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CN105399954B - 亲水性硅氧烷低聚物、硅水凝胶、角膜接触镜及制备方法 - Google Patents

亲水性硅氧烷低聚物、硅水凝胶、角膜接触镜及制备方法 Download PDF

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CN105399954B CN201510976917.XA CN201510976917A CN105399954B CN 105399954 B CN105399954 B CN 105399954B CN 201510976917 A CN201510976917 A CN 201510976917A CN 105399954 B CN105399954 B CN 105399954B
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Abstract

本发明公开了一种亲水性硅氧烷低聚物，该硅氧烷低聚物在无溶剂助溶的情况下和各种亲水单体互混优良，能够制备透光良好的硅水凝胶材料；同时还提供一种硅水凝胶，该硅水凝胶按照质量份数，包括以下组分聚合反应而成：硅氧烷低聚物：5～45份，亲水性单体：55～95份，小分子硅单体：0～20份，引发剂和交联剂；该硅水凝胶具有良好的亲水性能和透氧性能；同时还提供一种角膜接触镜片，由硅水凝胶材料制成，具有良好的透氧性、强亲水性和配戴舒适性。

Description

亲水性硅氧烷低聚物、硅水凝胶、角膜接触镜及制备方法
技术领域
本发明属于用于制备隐形眼镜镜片的材料领域，具体来说，涉及一种亲水性硅氧烷低聚物、硅水凝胶、角膜接触镜及制备方法。
背景技术
隐形眼镜，又名角膜接触镜，是直接配戴在人眼球，主要用于矫正视力的镜片。随着人们对美的要求，越来越多的人配戴有色隐形眼镜增加眼睛美感，也有些从事特殊工作的人员配戴隐形眼镜以保护眼球。随着科技的发展，隐形眼镜的镜片材料也实现了更新换代。
最早开发出的镜片材料是聚甲基丙烯酸甲酯，属于硬性角膜接触镜，由于其材质偏硬，易对角膜产生磨损，湿润性差，透氧低等缺点，配戴时容易引起眼球的不适感，目前已基本淘汰。新一代亲水性软性隐形眼镜，主要是由亲水单体如甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)等共聚而成，通常具有较低的接触角，亲水性强，配戴舒适等特点，逐渐占领市场，并且配套开发出了用于大批量生产的旋转成型工艺可以大规模工业化生产。
但是，目前的亲水性隐形眼镜镜片材料面临着诸多问题。首先，人体眼球和其他器官不同，眼球内没有血管供氧，主要是通过吸收空气中的氧气和水来促进新陈代谢，维持自身的营养。一旦供氧不足，就会引起角膜红肿，眼部干涩等问题。配戴隐形眼镜无疑阻碍了眼球与空气的接触。目前的亲水性软性角膜接触镜，例如Ioannis Tranoudis等人(ContactLens&Anterior Eye，2004，27：193-208)制作的镜片材料，主要由甲基丙烯酸羟乙酯，聚乙烯基吡咯烷酮等亲水单体共聚而成，这种材料的含水量约在40％左右，更高的可以达到70％以上。但是此类镜片不能很好的解决供氧不足这一问题。这是因为此种镜片材料的供氧机理是：水凝胶材料通过溶胀吸收一定量的水或者生理盐水，再通过溶解在这些水中的氧气给眼球提供物质交换。但是高含水镜片中水分会随着时间逐渐挥发，物质交换逐渐减少，所以亲水性软性角膜接触镜材料的每日最佳配戴时间只能为6至7个小时，需要佩戴者定时取下镜片让眼球接触空气，进行新陈代谢，这种局限严重影响了此种材料的市场竞争力。
