CN101687960A - 交联剂及双基固化聚合物 - Google Patents

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Abstract

提供了通过对每种单体使用相应的交联剂，以合成由至少两种具有非常不同的反应竞聚率的单体构成的聚合物的路线。描述了新的交联剂，该交联剂用来使至少一种亲水性单体与至少一种通常用来制备光学透镜的材料的透镜单体共聚合。新的交联剂对于亲水性单体具有相对高的选择性，而与用来聚合透镜单体的交联剂则只具有有限的反应性。

Description

交联剂及双基固化聚合物
技术领域
本发明涉及交联剂及该交联剂用来提供聚合物的用途。该聚合物包括两种或多种单体以及两种或多种交联剂的单体单元。该聚合物可以用作用于眼科透镜的光学聚合物材料。
背景技术
由N-乙烯基-2-吡咯烷酮(NVP)生产的水凝胶接触镜材料预期具有相对高的含水量，从而具有可以接受的氧气渗透水平。例如，NVP经常与丙烯酸烷基酯或甲基丙烯酸烷基酯，例如甲基丙烯酸甲酯共聚来提供通常含水量为50-80重量％的透镜材料。然而，由于NVP的N-乙烯基与丙烯酸烷基酯或甲基丙烯酸烷基酯的丙烯酰基或者甲基丙烯酰基之间聚合反应速度的差异，这样的共聚物难于以均匀控制的方式合成。因此，人们通常会观察到聚合物透镜材料的相分离以及相应聚合物透镜材料透明性的降低，或者在透镜吸水的时候透镜材料的机械性能变坏。
在克服NVP和丙烯酸烷基酯/甲基丙烯酸烷基酯之间差异的一个尝试中，US 4,547,543描述了使用N-甲基-3-亚甲基-2-吡咯烷酮(NMMP)。其陈述了NMMP具有与其它丙烯酸酯/甲基丙烯酸酯单体更加一致的聚合反应速度，并且还提供了NVP所希望的必要的亲水特性。相应地，专利’543描述了一种共聚物，其主要由以下成分构成：(a)占总单体单元50-95重量份的NMMP和NVP，其中，25-100份是NMMP，0-75份是NVP；和(b)占总单体单元约5-50重量份的增强单体单元，其主要由至少一种选自以下组中的单体构成：丙烯酸烷基酯，甲基丙烯酸烷基酯，苯乙烯，烷基苯乙烯类，丙烯酸苄基酯和甲基丙烯酸苄基酯。
US 3,949,021描述了一种解决上述问题的不同方法。专利’021描述了在聚(NVP)中捕获或者包封一种已经形成的不溶于水的聚合物(例如，聚(甲基丙烯酸甲酯)，聚苯乙烯，或者聚(醋酸乙烯酯))。另外，McCable等的美国专利(US 6,822,016和US 7,052,131)描述了一种由高分子量亲水性聚合物和硅酮单体来制备聚合物的眼科透镜材料的方法。McCable方法提出了在已经形成的亲水性聚合物，例如分子量不小于约100,000道尔顿的聚(NVP)存在下聚合硅酮单体。
包括两种或多种具有非常不同的反应竞聚率的自由基单体和单一交联剂的常规聚合物配方可提供两种单体主要以两种均聚物共存的聚合物。在聚合反应的起始阶段，一种单体优先与交联剂反应，并且只有在那种单体基本上消耗完之后，第二种单体才开始与交联剂反应。在一些情况下，交联剂与第二种单体反应竞聚率的较大差异可能导致具有相对大量的未反应第二单体或低聚物，这些必须在后来从聚合物中除去。这在生产成本(产率)方面是非常低效的，并且对材料的性能有害。另外，通常很难一批一批地制备在各种反应条件下都保持在设计规格内的聚合物。
由两种不同的单体(其中一种是交联剂)的反应形成的聚合物的理论组成通过下面的式子确定：
dn1/dn2＝(N1/N2)(r1N1+N2)/(r2N2+N1)
其中，n1是共聚物中单体1的摩尔数，n2是共聚物中单体2的摩尔数，N1和N2分别是单体混合物中单体1和2的摩尔数，并且r1和r2是单体反应竞聚率。所述反应竞聚率是根据下面的聚合反应、通过增长速率常数k11、k12、k22和k21来定义。
M1 *+M1→M1M1 * k11
M1 *+M2→M1M2 * k12
M2 *+M2→M2M2 * k22
M2 *+M1→M2M1 * k21，
并且r1＝k11/k12并且r2＝k22/k21。
本发明克服了由至少两种单体与单一交联剂共聚合的尝试所导致的缺点，如果这两种单体中的一种相对于交联剂具有非常不同的反应竞聚率话。
发明内容
本发明涉及具有通式I的交联剂：
Figure G2008800239509D00031
其中R1、R2、R3、R4、R7和R8独立地选自氢，C1-C4烷基，C1-C2链烷醇基或者羟基；
A是O，O(CH2CH2O)v或者[SiR5R6O]wSiR5R6，其中R5和R6独立地选自C1-C4烷基或苯基，v是1-20并且w是0-60，
m和n是独立地选自1-10的整数；p是0或1；且q是0-6的整数；并且
X和Y独立地选自O或者NR9，其中R9是氢，C1-C4烷基或C1-C2链烷醇基。
本发明还涉及具有通式II的交联剂：
Figure G2008800239509D00032
其中R1、R2、R3、R4、R7和R8独立地选自氢，C1-C4烷基，C1-C2链烷醇基或者羟基；
A是O，O(CH2CH2O)v或者[SiR5R6O]wSiR5R6，其中R5和R6独立地选自C1-C4烷基或苯基，v是1-20并且w是0-60，
m和n是独立地选自1-10的整数；p是0或1；且q是0-6的整数。
本发明还涉及一种聚合物，其包括两种或多种交联剂、亲水性单体与透镜单体的反应产物，并且所述交联剂中的至少一种具有通式I或者通式II。该聚合物可以用来形成眼科透镜。
本发明还涉及由具有通式III的交联剂制备的聚合物。该聚合物是两种或多种交联剂、亲水性单体与透镜单体的反应产物，并且交联剂的至少一种具有通式III：
Figure G2008800239509D00041
其中R1和R2独立地选自氢，C1-C4烷基，C1-C2链烷醇基或者羟基；
A是O，O(CH2CH2O)v或者[SiR5R6O]WSiR5R6，其中R5和R6独立地选自C1-C4烷基或苯基，v是1-20并且w是0-60；
m是1，2或3；n和n’是独立地选自1-10的整数；并且p是0或1。
本发明还涉及通过提供包括反应竞聚率Rh＝khh/khx的亲水性单体和反应竞聚率Rx＝kxx/kxh的交联剂的聚合混合物的方法制备的聚合物，其中khh、khx、kxx和kxh是以下自由基聚合反应的增长常数，并且Mh表示亲水性单体，Mh *表示亲水性单体自由基，Mx表示交联剂，并且Mx *表示交联剂自由基，
Mh *+Mh→MhMh * khh；
Mh *+Mx→MhMx * khx；
Mx *+Mx→MxMv * kxx；
Mx *+Mh→MxMh * kxh；
比率RH/Rx是0.1-10。所述聚合还包括反应竞聚率为Rl＝kll/kly的透镜单体和反应竞聚率Ry＝kyy/kyl的交联剂，其中kll、kly、kyy和kyl是以下自由基聚合反应的增长常数，并且Ml表示透镜单体，Ml *表示透镜单体自由基，My表示交联剂，并且My *表示交联剂自由基，
