DE3625869C2 - Vernetzte hydrophile Copolymere, besonders für Kontaktlinsen und medizinische Zwecke, und Verfahren zu ihrer Herstellung - Google Patents

Vernetzte hydrophile Copolymere, besonders für Kontaktlinsen und medizinische Zwecke, und Verfahren zu ihrer Herstellung

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Description

Die Erfindung betrifft vernetzte hydrophile Copolymere, die insbesondere für Kontaktlinsen und medizinische Anwendungen geeignet sind, und Verfahren zu ihrer Herstellung.
Es sind bereits stark quellende Elastomere bekannt, die für verschiedene medizinische Zwecke, für die Herstellung von Kontaktlinsen und andere Applikationen angewendet werden. Diese Materialien sind jedoch aufgrund ihrer unzulänglichen mechanischen Eigenschaften für manche Anwendungsfälle nicht besonders geeignet. Es wurden deshalb schwach vernetzte Copolymere des stark hydrophilen N-Vinylpyrrolidons mit hydrophoben Alkylmethacrylaten entwickelt (GB 1 514 810), die neben einer hohen Quellbarbeit bessere mechanische Eigenschaften besitzen. Sie weisen jedoch einen unerwünschten extrahierbaren Anteil auf, und ihre hydrophoben Comonomeren, hauptsächlich Methylmethacrylat, sind sehr flüchtig. Aus diesem Grunde können diese Materialien zum Gießen in offenen Formen, wie z. B. bei der Herstellung von Folien oder der Herstellung von Kontaktlinsen durch Schleuderguß, nicht angewendet werden. Aus GB 14 96 062 sind insbesondere für Kontaktlinsen geeignete hydrophile Copolymere bekannt, die aus Hydroxyalkyl(meth)acrylaten und Alkoxypolyalkylenglycol(meth)acrylaten aufgebaut und mit einem Glycol- oder Polyalkylenglycoldi(meth)acrylat vernetzt sind.
JP 56-168623 beschreibt ferner vernetzte hydrophile Copolymere für Kontaktlinsen, die durch Copolymerisation von Polyethylenglycolmonomethacrylaten mit Hydroxyalkyl(meth)acrylaten erhältlich sind.
Auch vernetzte Dialkylenglycolmethacrylate (US 3 220 960), die ebenfalls stark quellbar sind, haben keine zufriedenstellenden mechanischen Eigenschaften und können für manche Applikationen, wie z. B. für die Herstellung von Kontaktlinsen für langes Tragen, nicht verwendet werden.
Man war daher bestrebt, hydrophile Copolymere für Kontaktlinsen zu entwickeln, die stark quellbar sind und dabei ihre guten mechanischen Eigenschaften, insbesondere die Festigkeit, die Dehnbarkeit und den Elastizitätsmodul, beibehalten.
Der Erfindung liegt diese Aufgabe zugrunde. Sie wird gemäß den unabhängigen Ansprüchen gelöst.
Die angeführten Nachteile werden durch die erfindungsgemäßen hydrophilen Copolymere, wie sie im Patentanspruch 1 gekennzeichnet sind, behoben, die insbesondere für Kontaktlinsen und medizinische Anwendungen geeignet sind.
Geeignete Vernetzungsmittel C sind z. B. mehrfunktionelle Ester oder Amide von Acryl- oder Methacrylsäure. Die Copolymerisation kann auch in Gegenwart von polaren Lösungsmitteln, vorteilhafterweise von Lösungsmitteln wie Glycerin, Glycol und seinen Derivaten, Wasser, Dimethylformamid, Dimethylacetamid, Diacetin, Isopropanol oder ihrer Gemische durchgeführt werden, wobei das Massenverhältnis des Lösungsmittels zum Monomerengemisch im Bereich von 1 : 99 bis 50 : 50 liegt.
Die radikalischen Initiatoren werden vorzugsweise unter den Azoverbindungen und ihren Derivaten sowie Redoxinitiatorsystemen, mit Vorteil z. B. Peroxodisulfat-Pyrosulfit, Peroxodisulfat-Alkylamine, Dibenzoylperoxid-Alkylamine, ausgewählt und in einer Konzentration von 0,01 bis 3 Masse-% eingesetzt.
Wird die Copolymerisation ohne ein polares Lösungsmittel oder Gemisch polarer Lösungsmittel durchgeführt, so werden Blockcopolymerisate gewonnen, die insbesondere für Anwendungen geeignet sind, die eine nachfolgende mechanische Bearbeitung erfordern. Durch diese Blockcopolymerisation können jedoch manche Gegenstände auch direkt hergestellt werden.
