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摘 要

与之前广泛使用的水凝胶相比较，含Si元素的水凝胶材料所制造出的软性隐形眼镜材料具有更好的性质。不仅能给角膜提供充足的氧气，也可以提供长时间佩戴的舒适感。凝胶材料眼镜和人体角膜表面有接触表面，其表面水分的挥发，主要是靠人体自身的眼泪来实现补充的。因此，制造眼镜所用原料的吸水和失水特性对佩戴眼镜的舒适性有很大的影响。研究硅水凝胶溶胀动力学对其材料结构及配方的优化具有重要意义.

本文的工作主要分为三个部分。首先以聚乙二醇-b-聚硅氧烷-b-聚乙二醇（PEO-b-PDMS-b-PEO）为原料，先合成含硅大分子单体M1-M10；然后以所合成的不同结构的含硅大分子单体为原料，在紫外光照射下与亲水性单体共聚，制备出一系列硅水凝胶；最后研究硅水凝胶的溶胀动力学。

关键词：硅水凝胶；吸水脱水；溶胀动力学

SWELLING KINETICS OF SILICONE HYDROGEL

Abstract

Compared with traditional hydrogels, soft contact lenses made of silicon hydrogel has better properties. It can not only provide the cornea with enough oxygen but make people more comfortable for long time wearing.

My program is divided into three parts. The first step is to use PEO-b-PDMS-b-PEO to synthesis monomer M1 to M10; The water on the surface of hydrogel cornea contact lenses rely on tears to replenish, so the researching the absorption and dehydration of the materials is very important. The second part of my job is to test the absorption kinetics; Prior to my program, the laboratory has successfully prepare contact lenses with excellent properties. But they are far from low cost. The final step is to optimize the formula based on those monomers. What we need is to reduce the cost-which means decrease the quantity of silicon, and maintain other properties of the lenses, like oxygen permeability and flexibility. The contact angle increase apparently when the silicon become less. So our main purpose is to cut down the contact angle.

KEYWORDS: Silicone hydrogel; Absorption and dehydration; Swelling kinetics 目 录

第一章 绪 论 6

1.1 隐形眼镜的研究历程 6

1.2 理想隐形眼镜的功能特点 7

1.3 隐形眼镜材料的分类 8

1.3.1 以PMMA为代表的硬质不透气镜材 8

1.3.2 以硅氧烷与丙烯酸酯共聚物为代表的硬质透气性（RGP）镜材 9

1.3.3 广泛运用含Si原料的弹性硅胶镜材 10

1.3.4 水凝胶镜材 10

1.4 引发聚合的两种手段 10

1.5 隐形眼镜材料的发展趋势及其意义 11

第二章 含硅水凝胶溶胀动力学研究 12

2.1 实验仪器与试剂 12

2.2 含硅大分子单体的制备 13

2.2.1 CH₂Cl₂的旋蒸除水 13

2.2.2 单体的合成 13

2.3 制备含硅水凝胶镜片 14

2.3.1 配制模拟体液的生理盐水 14

2.3.2 水凝胶镜片的制备 14

2.4 水凝胶溶胀动力学测试 15

2.4.1溶胀测量 15

2.4.2脱水测量 15

2.5 调试配方 15

第三章 结果与讨论 16

3.1 M1-M10单体的表征 16

3.2溶胀性测定数据分析 16

3.2.1 水凝胶含水量 16

3.2.2 脱水行为 18

3.3配方的调试 22

3.3.1 用MPEG与M3代替单体M1 22

3.3.2 用MAA（α－甲基丙烯酸）代替EGDMA 23

3.3.3 硅单体总含量对镜片的影响 24

3.3.4 M10以及SIGMA量改变，总硅含量不变 26

3.4 总结 27

致谢 28

参考文献 29

绪 论

我们生活中经常提及和使用的隐形眼镜，它的学名称为“角膜接触镜”。^[1]这种镜片被加工成和人体眼角膜相似的形状，在当代，它已经被广泛应用于矫正发生偏差的视力；保护眼睛，防止近视、远视眼的产生、帮助保护受伤后的眼球部分、治疗一些特殊的眼部问题、眼部药物缓释/控释等许许多多医药、生活的层面。^[2-5]进入21世纪以来，中国的经济得到了跨越式的的巨大发展，很多种类的电子产品的问世，加之现在社会，人们特别是年轻人普遍有“电子依赖”，导致我国存在视力问题的人呈现爆发式的增长。据统计，中国目前需要佩戴各种形式的眼镜的人口数量可以占到总人口的55%以上，而隐形眼镜，作为一种最近才在国内新兴的镜种，在国内的使用人数仅占到4% ~ 5%左右，在欧美等经济发达地区，这个数字则可以至少达到10%，甚至15%以上。随着隐形眼镜不断的更新换代，性质日益优良，加之隐形眼镜和普通框镜相比的确有一些独特的优势，使用隐形眼镜的人群有不断扩大的趋势，未来应该具有很广阔的市场。^[6]我们都知道，人们日常佩戴隐形眼镜时，它是与人体眼角膜结合是相当紧密的，因此，所用材料是否无毒无害，人佩戴起来是否舒服、方便……这一系列因素决定了隐形眼镜能否作为一种商品被消费者认可和购买。 也是生产厂家和目前的科研工作者所要探究的重点方向。

1.1 隐形眼镜的研究历程

从约四五个世纪前一直到今天，隐形眼镜的发展史是一段饱含曲折艰辛却又充满天才想法的历史，同时，每次技术的革新换代，也会为镜片新材料的研发提供新的动力。

关于角膜透视镜，最早的设想可以归结到公元1500年左右。文艺复兴时期天才的画家、发明家、科学家达芬奇，首先提出了这样的设想，他在洗漱时，将脸部浸泡到盛水玻璃器中时偶然睁开了眼，发现眼前屈光性发生了改变，便萌生了用含水的玻璃器靠近眼睛来改变视力的办法，他也是提出类似隐形眼镜概念的第一人；在1635年左右，雷内.笛卡尔也提出了相似的观点。1800年，托马斯.杨依据前面二人的理论制作了一种充满水的杯状设备，试图用其改变自己的视力情况。

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