有機(jī)硅改性水凝膠角膜接觸鏡材料的研究.pdf

1、針對(duì)水凝膠角膜接觸鏡材料透氧性能較差的缺陷，本文利用硅氧烷材料分子結(jié)構(gòu)蓬松、有利于氧氣滲透的特點(diǎn)，采用γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷(KH570)與甲基丙烯酸2-羥基乙酯(HEMA)以及N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)共聚制備具有較高透氧性能的有機(jī)硅改性水凝膠角膜接觸鏡材料，研究了單體選擇對(duì)材料性能的影響，并初步研究了材料對(duì)抗菌藥物氯霉素的緩釋作用。 有機(jī)硅改性水凝膠角膜接觸鏡材料可以采用本體共聚法制備，以偶氮二異丁腈(AIB

2、N)為引發(fā)劑，在80℃下反應(yīng)28小時(shí)，反應(yīng)產(chǎn)物溶脹之后具有良好的光學(xué)透明性和折光率穩(wěn)定性，其拉伸強(qiáng)度隨NVP用量的增加而降低，隨KH570用量的增加而增大。IR及DSC分析結(jié)果表明，產(chǎn)物是共聚物而不是均聚物的簡(jiǎn)單混合。 采用重量法和TG法研究了有機(jī)硅改性共聚物水凝膠材料的溶脹行為。結(jié)果表明，水凝膠膜的飽和含水量隨溫度的變化不大，但隨溶液中NaCl的濃度增大而降低；水凝膠膜在溶脹過(guò)程中出現(xiàn)過(guò)量溶脹現(xiàn)象，其特征溶脹指數(shù)與菲克溶脹的特

3、征溶脹指數(shù)0.45～0.5相差較大，其溶脹動(dòng)力學(xué)屬于非菲克型溶脹類(lèi)型。偏離菲克溶脹動(dòng)力學(xué)模型的原因在于大分子鏈?zhǔn)鎻埿枰^長(zhǎng)時(shí)間，交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)之間的大分子鏈松弛時(shí)間不可忽略。水凝膠膜的含水量和線性溶脹率隨NVP含量增大而增大，隨KH570含量增大而減小。 探討了有機(jī)硅改性共聚物水凝膠角膜接觸鏡材料的脫水機(jī)理，提出可采用兩種極限情況下的冪律模型來(lái)描述其脫水機(jī)理：即動(dòng)力學(xué)級(jí)數(shù)n=0.5和n=1。當(dāng)n=1時(shí)，水凝膠的失水率(Mt/Moc)與

4、時(shí)間t成正比，為蒸發(fā)階段，是脫水的最初階段；隨后的脫水階段中n=0.5，水凝膠的Mt/Moc與時(shí)間t1/2成正比，稱(chēng)為擴(kuò)散階段。有機(jī)硅改性共聚物水凝膠角膜接觸鏡材料的脫水速率隨單體NVP和KH570質(zhì)量百分含量的增加而降低，脫水速率隨脫水溫度的升高而提高，隨鹽離子濃度的增加而降低。而總脫水百分含量隨單體NVP用量的增加而提高，隨KH570用量的增加先提高后降低。 采用等壓滲透法研究了有機(jī)硅改性水凝膠角膜接觸鏡材料的通透性。結(jié)果表

5、明，隨溫度升高、水凝膠材料中NVP組分的含量增大，有機(jī)硅改性共聚物水凝膠角膜接觸鏡材料的鈉離子擴(kuò)散系數(shù)增大；隨水凝膠材料中KH570組分的含量增大，水凝膠膜的鈉離子擴(kuò)散系數(shù)先減小后增大。隨溫度升高、水凝膠材料中NVP組分的含量增大，有機(jī)硅改性共聚物水凝膠角膜接觸鏡材料的透氧性能增大；但是，隨水凝膠材料中KH570組分的含量增大，有機(jī)硅改性共聚物水凝膠角膜接觸鏡材料的透氧性能先減小而后增大。 分析了有機(jī)硅改性共聚物水凝膠角膜接觸鏡

6、材料的透氧機(jī)理包括兩種，第一種機(jī)理是在水凝膠自由水中的擴(kuò)散機(jī)理；第二種機(jī)理是溶解在水中的氧氣分子在KH570構(gòu)成的毛細(xì)管中的擴(kuò)散機(jī)理。在KH570含量較低的情況下，第二種機(jī)理對(duì)氧氣擴(kuò)散的貢獻(xiàn)可以忽略不計(jì)。 探討了牛血清蛋白(BSA)在有機(jī)硅改性共聚物水凝膠接觸鏡材料上的吸附作用，發(fā)現(xiàn)BSA的吸附量隨溶液濃度增大而增大，為勻速吸附過(guò)程，其后期吸附速度受BSA向含硅水凝膠本體擴(kuò)散的速度控制，低于前期吸附速度。BSA的吸附量在pH值為

7、4.5附近為最大，酸性或者堿性過(guò)大均導(dǎo)致吸附量下降。溶液中NaCl的濃度增大有利于BSA的吸附，而水凝膠膜中NVP或者KH570組分的含量增大導(dǎo)致水凝膠的有效交聯(lián)密度下降，分子結(jié)構(gòu)蓬松，有利于BSA向水凝膠本體擴(kuò)散而有利于BSA的吸附。采用Freundlich置換吸附關(guān)系式可以很好地描述BSA在有機(jī)硅改性共聚物水凝膠膜上的吸附行為，表明吸附作用是通過(guò)分布在吸附劑表面上的活性點(diǎn)起作用的，與是否為單分子層吸附無(wú)關(guān)。 初步探索了有機(jī)硅