为了解决供氧问题，科学工作者们致力于开发出一种透氧材料，可以直接将空气中氧气传输到眼球，硅橡胶材料逐渐被应用到角膜接触镜中。此类材料的主要预聚体是二甲基硅氧烷丙烯酸酯类和氟硅氧烷酯类。二甲基硅氧烷长链由于有较长的硅氧键长，较高的硅氧键能，并且Si-O-Si键的键角可以在104°-180°范围内变化，使得其主链具有高度的柔顺性，良好的稳定性和抗氧化性能。同时，由于甲基和主链之间的排斥作用，使得二甲基硅氧烷长链呈现出疏松柔软的特性，这种结构给物质传输提供了优良的通道，可以直接传输空气中的氧气到达眼球，所以，此类材料比传统亲水性材料的透氧性能有了本质上的提高。例如，Richard Christ(US005869549A)等人介绍了一种长链硅氧烷，接枝上不同的烷基或芳基或苯基，所制备出的弹性体材料有良好的断裂伸长率，透氧性，折射率等性能，但是此类材料由于没有亲水单体参与聚合，材料呈疏水状态，这种憎水性使得材料易吸附泪液中的溶解酵素等蛋白质，使镜片在配戴不久后呈现雾化状态，不易清洗干净。此外，由于镜片含水率低，易粘附在眼球上影响配戴时隐形眼镜的自由转动。
为了保持亲水性接触镜低接触角，润湿性好的特性，同时结合硅氧烷优异的透氧性能，科学工作者们将含硅材料和亲水性材料结合，制得硅水凝胶材料。一种常见的方法是制备互穿网络结构。例如，将乙烯醇聚合形成长链聚乙烯醇作为水凝胶相，用聚二甲基硅氧烷作为第二相，依靠彼此之间长链的缠绕制成硅水凝胶材料，以便结合两种材料的优良特性。汤琦(2010，东华大学博士学位论文)等人研究出的溶胶-凝胶、单体浸渍等方法都能成功的实现水凝胶和硅氧烷长链的相互绕结。但是，此类材料在水中或生理盐水中浸泡一段时间后，水凝胶相和水分子之间形成氢键，当氢键的作用力比两相相互缠绕的物理作用强时，水凝胶相就会缓慢溶出互穿网络体系，造成两相的分离，致使此类材料不能保证持久的亲水性。
另一种制作硅水凝胶的方法是将含有双键封端的聚二甲基硅氧烷和含有乙烯基的亲水性较强的单体共聚，在这种材料中，单体间都有较强的化学键作用，可以较长时间保持材料原本的性能。但是，亲水单体和憎水单体不相容是常常遇到的问题。Yokota等人(Journal of Applied Polymer Science，2013，1：535-543)研究发现，当PDMS重量占总单体总重量比例小于40％时，制得的镜片是不透明的，产生明显的相分离现象，并且当配方中硅含量较少时，镜片的透氧性能不能得到很好的提高。当硅含量比重过高时，镜片的溶胀性能较小，含水率低，镜片材质硬，配戴不适。这些因素都严重制约了聚二甲基硅氧烷和亲水单体的比例调节。
以上传统镜片材料供氧低，现有硅水凝胶存在亲水性保持困难、相容性难等问题。
发明内容
技术问题：本发明所要解决的技术问题是：提供一种亲水性硅氧烷低聚物，该硅氧烷低聚物在无溶剂助溶的情况下和各种亲水单体互混优良，能够制备透光良好的硅水凝胶材料；同时还提供一种硅水凝胶，该硅水凝胶具有良好的亲水性能和透氧性能；同时还提供一种角膜接触镜，具有良好的透氧性、强亲水性和配戴舒适性。
技术方案：为解决上述技术问题，本发明实施例采用的技术方案是：
第一方面，本实施例提供一种亲水性硅氧烷低聚物，该硅氧烷低聚物的分子式如下所示：
，或者为
其中，X的结构式如下：
其中，a的取值范围为10～23之间的整数，b的取值范围为3～8之间的整数，c的取值范围为3～40的之间整数。
第二方面，本实施例提供一种亲水性硅氧烷低聚物的制备方法，该制备方法包括以下过程：由羟基封端的聚二甲基硅氧烷和带有甲基丙烯酸端基的异氰酸酯，或者羟基封端的聚二甲基硅氧烷和缩水甘油酯，在催化剂的作用下，在20～80℃温度区间内反应生成硅氧烷低聚物。