In Gegenwart der oben angeführten polaren Lösungsmittel selbst oder ihrer Gemische werden Copolymere mit geeignet gewähltem Lösungsmittelgehalt hergestellt, die für Gießverfahren, z. B. den Schleuderguß von Kontaktlinsen, geeignet sind. Das verwendete Lösungsmittel, das im vorher erwähnten Fall die mechanische Bearbeitung verhindern würde, beeinflußt hier im Gegenteil den Quelldruck positiv, was sich bei der Quellung des fertigen Produktes bemerkbar macht.
Es wurden Copolymere von 2-Hydroxyethylmethacrylat (HEMA) mit Diethylenglycolmonomethacrylat (DEGMA) oder mit Triethylenglycolmonomethacrylat (TEGMA) in Gegenwart von Diethylenglycoldimethacrylat bzw. Triethylenglycoldimethacrylat und Ethylenglycoldimethacrylat oder in Gegenwart nur einer vernetzenden Komponente hergestellt.
Als vernetzende Komponente kann ein beliebiger Methacrylsäure- oder Acrylsäure-alkylglycoldiester verwendet werden, wenn die Ausgangsmonomeren ganz von den eigenen Diestern aus dem Herstellungsverfahren befreit sind, oder Methylen-bis(acrylamid), Ethylen-bis(acrylamid), Hexamethylen-bis(methacrylamid) oder ihre Kombinationen, und zwar immer so, daß an der Polymerisation mindestens 3 Komponenten teilnehmen, von denen zwei Monoester und die dritte ein Vernetzungsmittel ist, wobei einer der Monoester immer 2-Hydroxyethylmethacrylat und der zweite Monoester entweder Diethylenglycolmonomethacrylat oder Triethylenglycolmonomethacrylat ist.
Nur bei dem vorher angeführten Verhältnis der genannten Monoester und der Einhaltung der erlaubten Konzentration des Diesters bzw. der Diester oder Triester der Acryl- oder Methacrylsäure erlangt das resultierende hydrophile Polymer solche mechanischen Eigenschaften, daß es für die Herstellung von Kontaktlinsen oder als Material für medizinische Zwecke verwendet werden kann. Mit wachsendem Verhältnis von Diethylenglycolmonomethacrylat (DEGMA) bzw. Triethylenglycolmonomethacrylat (TEGMA) zu 2-Hydroxyethylmethacrylat (HEMA) bei konstantem Gehalt an Diester bzw. ihren Gemischen steigt der Gleichgewichts-Wassergehalt im resultierenden dreidimensionalen Hydrogel; bei den erfindungsgemäßen Verhältnissen dieser Komponenten werden Hydrogele mit guten mechanischen Eigenschaften bei einem Gleichgewichts-Wassergehalt von 48 bis 77% gewonnen.
Es ist auch möglich und im Falle der Herstellung von stark quellbaren Kontaktlinsen durch Drehen vorteilhaft, das Lösungsmittel und gegebenenfalls die wasserlöslichen niedermolekularen Anteile, die in dem vernetzten, in Gegenwart der oben angeführten polaren Lösungsmittel hergestellten Copolymer enthalten sind, mit Wasser zu extrahieren und das Copolymer bis zur Massenkonstanz zu trocknen. Das entstandene Xerogel ist ausgezeichnet für die mechanische Bearbeitung geeignet. Das Trocknen kann dabei mit Vorteil in gesättigtem Wasserdampf bei einer Temperatur oberhalb der Glasübergangstemperatur Tg des hergestellten Copolymers durchgeführt werden.
Der Vorteil dieser Verfahrensweise liegt darin, daß sie gegenüber dem bisher angewandten Verfahren der Herstellung von Kontaktlinsen aus verschiedenen Typen von Xerogelen nicht nur das vollkommene Auswaschen der niedermolekularen Komponenten ermöglicht, wie oben angeführt, sondern bei der Polymerisation eine geordnete Struktur erzielt wird, die beim Trocknen erhalten bleibt. Nach der Quellung einer Kontaktlinse aus einem so hergestellten Xerogel wird als Folge der geordneten Struktur der Quervernetzungen ein Netzwerk ohne innere Spannung gewonnen, was im polarisierten Licht sichtbar ist. Bei diesem Herstellungsverfahren ist auch im Vergleich zur Polymerisation ohne Lösungsmittel ein höherer Umsatz der polymerisierenden Komponenten in der gleichen Zeit möglich.