Ml *+Ml→MlMl * kll；
Ml *+My→MlMy * kly；
My *+My→MyMy * kyy；
My *+Ml→MyMl * kyl；
比率Rl/Ry是0.1-10。所得聚合物可以用来形成光学透镜。
具体实施方式
本发明提供了通过使用相应于每种单体的交联剂来合成聚合物的路线，该聚合物包括至少两种单体，并且，特别是至少两种乙烯基单体，每种单体都具有非常不同的反应竞聚率。描述了允许人们使至少一种亲水性单体，例如，任何N-乙烯基内酰胺与至少一种通常用来制备用于眼科透镜的聚合物材料的常规单体共聚合的新型交联剂。接下来，我们将参照常规的单体，其中一些以下被称为“透镜单体”。该新的交联剂对亲水性单体具有相对高的选择性，并且与用来聚合透镜单体的交联剂具有有限的反应性。
本发明还涉及一种制备亲水性交联聚合物的方法，该聚合物包括至少两种单体单元和至少两种不同的交联单元。另外，由于至少一种亲水性单体与至少一种透镜单体不容易共聚合，因此需要两种不同的交联剂。对于每种亲水性单体和透镜单体都采用相应的交联剂确保了相容的聚合物。结果是，在聚合物反应后可除掉的亲水性单体或者亲水性低聚物的量显著降低。使用双交联体系还提供了对所得聚合物最终的化学、物理和结构特性更好控制的路线。
本发明涉及具有通式I的交联剂：
Figure G2008800239509D00051
其中R1、R2、R3、R4、R7和R8独立地选自氢，C1-C4烷基，C1-C2链烷醇基或者羟基；
A是O，O(CH2CH2O)v或者[SiR5R6O]wSiR5R6，其中R5和R6独立地选自C1-C4烷基或苯基，v是1-20并且w是0-60，
m和n是独立地选自1-10的整数；p是0或1；且q是0-6的整数；并且
X和Y独立地选自O或者NR9，其中R9是氢，C1-C4烷基或C1-C2链烷醇基。
术语“直链或支链烷基”以及“环烃”是可以包括一种或多种非碳取代基的脂族基，例如，羟基，胺，羧酸，酯或醚。
在一个实施方案中，Y是NR9并且X是O。在另一个实施方案中，Y是O并且X是NR9。在另一个实施方案中，Y是NR9并且X是NR9。在一个具体的实施方案中，m和n是2或3，p是0，并且R1、R2、R3和R4是氢。另外，优选q是0，1或2。
本发明还涉及具有通式II的交联剂：
Figure G2008800239509D00061
其中R1、R2、R3、R4、R7和R8独立地选自氢，C1-C4烷基，C1-C2链烷醇基或者羟基；
A是O，O(CH2CH2O)v或者[SiR5R6O]wSiR5R6，其中R5和R6独立地选自C1-C4烷基或苯基，v是1-20并且w是0-60，
m和n是独立地选自1-10的整数；p是0或1；且q是0-6的整数。
在一个具体的实施方案中，m和n是2或3，p是0，并且R1、R2、R3和R4是氢。另外，优选q是0，1或2。
本发明还涉及一种聚合物，其包括两种或多种交联剂、亲水性单体与透镜单体的反应产物，并且交联剂中的至少一种具有通式I或者通式II。该聚合物可以用来形成眼科透镜。
本发明还涉及由具有通式III的交联剂制备的聚合物。该聚合物是两种或多种交联剂、亲水性单体与透镜单体的反应产物，并且交联剂中的至少一种具有通式III：
Figure G2008800239509D00062
其中R1和R2独立地选自氢，C1-C4烷基，C1-C2链烷醇基或者羟基；
A是O，O(CH2CH2O)v或者[SiR5R6O]WSiR5R6，其中R5和R6独立地选自C1-C4烷基或苯基，v是1-20并且w是0-60；
m是1，2或3；n和n’是独立地选自1-10的整数；并且p是0或1。
例如，在一个实施方案中，m＝1，R1和R2是氢，n和n’独立地是3，4或5，并且p＝0。
在具有通式I、通式II或者通式III的交联剂存在下，所描述的使亲水性单体与透镜单体共聚合的方法具有特殊的优点，条件是该亲水性单体是N-乙烯基内酰胺，特别是选自以下组中的N-乙烯基内酰胺：N-乙烯基吡咯烷酮，N-乙烯基哌啶酮，和N-乙烯基-ε-己内酰胺，以及它们的混合物。已知N-乙烯基内酰胺类在自由基聚合反应中与很多普通基于丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯和丙烯酰胺的单体很难反应。特别是那些用来提供用于光学透镜的聚合物材料的丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯和丙烯酰胺基单体，例如2-羟乙基甲基丙烯酸酯(HEMA)，三-(三甲基甲硅烷氧基)-3-甲基丙烯酰氧丙基硅烷(TRIS)，二甲基丙烯酰胺(DMA)，乙二醇二甲基丙烯酸酯(EGDMA)，甲基丙烯酸(MA)，2-苯基乙基丙烯酸酯，2-苯氧基乙基丙烯酸酯，2-苯氧基乙基甲基丙烯酸酯，三甘醇二甲基丙烯酸酯，四甘醇二甲基丙烯酸酯，异冰片基甲基丙烯酸酯，2-甲氧基乙基甲基丙烯酸酯，甲基丙烯酸甘油酯，单甲氧基聚乙二醇(PEG)甲基丙烯酸酯。
例如，前面使NVP与上面所列任何一种或多种透镜单体共聚合的尝试都毫无例外地导致了结合非常少量NVP的丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯或丙烯酰胺的聚合物。存在于该聚合物中的大多数NVP都是以非共价连接的聚(NVP)均聚物链存在的。这些聚(NVP)链取向于随着时间的流逝从该聚合物中渗出。聚(NVP)的渗出降低了聚合物的亲水性能，并且观察到聚合物的含水量或者润湿能力降低。此外，下面所描述的使NVP与一种或多种硅氧烷大单体共聚合的尝试可能导致相分离，在光学透镜的情况下，这样的相分离可能会导致该材料的混浊化。
表1列出了通常用来制备光学透镜材料的NVP(单体1)以及一些其它单体(单体2)的反应竞聚率。这些反应竞聚率得自J.Brandrup和E.J.Immergut的″Polymer Handbook″，第3版，Wiley Interscience(1989)。
表1 NVP的反应竞聚率
  单体2   r1   r2
  2-羟乙基甲基丙烯酸酯   -0.019   4.841
  苯乙烯   0.057   17.20
  甲基丙烯酸甲酯   0.010   4.04
  乙烯基环己基醚   1.91   -0.110
  乙烯基异丙基醚   0.870   0.030
  乙烯基丁基醚   1.49   0
  乙烯基苯甲酸酯   2.507   0.408
  醋酸乙烯酯   0.340   0.195
  N-乙烯基己内酰胺   2.8   1.7
  N-乙烯基-叔丁基氨基甲酸酯   0.4   2.4
  AMPS   0.13   0.66
AMPS：2-丙烯氨基-2-甲基-1-丙磺酸钠盐
