用于制造聚合物制品的材料制造技术

本发明专利技术公开了至少部分由水合程度为约４５％－５６％重量的水凝胶材料制成的聚合物制品，该水凝胶从共聚物物系的干凝胶制成，干凝胶可溶剂分解和水合，此间其线膨胀为约－７％－约＋７％。该聚合物制品由包括丙烯酸甘油酯、甲基丙烯酸甘油酯或乙基丙烯酸甘油酯的二（三氯乙酸）酯与一种或多种没有这些可溶剂分解基团的可相容烯属不饱和单体的共聚物物系组成。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于眼科制品的水凝胶聚合物材料的制备及呈干凝胶态和水凝胶态的该聚合物材料。水凝胶材料通常用于制备所谓的软性隐形眼镜。水凝胶材料是功能化学的特殊领域，该材料具有一些独特的性能。水凝胶材料一般为由干凝胶形成的共聚物物系，干凝胶态时是硬性交联材料。干凝胶在水存在下，经过水合变成水凝胶态。经过水合，所得聚合物组合物含有水，并因而变得比水合前的聚合物组合物柔软和揉曲。但应注意到，在水合干凝胶时，该材料(聚合物)将发生一些物理变化。更具体地说，干凝胶材料水合时，聚合物发生明显的膨胀/溶胀(即，发生体积增大)，具体的膨胀量决定于几个因素，如聚合物的性质、亲水性、交联度等。大部分用于隐形眼镜的已知水凝胶材料是交联结构的，包括基于甲基丙烯酸羟乙酯-用于隐形眼镜的水凝胶组合物的通用组分-的水凝胶材料。因此，除非机械加工(如车旋、切削等)，这些材料聚合后不能重新成型。另外，这些聚合物材料在干凝胶态时为铸塑品，一旦水合变软和揉曲，便难于机械加工。因此，该聚合物制品优选在干凝胶态时，即溶剂分解和水合以前，就形成其最终形状和其它物理性能。如上所述，水合使聚合物的尺寸变化。因此，这些材料用于隐形眼镜和其它眼科制品-此时水解后的产品的适当形状对其性能至关重要-时，在制备/成型干凝胶态的聚合物材料时，就必须考虑它在水合时的体积变化。随着水合时体积变化的增长，精确制备/成型干凝胶态的聚合物材料以使水合后最终水凝胶组合物的尺寸适宜的难度愈大。除了上述要考虑体积变化，需要能够精确预测水凝胶态的产品的尺寸之困难之外，还有另外一个问题，即实际中某些隐形眼镜的设计不能承受由于水合引起的明显体积变化。例如，所谓的SATURNR眼镜具有刚性可透气(Rigid Gas Permeable，RGP)中心和同心的水凝胶周边。该眼镜用呈干凝胶态的同心周边制成，并在制成后将其水合成水凝胶态。但是，水合时周边的膨胀/溶胀除了使水凝胶周边变形外，还在周边与RGP中心的交界处产生应力。这是因为RGP材料的尺寸稳定，它在水合时膨胀很少(如果有)，而周边材料却膨胀。因此，两种材料的膨胀程度不同，也正因为这些，引起上述的周边与RGP中心的交界处产生应力并使其变形。本领域已认识到需要补偿水合引起的聚合物材料溶胀。例如，美国专利No.4，093，361公开了水合时没有净体积变化的水凝胶材料的制备。在该方法中，单体在惰性水溶性中性填料存在下进行聚合。聚合完全后，用溶剂洗去中性填料，以提供聚合物水合时的溶胀空间，使水凝胶最终尺寸与呈干凝胶态时一样。但是，用这种方法制备的聚合物的缺点是，它性能变差，如硬度不太好，水合得到的聚合物的机械性能(如模量、撕裂强度、最大伸长)不再最适宜。此外，欧洲专利申请公开No.0 495 603 A1公开了解决上述问题的方法。更具体地说，在这个方法中，水凝胶共聚物物系由第一组的两种或更多种单体与第二组的一种或多种单体制成。第一组的单体每个都有一个或多个可取代的大离去基团，它们通过溶剂分解除去而露出可水合残基(如羟基)，而第二组的单体没有。聚合物形成以后，离去基团在弱碱如氢氧化铵存在下，很易于除去，通过控制共聚单体单元的组成和离去基团的大小，在随后的干凝胶水合过程中，控制体积变化在约20%收缩至40%膨胀之间。即，通过选择离去基团的相对大小、两种或多种单体之间的相对量、第二组单体相对于第一组单体总量的相对量，使用至少两种具有可溶剂分解的离去基团的不同单体，可一定程度地控制水合时的体积变化。为此，该专利公开，组合使用作为第一组单体的比例为3∶1的甲基丙烯酸甘油酯的三氯乙酸酯和甲基丙烯酸甘油酯的三氟乙酸酯与作为第二组单体的甲基丙烯酸甲酯，使溶剂分解和水合时基本上没有体积变化。