Ein weiterer Vorteil dieses Verfahrens liegt darin, daß sich mit jedem Prozent ausgewaschener Monomerer und niedermolekularer Anteile die Glasübergangstemperatur Tg um rund 6°C erhöht, was das Drehen und Polieren der Endform der Kontaktlinse erleichtert.
Der Vorteil des Trocknens der mit Wasser gequollenen Vorfabrikate in gesättigtem Wasserdampf für die Herstellung von Kontaktlinsen durch Drehen besteht darin, daß die Entfernung des Quellungsmittels, d. h. des Wassers, aus der dreidimensionalen Struktur bei vollkommener Beweglichkeit der Polymerketten und ihrer Seitensegmente (d. h. bei einer Temperatur oberhalb der Glasübergangstemperatur Tg des Copolymers) erfolgt, wodurch eine schnelle Entfernung des Lösungsmittels ohne Beschädigung der dreidimensionalen Struktur bei Erhaltung des Verhältnisses der äußeren Abmessungen und Winkel des getrockneten Vorfabrikates und bei der gegebenen Ausgangszusammensetzung des Polymerisationsgemisches gesichert ist.
Die Copolymeren nach der Erfindung haben überraschend höhere Festigkeitswerte als die Homopolymeren aus den oben angeführten Monomeren DEGMA und TEGMA auch bei einem niedrigen Elastizitätsmodul. Gegenüber allen bekannten stark hydrophilen Polymeren, die für die Herstellung von Kontaktlinsen verwendet werden, vor allem auf der Basis von Vinylpyrrolidon, sind die erfindungsgemäßen Copolymeren praktisch ohne wasserlösliche Extrakte. Die Copolymeren nach der Erfindung enthalten in ihren Strukturen weder hydrophobe Bereiche noch ionogene Gruppen; deshalb erfolgt eine wesentlich geringere Ablagerung von Augeneiweiß im Vergleich zu den bekannten Copolymeren. Die erfindungsgemäßen Copolymeren gewährleisten auch einen genügend hohen Gehalt an Wasser im Gleichgewicht in den Endpolymeren, so daß sie für die Herstellung von Kontaktlinsen für permanentes bzw. längeres Tragen verwendet werden können.
In den Beispielen sind sämtliche Prozentangaben zu Stoffmengenanteilen massebezogen (Masse-%). Der Elastizitätsmodul ist mit G (kPa) bezeichnet. Der lineare Ausdehnungskoeffizient Kv bezieht sich auf Quellung in Wasser, während der lineare Ausdehnungskoeffizient Kf auf Quellung in physiologischer Salzlösung bezogen ist. Beide Koeffizienten stellen das Verhältnis des Querschnittes des Prüfkörpers in gequollenem Zustand zu seinem Querschnitt nach der Polymerisation dar.
Meßmethoden Elastizitätsmodul (Schubmodul), Dehnung und Festigkeit
Elastizitätsmodul, Dehnung und Festigkeit wurden mit einer handelsüblichen Testeinrichtung (Instron) nach Standardverfahren ermittelt.
Gleichgewichts-Wassergehalt
Der Gleichgewichts-Wassergehalt wurde nach folgender Beziehung berechnet:
Der Prüfkörper wurde getrocknet und dann in eine physiologische Salzlösung eingetaucht und darin belassen, bis Gleichgewicht bei der Wasseraufnahme erreicht war. Dann wurde die Masse des Prüfkörpers mit dem absorbierten Wasser gemessen. Anschließend wurde dieser Prüfkörper in einer Trockeneinrichtung bis zur Massenkonstanz getrocknet, wobei die Trockenmasse ermittelt wurde.
Beispiel 1
60% eines Gemisches von 70% 2-Hydroxyethylmethacrylat (HEMA) und 30% Diethylenglycolmonomethacrylat (DEGMA) mit einem Gehalt von 0,45% Ethylenglycoldimethacrylat und 0,2% Diethylenglycoldimethacrylat als Vernetzungsmittel wurden mit 40% Glycerin vermischt. Dieses Gemisch wurde mit 0,5% Benzoinethylether, bezogen auf die Gesamtmasse der Monomeren, 15 min unter der Einwirkung von UV-Strahlen polymerisiert.