本发明的方法特别适合于使包括反应竞聚率Rh＝khh/khx的亲水性单体和反应竞聚率Rx＝kxx/kxh的交联剂的聚合混合物共聚合，其中khh、khx、kxx和kxh是以下自由基聚合反应的增长常数，并且Mh表示亲水性单体，Mh *表示亲水性单体自由基，Mx表示交联剂，并且Mx *表示交联剂自由基：
Mh *+Mh→MhMh * khh；
Mh *+Mx→MhMx * khx；
Mx *+Mx→MxMv * kxx；
Mx *+Mh→MxMh * kxh；
比率Rh/Rx是0.1-10。该聚合还包括反应竞聚率Rl＝kll/kly的透镜单体和反应竞聚率Ry＝kyy/kyl的交联剂，其中kll、kly、kyy和kyl是以下自由基聚合反应的增长常数，并且Ml表示透镜单体，Ml *表示透镜单体自由基，My表示交联剂，并且My *表示交联剂自由基：
Ml *+Ml→MlMl * kll；
Ml *+My→MlMy * kly；
My *+My→MyMy * kyy；
My *+Ml→MyMl * kyl；
并且，比率Rl/Ry是0.1-10。所得聚合物可以用来形成光学透镜。
在很多聚合混合物的制备中，亲水性单体和透镜单体通常具有相对大的活性差异。换句话说，如果人们要基于下面所示的相似的聚合反应组(交联剂是相同的-单交联体系)定义一个反应竞聚率，RH/RL，则反应竞聚率应该很大，即有10倍的差别(例如，大于10或小于0.1)。相应地，该亲水性单体和透镜单体具有大于10或者小于0.1的反应竞聚率，RH/RL，该反应竞聚率RH/RL限定了下面的自由基聚合反应，其中Mh表示亲水性单体，Mh *表示亲水性单体，Ml表示透镜单体，Ml *表示透镜单体自由基，Mi表示交联剂，并且Mi *表示交联剂自由基，
Mh *+Mh→MhMh * khh；
Mh *+Mi→MhMi * khi；
Mi *+Mi→MiMi * kii；
Mi *+Mh→MiMh * kih；
并且RH是Rh/Ri，
和
Ml *+Ml→MlMl * kll；
Ml *+Mi→MlMi * kli；
Mi *+Mi→MiMi * kii；
Mi *+Ml→MiMl * kil；
并且RL是Rl/Ri。
相应地，在一个实施方案中，亲水性单体是选自以下组中的N-乙烯基内酰胺：N-乙烯基吡咯烷酮，N-乙烯基哌啶酮和N-乙烯基-ε-己内酰胺，及它们的混合物。其它合适的亲水性乙烯基单体包括N-乙烯基咪唑烷酮，N-乙烯基琥珀酰亚胺和N-乙烯基甲酰胺。然而，在很多情况下，亲水性单体可以是N-乙烯基吡咯烷酮。
与一种或多种亲水性单体共聚合的示例性透镜单体包括基于丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯和丙烯酰胺的单体。特别是通常用来提供用于光学透镜的聚合物材料的那些基于丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯和丙烯酰胺单体，例如HEMA、TRIS、DMA、EGDMA、MA、2-苯基乙基丙烯酸酯、2-苯氧基乙基丙烯酸酯、2-苯氧基乙基甲基丙烯酸酯、三甘醇二甲基丙烯酸酯、四甘醇二甲基丙烯酸酯、异冰片基甲基丙烯酸酯、2-甲氧基乙基甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸甘油酯、单甲氧基聚乙二醇(PEG)甲基丙烯酸酯。
所描述的方法特别适合于制备聚合的硅凝胶。在这种情况下，一种或多种下面描述的硅氧烷单体或者大单体与亲水性单体共聚合。在一些情况下，将硅氧烷键插入交联剂中可以是有利的，也就是说，对于合成硅凝胶而言，根据通式I或者通式II，A是[SiR5R6O]VSiR5R6，且p是1。
1.使用交联剂制备接触镜材料
任何一种或多种已知的含硅单体或大单体都可以与亲水性单体和通式I、通式II或通式III的交联剂结合来提供一种单体混合物，该单体混合物随后聚合，以提供用于生产光学透镜材料的硅氧烷聚合物。
可以使用的特定的硅单体具有以下的结构A：
Figure G2008800239509D00101
其中Ri是H或CH3，q是1或2，并且对于每个q，Ri、Rm和Rn都独立地选自乙基、甲基、苯甲基、苯基，或者包括1-30个重复的Si-O单元的单价硅烷链，p是1-10的整数，r＝(3-q)，X是O、NH或者N(C1-4烷基)，a是0或1，并且L是优选包括2-5个碳原子的二价连接基团，其还可以任选地包括醚或者羟基，例如聚(乙二醇)链。
可以使用的具有结构A的含硅单体的实例是(3-甲基丙烯酰氧基丙基)二(三甲基甲硅烷氧基)甲基硅烷，(3-甲基丙烯酰氧基丙基)五甲基二硅氧烷，(3-甲基丙酰氧基-2-羟丙氧基)二(三甲基甲硅烷氧基)甲基硅烷。优选的含硅单体是单甲基丙烯酰氧基烷基封端的聚二甲基硅氧烷(″mPDMS″)，如以下结构B所示的那些。
其中，b＝0-100，并且Rk是任何C1-10的脂肪族或者芳香族基团，其可以包括杂原子；条件是Rk没有在其连接到Si的位点被功能化。优选Rk是C3-8烷基，其中丁基、特别是仲丁基是最优选的。Rj是烯键式不饱和部分；优选单可聚合乙烯基。更优选Rj是甲基丙烯酰基部分，但是还可以是丙烯酰基或苯乙烯部分，或者其它类似部分。
其它可以使用的含硅单体包括(3-甲基丙烯酰氧丙基)三(三甲基甲硅烷氧基)硅烷(TRIS)，在US4,711,943中描述了TRIS的酰胺类似物，以及在US 5,070,215中所描述的乙烯基氨基甲酸酯或者碳酸酯类似物。
一些其它的含硅单体的实例包括大体积的聚硅氧烷基(甲基)丙烯类单体。大体积聚硅氧烷基(甲基)丙烯类单体的实例由以下结构C表示：
Figure G2008800239509D00111
其中，X表示O或NR；h是1-10的整数；
每个Ri独立地表示氢或甲基，并且每个RP独立地表示低级烷基、苯基或者由下式表示的基团：
Figure G2008800239509D00112
其中每个Rq独立地表示低级烷基或者苯基。
另外一类代表性的含硅单体包括含有碳酸乙烯酯或者氨基甲酸乙烯酯单体的硅氧烷类，例如：
1，3-二[4-乙烯基氧基羰基氧基]丁-1-基]四甲基二硅氧烷；
1，3-二[4-乙烯基氧基羰基氧基]丁-1-基]聚二甲基硅氧烷；
3-(三甲基甲硅烷基)丙基乙烯基碳酸酯；
3-(乙烯基氧基羰基硫基)丙基-[三(三甲基甲硅烷氧基)硅烷]；
3-[三(三甲基甲硅烷氧基)甲硅烷基]丙基乙烯基氨基甲酸酯；
3-[三(三甲基甲硅烷氧基)甲硅烷基]丙基烯丙基氨基甲酸酯；
3-[三(三甲基甲硅烷氧基)甲硅烷基]丙基乙烯基碳酸酯；
叔丁基二甲基甲硅烷氧基乙基乙烯基碳酸酯；
三甲基甲硅烷基乙基乙烯基碳酸酯；和三甲基甲硅烷基甲基乙烯基碳酸酯。
含硅的乙烯基碳酸酯或者乙烯基氨基甲酸酯单体的实例由以下结构D表示：
