今已有一百多年的歷史了。然而到了今天，角膜接觸鏡不僅 是近視患者及一部分患有眼部疾病人士的一種重要醫(yī)療器材，而且也逐漸成為很多愛(ài)美人 士熱衷的美目產(chǎn)品。其中，硬性角膜接觸鏡已經(jīng)逐漸退出歷史的舞臺(tái)，軟性角膜接觸鏡已逐 漸成為了現(xiàn)在的主流。最早的軟性角膜接觸鏡源自上世紀(jì)五十年代，是捷克科學(xué)家利用甲 基丙烯酸2_羥乙酯合成的水凝膠制備而成。
[0004] 經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的發(fā)展，出現(xiàn)了一些可用于角膜接觸鏡材料的常規(guī)水凝膠。這種水 凝膠是由親水單體（如甲基丙烯酸2-羥乙酯，N-乙烯基吡咯烷酮）的混合物制備。美國(guó) 專利US4495313、US4889664和US5039459公開(kāi)了常規(guī)水凝膠的形成。
[0005] 常規(guī)水凝膠制備的角膜接觸鏡雖然具有佩戴舒適、容易被人眼所接收的特點(diǎn)，但 其在透氧性能以及實(shí)現(xiàn)功能化等方面仍然有待改進(jìn)。由于水凝膠材料的透氧機(jī)理方面的原 因，其透氧性能難以滿足過(guò)長(zhǎng)時(shí)間佩戴的要求。常規(guī)水凝膠制備的角膜接觸鏡提高透氧性 能只能通過(guò)提高含水量的方式實(shí)現(xiàn)，但是其機(jī)械強(qiáng)度隨含水量的增大而急劇降低。因此，傾 向于引入含硅單體以增加氧的滲透性。這樣做雖然可以有效地提高水凝膠的氧的滲透性， 但是含硅單體通常是疏水性單體。這就意味著在與親水性單體共聚合有相當(dāng)?shù)碾y度，且所 制備出的水凝膠能否達(dá)到作為角膜接觸鏡材料的技術(shù)指標(biāo)也是一大難題。
[0006] 疏水性單體與親水性單體共聚合時(shí)，很容易產(chǎn)生相分離的問(wèn)題，一旦所制得的水 凝膠發(fā)生了相分離現(xiàn)象會(huì)使水凝膠變的不透明或者出現(xiàn)明顯的霧影，這樣的水凝膠是無(wú) 法作為角膜接觸鏡材料使用的。與此同時(shí)，由于疏水性單體與親水性單體相容性的問(wèn)題，共 聚合的完全程度也是一個(gè)重要考量指標(biāo)，如果共聚合的不完全，那么所制得的水凝膠機(jī)械 強(qiáng)度會(huì)不理想。這樣所制得水凝膠作為角膜接觸鏡使用的壽命會(huì)受到影響。
[0007] 含硅單體是一種剛性較強(qiáng)的單體，單純用其制備的硅水凝膠即使可以克服機(jī)械強(qiáng) 度不理想的問(wèn)題，也會(huì)帶來(lái)新的問(wèn)題，即所制備的硅水凝膠回彈性差，拉伸后無(wú)法回復(fù)原 形。在后來(lái)硅水凝膠角膜接觸鏡的發(fā)展過(guò)程中，各大隱形眼鏡制造商通過(guò)多種方式解決了 這一難題，常見(jiàn)的解決方法是加入長(zhǎng)支鏈的聚硅氧烷，這樣會(huì)大幅提高水凝膠中高分子鏈 的柔韌性，從而達(dá)到了最終提高硅水凝膠的回彈性的目的。
[0008] 這類方法中的長(zhǎng)支鏈的聚硅氧烷價(jià)格高昂，且大部分是各大制造商自行制備獲 得，方法復(fù)雜且來(lái)源渠道較少。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 技術(shù)問(wèn)題：本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是：提供一種具有良好回彈性的硅水凝 膠，該硅水凝膠具有良好的回彈性，機(jī)械強(qiáng)度及透光性，可用于眼部物件的制備。同時(shí)，還提 供該硅水凝膠的制備方法，該制作方法簡(jiǎn)單，且原料來(lái)源廣泛，還提供該硅水凝膠的應(yīng)用方 法，用于制備角膜接觸鏡或人工晶體，具有良好的回彈性，且成本低廉。
[0010] 技術(shù)方案：為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明實(shí)施例采用如下的技術(shù)方案：
[0011] 第一方面，本實(shí)施例提供一種具有良好回彈性的硅水凝膠，該硅水凝膠按照質(zhì)量 分?jǐn)?shù)，由以下組分組成：
[0012] 含硅單體混合物：25~50%; 親水單體： 45~70%; 引發(fā)劑: 0. 01~0. 1%; 交聯(lián)劑： 2~
[0013] 作為一種優(yōu)選方案，所述的含硅單體混合物由兩種含硅單體組成，且兩種含硅單 體的質(zhì)量比為1:]~知所述的含硅單體具有體型結(jié)構(gòu)，且不含有二甲基硅氧烷重復(fù)單元。
