一种改性硅橡胶及其改性方法和用途技术

本发明专利技术涉及高分子材料领域，具体地，本发明专利技术涉及一种改性硅橡胶及其改性方法和用途。根据本发明专利技术的改性硅橡胶经透明质酸和壳聚糖改性，所述透明质酸的分子量为１０ｋＤ～５×１０３ｋＤ，所述壳聚糖为低分子量或水溶性壳聚糖。根据本发明专利技术的硅橡胶改性方法包括：表面处理硅橡胶，然后进行硅烷反应，使其表面带上具有反应活性的化学基团、然后经壳聚糖和透明质酸改性。根据本发明专利技术的改性硅橡胶将透明质酸直接修饰在隐形眼镜表面，则无需经常浸泡含透明质酸的护理液，即可显著改善隐形眼镜的多种问题。另外由于透明质酸具有超强的保湿性，但不具有抗菌性，而壳聚糖具有良好的抗菌能力，结合两者的特性则可以得到具有高保湿能力的抗菌材料。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及高分子材料领域，具体地，本专利技术涉及一种改性硅橡胶及其改性方法 和用途。
技术介绍
硅橡胶属于一种高分子材料。由于其工作温度范围较宽(-50 300°C )，耐光老 化、防霉、电绝缘性、易加工成型、性质稳定并且对人体安全无毒等特性，在现代生物医学中 获得了广泛的应用。近年来，以聚二甲基硅氧烷(PDMS)为主要成分的硅橡胶，经过表面处 理后可成为软式硅橡胶隐形镜片材料。未处理的PDMS为疏水性材料，虽然其具有高透氧性，但其吸水和保水性均很差， 另外还极易吸附蛋白，进而滋生微生物，故不能直接应用于隐形眼镜中。采用表面改性的方 法可以解决上述问题。目前，对硅橡胶表面改性的一般方法有热氧化、等离子处理、物理和 化学气相沉积、蒸发、溅射、紫外照射与臭氧化结合处理等。如Xiao研究组采用自由基引发 的聚丙酰胺化学改性，使改性后的PDMS亲水性可保持在1个月左右，但亲水性尚不能永久 保持。肖守军专利技术的表面聚乙二醇修饰的PDMS，可以永久性地保持PDMS表面的亲水性，抑 制蛋白的物理吸附，但该方法涉及高分子聚合反应，需要使用较为昂贵的金属催化剂和苛 刻的反应体系，不便于实际生产和应用。另外由于硅橡胶表面经过PEG修饰后，对透明质酸 这样的生物分子有吸附抑制的作用，无法使得护理液中对眼睛有益的成分留存于隐形眼镜 表面，这样相当于减弱了护理液的作用。目前消费者在使用隐形眼镜产品时，往往需要配合使用清洗液和护理液，而且某 些眼睛容易干燥、容易感染的人群，眼睛护理液的使用就更为频繁，这为隐形眼镜的推广和 使用带来了障碍。如果隐形眼镜本身能够具有较好的滋润、保湿、抑菌的效果，那么无疑可 以改善上述的问题。透明质酸(HA)，又名玻尿酸，是由动物组织中提取或经细菌发酵得到的高分子粘 多糖，是由D-葡萄糖醛酸和N-乙酰氨基葡萄糖胺构成的大分子链状结构。根据其聚合度 的不同，其分子量可从几万到几百万道尔顿。分子量较低的透明质酸具有保护和滋润细胞 的作用，而分子量较高的透明质酸则具有明显的润滑保湿能力。作为一种生理必需物质，透 明质酸是构成结缔组织的主要成分，广泛分布于组织细胞间质中，具有保护细胞、促进细胞 生长、参与细胞粘合、调节渗透压等重要生理功能。现在许多商品化的眼睛护理产品和隐形 眼镜清洗液中即添加有一定量的透明质酸，其目的是希望透明质酸能够吸附到隐形眼镜表 面，以改善眼睛的各种不适感。壳聚糖是甲壳素的N-脱乙酰基产物，一般不溶于水，只溶于 乙酸溶液中。如果将壳聚糖通过酶解等方法将分子量降低至数万甚至一万以下，可使其变 得易溶于水，即获得低分子量的水溶性壳聚糖。水溶性壳聚糖的性质稳定，具有良好的生物 相容性和吸湿保湿能力，另外还具有抑制细菌、真菌生长增殖等功能，适用于化妆品、食品 医药、果蔬保鲜、污水处理、印染造纸等多种领域。透明质酸葡萄糖醛酸残基上的羧基和壳聚糖所带的氨基，使得这两种多糖非常适合进行各种常规的化学反应，如采用常见的N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)/1-乙基-(3-二甲基 氨基丙基)碳二亚胺(EDC)处理透明质酸，可以催化其分子中的羧基与壳聚糖上的氨基快 速发生反应，形成酰胺共价键。
技术实现思路