Figure G2008800239509D00121
其中
Y表示O、S或NH；
Rsi表示含硅酮的有机基；
Ri表示氢或甲基；
d是1，2，3或4；并且q是0或1。
合适的含硅有机基Rsi包括以下：
-(CH2)nSi[(CH2)mCH3]3；-(CH2)nSi[OSi(CH2)mCH3]3；-(CH2)nSi[OSi(RΓ)3]3；-(CH2)n[Si(RΓ)2O]eSi(RΓ)3和-(CH2)n[Si(RΓ)2O]eM，其中：M由下式表示：
Figure G2008800239509D00122
其中，p是1-6；
RΓ表示具有1-6个碳原子的烷基或者氟烷基；e是1-200的整数；n是1、2、3或4；并且m是0，1，2，3，4或5。
在结构D中，具体物种的实例由以下结构E表示：
Figure G2008800239509D00123
另外一种含硅单体包括聚氨酯-聚硅氧烷大单体(有时也被称为预聚物)，其可以具有象常规的氨基甲酸酯弹性体似的硬-软-硬嵌段。硅酮氨基甲酸酯单体的实例由以下通式IV和V表示：
(IV) E(*D*A*D*G)a*D*A*D*E′；或者
E(*D*G*D*A)a*D*G*D*E′；
其中：
D表示具有6-30个碳原子的烷基双基，烷基环烷基双基，环烷基双基，芳基双基或者烷基芳基双基；
G表示具有1-40个碳原子的烷基双基，环烷基双基，烷基环烷基双基，芳基双基或者烷基芳基双基，并且其主链上可以含有醚、硫或者胺键；
*表示氨基甲酸酯基或者脲基键；
a至少为1；
A表示以下结构F的二价聚合基：
Figure G2008800239509D00131
其中：
每个RΓ独立地表示具有1-6个碳原子的烷基或者氟取代的烷基，其在碳原子之间可以含有醚键；
m至少为1；并且
p是提供400-10,000部分重量的数；
E表示由以下结构G表示的可聚合不饱和有机基：
Figure G2008800239509D00132
其中：
Ri是氢或甲基；
Rt是氢，具有1-6个碳原子的烷基，或者-CO-Y-Ru基，其中Y是O、S或者NH；
Rs是具有1-10个碳原子的二价亚烷基；
Ru是具有1-12个碳原子的烷基；
X表示CO或者OCO；
Z表示O或者NH；
Ar表示具有6-30个碳原子的芳基基；
w是0-6的整数；x是0或者1；y是0或1；并且z是0或1。
可以与含硅酮/环氧单体结合的另一种含硅单体的实例由结构J表示：
Figure G2008800239509D00133
其中B由下式表示：
并且A由下式表示：
Figure G2008800239509D00142
其中：Ra独立地表示C1-C6烷基；Rb独立地表示C1-C6亚烷基；Rc独立地表示直链或支链的亚烷基；Rd独立地表示C1-C2亚烷基；Re独立地表示C1-C6亚烷基；m和p是独立地选自3-44的整数；并且n是13-80的整数，并且该含硅单体具有200-10,000的数均分子量。
含硅的氨基甲酸酯单体的更具体的实例是由以下结构H表示：
Figure G2008800239509D00143
其中，m至少为1并且优选为3或4，a至少为1并且优选为1，p是提供400-10,000的部分重量的整数，并且优选为至少30，R10是在除去异氰酸酯基团后的二异氰酸酯的二基，例如异佛尔酮二异氰酸酯的二基，每个E”由以下基团表示：
在该聚合物水合作用后，硅酮水凝胶通常将包括硅酮水凝胶总重量10-60重量％的水，或者25-约50重量％水。
硅酮水凝胶材料的特征还在于其具有低的混浊度(haze)、良好的润湿性和模量。混浊度是通过将测试透镜放置在黑色背景上的清澈小池中的盐水中，从下面用纤维光灯以与透镜小池法线成66°的角度照射，并且从上面用图像摄像机捕获透镜的照片测量的。通过整合透镜中心10mm定量分析减掉背景的散射光图像，然后使其与-1.00屈光度的CSI Thin
Figure G2008800239509D00151
对比，其被随意地设置为混浊度为100，而没有透镜时被设置为混浊度为0。
润湿性是通过在23℃下用硼酸盐缓冲的盐水、使用Wilhelmy天平测量动态接触角或者DCA测量的。透镜表面与硼酸盐缓冲盐水之间的润湿力是在试样被浸入盐水或者从盐水中拖出的时候，使用Wilhelmy微量天平测量的。使用了下面的方程式：
F＝2γρcosθ
其中F是润湿力，γ是探头液体的表面张力，ρ是该试样在液面的周长并且θ是接触角。通常，从动态润湿试验获得两个接触角，即，润湿前进接触角和润湿后退接触角。前进接触角是由试样插入到测试液体中的润湿试验部分获得的。每一种组分至少测量四个透镜并且记载平均值。
硅水凝胶材料具有至少约30psi、优选30psi-110psi或40psi-70psi的模量。模量是通过使用恒定速率的运动型张力测试机的十字头测量的，该测试机安装了降低到初始量高的负载单元。合适的测试机包括Instron的1122型。将0.522英寸长，0.276英寸“耳部”宽和0.213英寸“颈部”宽的狗骨形试样装载到夹具中，并且以2in/min应变的恒定速率拉伸，直至拉断。测量该试样的初始量长(Lo)和试样的断裂长度(Lf)。每种组合物测量12个试样，并记载平均值。在应力/应变曲线的起始直线部分测量拉伸模量。
该硅水凝胶材料具有40-300Barrer的O2 Dk值，这是通过极谱法测量的。透镜被布置在传感器上，然后上面覆盖网眼支撑物。将该透镜暴露于加湿的21wt％氧气的气氛中。使用4mm直径的金阴极和银环阳极的极谱法氧传感器测量穿过透镜扩散的氧。参考值是Balafilcon A透镜(博士伦)，其具有约80Barrer的Dk值。
2.使用交联剂来制造眼内透镜材料
为了用作眼内透镜，使用具有通式I或通式II的交联剂、亲水性单体和透镜单体制备聚合物材料。所得聚合物具有足够好的光学透明度，并且可以具有相对高的约1.40或更大的折射率。
用于制备眼内透镜的透镜单体的示例性目录包括：甲基丙烯酸C1-C10烷基酯(例如，甲基丙烯酸甲酯，甲基丙烯酸乙酯，甲基丙烯酸丙酯，甲基丙烯酸丁酯，甲基丙烯酸辛酯，或者甲基丙烯酸2-乙基辛酯；丙烯酸C1-C10烷基酯(例如，丙烯酸甲酯，丙烯酸乙酯，丙烯酸丙酯，丙烯酸正丁酯，丙烯酸正己酯，丙烯酸2-乙基己酯或者丙烯酸2-乙氧基乙酯；C6-C40芳基烷基丙烯酸酯(例如，丙烯酸2-苯基乙酯，丙烯酸2-苯氧基乙酯，甲基丙烯酸2-苯氧基乙酯，丙烯酸苄基酯，丙烯酸3-苯基丙酯，丙烯酸4-苯基丁酯，丙烯酸5-苯基戊酯，丙烯酸8-苯基辛酯，或者丙烯酸2-苯基乙氧酯；和C6-C40芳基烷基甲基丙烯酸酯(例如，2-苯基乙基甲基丙烯酸酯，3-苯基丙基甲基丙烯酸酯，4-苯基丁基甲基丙烯酸酯，5-苯基戊基甲基丙烯酸酯，8-苯基辛基甲基丙烯酸酯，2-苯氧基乙基甲基丙烯酸酯，3，3-二苯基丙基甲基丙烯酸酯，2-(1-萘基乙基)甲基丙烯酸酯，甲基丙烯酸苄基酯，或者2-(2-萘基乙基)甲基丙烯酸酯。