第三方面，本实施例提供一种硅水凝胶，该硅水凝胶按照质量份数，包括以下组分聚合反应而成：
硅氧烷低聚物：5～45份，
亲水性单体：55～95份，
小分子硅单体：0～20份，
引发剂和交联剂；
其中，硅氧烷低聚物、亲水性单体和小分子硅单体的质量份数之和为100份；引发剂占硅氧烷低聚物、亲水性单体和小分子硅单体重量和的0.1～3％；交联剂占硅氧烷低聚物、亲水性单体和小分子硅单体重量和的0.1～3％。
结合第三方面，作为第一种可能的实施方式，所述的亲水性单体为N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)、甲基丙烯酸(MMA)、甲基丙烯酸羟丙酯(HOM)、N,N-二甲基丙烯酰胺(DMA)、甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)、丙烯酸(AA)和N-乙烯基乙酰胺(NVA)中的任意两种或两种以上组合而成。
结合第三方面，作为第二种可能的实施方式，所述的引发剂为光引发剂或者热引发剂；所述的光引发剂为2-羟基-2-甲基苯丙酮(D1173)；所述的热引发剂为偶氮二异丁腈(AIBN)和过氧化苯甲酰(BPO)中的一种或者组合。
结合第三方面，作为第三种可能的实施方式，所述的交联剂为聚乙二醇二丙烯酸酯(PEGDA)、二甲基丙烯酸乙二醇酯(EGDMA)和异氰脲酸三烯丙酯(TAIC)中的一种或任意组合。
结合第三方面，作为第四种可能的实施方式，所述的小分子硅单体为甲基丙烯酰氧丙基三(三甲基硅氧烷基)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(SIGMA)、3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷(KH570)和甲基丙烯酰氧基甲基三(三甲基硅氧基)硅烷(MTTS)中的一种或任意组合。
第四方面，本实施例提供一种硅水凝胶角膜接触镜片，该角膜接触镜片由硅水凝胶材料制成，所述的硅水凝胶材料按照质量份数，包括以下组分聚合反应而成：
硅氧烷低聚物：5～45份，
亲水性单体：55～95份，
小分子硅单体：0～20份，
引发剂和交联剂；
其中，硅氧烷低聚物、亲水性单体和小分子硅单体的质量份数之和为100份；引发剂占硅氧烷低聚物、亲水性单体和小分子硅单体重量和的0.1～3％；交联剂占硅氧烷低聚物、亲水性单体和小分子硅单体重量和的0.1～3％。
结合第四方面，作为第五种可能的实施方式，所述的硅水凝胶材料按照质量份数，包括以下组分聚合反应而成：
硅氧烷低聚物：5～20份，
亲水性单体：75～95份，
小分子硅单体：0～20份，
引发剂和交联剂；
其中，硅氧烷低聚物、亲水性单体和小分子硅单体的质量份数之和为100份；引发剂占硅氧烷低聚物、亲水性单体和小分子硅单体重量和的0.5～3％；交联剂占硅氧烷低聚物、亲水性单体和小分子硅单体重量和的0.1～2％。
第五方面，本实施例提供一种硅水凝胶角膜接触镜的制备方法，该制备方法包括以下过程：将硅氧烷低聚物、亲水单体、引发剂、交联剂和小分子硅单体混合均匀，注入角膜接触镜模具中，光引发或热引发聚合，然后脱模，去离子水萃取除去镜片中未聚合的单体和低聚物，浸入生理盐水中平衡，从而制得硅水凝胶角膜接触镜；其中，各组分按照质量份数如下：
硅氧烷低聚物：5～45份，
亲水性单体：55～95份，
小分子硅单体：0～20份，
引发剂和交联剂；
其中，硅氧烷低聚物、亲水性单体和小分子硅单体的质量份数之和为100份；引发剂占硅氧烷低聚物、亲水性单体和小分子硅单体重量和的0.1～3％；交联剂占硅氧烷低聚物、亲水性单体和小分子硅单体重量和的0.1～3％。