[0014] 作為一種優(yōu)選方案，所述的含硅單體混合物由（三甲基甲硅氧烷基）_3_甲基丙烯 酰氧基丙基硅烷、甲基-二（三甲基硅氧烷基）-甲硅烷基丙基甲基丙烯酸甘油酯、甲基丙 烯酸雙（三甲基硅烷氧基）丙酯、甲基丙烯酸五甲基二硅氧烷基酯中的任意兩種組成。
[0015] 作為一種優(yōu)選方案，所述的親水單體為甲基丙烯酸2-羥乙酯、N-乙烯基吡咯烷 酮、N，N-二甲基丙烯酰胺、N，N-二乙基丙烯酰胺、N-異丙基丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、乙烯 基磺酸鈉、苯乙烯磺酸鈉、2-乙烯基噁唑啉、2-乙烯基-4, 4' -二烷基噁唑啉-5-酮，2-乙 烯基吡咯、4-乙烯基吡咯中的一種或任意組合。
[0016] 作為一種優(yōu)選方案，所述的交聯(lián)劑為甲基丙烯酸烯丙酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、 三乙二醇二甲基丙烯酸酯、1. 4-己二醇二丙烯酸酯、四甘醇二丙烯酸酯或者新戊二醇二丙 稀酉支醋。
[0017] 作為一種優(yōu)選方案，所述的引發(fā)劑為2-羥基-2-甲基苯丙酮或者偶氮二異丁腈。
[0018] 第二方面，本實(shí)施例提供一種具有良好回彈性的硅水凝膠的制備方法，該制備方 法包含以下過(guò)程：將含硅單體混合物、親水單體、引發(fā)劑、溶劑和交聯(lián)劑混合攪拌2~12h， 固化引發(fā)1~12h，制得硅水凝膠，將硅水凝膠酒精抽提2~4h，隨后將硅水凝膠浸泡磷酸 鹽緩沖溶液16~24h，磷酸鹽緩沖溶液的PH值為6~8,從而制得最終的硅水凝膠。
[0019] 作為一種優(yōu)選方案，所述的溶劑為戊醇、正己醇、庚醇、辛醇、癸醇、乙酸乙酯、乙酸 丁酯中的一種或任意組合。
[0020] 作為一種優(yōu)選方案，所述的硅水凝膠按照質(zhì)量分?jǐn)?shù)，由以下組分組成：
[0021] 含硅單體混合物25-50%； 親水單體： 45~70%; 引發(fā)劑:: 0.01~0.1%; 交聯(lián)劑:； 2-7%；
[0022] 所述的溶劑質(zhì)量占含硅單體混合物質(zhì)量的50~90 %。
[0023] 第三方面，本實(shí)施例提供一種硅水凝膠的應(yīng)用方法，所述的硅水凝膠用于制作角 膜接觸鏡或人工晶體。
[0024] 有益效果：與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)方案具有以下有益效果：該水凝膠角 膜接觸透鏡具有良好的伸長(zhǎng)率和回彈性，以及透光性。發(fā)明中利用到高分子共聚合的原理， 將兩種不同的硅單體混合起來(lái)，使得在水凝膠中得到的高分子鏈段具有不同的含硅片段， 從而使這些高分子鏈具有了柔韌性。這種方式制備的硅水凝膠，克服了單一硅單體制備的 水凝膠剛性過(guò)強(qiáng)的缺點(diǎn)，使得水凝膠回彈性大幅優(yōu)化。同時(shí)，這些硅單體來(lái)源穩(wěn)定，且價(jià)格 低廉，有著廣闊的市場(chǎng)應(yīng)用前景。
【附圖說(shuō)明】
[0025] 圖1是本發(fā)明實(shí)施例和對(duì)比例的應(yīng)力-應(yīng)變曲線圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026] 下面結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明。
[0027] 本發(fā)明實(shí)施例提供一種具有良好回彈性的硅水凝膠，該硅水凝膠按照質(zhì)量分?jǐn)?shù)， 由以下組分組成：
[0028] 含硅單體混合物:：25~50%; 親水單體： 45~70%; 引發(fā)劑： 讓〇1~0.?; 交聯(lián)劑： 2~m
[0029] 在上述實(shí)施例中，所述的含硅單體混合物由兩種含硅單體組成，且兩種含硅單體 的質(zhì)量比為1:1所述的含硅單體具有體型結(jié)構(gòu)，且不含有二甲基硅氧烷重復(fù)單元。含 3： 硅單體具有體型結(jié)構(gòu)。體型結(jié)構(gòu)是一種剛性結(jié)構(gòu)，具有較弱的回彈性。線性結(jié)構(gòu)具有較好 的柔性，回彈性好。傳統(tǒng)的方法是使用具有線性結(jié)構(gòu)的硅單體來(lái)制備具有回彈性的水凝膠。 本發(fā)明實(shí)施例中，兩種體型的小分子含硅單體在聚合時(shí)，會(huì)形成兩種不同含硅單體的重復(fù) 單元的多組分高分子鏈段，利用了高分子共混改善韌性的原理，大大的降低了高分子的剛 性，增加了回彈性，從而使制得的硅水凝膠回彈性更好。
[0030] 作為優(yōu)選方法，所述的含硅單體混合物為（三甲基甲硅氧烷基）-3-甲基丙烯酰 氧基丙基硅烷（Tris)、甲基-二（三甲基硅氧烷基）-甲硅烷基丙基甲基丙烯酸甘油酯 (SiM