或者，C6-C40芳基烷基丙烯酸酯可以通过下式定义：
其中，R是H或者CH3；m是0-10；
Y不是任何东西，或者是O、S或NR，其中R是H、CH3或另外的低级烷基，异OC3H7、苯基或苯甲基；
Ar是任何芳环，例如苯基，其可以被H、CH3、C2H5、正C3H7、异C3H7、OCH3、C6H11、Cl、Br或OH取代。
增强的交联硅酮弹性体可以用通式I、通式II的交联剂和亲水性乙烯基单体制备。这些硅酮弹性体可以包括硅氧烷聚合物，其含有12-18mol％的式R4R5-SiO的芳基取代的硅氧烷单元。在该式子中，R4和R5是相同的或不同的，并表示苯基、单-低级烷基取代的苯基，或者二-低级烷基取代的苯基。优选R4和R5都是苯基。硅氧烷聚合物可具有含式R′R2R3-SiO5的硅氧烷单元的封端剂，其中R1和R2是烷基、芳基或取代的烷基或取代的芳基，并且R1和R2可以是相同的或不同的。封端的硅氧烷单元的R3基团是链烯基。优选，封端剂是二甲基乙烯基硅氧烷单元。
该聚合物的剩余部分由式R6R7-SiO的二烷基硅氧烷构成，其中R6和R7是相同的或者不同的，并且是甲基或乙基，并且该聚合物的聚合度为100-2000，优选R6和R7都是甲基，并且聚合度为约250。
三甲基甲硅烷基处理的二氧化硅增强剂细碎分散在该聚合物中，其重量比为约15-45份增强剂/100份聚合物。优选约27份增强剂比100份共聚物。
由通式I或通式II的交联剂和亲水性乙烯基单体制备的聚合物材料可以通过聚合以下单体组分制得：
(A)5重量％-25重量％的由下式表示的丙烯酸酯：
Figure G2008800239509D00171
其中Ar表示芳香环，其中氢原子可以北取代基取代，X表示氧原子或者直接键，并且m表示1-5的整数；
(B)50重量％-90重量％的2-羟乙基(甲基)丙烯酸酯；和
(C)5重量％-45重量％的(甲基)丙烯酸酯单体，但是，不是表示单体(A)的化学式并且不是2-羟乙基(甲基)丙烯酸酯。另外，单体(C)的均聚物的吸水系数不超过30重量％。吸水系数(H2O绝对％)是由下面的方程式定义的：
H2O绝对％＝[(Wh-Wd)/Wd]X100
其中，所述数值是在25℃下通过使用1mm厚的样品计算的；Wh表示样品用水平衡状态下的重量(g)，Wd表示样品在干燥状态下的重量(g)。含水量由下式得到：
水％＝[(Wh-Wd)/Wh]X100
(甲基)丙烯酸酯单体(C)的示例性目录包括含有直链、支链或者环状链的(甲基)丙烯酸烷基酯，例如(甲基)丙烯酸甲酯，(甲基)丙烯酸乙酯，(甲基)丙烯酸丙酯，(甲基)丙烯酸丁酯，(甲基)丙烯酸戊酯，(甲基)丙烯酸己酯，(甲基)丙烯酸庚酯，(甲基)丙烯酸壬酯，(甲基)丙烯酸十八烷基酯，(甲基)丙烯酸辛酯，(甲基)丙烯酸癸酯，(甲基)丙烯酸月桂酯，(甲基)丙烯酸十五烷基酯，(甲基)丙烯酸2-乙基己酯，(甲基)丙烯酸环戊酯，(甲基)丙烯酸酯，(甲基)丙烯酸环己酯；含有1-5个碳原子的烷基的(甲基)丙烯酸烷基酯；含有直链、支链或者环状链的(甲基)丙烯酸羟烷基酯，以及它们的任何混合物，除2-HE(M)A(B)以外。在甲基丙烯酸烷基酯中，含有1-3个碳原子的烷基的那些是优选的。在甲基丙烯酸羟烷基酯中，含有3-6个碳原子的羟烷基的那些是优选的。
聚合物材料可以用通式I、通式II或通式III的交联剂和亲水性乙烯基单体、通过共聚合特定的包括全氟辛基乙基氧亚丙基(甲基)丙烯酸酯、2-苯基乙基(甲基)丙烯酸酯和具有以下通式的(甲基)丙烯酸烷基酯单体制备：
Figure G2008800239509D00181
其中R是氢或者甲基，R1是直链或者支链的C4-C12烷基。全氟辛基乙基氧亚丙基(甲基)丙烯酸酯以5-20重量％存在，2-苯基乙基(甲基)丙烯酸酯以40-60重量％存在，(甲基)丙烯酸烷基酯单体以30-50重量％存在，交联剂以0.5-4重量％存在。
上面所描述的聚合物材料是通过一般的常规聚合方法、由各自的单体成分制备的。制备选定量的单体的聚合混合物。向该混合物中加入通式I或通式II的交联剂、至少一种特别适合于基于丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯或丙烯酰胺单体的其它交联剂，和常规的热自由基引发剂。将该混合物引入到合适形状的模具中以形成光学材料，并通过温和加热引发聚合。典型的热自由基引发剂包括过氧化物，例如过氧化二苯甲酮，过氧碳酸盐，例如二-(4-叔丁基环己基)过氧二碳酸酯，偶氮腈类，例如偶氮二异丁腈等。优选的引发剂是二-(4-叔丁基环己基)过氧二碳酸酯(PERK)。
或者，单体可以通过使用对于能够引发这些丙烯酸类单体和交联剂聚合的波长的光化学辐射透明的模具来进行光聚合。常规的光引发剂化合物，例如二苯甲酮类光引发剂可以被引入来促进光聚合反应。
实施例
实施例1.1，6-己二醇双(N-乙烯基氨基甲酸酯)的制备
对火焰干燥过的3口250mL圆底烧瓶(RBF)安装Friedrich回流冷凝器(设置在2.5℃冷却)、温度监控探头和具有压力平衡臂的60mL的加料漏斗。将该系统保持在轻微的N2压力下。然后向该RBF中加入120mL无水THF、200μL二月桂酸二丁锡(相对于OH基0.2摩尔％)和10g 1，6-己二醇(0.085摩尔)。然后使这些组分在室温下混和。
通过注射器穿过隔膜，向该60mL加料漏斗(用火焰喷灯完全干燥)中加入15g N-乙烯基异氰酸酯(0.217摩尔)和40mL无水THF，以防止暴露于水分。将THF中的N-乙烯基异氰酸酯缓慢加入到RBF中，以防止过热，这是因为该反应是相当放热性的。或者，加料可以在0℃-5℃下通过冰水浴来进行。THF中N-乙烯基异氰酸酯的添加在2小时内进行。在氮气的气氛下在室温下缓慢搅拌RBF中的组分24小时。除掉溶剂后提供了白色粉末的产品，可以通过将该产品保持在真空(20-30mMhg)下24-48个小时而使其进一步干燥。典型的收率范围为95-99重量％。
实施例2.二甘醇二(N-乙烯基氨基甲酸酯)
对火焰干燥过的3口250mL圆底烧瓶(RBF)安装Friedrich回流冷凝器(设置在2.5℃冷却)，温度监控探头和具有压力平衡臂的60mL加料漏斗。将该系统保持在轻微的N2压力下。然后向该RBF中加入75mL无水氯甲烷、150μL二月桂酸二丁锡(相对于OH基0.25摩尔％)和6g二甘醇(0.0565摩尔)。然后使这些组分在室温下混和。通过注射器穿过隔片向该60mL加料漏斗(用火焰喷灯完全干燥)中加入10g N-乙烯基异氰酸酯(0.145摩尔)和50mL无水氯甲烷，以防止暴露于水分。
将二氯甲烷中的N-乙烯基异氰酸酯缓慢加入到RBF中，以防止过热，因为该反应是相当放热的反应。或者，加料可以在0℃-5℃下通过冰水浴来进行。加料进行2个小时。在室温下缓慢搅拌RBF中的成分24小时。除去溶剂，得到白色粉末的产品，可以通过将该产品保持在真空(20-30mMhg)下24-48个小时而使其进一步干燥。通常的收率是95-99重量％。该产品可以通过从乙醚/己烷再结晶而提纯。