有益效果：与现有技术相比，本发明实施例具有以下有益效果：本发明实施例的亲水性硅氧烷低聚物克服了硅氧烷和亲水单体互溶难的问题。用此类低聚物和亲水单体共聚制备的硅水凝胶材料既保持了水凝胶的亲水性和柔韧性等优良特性，同时具有良好的透氧性，比不含硅水凝胶高出至少20barrer的透氧值。用此种硅水凝胶制备的角膜接触镜不仅配戴舒适，还因其较好的透氧性能有效的减少因缺氧导致的眼科疾病的发病率。
具体实施方式
以下实施例仅仅用于说明本发明，但不用来限制本发明的权利范围。
实施例1
一种亲水性硅氧烷低聚物，该硅氧烷低聚物的分子式如下所示：
，或者为
其中，X的结构式如下：
其中，a的取值范围为10～23之间的整数，b的取值范围为3～8之间的整数，c的取值范围为3～40的之间整数。
上述亲水性硅氧烷低聚物的分子式有M1和M2两种形式。硅氧烷低聚物两端有较长的PEG链，由于PEG链段有很好的亲水性，能和亲水单体互溶，所以该硅氧烷低聚物在无需溶剂助溶的情况下，与亲水单体有优异的相容性。在互溶良好的情况下，硅氧烷低聚物可以用来制得透光性优良的角膜接触镜。
该实施例的硅氧烷低聚物为硅氧烷三嵌段共聚物，其硅氧烷长链的两边接枝了甲基丙烯酯基封端的聚乙二醇亲水链段。用此种硅氧烷低聚物调配传统水凝胶单体，能明显提高甲基丙烯酸羟乙酯类亲水镜片的透氧性，并且能保持水凝胶材料的强亲水性和配戴舒适性。亲水性硅氧烷低聚物具有至少800的分子量。
制备上述亲水性硅氧烷低聚物的方法有多种。在本实施例中优选以下两种方法。
第一种方法：由羟基封端的聚二甲基硅氧烷和带有甲基丙烯酸端基的异氰酸酯(IEM)，在催化剂的作用下，在20～80℃温度区间内反应生成硅氧烷低聚物。具体的化学反应式如下：
第二种方法：由羟基封端的聚二甲基硅氧烷和缩水甘油酯(GMA)，在催化剂的作用下，在20～80℃温度区间内反应生成硅氧烷低聚物。具体的化学反应式如下：
其中，X的结构式如下：
上述两种制备方法中，催化剂为二月桂酸二丁基锡、三氟甲磺酸、三乙胺或者四丁基氯化铵。
下面例举四个具体实例。
实施1
取14.1g二醇(结构式如下式w1所示)在三颈烧瓶中溶于适量二氯甲烷，然后加入3mL催化剂二月桂酸二丁基锡，磁力搅拌。取3.1g甲基丙烯酸异氰基乙酯(IEM)溶于二氯甲烷，混合均匀，室温下恒压滴入三颈烧瓶中。接着加热到60℃回流反应10h。反应结束后用石油醚洗涤所得液体，静置分层，取下层液体减压蒸馏，得硅氧烷低聚物，记为M1-w1。合成方程式见上述第一种方法的化学反应式。
实例2
取14.1g二醇(结构式如上式w1所示)，2.8g甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)，100μL三氟甲磺酸，磁力搅拌，20℃下回流反应24h，反应结束后减压蒸馏，得到硅氧烷低聚物，记为M2-w1。合成方程式见上述第二种方法的化学反应式。
实例3
取54.3g二醇(结构式如下式w2所示)溶于适量四氢呋喃，入三颈烧瓶，加入5μL催化剂三乙胺，磁力搅拌。取3.1g甲基丙烯酸异氰基乙酯(IEM)溶于四氢呋喃，混合均匀，室温下恒压滴入三颈烧瓶中。接着加热到70℃回流反应3h。反应结束后用二氯甲烷洗涤所得液体，静置分层，取下层液体减压蒸馏，得到硅氧烷低聚物，记为M1-w2。合成方程式见上述第一种方法的化学反应式。
实例4
取54.3g二醇(结构式如上式w2所示)，2.8g甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)，100μL四丁基氯化铵，磁力搅拌，50℃下回流反应5h，减压蒸馏，得到硅氧烷低聚物，记为M2-w2。合成方程式见上述第二种方法的化学反应式。
实例5
