有機(jī)硅改性水凝膠角膜接觸鏡材料的研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、針對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,研究了單體選擇對材料性能的影響,并初步研究了材料對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,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;水凝膠膜在溶脹過程中出現(xiàn)過量溶脹現(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,其溶脹動力學(xué)屬于非菲克型溶脹類型。偏離菲克溶脹動力學(xué)模型的原因在于大分子鏈?zhǔn)鎻埿枰^長時間,交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)之間的大分子鏈松弛時間不可忽略。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描述其脫水機(jī)理:即動力學(xué)級數(shù)n=0.5和n=1。當(dāng)n=1時,水凝膠的失水率(Mt/Moc)與

4、時間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與時間t1/2成正比,稱為擴(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)理對氧氣擴(kuò)散的貢獻(xiàn)可以忽略不計。 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關(guān)。 初步探索了有機(jī)硅

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