Das gewonnene Material enthielt nach der Quellung 49,6% Wasser
G = 101 kPa; Kv = 1,09; Kf = 1,08
Beispiel 2
60% eines Gemisches aus 60% HEMA und 40% DEGMA mit einem Gehalt von 0,45% Ethylenglycoldimethacrylat und 0,2% Diethylenglycoldimethacrylat wurden mit 40% Glycerin vermischt. Dieses Gemisch wurde mit 0,5% Benzoinethylether, bezogen auf die Gesamtmasse der Monomeren, 15 min durch Einwirkung von UV-Strahlen polymerisiert.
Das gewonnene Material enthielt nach der Quellung 53,6% Wasser.
G = 83,4 kPa; Kv = 1,12; Kf = 1,12
Beispiel 3
60% eines Gemisches aus 50% HEMA und 50% DEGMA mit einem Gehalt von 0,45% Ethylenglycoldimethacrylat und 0,2% Diethylenglycoldimethacrylat wurden mit 40% Glycerin vermischt. Dieses Gemisch wurde mit 0,5% Benzoinethylether, bezogen auf die Gesamtmasse der Monomeren, 15 min durch Einwirkung von UV-Strahlen polymerisiert.
Das gewonnene Material enthielt nach der Quellung 59,5% Wasser.
Dehnung: 120%; Festigkeit: 147 kPa; G = 71,6 kPa; Kv = 1,15; Kf = 1,15
Beispiel 4
60% eines Gemisches aus 40% HEMA und 60% DEGMA mit einem Gehalt von 0,2% Diethylenglycoldimethacrylat und 0,7% Triethylenglycoldimethacrylat wurden mit 40% Glycerin vermischt. Dieses Gemisch wurde mit 0,5% Benzoinethylether, bezogen auf die Gesamtmasse der Monomeren, 15 min durch Einwirkung von UV-Strahlen polymerisiert.
Das gewonnene Material enthielt nach der Quellung 63,1% Wasser.
G = 61,8 kPa; Kv = 1,21; Kf = 1,20
Beispiel 5
60% eines Gemisches aus 30% HEMA und 70% DEGMA mit einem Gehalt von 0,6% Diethylenglycoldimethacrylat und 0,15% Ethylenglycoldimethacrylat wurden mit 40% Glycerin vermengt. Dieses Gemisch wurde mit 0,15% Benzoinethylether, bezogen auf die Gesamtmasse der Monomeren, 15 min mit UV-Strahlen polymerisiert.
Das gewonnene Material enthielt nach der Quellung 68% Wasser.
G = 55,9 kPa; Kv = 1,24; Kf = 1,23
Beispiel 6
70% eines Gemisches aus 70% HEMA und 30% DEGMA mit einem Gehalt von 0,3% Ethylenglycoldimethacrylat, 0,20% Diethylenglycoldimethacrylat und 0,3% Triethylenglycoldimethacrylat wurden mit 30% Glycerin vermischt. Das Gemisch wurde mit 0,5% Benzoinethylether, bezogen auf die Gesamtmasse der Monomeren, 15 min durch Einwirkung von UV-Strahlen polymerisiert.
Das gewonnene Material enthielt nach der Quellung 50,1% Wasser.
G = 116,7 kPa; Kv = 1,14; Kf = 1,14
Beispiel 7
70% eines Gemisches aus 60% HEMA und 40% DEGMA mit einem Gehalt von 0,5% Ethylenglycoldimethacrylat wurden mit 30% Glycerin vermischt. Das Gemisch wurde mit 0,5% Benzoinethylether, bezogen auf die Gesamtmasse der Monomeren, 15 min unter der Einwirkung von UV-Strahlen polymerisiert.
Das gewonnene Material enthielt nach der Quellung 54,2% Wasser.
G = 95,2 kPa; Kv = 1,17; Kf = 1,17
Beispiel 8
70% eines Gemisches aus 40% HEMA und 60% DEGMA mit einem Gehalt von 0,6% Diethylenglycoldimethacrylat und 0,15% Ethylenglycoldimethacrylat wurden mit 30% Glycerin vermischt. Dieses Gemisch wurde mit 0,5% Benzoinethylether, bezogen auf die Gesamtmasse der Monomeren, 15 min mit UV-Strahlen polymerisiert.
Das gewonnene Material enthielt nach der Quellung 63,1% Wasser.
G = 73,6 kPa; Kv = 1,25; Kf = 1,25
Beispiel 9
70% eines Gemisches aus 30% HEMA und 60% DEGMA mit einem Gehalt von 0,6% Diethylenglycoldimethacrylat und 0,15% Ethylenglycoldimethacrylat wurden mit 30% Glycerin vermischt. Dieses Gemisch wurde mit 0,5% Benzoinethylether, bezogen auf die Gesamtmasse der Monomeren, 15 min mit UV-Strahlen polymerisiert.
