Патент ссср 825548

 

ОЙИСАЛИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистических

Республик

<о825548 (61) Дополнительное к авт. саид-ву— (22) Заявлено 03.04.78 (21) 2598051/23-05 с присоединением заявки ¹ (51)М. Кл.

С 08 F 271/02

G 02 С 7/04

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 3004.81. Бюллетень М 16 (53) УДХ 678. 746-13 (088. 8) Дата опубликования описания 0505.81

А. И. Сошко, О. В. Суберляк, А. Ф» Бу ало C.. и И. Г. Тхир ь » . (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

Львовский ордена Ленина политехнический--кндтиту - и Львовская областная. клиническая больница (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГИДРОГЕЛЬНОГО ПОЛИМЕРНОГО

NATEPHAJIA

Изобретение относится к IToëó÷åíèþi гидрогельного полимерного материала, применяемого, например для изготовления мягких контактных линз.

Известны способы получения гидрогельных полимерных материалов различного состава, применяемых для изготовления мягких контактных линз. Синтез таких полимеров по известным способам заключается в радиальной сополимеризации гидрофильных мономеров акриламида и монометакриловыхэфиров гликолей, монометакриловых эфиров гликолей и диметакриловых эфиров полиэтнленгликоля.. Материалы, получен= ные таким способом прозрачны, имеют достаточную прочность t1j и (21.

Однако эти способы характеризуются недостаточной проницаемостью: поглощают до 38% воды. 20

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ получения гидрогельного полимерного материала путем взаимодействия поливинилпирролидона с гидрокси- 25 алкилметакрилатами в присутствии инициаторов радикальной полимеризацин и сшивающего агента.

По известному способу материал получают из суспензии поливинилпирро- 30 лидона молекулярной массы 37000, взя.того в количестве 20-45%, в монометакриловом эфире гликолей (этиленгликоль, пропиленгликоль, диэтиленгликоль, дипропиленгликоль), взятого в количестве 80-55Ъ и содержащего 1Ъ метакриловой кислоты и 0,2% диметакрилата соответствующих гликолей. Полимеризацию проводят при двухступенчатом температурном режиме — 40-60 С о в течение 4-24 ч и 90-120 С в течение

0,5-2 ч. Полученная заготовка поддается дальнейшей обработке с целью уп рочнения материала — обработка ультрафиолетовыми лучами или радиацией до 95 мин и выдержка в перекиси водорода до 4 ч. Материал согласно изобретению, имеет водопоглощение 4080Ъ (преимущественно 50-55%) и показатель преломления 1,49 в сухом состоянии и 1,39-1,40 — в гидроатированном (3 ). . Однако следует отметить, что полимерный блок, полученный из дисперсии реагентов обязательно будет иметь неоднородные по объему свойства: образуются отдельные микроблоки. Это общеизвестный факт. Неоднородность блока полимера вызывает ухудшение его свойств, таких как светопропускание, 825548 поскольку при неоднородной структуре в большей мере создаются благоприятные условия светорассеивания: прочность — ибо всегда возможна концентрация внутренних напряжений на существующих в блоке материала отдельных микроблоках. Укаэанные же свойства имеют важное значение для тонких (0,1-0,5 мм) линз, изготовляемых механическим путем.

Цель изобретения — улучшение механических и оптических свойств материала при сохранении высокого водопоглощения, т. е. повыаения прочности, эластичности, светопропускания и коэффициента преломления при сохранении высокого водопоглощения. t5

Поставленная цель достигается тем, что в способе получения гидрогельного полимернОго материала путем взаимодействия поливинилпирролидона с гидроксиалкилметакрилатами в присутствии инициаторов радикальной полимеризации и сшивающего агента, поливинилпирролидон используют молекулярной массы 11000-16000 в количестве 10

40 вес.Ъ,гидроксиалкилметакрилат — в количестве 40-85 вес.Ъ, а в качестве сшивающего агента используют полиэтиленгликольдиметакрилат молекулярной массы 1500 или олигоуретандиметакрилат молекулярной массы 456 в количестве 5-20 вес.Ъ. 30

Олигоуретандиметакрилат имеет формулу сн н н = — с — а — си — сн — с — о — с — йн

l х а. 2

0 0

r e R = - и п .= 2.

Полиэтиленгликольдиметакрилат имеет формулу 40

СН

0 ! з

CH = С - <-OI сн -сн -о с-с =сн и . 2 1!! 2

О СН

Процесс получения материала состоит в проведении радикальной полимеризации в присутствии 0,5 вес.Ъ инициаторов при 50-55 С в течение 4-7 ч, 0

78 С в течение 1-3 ч и 110 С вЂ” 1 ч.