取31.6g二醇(结构式如下式w3所示)溶于适量四氢呋喃，入三颈烧瓶，加入9μL催化剂三乙胺，磁力搅拌。取3.1g甲基丙烯酸异氰基乙酯(IEM)溶于四氢呋喃，混合均匀，室温下恒压滴入三颈烧瓶中。接着加热到40℃回流反应5h。反应结束后用二氯甲烷洗涤所得液体，静置分层，取下层液体减压蒸馏，得到硅氧烷低聚物，记为M1-w3。合成方程式见上述第一种方法的化学反应式。
实例6
取31.6g二醇(结构式如上式w3所示)，2.8g甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)，60μL四丁基氯化铵，磁力搅拌，30℃下回流反应5h，减压蒸馏，得到硅氧烷低聚物，记为M2-w3。合成方程式见上述第二种方法的化学反应式。
实施例2
一种硅水凝胶，该硅水凝胶按照质量份数，包括以下组分聚合反应而成：
硅氧烷低聚物：5～45份，
亲水性单体：55～95份，
小分子硅单体：0～20份，
引发剂和交联剂；
其中，硅氧烷低聚物、亲水性单体和小分子硅单体的质量份数之和为100份；引发剂占硅氧烷低聚物、亲水性单体和小分子硅单体重量和的0.1～3％；交联剂占硅氧烷低聚物、亲水性单体和小分子硅单体重量和的0.1～3％。
在上述实施例中，硅氧烷低聚物采用实施例1的硅氧烷低聚物。优选地，亲水性单体为N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)、甲基丙烯酸(MMA)、甲基丙烯酸羟丙酯(HOM)、N,N-二甲基丙烯酰胺(DMA)、甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)、丙烯酸(AA)和N-乙烯基乙酰胺(NVA)中的任意两种或两种以上组合而成。每个亲水单体的性能不同，将多种配方复合才能充分发挥每个单体的优良性能。优选地，引发剂为光引发剂或者热引发剂。当选择光引发剂时，优选2-羟基-2-甲基苯丙酮(D1173)。当选择热引发剂时，优选为偶氮二异丁腈(AIBN)和过氧化苯甲酰(BPO)中的一种或者组合。优选地，交联剂为聚乙二醇二丙烯酸酯(PEGDA)、二甲基丙烯酸乙二醇酯(EGDMA)和异氰脲酸三烯丙酯(TAIC)中的一种或任意组合。优选地，小分子硅单体为甲基丙烯酰氧丙基三(三甲基硅氧烷基)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(SIGMA)、3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷(KH570)和甲基丙烯酰氧基甲基三(三甲基硅氧基)硅烷(MTTS)中的一种或任意组合。小分子硅单体在硅水凝胶中作为增容单体，增加硅氧烷低聚物和亲水单体的溶解性，同时小分子硅单体对透氧性能的提高有一定的作用。
本实施例的硅水凝胶具有良好的亲水性能。该硅水凝胶保持纯水凝胶材料优异的亲水性能，具有至少30％含水量和低于80°的接触角，并且，此种硅水凝胶比纯水凝胶高至少20barrer的透氧值。
本实施例的硅水凝胶材料中亲水残基与水分子结合，将水分子连接在网状内部，而疏水残基遇水则发生膨胀，所以水凝胶材料具有较强的保水性能，具有高含水量、亲水性强、接触角低的优良性能。
二甲基硅氧烷长链由于有较长的硅氧键长，较高的硅氧键能，并且Si-O-Si键的键角可以在104°～180°范围内变化，同时，由于甲基和主链之间的排斥作用，使得二甲基硅氧烷长链呈现出疏松柔软的特性，这种结构给物质传输提供了优良的通道，可以直接传输空气中的氧气到达眼球，所以硅水凝胶的透氧值比水凝胶高。二甲基硅氧烷主链具有高度的柔顺性，弹性，所以有较好的伸长率。
实施例3