实施例3.1，12-二-(3-(-1-乙烯基-2-吡咯烷酮基)十二烷
采取White等在J.of Polymer Science Part A：Polymer Chemistry第40卷第694-706页(2002)中所描述的合成程序。在使用前将所有玻璃器皿都在160℃的烘箱中进行干燥。使用前对N-乙烯基-2-吡咯烷酮(NVP)进行蒸馏，并且置于
Figure G2008800239509D00201
分子筛中24个小时。所使用的所有其它的反应试剂都是来自Aldrich chemical Co.。250mL三口烧瓶安装加料漏斗、N2入口、磁力搅拌器、橡胶隔片和热电偶探头。向该烧瓶中进料二(三甲基甲硅烷)酰胺锂(LTMSA)82mL(THF中的1.0M的溶液)0.82摩尔，然后在干冰/丙酮浴中搅拌至约-76℃。在约30分钟的时间内一滴一滴地加入THF(9mL)中的NVP(9mL，0.084摩尔)。再搅拌该反应1个小时。一滴一滴地向该反应烧瓶中加入10mL THF中的1，12-二溴十二烷(12.8g，0.039摩尔)。在低于-74℃下搅拌该混合物1个小时，然后使其达到室温。连续搅拌48个小时。取出试样，用水骤冷并且用醚提取。GC分析显示，在反应混合物中不存在1，12-二溴十二烷(I)的迹象。
用50mL纯净水骤冷该反应，并且将有机层除去。用3x50mL的醚萃取水层，有机层被结合并且用硫酸镁对其干燥。通过闪蒸提供了13.3克粗材料，通过GC-质谱仪对其进行分析，其含有NVP单体、1-(-3-乙烯基-2-吡咯烷酮基)-12-溴十二烷和希望的产品。粗收率是88％。通过二氧化硅凝胶柱色谱分离法，使用醋酸乙酯/庚烷(70/30)作为洗提溶剂对粗材料进行提纯。馏分I和II看上去含有主要产物。第一馏分为6.1克粘稠的油，第二馏分为3.05克半固体。
实施例4和5.硅水凝胶的制备
由表2中所列的聚合混合物制备硅水凝胶材料。使用本领域技术人员公知的方法进行聚合反应。在聚合中所使用的乙烯基交联剂是1，6-己二醇-二-(N-乙烯基氨基甲酸酯)，并且该交联剂是基于聚合反应混合物的总重量以重量百分数记载。M2D39是下面所示的杀草快(diquat)、硅氧烷单体，并且Tris是三-(三甲基甲硅烷氧基)-3-甲基丙烯酰氧丙基硅烷。
Figure G2008800239509D00202
表2
  组分(份)   实施例4   实施例5   对比例1
  M2D39   9.3   9.3   9.3
  Tris   23.25   23.25   23.25
  NVP   41.85   41.85   41.85
  HEMA   18.6   18.6   18.6
  丙二醇   5   5   5
  AIBN   0.5   0.5   0.5
  乙烯基交联(wt％)   0.5   1.0   0
将表2中的硅水凝胶膜干燥，从它们各自的模具上剥离并且称重。然后用水对该薄膜萃取一整夜，或者用异丙醇萃取一夜(约16个小时)，或者萃取2个小时。然后在100℃、减压(30mmHg)下对萃取的膜干燥18-24个小时，并且记录干重。表3总结了从薄膜萃取的化合物的重量百分数，该化合物包括稀释剂、丙二醇。
表3
  实施例   水(16小时)   IPA(16小时)   IPA(2小时)
  4   7.11   9.83   4.37
  5   6.05   9.66   3.77
  对比例1   11.29   14.16   13.16
实施例6A-6C.硅水凝胶的制备
由表4中所列的聚合混合物制备硅水凝胶材料。使用本领域技术人员公知的方法进行聚合反应。在聚合中所使用的乙烯基交联剂是1，6-己二醇-二-(N-乙烯基氨基甲酸酯)，并且该交联剂是基于聚合反应混合物的总重量、以重量百分数记载。将硅水凝胶膜干燥，从它们各自的模具上剥离并且称重。然后如表3中所示的那样对这些膜进行萃取。然后在100℃、减压(30mmHg)下对萃取的膜干燥18-24个小时，并且记录干重。然后对每个配方的聚合和接下来的萃取重复5次。萃取数据以及重复实验的标准偏差也记载在下表4中。
实施例7A-7C.硅水凝胶的制备
由表5中所列的聚合混合物制备硅水凝胶材料。使用本领域技术人员公知的方法进行聚合反应。在聚合中所使用的乙烯基交联剂是二甘醇-二-(N-乙烯基氨基甲酸酯)，并且该交联剂是基于聚合反应混合物的总重量、以重量百分数记载。
将表5的硅水凝胶膜干燥，从它们各自的模具上剥离并且称重。然后用异丙醇对这些膜进行萃取2小时。然后在100℃、减压(30mmHg)下对萃取的膜干燥18-24个小时，并且记录干重。然后对每个配方的聚合和接下来的萃取重复5次。萃取数据以及重复实验的标准偏差也记载在下表5中。
表4
  组分(份)   实施例6A   实施例6B   实施例6C   对比例2
  M2D39   5.3   5.3   5.3   5.3
  M1D11   4.0   4.0   4.0   4.0
  Tris   23.25   23.25   23.25   23.25
  NVP   41.85   41.85   41.85   41.85
  HEMA   18.6   18.6   18.6   18.6
  丙二醇   5.0   5.0   5.0   5.0
  AIBN   0.5   0.5   0.5   0.5
  乙烯基交联(wt％)   0.2   0.3   0.5   0
  萃取wt％   8.7±0.26   8.3±0.26   7.5±0.2   13.5±4.5
M1D11是具有以下通式的Gelest MCR-C12的单甲基丙烯酸酯。
Figure G2008800239509D00221
实施例8A-8D.硅水凝胶的制备
由表6中所列的聚合混合物制备硅水凝胶材料。使用本领域技术人员公知的方法进行聚合反应。在聚合反应中所使用的乙烯基交联剂是二甘醇-二-(N-乙烯基氨基甲酸酯)，并且该交联剂是基于聚合反应混合物的总重量、以重量百分数记载。
将表6的硅水凝胶膜干燥，从它们各自的模具上剥离并且称重。然后用异丙醇对这些膜萃取2个小时。然后在100℃、减压(30mmHg)下对萃取的膜干燥18-24个小时并且记录干重。然后对每个配方的聚合和接下来的萃取重复5次。萃取数据以及重复实验的标准偏差也记载在表6中。
表5
  组分(份)   实施例7A   实施例7B   实施例7C
  M2D39   5.3   5.3   5.3
  M1D11   4.0   4.0   4.0
  Tris   23.25   23.25   23.25
  NVP   41.85   41.85   41.85