При этом образуется материал, имеющий хорошие оптические и физико-механические свойства.

Пример 1. 75 вес.Ъ гидрокси-. этилметакриалат, очищенного экстракцией из водного раствора гексаном с последующим высаливанием NaC! и перегонкой в вакууме, смешивают с 20 вес.Ъ предварительно прогретого поливинилпирролидона молекулярной массы 16000 бО и 5 вес.Ъ полиэтиленгликольдиметакрилата молекулярной массы 1500. К смеси прибавляют 0,3 вес.Ъ реакционной массы перекиси бензоила.и 0,2Ъ динитрилазоизомасляной кислоты (ДАК). 65

Пример 3. Материал аналогично примеру 1 получают из композиции, содержащей 10Ъ поливинилпирролидона молекулярной массы 16000, 70Ъ гидроксиэтилметакрилата и 20Ъ полиэтиленгликольдиметакрилата.

Материал имеет свойства:

Предел прочности при растяжении, кг! см 650

Удлинение при разрыве, Ъ

Светопрозрачность пленки

Смесь перемешивают на холоду до полного растворения компонентов. Раствор деарируют в вакууме и заливают в реакционный сосуд, изготовленный из полиэтилена или фторопласта.Ф-И.

Герметично закрытый сосуд, содержащий реакционную массу, помещают в воздушный термостат при 50 С. При этой температуре ведут реакцию в течение 4 ч. Дальше поднимают температуру до 78 С и выдерживают 3 ч. По истечении времени нагревания реакционный сосуд медленно охлаждают, извлекают полученную заготовку и на металлической подложке помещают ее в печь при 110 С. При 110 С выдерживают 1 ч. Блок медленно остывает в термостате. Конечный продукт имеет следующие свойства:

Предел прочности при растяжении, кгс/см 555

Удлинение при разрыве, Ъ 15

Светопрозрачность пленки в сухом состоянии, Ъ 92

Светопрозрачность . пленки в набухшем состоянии, Ъ 96

Показатель преломления в сухом состоянии 1,52 в набухшем состоянии 1,425

Водопоглощение, Ъ 75

Пример 2. Композицию готовят аналогично примеру 1 из 10Ъ поливинилпирролидона молекулярной массы

11000, 85Ъ гидроксиэтилметакрилата и 5Ъ полизтиленгликольдиметакрилата.

Реакцию ведут по режиму:

55 С вЂ” 7 ч

78 С вЂ” 1 ч

110 С вЂ” 1 ч

Полученный материал имеет свойства:

Предел прочности при растяжении в сухом состоянии, косм 520 удлинение при разрыве, Ъ 12

Светопрозрачность пленки в сухом состоянии, Ъ 93 в набухшем состоянии, Ъ 97

Показатель преломления в сухом состоянии 1,51 в набухшем состоянии 1,415.

Водопоглощение, Ъ 64

825548

Пример б. Повторяют пример 1 только вместо 75% гидроксиэтилметакрилата берут 75% гидроксипропилметакрилата.

При этом получен материал со свойствами: в сухом состоянии, % 93 в набухшем состоянии, Ъ 97

Показатель преломления в сухом состоянии 1,525 в набухшем состоянии 1,43

Водопоглощение Ъ 61

Пример 4. Композицию готовят из 30% поливинилпирролидона молекулярной массы 16000, 60Ъ гидроксиэтилметакрилата и 10Ъ полиэтиленгликольдиметакриалата. Синтез ведут по режиму."

50 С - 5 ч

78 С вЂ” 2 ч

110С-1ч

Полученный материал имеет следующие свойства:

Предел прочности при растяжении в сухом состоянии, косм г

Удлинение при разрыве, Ъ

Светопрозрачность пленки в сухом состоянии, Ъ 91 в набухшем состоянии, Ъ 96

Показатель преломления в сухом состоянии 1,53 в набухшем состоянии 1,43

Водопоглощение, Ъ 84

Пример 5 ° Материал аналогично примеру 1. получают из композиции, содержащей 40Ъ поливинилпирролидона молекулярной массы 12500, 40Ъ гидроксиэтилметакрилата и 20Ъ олигоуретандиметакриалата.