Das gewonnene Material enthielt nach der Quellung 67,4% Wasser.
G = 65,7 kPa; Kv = 1,29; Kf = 1,28
Beispiel 10
80% eines Gemisches aus 70% HEMA und 30% DEGMA mit einem Gehalt von 0,45% Ethylenglycoldimethacrylat und 0,2% Diethylenglycoldimethacrylat wurden mit 20% Glycerin vermischt. Dieses Gemisch wurde mit 0,5% Benzoinethylether, bezogen auf die Gesamtmasse der Monomeren, 15 min mit UV-Strahlen polymerisiert.
Das gewonnene Material enthielt nach der Quellung 49,6% Wasser.
G = 136,4 kPa; Dehnung: 110%; Festigkeit: 215,8 kPa; Kv = 1,18; Kf = 1,17
Beispiel 11
80% eines Gemisches aus 60% HEMA und 40% DEGMA mit einem Gehalt von 0,45% Ethylenglycoldimethacrylat und 0,2% Diethylenglycoldimethacrylat wurden mit 20% Glycerin vermischt. Dieses Gemisch wurde mit 0,5% Benzoinethylether 15 min unter Einwirkung von UV-Strahlen polymerisiert.
Das gewonnene Material enthielt nach der Quellung 53,6% Wasser.
G = 119,7 kPa; Kv = 1,22; Kf = 1,21
Beispiel 12
80% eines Gemisches aus 50% HEMA und 50% DEGMA mit einem Gehalt von 0,45% Ethylenglycoldimethacrylat und 0,2% Diethylenglycoldimethacrylat wurden mit 20% Glycerin vermengt. Dieses Gemisch wurde mit 0,5% Benzoinethylether 15 min unter Einwirkung von UV-Strahlung polymerisiert.
Das gewonnene Material enthielt nach der Quellung 58,9% Wasser.
G = 105,9 kPa; Kv = 1,23; Kf = 1,21
Beispiel 13
80% eines Gemisches aus 40% HEMA und 60% DEGMA mit einem Gehalt von 0,6% Diethylenglycoldimethacrylat und 0,15% Ethylenglycoldimethacrylat wurden mit 20% Glycerin vermischt. Dieses Gemisch wurde mit 0,5% Benzoinethylether, bezogen auf die Gesamtmasse der Monomeren, 15 min mit UV-Strahlen polymerisiert.
Das gewonnene Material enthielt nach der Quellung 60,1% Wasser.
G = 92,2 kPa; Kv = 1,27; Kf = 1,26
Beispiel 14
80% eines Gemisches aus 30% HEMA und 70% DEGMA mit einem Gehalt von 0,5% Ethylenglycoldimethacrylat wurden mit 20% Glycerin vermischt. Dieses Gemisch wurde mit 0,5% Benzoinethylether, bezogen auf die Gesamtmasse der Monomeren, 15 min mit UV-Strahlen polymerisiert.
Das gewonnene Material enthielt nach der Quellung 63,7% Wasser.
G = 80,4 kPa; Kv = 1,31; Kf = 1,30
Beispiel 15
90% eines Gemisches aus 60% HEMA und 40% DEGMA mit einem Gehalt von 0,45% Ethylenglycoldimethacrylat und 0,2% Diethylenglycoldimethacrylat wurden mit 10% Glycerin vermengt. Dieses Gemisch wurde mit 0,5% Benzoinethylether, bezogen auf die Gesamtmasse der Monomeren, 15 min unter der Einwirkung von mit UV-Strahlen polymerisiert.
Das gewonnene Material enthielt nach der Quellung 50,7% Wasser.
G = 140,3 kPa; Kv = 1,23; Kf = 1,21
Beispiel 16
90% eines Gemisches aus 50% HEMA und 50% DEGMA mit einem Gehalt von 0,5% Ethylenglycoldimethacrylat wurden mit 10% Glycerin vermengt. Dieses Gemisch wurde mit 0,5% Benzoinethylether, bezogen auf die Gesamtmasse der Monomeren, 15 min unter der Einwirkung von UV-Strahlen polymerisiert.
Das gewonnene Material enthielt nach der Quellung 53,6% Wasser.