一种硅水凝胶接触镜，该接触镜由硅水凝胶材料制成，所述的硅水凝胶材料按照质量份数，包括以下组分聚合反应而成：
硅氧烷低聚物：5～45份，
亲水性单体：55～95份，
小分子硅单体：0～20份，
引发剂和交联剂；
其中，硅氧烷低聚物、亲水性单体和小分子硅单体的质量份数之和为100份；引发剂占硅氧烷低聚物、亲水性单体和小分子硅单体重量和的0.1～3％；交联剂占硅氧烷低聚物、亲水性单体和小分子硅单体重量和的0.1～3％。
上述实施例制备的接触镜具有前表面和后表面，且前表面和后表面都不需要进行表面改性。本实施例的角膜接触镜片采用实施例2的硅水凝胶材料制成。硅水凝胶材料保留了水凝胶材料的高亲水性，有很好的抗脂质沉淀性能，生物相容性强，所以不需要表面改性，人体配戴舒适。
上述角膜接触镜的制备方法，包括以下过程：将硅氧烷低聚物、亲水单体、引发剂、交联剂和小分子硅单体混合均匀，注入角膜接触镜模具中，光引发或热引发聚合，然后脱模，去离子水萃取除去镜片中未聚合的单体和低聚物，浸入生理盐水中平衡，从而制得硅水凝胶角膜接触镜；其中，各组分按照质量份数如下：
其中，各组分按照质量份数如下：
硅氧烷低聚物：5～45份，
亲水性单体：55～95份，
小分子硅单体：0～20份，
引发剂和交联剂；
其中，硅氧烷低聚物、亲水性单体和小分子硅单体的质量份数之和为100份；引发剂占硅氧烷低聚物、亲水性单体和小分子硅单体重量和的0.1～3％；交联剂占硅氧烷低聚物、亲水性单体和小分子硅单体重量和的0.1～3％。
上述方法制备的角膜接触镜具有高含水量、亲水性强、接触角低的优良性能。
作为优选方案，在具有一定的亲水性性能的同时，为获得较高的透氧性，硅水凝胶接触镜按照质量份数，包括以下组分聚合反应而成：
硅氧烷低聚物：5～20份，
亲水性单体：70～95份，
小分子硅单体：0～20份，
引发剂和交联剂；
其中，硅氧烷低聚物、亲水性单体和小分子硅单体的质量份数之和为100份；引发剂占硅氧烷低聚物、亲水性单体和小分子硅单体重量和的0.5～3％；交联剂占硅氧烷低聚物、亲水性单体和小分子硅单体重量和的0.1～2％。
该优选方案的硅水凝胶接触镜片的透氧值在50*10-11以上。
作为另一种优选方案，在具有一定的透氧性性能的同时，为获得较高的亲水性，硅水凝胶接触镜按照质量份数，包括以下组分聚合反应而成：
硅氧烷低聚物：20～35份，
亲水性单体：50～80份，
小分子硅单体：0～15份，
引发剂和交联剂；
其中，硅氧烷低聚物、亲水性单体和小分子硅单体的质量份数之和为100份；引发剂占硅氧烷低聚物、亲水性单体和小分子硅单体重量和的0.5～1.5％，交联剂占硅氧烷低聚物、亲水性单体和小分子硅单体重量和的0.5～3％。
该优选方案的硅水凝胶接触镜片的含水量在38％以上。
上述实施例涉及亲水性硅氧烷低聚物及硅水凝胶材料，亲水性硅氧烷低聚物是指用亲水性长链接枝的聚硅氧烷。硅水凝胶材料是由亲水性硅氧烷低聚物和各种亲水单体共聚而成。硅水凝胶材料能够用于制备硅水凝胶角膜接触镜。该接触镜能明显提高传统亲水性软性接触镜的透氧性能，同时保持了原有的亲水性，低接触角等优良性能，其他指标符合市售镜片的要求。
下面通过试验来验证本发明实施例的角膜接触透镜具有高含水量、亲水性强、接触角低的优良性能。
样品1
将硅氧烷低聚物、亲水单体、引发剂、交联剂和小分子硅单体混合均匀，注入角膜接触镜模具中，光引发或热引发聚合，然后脱模，去离子水萃取除去镜片中未聚合的单体和低聚物，浸入生理盐水中平衡，从而制得硅水凝胶角膜接触镜。
其中，硅氧烷低聚物采用上述实例1制备的硅氧烷低聚物，记为M1-w1。亲水单体采用N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)，甲基丙烯酸羟丙酯(HOM)，N,N-二甲基丙烯酰胺(DMA)。引发剂采用2-羟基-2-甲基苯丙酮(D1173)，交联剂采用二甲基丙烯酸乙二醇酯(PEGDA)。