Материал имеет следующие свойства:

Предел прочности при растяжении в сухом состоянии, косм 4 61

Удлинение при разрыве, % 11

Светопрозрачность пленки в сухом состоянии, Ъ 91 в набухшем состоянии, % 95

Водопоглощение, Ъ 77

Показатель преломления, в сухом состоянии 1,53 в набухшем состоянии 1,43

Предел прочности при растяжении в сухом состоянии, кгс/см

Удлинение при разрыве, Ъ

Светопрозрач ность пленки в сухом состоянии, Ъ в набухшем состоянии, Показатель преломления в сухом состоянии в набухшем состоянии

Водопоглощение, Ъ

505

Ъ 96

1,52

1,42

71!

Более высокий показатель преломления материала, полученного по предлагаемому способу, в сравнении с мате40 риалом, полученным по известному способу, дает возможность изготовлять линзы меньшей толщины, что по известным причинам должно повысить проницаемость линз, а в связи с этим улучши ть переносимость линз на глазах.

В набухшем состоянии материала показатели, полученные по предлагаемому способу характеризуются хорошей

5Q пРочностью, высокой эластичностью, светопрозрачностью (96-97Ъ). Они впитывают 61-84% влаги . Эти характеристики определяют высокое качество кон- тактных мягких линз на основе предлагаемого материала.. Приведенные в примерах данные подтверждаются актом сравнительных испытаний синтезированных материалов. 5 В сухом состоянии полимеры, полученные по примерам 1-6 характеризуются высокой для этого случая удельной ударной вязкостью — 2,8-6,5 кгс х х см/смг.

gQ В набухшем состоянии синтезированные полимеры отличаются высокой эластичностью и достаточной прочностью.

Как видно из приведенных примеров .гидрогельные полимерные материалы, 25 полученные по предлагаемому способу характеризуются заметной прочностью (Op = 460-650 кг/см ), эластичностью (удлинение равно 11-20Ъ) и удельной ударной .вязкостью (2,8-6,6 кгс-см/см

t в сухом состоянии). A это значительно облегчает процесс изготовления мягких контактных линз; позволяет уменьшить количество брака при изготовлении; повышает качество тонких линз (0,10,5 мм), изготовленных методом вытачивания.

825548

Физико-механические свойства гидролизного материала

1. ПВП-10Ъ (11000) 64

МЭà — 85 Ъ

ТГМ - 5Ъ

ТГМ вЂ” 13-5Ъ

84

Известный материал

51-53 90 95 1,490 1,39 410 9

55-59 88

Без сшивающего агента

47

2. ПВП вЂ” 20Ъ (16000)

МЭà — 75Ъ

3. ПВП вЂ” 10Ъ (16000) МЭà — 70Ъ

ТГМ вЂ” 20Ъ

4. ПВП вЂ” ЗОЪ (16000) МЭГ - 60%

ТГМ вЂ” 10Ъ

5. ПВП вЂ” 40% (12500) МЭà — 40Ъ

Олигоуретандимет. -20Ъ

6. ПВП - 20% (16000) МПà — 75Ъ

ТГМ вЂ” 5Ъ

7. ПВП вЂ” 20% (37000)

МЭà — 80Ъ

ДМЭà — 0,2%

8. ПВП - 35% (37000) МЭà — 65%

ДМЭà — 0,2%

9 ° ПВП вЂ” 20% (16000)

МЭà — 80%

97 1,51 1,415 520 12 96 1,52 1,425 555 15

93 97 1,525 1,43 650 20

96 1,53 1,43 490 r 12

96 1 53 1i43 461 11

92 96 1,52 1,42 505 17

93 1,492 1,40 350 б

89 1,50 1,385 250 б

825548

Формула изобретения

Ф

Составитель В. Полякова

Техред Ъ. Бабинец Корректор М. Шарсши

Редактор Кузнецова

Тираж 530 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва. Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 2486/62

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Способ получения гидрогельного полимерного материала путем взаимодействия поливинилпирролидона с гидроксиалкилметакрилатами в присутствии инициаторов радикальной полимеризации и сшивакщего агента, о т л и ч а—

io..щ я и с я. тем что, с целью улучшения механических и оптических свойств материала при сохранении высокого водопоглощения, поливинилпирролидон используют молекулярной массы 11000-16000 в количестве

10-40 вес. Ъ гидроксиалкилметакрилатв количестве 40-85 вес.Ъ, а в качестве сшивающего агента используют полиэтиленгликольдиметакрилат молекулярной массы 1500 или олигоуретандиметакрилат молекулярной массы 456 в количестве 5-20 вес.Ъ.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент ЧССР .9 133433, кл. 39 а 11/00, опублик. 1968.

2. Патент CltlA 9 3505942, о кл. 98-115, опублик. 1970.

3. Патент CUIA 9 3822196, кл. 204-159.16, опублик. 1974 (прототип).