G = 118,7 kPa; Kv = 1,26; Kf = 1,24; Festigkeit: 176,6 kPa; Dehnung: 80%
Beispiel 17
90% eines Gemisches aus 40% HEMA und 60% DEGMA mit einem Gehalt von 0,6% Diethylenglycoldimethacrylat und 0,15% Ethylenglycoldimethacrylat wurden mit 10% Glycerin vermischt. Dieses Gemisch wurde mit 0,5% Benzoinethylether, bezogen auf die Gesamtmasse der Monomeren, 15 min mit UV-Strahlen polymerisiert.
Das gewonnene Material enthielt nach der Quellung 58,3% Wasser.
G = 105,9 kPa; Kv = 1,31; Kf = 1,28
Beispiel 18
90% eines Gemisches aus 30% HEMA und 70% DEGMA mit dem Gehalt von 0,6% Diethylenglycoldimethacrylat und 0,15% Ethylenglycoldimethacrylat wurden mit 10% Glycerin vermischt. Dieses Gemisch wurde mit 0,5% Benzoinethylether, bezogen auf die Gesamtmasse der Monomeren, 15 min mit UV-Strahlen polymerisiert.
Das gewonnene Material enthielt nach der Quellung 63,1% Wasser.
G = 92,2 kPa; Kv = 1,37; Kf = 1,33
Beispiel 19
60% eines Gemisches aus 60% HEMA und 40% DEGMA mit einem Gehalt von 0,6% Diethylenglycoldimethacrylat und 0,15% Ethylenglycoldimethacrylat wurden mit 10% Glycerin vermischt. Dieses Gemisch wurde mit 0,5% Benzoinethylether, bezogen auf die Gesamtmasse der Monomeren, 15 min mit UV-Strahlen polymerisiert.
Das gewonnene Material enthielt nach der Quellung 50% Wasser.
G = 83,4 kPa; Festigkeit: 210,9 kPa; Dehnung: 220%, Kv = Kf = 1,10
Beispiel 20
60% eines Gemisches aus 60% HEMA und 40% DEGMA mit einem Gehalt von 0,15% Diethylenglycoldimethacrylat und 0,20% Ethylenglycoldimethacrylat wurden mit 40% Glycerin vermischt. Dieses Gemisch wurde mit 0,5% Benzoinethylether, bezogen auf die Gesamtmasse der Monomeren, 15 min mit UV-Strahlen polymerisiert.
Das gewonnene Material enthielt nach der Quellung 54% Wasser.
G = 73,6 kPa; Festigkeit: 206 kPa; Dehnung: 230%; Kv = Kf = 1,14.
Beispiel 21
60% eines Gemisches aus 60% HEMA und 40% DEGMA mit einem Gehalt von 0,6% Diethylenglycoldimethacrylat und 0,60% Ethylenglycoldimethacrylat wurden mit 40% Glycerin vermischt. Dieses Gemisch wurde mit 0,5% Benzoinethylether, bezogen auf die Gesamtmasse der Monomeren, 15 min mit UV-Strahlen polymerisiert.
Das gewonnene Material enthielt nach der Quellung 49% Wasser.
G = 107,9 kPa; Festigkeit: 235,4 kPa; Dehnung: 150%
Beispiel 22
85% eines Gemisches aus 50% HEMA und 50% DEGMA mit einem Gehalt von 0,15% Ethylenglycoldimethacrylat wurden mit 15% Glycerin vermischt. Dieses Gemisch wurde mit 0,5% Benzoinethylether, bezogen auf die Gesamtmasse der Monomeren, 15 min mit UV-Strahlen polymerisiert.
Das gewonnene Material enthielt nach der Quellung 55% Wasser.
G = 107,9 kPa; Festigkeit: 255,1 kPa; Dehnung: 160%
Beispiel 23
85% eines Gemisches aus 40% HEMA und 60% DEGMA mit einem Gehalt von 0,20% Ethylenglycoldimethacryat und 0,15% Diethylenglycoldimethacrylat wurden mit 0,15% Glycerin vermengt. Dieses Gemisch wurde mit 0,5% Benzoinethylether, bezogen auf die Gesamtmasse der Monomeren, 15 min mit UV-Strahlen polymerisiert.
Das gewonnene Material enthielt nach der Quellung 62% Wasser.
G = 68,7 kPa; Festigkeit: 157 kPa; Dehnung: 135%
Beispiel 24
85% eines Gemisches aus 40% HEMA und 60% DEGMA mit einem Gehalt von 0,6% Diethylenglycoldimethacrylat und 0,15% Ethylenglycoldimethacrylat wurden mit 15% Glycerin gemischt. Dieses Gemisch wurde mit 0,5% Benzoinethylether, bezogen auf die Gesamtmasse der Monomeren, 15 min mit UV-Strahlen polymerisiert.