  HEMA   18.6   18.6   18.6
  丙二醇   5.0   5.0   5.0
  AIBN   0.5   0.5   0.5
  乙烯基交联(wt％)   0.2   0.3   0.5
  萃取wt％   8.9±0.72   8.4±0.5   8.1±1.2
表7中列出了实施例9A-9D所得水凝胶膜的机械性能。对比例3的配方得到了薄弱的、脆性的材料，其不能进行机械测试，因此，其不是合适的光学材料。
表6
  组分(份)   实施例8A   实施例8B   实施例8C   实施例8D   对比例3
  M2D25   4.5   4.5   4.5   4.5   17.1
  Tris   44.0   44.0   30.0   25.0   31.9
  NVP   19.0   19.0   30.0   25.0   21.0
  DMA   3.0   3.0   6.0   15.0   -
  己醇   28.7   28.2   28.7   29.7   29.7
  Darocure 1173   0.3   0.3   0.3   0.3   0.3
  乙烯基交联(wt％)   0.5   1.0   0.5   0.5   0
M2D25是α，ω-二(甲基丙烯酰氧丁基聚二甲基硅氧烷，其中DP＝25
表7
  实施例   外观   模量(g/mm2)  拉伸(g/mm2)  伸长率   撕裂g/mm
  8A   清澈   305±46  116±28  176±26   26±3
  8B   清澈   299±35  132±16  157±15   35±9
  8C   清澈   83±3  50±18  94±38   5±1
  8D   清澈   52±4  26±17  72±52   2±0.5
实施例9A-9D.硅水凝胶的制备
将表8的硅水凝胶膜干燥，从它们各自的模具上剥离并且称重。然后用异丙醇对这些膜进行萃取2个小时。然后在100℃在减压(30mMhg)下对萃取的膜干燥18-24个小时，并且记录干重。然后对每个配方的聚合和接下来的萃取重复5次。
实施例9A-9D所得水凝胶膜的机械性能列在下表9中。
表8
  组分(份)   实施例9A   实施例9B   实施例9C   实施例9D
  VCa1D11   22   22   22   22
  Tris   7.5   15   20   30
  NVP   30.5   30.5   30.5   30.5
  HEMA   8.6   8.6   8.6   8.6
  TEGDMA   2   3   3   3
  实施例2   0.3   0.3   0.3   0.3
  Darocure 1173   0.3   0.3   0.3   0.3
  3-甲基-3-戊醇   41.5   41.5   41.5   41.5
VCa1D11是以下式子的硅氧烷大分子：
Figure G2008800239509D00241
表9
  实施例   透明度   DkBarrers   模量(g/mm2)   拉伸(g/mm2)   伸长率％   撕裂g/mm   含水量
  9A   清澈   44   89±16   31±9   53±16   ＜2   50.7
  9B   清澈   69   104±7   49.8±16   84±18   3±0.5   44.1
  9C   清澈   70   115±6   50±20   73±32   3±0.5   39.5
  9D   清澈   85   98±26   43±10   96±29   5±1   34.2
实施例10A-10E.硅水凝胶的制备
将表10的硅水凝胶膜干燥，从它们各自的模具上剥离并且称重。每种组分是以聚合混合物的重量百分数列出的。然后用异丙醇对这些膜进行萃取2个小时。再在100℃在减压(30mMhg)下对萃取的膜干燥18-24个小时，并且记录干重。然后对每个配方的聚合和接下来的萃取重复5次。
实施例10A-10E所形成的水凝胶膜的机械性能列在表11中。
表10
  组分(份)   实施例10A   实施例10B   实施例10C   实施例10D   实施例10E
  VCa1D11   --   10   --   7.5   --
  M1-MCR-C12   10   --   10   --   --
  VC1D11   --   --   --   --   7.5
  Tris   40   40   35   36   36
  NVP   35   35   30   44.4   44.4
  DMA   5   5   5   3   3
  HEMA   --   --   10   --   --
  Ma2D37   10   10   10   9   9
  实施例2   0.3   0.3   0.3   0.15   0.15
  Darocure 1173   0.5   0.5   0.5   0.4   0.4
  己醇   20   20   20   20   20
VC1D11和M1-MCR-C12是下式的硅氧烷大分子
Figure G2008800239509D00261
表11
  实施例   透明度   DkBarrers   模量(g/mm2)   拉伸(g/mm2)   伸长率％   撕裂g/mm   含水量
  10A   清澈   96   50±10   --   --   5   40.4
  10B   清澈   89   87±9   --   --   5   48.3
  10C   清澈   79   68±6   56±14   143±38   5±1   47
  10D   清澈   83   73±12   50±21   117±45   4±0.5   55.4
  10E   清澈   76   90±10   65±4   140±8   4±0.2   53.3

Claims (17)

1、一种具有通式I的化合物：
Figure A2008800239500002C1
其中R1、R2、R3、R4、R7和R8独立地选自氢，C1-C4烷基，C1-C2链烷醇基或者羟基；
A是O，O(CH2CH2O)v或者[SiR5R6O]wSiR5R6，其中R5和R6独立地选自C1-C4烷基或苯基，v是1-20并且w是0-60，
m和n是独立地选自1-10的整数；p是0或1；且q是0-6的整数；并且
X和Y独立地选自O或者NR9，其中R9是氢，C1-C4烷基或C1-C2链烷醇基。
2、权利要求1的化合物，其中Y是NR9，并且X是O。
