一種具有良好回彈性的硅水凝膠及其制備方法和應用方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種硅水凝膠，具體來說，涉及一種具有良好回彈性的硅水凝膠及其 制備方法和應用方法。
【背景技術】
[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狀聚合 物。水凝膠因其具有良好的生物相容性和環境友好性，使其成為制造生物醫學裝置、尤其是 角膜接觸鏡或人工晶體的的優選材料。
[0003] 角膜接觸鏡從發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療器材，而且也逐漸成為很多愛美人 士熱衷的美目產品。其中，硬性角膜接觸鏡已經逐漸退出歷史的舞臺，軟性角膜接觸鏡已逐 漸成為了現在的主流。最早的軟性角膜接觸鏡源自上世紀五十年代，是捷克科學家利用甲 基丙烯酸2_羥乙酯合成的水凝膠制備而成。
[0004] 經過一段時間的發展，出現了一些可用于角膜接觸鏡材料的常規水凝膠。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 專利US4495313、US4889664和US5039459公開了常規水凝膠的形成。
[0005] 常規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，但 其在透氧性能以及實現功能化等方面仍然有待改進。由于水凝膠材料的透氧機理方面的原 因，其透氧性能難以滿足過長時間佩戴的要求。常規水凝膠制備的角膜接觸鏡提高透氧性 能只能通過提高含水量的方式實現，但是其機械強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的難度，且所 制備出的水凝膠能否達到作為角膜接觸鏡材料的技術指標也是一大難題。
[0006] 疏水性單體與親水性單體共聚合時，很容易產生相分離的問題，一旦所制得的水 凝膠發生了相分離現象會使水凝膠變的不透明或者出現明顯的霧影，這樣的水凝膠是無 法作為角膜接觸鏡材料使用的。與此同時，由于疏水性單體與親水性單體相容性的問題，共 聚合的完全程度也是一個重要考量指標，如果共聚合的不完全，那么所制得的水凝膠機械 強度會不理想。這樣所制得水凝膠作為角膜接觸鏡使用的壽命會受到影響。
[0007] 含硅單體是一種剛性較強的單體，單純用其制備的硅水凝膠即使可以克服機械強 度不理想的問題，也會帶來新的問題，即所制備的硅水凝膠回彈性差，拉伸后無法回復原 形。在后來硅水凝膠角膜接觸鏡的發展過程中，各大隱形眼鏡制造商通過多種方式解決了 這一難題，常見的解決方法是加入長支鏈的聚硅氧烷，這樣會大幅提高水凝膠中高分子鏈 的柔韌性，從而達到了最終提高硅水凝膠的回彈性的目的。
[0008] 這類方法中的長支鏈的聚硅氧烷價格高昂，且大部分是各大制造商自行制備獲 得，方法復雜且來源渠道較少。
【發明內容】
[0009] 技術問題：本發明所要解決的技術問題是：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，機械強度及透光性，可用于眼部物件的制備。同時，還提 供該硅水凝膠的制備方法，該制作方法簡單，且原料來源廣泛，還提供該硅水凝膠的應用方 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] 技術方案：為了解決上述技術問題，本發明實施例采用如下的技術方案：
[0011] 第一方面，本實施例提供一種具有良好回彈性的硅水凝膠，該硅水凝膠按照質量 分數，由以下組分組成：
[0012] 含硅單體混合物：25~50%; 親水單體： 45~70%; 引發劑: 0. 01~0. 1%; 交聯劑： 2~
[0013] 作為一種優選方案，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 體的質量比為1:]~知所述的含硅單體具有體型結構，且不含有二甲基硅氧烷重復單元。
[0014] 作為一種優選方案，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] 作為一種優選方案，所述的交聯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] 作為一種優選方案，所述的引發劑為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 法包含以下過程：將含硅單體混合物、親水單體、引發劑、溶劑和交聯劑混合攪拌2~12h， 固化引發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] 作為一種優選方案，所述的硅水凝膠按照質量分數，由以下組分組成：
[0021] 含硅單體混合物25-50%； 親水單體： 45~70%; 引發劑:: 0.01~0.1%; 交聯劑:； 2-7%；
[0022] 所述的溶劑質量占含硅單體混合物質量的50~90 %。
[0023] 第三方面，本實施例提供一種硅水凝膠的應用方法，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：與現有技術相比，本發明的技術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率和回彈性，以及透光性。發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，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 水凝膠剛性過強的缺點，使得水凝膠回彈性大幅優化。同時，這些硅單體來源穩定，且價格 低廉，有著廣闊的市場應用前景。
【附圖說明】
[0025] 圖1是本發明實施例和對比例的應力-應變曲線圖。
【具體實施方式】
[0026] 下面結合實施例，對本發明實施例的技術方案進行詳細的說明。
[0027] 本發明實施例提供一種具有良好回彈性的硅水凝膠，該硅水凝膠按照質量分數， 由以下組分組成：
[0028] 含硅單體混合物:：25~50%; 親水單體： 45~70%; 引發劑： 讓〇1~0.?; 交聯劑： 2~m
[0029] 在上述實施例中，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 的質量比為1:1所述的含硅單體具有體型結構，且不含有二甲基硅氧烷重復單元。含 3： 硅單體具有體型結構。體型結構是一種剛性結構，具有較弱的回彈性。線性結構具有較好 的柔性，回彈性好。傳統的方法是使用具有線性結構的硅單體來制備具有回彈性的水凝膠。 本發明實施例中，兩種體型的小分子含硅單體在聚合時，會形成兩種不同含硅單體的重復 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