Das gewonnene Material enthielt nach der Quellung 62% Wasser.
G = 72,6 kPa; Festigkeit: 181,5 kPa; Dehnung: 150%
Beispiel 25
85% eines Gemisches aus 30% HEMA und 70% DEGMA mit einem Gehalt von 0,6% Diethylenglycoldimethacrylat und 0,15% Ethylenglycoldimethacrylat wurden mit 15% Glycerin gemischt. Dieses Gemisch wurde mit 0,5% Benzoinethylether, bezogen auf die Gesamtmasse der Monomeren, 15 min mit UV-Strahlen polymerisiert.
Das gewonnene Material enthielt nach der Quellung 64% Wasser.
G = 80,4 kPa; Festigkeit: 255,1 kPa; Dehnung: 205%
Beispiel 26
60% eines Gemisches aus 60% HEMA und 40% DEGMA mit einem Gehalt von 0,20% Ethylenglycoldimethacrylat und 0,15% Diethylenglycoldimethacrylat wurden mit 40% Glycerin vermischt. Dieses Gemisch wurde mit 0,1% Diisopropylperoxocarbonat, bezogen auf die Gesamtmasse der Monomeren, 16 Stunden bei 60°C polymerisiert.
Das gewonnene Material enthielt nach der Quellung 55% Wasser.
G = 68,7 kPa
Beispiel 27
80% eines Gemisches aus 60% HEMA und 40% DEGMA mit einem Gehalt von 0,20% Ethylenglycoldimethacrylat und 0,15% Diethylenglycoldimethacrylat wurden mit 20% Glycerin vermischt. Dieses Gemisch wurde mit 0,1% Diisopropylperoxocarbonat, bezogen auf die Gesamtmasse der Monomeren, 16 Stunden bei 60°C polymerisiert.
Das gewonnene Material enthielt nach der Quellung 54% Wasser.
G = 99,1 kPa
Beispiel 28
60% eines Gemisches aus 50% HEMA und 50% DEGMA mit einem Gehalt von 0,15% Ethylenglycoldimethacrylat wurden mit 40% Glycerin vermengt. Dieses Gemisch wurde mit 0,1% Diisopropylperoxocarbonat, bezogen auf die Gesamtmasse der Monomeren, 16 Stunden bei 60°C polymerisiert.
Das gewonnene Material enthielt nach der Quellung 60,6% Wasser.
G = 60,8 kPa
Beispiel 29
80% eines Gemisches aus 50% HEMA und 50% DEGMA mit einem Gehalt von 0,15% Ethylenglycoldimethacrylat wurden mit 20% Glycerin vermischt. Dieses Gemisch wurde mit 0,1% Diisopropylperoxocarbonat, bezogen auf die Gesamtmasse der Monomeren, 16 Stunden bei 60°C polymerisiert.
Das gewonnene Material enthielt nach der Quellung 58,9% Wasser.
G = 103 kPa
Beispiel 30
60% eines Gemisches aus 40% HEMA und 60% DEGMA mit einem Gehalt von 0,20% Ethylenglycoldimethacrylat und 0,15% Diethylenglycoldimethacrylat wurden mit 40% Glycerin vermischt. Dieses Gemisch wurde mit 0,1% Diisopropylperoxocarbonat, bezogen auf die Gesamtmasse der Monomeren, 16 Stunden bei 60°C polymerisiert.
Das gewonnene Material enthielt nach der Quellung 65,7% Wasser.
G = 49 kPa
Beispiel 31
80% eines Gemisches aus 40% HEMA und 60% DEGMA mit einem Gehalt von 0,20% Ethylenglycoldimethacrylat und 0,15% Diethylenglycoldimethacrylat wurden mit 20% Glycerin vermischt. Dieses Gemisch wurde mit 0,1% Diisopropylperoxocarbonat, bezogen auf die Gesamtmasse der Monomeren, 16 Stunden bei 60°C polymerisiert.
Das gewonnene Material enthielt nach der Quellung 64,3% Wasser.
G = 73,6 kPa
Beispiel 32
60% eines Gemisches aus 60% HEMA und 40% DEGMA mit einem Gehalt von 0,15% Ethylenglycoldimethacrylat wurden mit 40% Glycerin vermischt. Dieses Gemisch wurde mit 0,2% Azobis(isobutyronitril), bezogen auf die Gesamtmasse der Monomeren, 16 Stunden bei 60°C polymerisiert.
