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针对水凝胶角膜接触镜材料透氧性能较差的缺陷,本文利用硅氧烷材料分子结构蓬松、有利于氧气渗透的特点,采用γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷(KH570)与甲基丙烯酸2-羟基乙酯(HEMA)以及N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)共聚制备具有较高透氧性能的有机硅改性水凝胶角膜接触镜材料,研究了单体选择对材料性能的影响,并初步研究了材料对抗菌药物氯霉素的缓释作用。 有机硅改性水凝胶角膜接触镜材料可以采用本体共聚法制备,以偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂,在80℃下反应28小时,反应产物溶胀之后具有良好的光学透明性和折光率稳定性,其拉伸强度随NVP用量的增加而降低,随KH570用量的增加而增大。IR及DSC分析结果表明,产物是共聚物而不是均聚物的简单混合。 采用重量法和TG法研究了有机硅改性共聚物水凝胶材料的溶胀行为。结果表明,水凝胶膜的饱和含水量随温度的变化不大,但随溶液中NaCl的浓度增大而降低;水凝胶膜在溶胀过程中出现过量溶胀现象,其特征溶胀指数与菲克溶胀的特征溶胀指数0.45~0.5相差较大,其溶胀动力学属于非菲克型溶胀类型。偏离菲克溶胀动力学模型的原因在于大分子链舒张需要较长时间,交联网络之间的大分子链松弛时间不可忽略。水凝胶膜的含水量和线性溶胀率随NVP含量增大而增大,随KH570含量增大而减小。 探讨了有机硅改性共聚物水凝胶角膜接触镜材料的脱水机理,提出可采用两种极限情况下的幂律模型来描述其脱水机理:即动力学级数n=0.5和n=1。当n=1时,水凝胶的失水率(Mt/Moc)与时间t成正比,为蒸发阶段,是脱水的最初阶段;随后的脱水阶段中n=0.5,水凝胶的Mt/Moc与时间t1/2成正比,称为扩散阶段。有机硅改性共聚物水凝胶角膜接触镜材料的脱水速率随单体NVP和KH570质量百分含量的增加而降低,脱水速率随脱水温度的升高而提高,随盐离子浓度的增加而降低。而总脱水百分含量随单体NVP用量的增加而提高,随KH570用量的增加先提高后降低。 采用等压渗透法研究了有机硅改性水凝胶角膜接触镜材料的通透性。结果表明,随温度升高、水凝胶材料中NVP组分的含量增大,有机硅改性共聚物水凝胶角膜接触镜材料的钠离子扩散系数增大;随水凝胶材料中KH570组分的含量