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N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)和甲基丙烯酸β-羟己酯(HEMA)的共聚物水凝胶作为软质接触透镜材料(隐形眼镜)和药物释控材料,在国外已经得到深入研究和应用,但是这种水凝胶材料的氧气透过性能与其平衡含水量密切相关,水凝胶含水量较高,其氧气透过性能有所提高,但材料的机械性能下降。为了克服水凝胶材料的这些缺点,本文进行有机硅改性PVP水凝胶接触透镜材料的合成及性能研究,用有机硅提高水凝胶材料的机械强度的同时提高材料的渗透性能。实验以N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)、甲基丙烯酸β-羟己酯(HEMA)和γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷(牌号KH570)为单体,N,N’-亚甲基双丙烯酰胺(NMBA)为交联剂,用偶氮二异丁腈(AIBN)引发,采用本体聚合法合成出有机硅改性PVP水凝胶软接触透镜材料。 本文讨论了单体配比等因素对有机硅改性PVP水凝胶软接触透镜材料机械强度的影响,结果表明有机硅KH570的引入能显著提高材料的拉伸强度,NVP含量的增加使材料的拉伸强度下降。正交实验结果表明,NVP—HEMA—KH570共聚物的机械性能最佳时,其合成工艺条件为:NVP用量10%(质量百分含量,下同),KH570用量20%,HEMA用量70%,引发剂AIBN用量0.2%,交联剂NMBA用量0.2%,反应温度为80℃,反应时间16h。 讨论了单体配比、溶胀温度、离子浓度等因素对有机硅改性PVP水凝胶软接触透镜材料溶胀性能的影响。实验得出:水凝胶材料的平衡溶胀度EWC随单体NVP含量的增加而增大,EWC随KH570用量的增加而减小,随离子浓度的增大而略微降低,随溶胀温度的升高先稍微下降后有所提高,45℃时平衡含水量最低。 对有机硅改性PVP水凝胶接触透镜材料的脱水脱水机理进行探讨,实验得出水凝胶的脱水过程分为蒸发阶段和扩散阶段。讨论了单体配比、溶胀脱水温度和离子浓度等因素对溶胀脱水性能的影响,结果表明有机硅的引入能降低水凝胶材料的脱水速率。 采用腔膜法对水凝胶软接触透镜材料的氧气渗透性能和离子渗透性能进行研究,并探讨了水凝胶材料的氧气透过机理和离子扩散机理。讨论了渗透温度、单体含量、离子浓度、膜厚度等因素对材料渗透性能的影响,实验表明有机硅的引广东工业大学硕士学位论文入能明显提高PV于水凝胶材料的透氧性能和钠离子渗透性能,其渗透性能随随NVP含量的增加而增大,随KH570含量的增加先增大后减小。以本实验方法制备出的有机硅改性PVP水凝胶接触透镜材料,其最大氧气透过率为45c耐/(crnz,s’ mlllH助。最大钠离子渗透系数D可达0.63 x 10一cmZzs。 对有机硅改陛PVP水凝胶材料的光学性能、酸碱度及稳定性等进行研究。实验表明,K}1570的引入能明显提高材料的透光性能,其透光性随KH570和NVP用量的增加而增大;有机硅改性PVP水凝胶接触透镜材料的PH值为7.0一7.3,适合眼睛佩戴;且该材料具有良好的热稳定性,对酸、碱及一般的有机溶剂均显示出惰性。