为了解决上述问题提出并完成了本专利技术。本专利技术的目的是提供一种改性的硅橡胶。本专利技术的再一目的是提供一种硅橡胶表面改性方法。本专利技术的再一目的是提供上述改性硅橡胶的用途。根据本专利技术的改性硅橡胶，其表面经透明质酸和壳聚糖改性，所述透明质酸的分 子量为IOkD 5X 103kD、优选IOOkD至1 X 103kD,所述壳聚糖为低分子量或水溶性壳聚糖、 优选分子量为IOkD 50kD。根据本专利技术的硅橡胶的表面改性方法包括以下步骤1)表面处理硅橡胶，然后进行硅烷反应，使其表面带上具有反应活性的化学基 团；2)将经表面处理的硅橡胶与经透明质酸改性，所述透明质酸的分子量为1OkD 5X103kD、优选 1OOkD 至 lX103kD ；3)经透明质酸改性的硅橡胶再经壳聚糖改性，所述壳聚糖为低分子量或水溶性壳 聚糖、优选分子量为IOkD 50kD。在本专利技术的方法中固态硅橡胶表面可以先修饰透明质酸，再修饰壳聚糖；或者先 修饰壳聚糖，再修饰透明质酸。在本专利技术的方法中，所述的固态硅橡胶是经物理/化学方法处理后能与透明质酸 和壳聚糖发生反应的硅橡胶，处理方法包括等离子体氧化、紫外光照射、臭氧处理、硅烷化等。应当理解的是本专利技术所述的透明质酸不局限于任何具体的透明质酸或其盐或其 化学修饰物等形式，任何眼部使用可接受的药用级透明质酸或其盐或其化学修饰物均在本 专利技术所述的透明质酸范围内。本专利技术的方法中所述的壳聚糖为低分子量或水溶性的壳聚糖，脱乙酰度> 50%， 优选分子量为1万至5万的壳聚糖，脱乙酰度> 75%。应当理解为本专利技术所述的壳聚糖不 局限于任何具体的壳聚糖或其化学修饰物，任何眼部使用可接受的药用壳聚糖或其化学修 饰物均在本专利技术所述的壳聚糖范围内。根据本专利技术的改性硅橡胶可以被用于制备隐性眼镜。根据本专利技术的改性硅橡胶将透明质酸直接修饰在隐形眼镜表面，则无需经常浸泡 含透明质酸的护理液，即可显著改善隐形眼镜的多种问题。另外由于透明质酸具有超强的 保湿性，但不具有抗菌性，而壳聚糖具有良好的抗菌能力，结合两者的特性则可以得到具有 高保湿能力的抗菌材料。以本专利技术的改性硅橡胶制备隐性眼镜，使得隐形眼镜自身具有高 度的保湿能力和抗菌效果，能从根本上解决隐形眼镜目前面临的需要反复清洗维护，长期 佩戴后出现的干涩不适等问题。因此，应用本专利技术的表面修饰透明质酸和壳聚糖的固态硅橡胶制造的隐形眼镜镜片有以下优点1、可制软体至硬体的各种高透氧性角膜接触镜；2、韧性好，形状稳定，不易有划痕和裂口，易于加工；3、透光好，上等的视光效果；4、表面经过透明质酸改性的眼镜，自身能够保持足够水分，无需经常额外的滴加 护理液，具有滋润眼睛的效果；5、表面经过壳聚糖改性的眼镜，具有天然的抑菌功能，避免常规方法采用的化学 类杀菌成分对眼睛和身体的伤害作用，更有益于眼部健康和让眼睛感觉更舒适。附图说明图1为NHS/EDC催化羧基和氨基的化学反应机理；图2为PDMS改性前的接触角测量图；图3为PDMS先后经壳聚糖和透明质酸改性后的接触角测量图；图4为PDMS先后经透明质酸和壳聚糖改性后的接触角测量图。图5为本专利技术的改性硅橡胶示意图。具体实施例方式将PDMS表面处理后，进行氨基硅烷化或环氧硅烷或其他形式的硅烷反应，使PDMS 表面带上具有反应活性的化学基团，如氨基、环氧基等其他基团，再通过与透明质酸和/或 壳聚糖发生化学反应形成共价键。以下实施例说明本专利技术，但不限制本专利技术的范围。实施例1以Dow Coming Sylgard 184硅橡胶为例，将A组分(主要成分为乙烯基聚二甲基 硅氧烷)和B组分(主要成分为含硅氢基的聚甲基硅氧烷)，两种组分按照质量比10 1 的比例，分别取出IOg和lg，混合搅拌均勻后，抽真空脱气，直至无气泡为止。在70°C反应 1小时，即得无色透明的固态PDMS硅橡胶(其接触角如图2所示)。小心剥离硅橡胶，分割 成小块备用。将PDMS用等离子体处理30秒，然后浸泡入含5% Y -氨基-丙基三乙氧基硅烷 (APTES)的无水乙醇中。在室温下振荡10本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种改性硅橡胶，其特征在于，硅橡胶表面经透明质酸和壳聚糖改性，所述透明质酸的分子量为１０ｋＤ～５×１０３ｋＤ，所述壳聚糖为低分子量或水溶性壳聚糖。

【技术特征摘要】
一种改性硅橡胶，其特征在于，硅橡胶表面经透明质酸和壳聚糖改性，所述透明质酸的分子量为10kD～5×103kD，所述壳聚糖为低分子量或水溶性壳聚糖。2.根据权利要求1所述的改性硅橡胶，其特征在于，所述透明质酸的分子量为IOOkD 1 X 103kD,所述壳聚糖的分子量为IOkD 50kD。3.—种硅橡胶的表面改性方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤1)表面处理硅橡胶，然后进行硅烷反应，使其表面带上具有反应活性的化学基团；2)将经表面处理的硅橡胶与经透明质酸改性，所述透明质酸的分子量为IOkD 5X103kD ；3)经透明质酸改性的硅橡胶...

【专利技术属性】
技术研发人员：张义浜，
申请(专利权)人：张义浜，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]