3、权利要求1的化合物，其中Y是O，并且X是NR9。
4、权利要求1的化合物，其中Y是NR9，并且X是NR9。
5、权利要求1-4之一的化合物，其中m和n是2或者3，p是0，并且R1、R2、R3和R4是氢。
6、一种具有通式II的化合物：
Figure A2008800239500002C2
其中R1、R2、R3、R4、R7和R8独立地选自氢，C1-C4烷基，C1-C2链烷醇基或者羟基；
A是O，O(CH2CH2O)v或者[SiR5R6O]wSiR5R6，其中R5和R6独立地选自C1-C4烷基或苯基，v是1-20并且w是0-60，
m和n是独立地选自1-10的整数；p是0或1；且q是0-6的整数。
7、权利要求6的化合物，其中m和n是2或者3，p是0，q是0、1或者2，并且R1、R2、R3和R4是氢。
8、权利要求1-7之一的化合物用作亲水性单体共聚合的交联剂的用途，其中所述亲水性单体的反应竞聚率Rh＝khh/khx，权利要求1的化合物的反应竞聚率Rx＝kxx/kxh，其中khh、khx、kxx和kxh是以下自由基聚合反应的增长常数，并且Mh表示亲水性单体，Mh *表示亲水性单体自由基，Mx表示交联剂，并且Mx *表示交联剂自由基，
Mh *+Mh→MhMh *    khh；
Mh *+Mx→MhMx *    khx；
Mx *+Mx→MxMv *    kxx；
Mx *+Mh→MxMh *    kxh；
并且，比率Rh/Rx是0.1-10。
9、权利要求8的化合物的用途，其中所述亲水性单体选自以下组中：N-乙烯基吡咯烷酮，N-乙烯基哌啶酮，N-乙烯基-ε-己内酰胺，N-乙烯基咪唑烷酮，N-乙烯基琥珀酰亚胺，N-乙烯基甲酰胺，及它们的混合物。
10、权利要求1-7之一的化合物用作亲水性单体共聚合的交联剂的用途，其中所述亲水性单体选自以下组中：N-乙烯基吡咯烷酮，N-乙烯基哌啶酮，N-乙烯基-ε-己内酰胺，N-乙烯基咪唑烷酮，N-乙烯基琥珀酰亚胺，N-乙烯基甲酰胺，及它们的混合物，其中权利要求1的化合物和所述亲水性单体被包括在聚合混合物中，所述聚合混合物还包括用于透镜单体的交联剂，其中所述透镜单体选自以下组中：2-羟乙基甲基丙烯酸酯，三(三甲基甲硅烷氧基)-3-甲基丙烯酰氧丙基硅烷，二甲基丙烯酰胺，乙二醇二甲基丙烯酸酯，甲基丙烯酸，2-苯基乙基丙烯酸酯，2-苯氧基乙基丙烯酸酯，2-苯氧基乙基甲基丙烯酸酯，三甘醇二甲基丙烯酸酯，四甘醇二甲基丙烯酸酯，异冰片基甲基丙烯酸酯，2-甲氧基乙基甲基丙烯酸酯，甲基丙烯酸甘油酯，单甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯，及它们的任意混合物。
11、包括两种或多种交联剂、亲水性单体和透镜单体的反应产物的聚合物，其中至少一种交联剂具有通式I：
其中R1、R2、R3、R4、R7和R8独立地选自氢，C1-C4烷基，C1-C2链烷醇基或者羟基；
A是O，O(CH2CH2O)v或者[SiR5R6O]wSiR5R6，其中R5和R6独立地选自C1-C4烷基或苯基，v是1-20并且w是0-60，
m和n是独立地选自1-10的整数；p是0或1；且q是0-6的整数；并且
X和Y独立地选自O或者NR9，其中R9是氢，C1-C4烷基或C1-C2链烷醇基。
12、包括两种或多种交联剂、亲水性乙烯基单体和透镜单体的反应产物的聚合物，其中至少一种交联剂具有通式II：
Figure A2008800239500004C2
其中R1、R2、R3、R4、R7和R8独立地选自氢，C1-C4烷基，C1-C2链烷醇基或者羟基；
A是O，O(CH2CH2O)v或者[SiR5R6O]wSiR5R6，其中R5和R6独立地选自C1-C4烷基或苯基，v是1-20并且w是0-60，
m和n是独立地选自1-10的整数；p是0或1；且q是0-6的整数。
13、包括两种或多种交联剂、亲水性单体和透镜单体的反应产物的聚合物，其中至少一种交联剂具有通式III：
Figure A2008800239500004C3
其中R1和R2独立地选自氢，C1-C4烷基，C1-C2链烷醇基或者羟基；
A是O，O(CH2CH2O)v或者[SiR5R6O]wSiR5R6，其中R5和R6独立地选自C1-C4烷基或苯基，v是1-20并且w是0-60；
m是1，2或3；n和n’是独立地选自1-10的整数；并且p是0或1。
14、权利要求11、12或13的聚合物，其中所述亲水性单体选自以下组中：N-乙烯基吡咯烷酮，N-乙烯基哌啶酮，N-乙烯基-ε-己内酰胺，N-乙烯基咪唑烷酮，N-乙烯基琥珀酰亚胺，N-乙烯基甲酰胺，及它们的混合物。
15、权利要求11-14之一的聚合物，其中所述透镜单体选自以下组中：2-羟乙基甲基丙烯酸酯，三(三甲基甲硅烷氧基)-3-甲基丙烯酰氧丙基硅烷，二甲基丙烯酰胺，乙二醇二甲基丙烯酸酯，甲基丙烯酸，2-苯基乙基丙烯酸酯，2-苯氧基乙基丙烯酸酯，2-苯氧基乙基甲基丙烯酸酯，三甘醇二甲基丙烯酸酯，四甘醇二甲基丙烯酸酯，异冰片基甲基丙烯酸酯，2-甲氧基乙基甲基丙烯酸酯，甲基丙烯酸甘油酯，单甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯，及它们的任意混合物。
16、权利要求11-15之一的聚合物，其中所述亲水性单体的反应竞聚率Rh＝khh/khx，通式I的交联剂的反应竞聚率Rx＝kxx/kxh，其中khh、khx、kxx和kxh是以下自由基聚合反应的增长常数，并且Mh表示亲水性单体，Mh *表示亲水性单体自由基，Mx表示交联剂，并且Mx *表示交联剂自由基，
Mh *+Mh→MhMh *    khh；
Mh *+Mx→MhMx *    khx；
Mx *+Mx→MxMv *    kxx；
Mx *+Mh→MxMh *    kxh；
并且，
比率Rh/Rx是0.1-10。
17.权利要求11-16之一的聚合物组合物，其中所述亲水性单体和透镜单体的反应竞聚率RH/RL大于10或小于0.1，该反应竞聚率RH/RL定义了以下的自由基聚合反应，其中Mh表示亲水性单体，Mh *表示亲水性单体，Ml表示透镜单体，Ml *表示透镜单体自由基，Mi表示交联剂，并且Mi *表示交联剂自由基，
Mh *+Mh→MhMh *    khh；
Mh *+Mi→MhMi *    khi；
Mi *+Mi→MiMi *    kii；
Mi *+Mh→MiMh *    kih；：
并且RH是Rh/Ri，
和
Ml *+Ml→MlMl *    kll；
Ml *+Mi→MlMi *    kli；
Mi *+Mi→MiMi *    kii；
Mi *+Ml→MiMl *    kil；
并且RL是Rl/Ri。
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