各组分按照质量份数如表1所示。
样品2—11
样品2—11硅水凝胶角膜接触镜的制备过程与样品1的过程相同，不同之处在于各组分物质的选择及其质量份数，具体如表1所示。
对比样品
在玻璃烧杯中依次加入40份的甲基丙烯酰氧丙基三(三甲基硅氧烷基)硅烷，20份的N,N-二甲基丙烯酰胺，20份的甲基丙烯酸，20份的丙烯酸，0.1份的二甲基丙烯酸乙二醇酯，3份的过氧化苯甲酰。将溶液注入到聚丙烯模具中，热引发聚合20h。自然冷却至室温后脱模。干片放入去离子水中浸泡24h，再放入生理盐水中平衡24h以上，制得硅水凝胶角膜接触镜。
表1样品配比(质量份数)
使用电子拉力试验机XLW(PC)测试伸长率，用夹板将角膜接触镜样品夹住进行测量，测得角膜接触透镜样品的断裂拉伸长率。测试结果如表2所示。
采用称重法测含水率，载玻片重量Q1，镜片与载玻片重量Q2，50℃烘箱内干燥19h后，毛重G3。含水量＝(Q2-G3)/(Q2-Q1)。测试结果如表2所示。
采用国标(GBT 11417.3-2012)极谱法测各样品的透氧值。测试结果如表2所示。
表2测试结果
从表2中可以看出：本发明样品的角膜接触镜和传统水凝胶角膜接触镜(对比样品)相比，含水量没有明显降低，可见保持了水凝胶材料的亲水性；透氧性能比传统水凝胶角膜接触镜高至少20barrer，有良好的透氧性能；断裂伸长率和传统水凝胶角膜接触镜相当，甚至有所提高，力学性能良好。
本领域的技术人员应该了解，本发明不受上述具体实施例的限制，上述具体实施例和说明书中的描述只是为了进一步说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护的范围由权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种亲水性硅氧烷低聚物，其特征在于，该硅氧烷低聚物的分子式如下所示：
其中，X的结构式如下：
其中，a的取值范围为10～23之间的整数，b的取值范围为3～8之间的整数，c的取值范围为3～40之间的 整数。
2.一种权利要求1所述的亲水性硅氧烷低聚物的制备方法，其特征在于，该制备方法包括以下过程：羟基封端的聚二甲基硅氧烷和缩水甘油酯，在催化剂的作用下，在20～80℃温度区间内反应生成硅氧烷低聚物；所述硅氧烷低聚物的分子式如下所示：
其中，X的结构式如下：
其中，a的取值范围为10～23之间的整数，b的取值范围为3～8之间的整数，c的取值范围为3～40之间的 整数；
二甲基硅氧烷长链由于有较长的硅氧键长，较高的硅氧键能，并且Si-O-Si键的键角在104°～180°范围内变化，同时，由于甲基和主链之间的排斥作用，使得二甲基硅氧烷长链呈现出疏松柔软的特性，这种结构给物质传输提供了优良的通道，直接传输空气中的氧气到达眼球。
3.一种硅水凝胶，其特征在于，该硅水凝胶按照质量份数，包括以下组分聚合反应而成：
硅氧烷低聚物：5～45份，
亲水性单体：55～95份，
小分子硅单体：0～20份，
引发剂和交联剂；
其中，硅氧烷低聚物、亲水性单体和小分子硅单体的质量份数之和为100份；引发剂占硅氧烷低聚物、亲水性单体和小分子硅单体重量和的0.1～3％；交联剂占硅氧烷低聚物、亲水性单体和小分子硅单体重量和的0.1～3％；
所述硅氧烷低聚物在无溶剂助溶的情况下和各种亲水单体互混；
所述硅氧烷低聚物的分子式如下所示：
其中，X的结构式如下：
其中，a的取值范围为10～23之间的整数，b的取值范围为3～8之间的整数，c的取值范围为3～40之间的 整数。