虽然该方法有可控制水合时体积变化的优点，但是，从操作上考虑，使用第一组的至少两种具有可溶剂分解离去基团的不同单体不总是有利的，并且它要求第一组的每个单体都相容，它们与第二组的单体也要相容。因而，希望提供由只有一种具有可溶剂分解离去基团的单体与一种或多种不含离去基团的单体形成的一种聚合物组合物。也希望提供一种聚合物组合物，它通过溶剂分解和水合去掉离去基团形成水凝胶时，只有很少或几乎没有体积变化，以使该材料以及特别是含有这种材料的复合制品水合时产生应力与变形的程度最小。此外，需要这种聚合物组合物具有高的含水量(即，含约45%-56%重量)，以使所得聚合物是柔软和揉曲的，因而特别适用于眼科制品如隐形眼镜。一方面，本专利技术为了专利技术一种适用于眼科制品的聚合物制品，眼科制品至少部分是由该聚合物制品水合后含水量为约45%-56%重量的水凝胶材料制成的，且水凝胶材料是由溶剂分解和水合时膨胀/收缩程度极小的干凝胶制成的。特别地，本文公开的干凝胶材料溶剂分解和水合时，其膨胀/收缩程度控制在线收缩不超过约7%，线膨胀不超过约7%。本专利技术主要是在本文公开的共聚物组合物中使用单一的特定可溶剂分解和水合单体。具体地说，发现使用丙烯酸甘油酯、甲基丙烯酸甘油酯、乙基丙烯酸甘油酯的三氯乙酸酯在水合程度为约45%-56%重量的共聚物组合物中用作单一的可溶剂分解和水合单体，而共聚物组合物中其它单体不含可溶剂分解组分，可使干凝胶组合物溶剂分解和水合时，如线膨胀变化所显示那样，只有极小的体积变化。出人意料地发现，在该聚合物材料中，以很相近的可溶剂分解和水合单体代替丙烯酸甘油酯、甲基丙烯酸甘油酯或乙基丙烯酸甘油酯的三氯乙酸酯，不能提供同样的线膨胀极小变化。例如，使用甲基丙烯酸甘油酯的三氟乙酸酯时，与使用甲基丙烯酸甘油酯的三氯乙酸酯相比，线膨胀程度增加约6倍。本文使用线膨胀作为体积膨胀的量度，这是因为线膨胀易于测量，并且溶剂分解和水合时，在各个方向的膨胀应基本相同。因此，本文所说的具有有限的线膨胀的聚合物即是溶剂分解和水合时体积变化可接受的组合物。综上所述，本专利技术组合物一方面涉及干凝胶共聚物组合物，它包括(a)约90%-97%重量式Ⅰ所示的丙烯酸甘油酯、甲基丙烯酸甘油酯或乙基丙烯酸甘油酯的三氯乙酸酯 式中R为氢、甲基或乙基;及(b)约0.5%-10%重量至少一种没有可溶剂分解离去基团的可相容烯属不饱和单体，其中，溶剂分解和水合时，该干凝胶组合物含水量为约45%-约56%重量，且其线膨胀为约-7%-+7%。另外，每个组分的重量百分比以该组合物的总重计。本专利技术组合物另一方面涉及含水量为约45%-56%重量的水凝胶共聚物组合物，该水凝胶从可溶剂分解和水合、溶剂分解和水合时线膨胀为约-7%-+7%的共聚物物系之干凝胶制备，其中所述组合物在溶剂分解和水合以前包括(a)约90%-97%重量式Ⅰ所示的丙烯酸甘油酯、甲基丙烯酸甘油酯或乙基丙烯酸甘油酯的三氯乙酸酯 式中R选自氢、甲基或乙基;及(b)约0.5%-10%重量至少一种没有可溶剂分解离去基团的可相容烯属不饱和单体，其中，这些组分的重量百分比以该组合物的总重计。本专利技术方法涉及干凝胶材料溶剂分解和水合时控制其线膨胀在约-7%与约+7%之间的方法，干凝胶溶剂分解和水合后将含有约45%-56%重量水，该方法包括(a)选择一种聚合物组合物，它包括(ⅰ)约90%-97%重量上式Ⅰ所示的丙烯酸甘油酯、甲基丙烯酸甘油酯、乙基丙烯酸甘油酯的三氯乙酸酯;及(ⅱ)约0.5%-本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种干凝胶共聚物组合物，它包括：（ａ）约９０％－９７％重量式Ⅰ所示的丙烯酸甘油酯、甲基丙烯酸甘油酯或乙基丙烯酸甘油酯的三氯乙酸酯：＊＊＊ Ⅰ式中Ｒ为氢、甲基或乙基；及（ｂ）约０. ５％－１０％重量至少一种没有可溶剂分解离去基团 的可相容烯属不饱和单体，其中，溶剂分解和水合时，该干凝胶组合物含水量为约４５％－约５６％重量，且其线膨胀为约－７％－＋７％，另外，每个组分的重量百分比以该组合物的总重计。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：SH艾斯卡尔，HH奈德林格，K甘德海，
申请(专利权)人：皮尔金顿巴尼斯欣迪有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]