4.按照权利要求3所述的硅水凝胶，其特征在于，所述的亲水性单体为N-乙烯基吡咯烷酮、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸羟丙酯、N,N-二甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸和N-乙烯基乙酰胺中的任意两种或两种以上组合而成。
5.按照权利要求3所述的硅水凝胶，其特征在于，所述的引发剂为光引发剂或者热引发剂；所述的光引发剂为2-羟基-2-甲基苯丙酮；所述的热引发剂为偶氮二异丁腈和过氧化苯甲酰中的一种或者组合。
6.按照权利要求3所述的硅水凝胶，其特征在于，所述的交联剂为聚乙二醇二丙烯酸酯、二甲基丙烯酸乙二醇酯和异氰脲酸三烯丙酯中的一种或任意组合。
7.按照权利要求3所述的硅水凝胶，其特征在于，所述的小分子硅单体为甲基丙烯酰氧丙基三(三甲基硅氧烷基)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、3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷和甲基丙烯酰氧基甲基三(三甲基硅氧基)硅烷中的一种或任意组合。
8.一种硅水凝胶角膜接触镜，其特征在于，该接触镜由硅水凝胶材料制成，所述的硅水凝胶材料按照质量份数，包括以下组分聚合反应而成：
硅氧烷低聚物：5～45份，
亲水性单体：55～95份，
小分子硅单体：0～20份，
引发剂和交联剂；
其中，硅氧烷低聚物、亲水性单体和小分子硅单体的质量份数之和为100份；引发剂占硅氧烷低聚物、亲水性单体和小分子硅单体重量和的0.1～3％；交联剂占硅氧烷低聚物、亲水性单体和小分子硅单体重量和的0.1～3％；
所述硅氧烷低聚物在无溶剂助溶的情况下和各种亲水单体互混；
所述硅氧烷低聚物的分子式如下所示：
其中，X的结构式如下：
其中，a的取值范围为10～23之间的整数，b的取值范围为3～8之间的整数，c的取值范围为3～40之间的 整数。
9.按照权利要求8所述的硅水凝胶角膜接触镜，其特征在于，所述的硅水凝胶材料按照质量份数，包括以下组分聚合反应而成：
硅氧烷低聚物：5～20份，
亲水性单体：75～95份，
小分子硅单体：0～20份，
引发剂和交联剂；
其中，硅氧烷低聚物、亲水性单体和小分子硅单体的质量份数之和为100份；引发剂占硅氧烷低聚物、亲水性单体和小分子硅单体重量和的0.5～3％；交联剂占硅氧烷低聚物、亲水性单体和小分子硅单体重量和的0.1～2％。
10.一种硅水凝胶角膜接触镜的制备方法，其特征在于，该制备方法包括以下过程：将硅氧烷低聚物、亲水单体、引发剂、交联剂和小分子硅单体混合均匀，注入角膜接触镜模具中，光引发或热引发聚合，然后脱模，去离子水萃取除去镜片中未聚合的单体和低聚物，浸入生理盐水中平衡，从而制得硅水凝胶角膜接触镜；其中，各组分按照质量份数如下：
硅氧烷低聚物：5～45份，
亲水性单体：55～95份，
小分子硅单体：0～20份，
引发剂和交联剂；
其中，硅氧烷低聚物、亲水性单体和小分子硅单体的质量份数之和为100份；引发剂占硅氧烷低聚物、亲水性单体和小分子硅单体重量和的0.1～3％；交联剂占硅氧烷低聚物、亲水性单体和小分子硅单体重量和的0.1～3％；
所述硅氧烷低聚物在无溶剂助溶的情况下和各种亲水单体互混；
所述硅氧烷低聚物的分子式如下所示：
其中，X的结构式如下：
其中，a的取值范围为10～23之间的整数，b的取值范围为3～8之间的整数，c的取值范围为3～40之间的 整数。
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