Das gewonnene Material enthielt nach der Quellung 54,7% Wasser.
G = 73,6 kPa
Beispiel 33
60% eines Gemisches aus 60% HEMA und 40% DEGMA mit einem Gehalt von 0,20% Ethylenglycoldimethacrylat und 0,15% Diethylenglycoldimethacrylat wurden mit 40% Glycerin vermischt. Dieses Gemisch wurde mit 0,2% Ammoniumperoxodisulfat 1 Stunde bei 78°C polymerisiert.
Das gewonnene Material enthielt nach der Quellung 54,9% Wasser.
G = 73,6 kPa
Beispiel 34
60% eines Gemisches aus 60% HEMA und 40% DEGMA mit einem Gehalt von 0,20% Ethylenglycoldimethacrylat und 0,15% Diethylenglycoldimethacrylat wurden mit 40% Glycerin vermischt. Dieses Gemisch wurde mit 0,5% Benzoinmethylether 15 min mit UV-Strahlen polymerisiert.
Das gewonnene Material enthielt nach der Quellung 55% Wasser.
G = 68,7 kPa
Beispiel 35
85% eines Gemisches aus 20% HEMA und 80% DEGMA mit einem Gehalt von 0,6% Diethylenglycoldimethacrylat und 0,15% Ethylenglycoldimethacrylat wurden mit 15% Glycerin vermischt. Dieses Gemisch wurde mit 0,5% Benzoinethylether 15 min mit UV-Strahlen polymerisiert.
Das gewonnene Material enthielt nach der Quellung 70% Wasser.
G = 37,3 kPa; Dehnung: 160%; Festigkeit: 101 kPa
Beispiel 36
85% eines Gemisches aus 10% HEMA und 90% DEGMA mit einem Gehalt von 0,6% Diethylenglycoldimethacrylat und 0,15% Ethylenglycoldimethacrylat wurden mit 15% Glycerin vermischt. Dieses Gemisch wurde mit 0,5% Benzoinethylether 15 min mit UV-Strahlen polymerisiert.
Das gewonnene Material enthielt nach der Quellung 74% Wasser.
G = 39,2 kPa; Dehnung: 160%; Festigkeit: 98,1 kPa
Beispiel 37
Ein Gemisch aus 60% HEMA und 40% DEGMA mit einem Gehalt von 0,20% Ethylenglycoldimethacrylat und 0,15% Diethylenglycoldimethacrylat wurde mit 0,1% Diisopropylperoxomonocarbonat, bezogen auf die Gesamtmasse der Monomeren, 16 Stunden bei 60°C polymerisiert.
Das gewonnene Material enthielt nach der Quellung 49,1% Wasser.
G = 318,8 kPa (geeignet für die Herstellung von Kontaktlinsen durch Drehen)
Beispiel 38
Ein Gemisch aus 50% HEMA und 50% DEGMA mit einem Gehalt von 0,15% Ethylenglycoldimethacrylat wurde mit 0,1% Diisopropylperoxomonocarbonat, bezogen auf die Gesamtmasse der Monomeren, 16 Stunden bei 60°C polymerisiert.
Das gewonnene Material enthielt nach der Quellung 52,2% Wasser.
G = 284,5 kPa (geeignet für die Herstellung von Kontaktlinsen durch Drehen)
Beispiel 39
Ein Gemisch aus 40% HEMA und 60% DEGMA mit einem Gehalt von 0,20% Ethylenglycoldimethacrylat und 0,15% Di­ ethylenglycoldimethacrylat wurde mit 0,1% Diisopropylperoxocarbonat, bezogen auf die Gesamtmasse der Monomeren, 16 Stunden bei 60°C polymerisiert.
Das gewonnene Material enthielt nach der Quellung 56,2% Wasser.
G = 264,9 kPa
Beispiel 40
Ein Gemisch aus 30% HEMA und 70% DEGMA mit einem Gehalt von 0,15% Ethylenglycoldimethacrylat und 0,6% Diethylenglycoldimethacrylat wurde mit 0,1% Diisopropylperoxomonocarbonat, bezogen auf die Gesamtmasse der Monomeren, 16 Stunden bei 60°C polymerisiert.
Das gewonnene Material enthielt nach der Quellung 60,0% Wasser.
G = 227,6 kPa
Beispiel 41
Ein Gemisch aus 20% HEMA und 80% DEGMA mit einem Gehalt von 0,20% Ethylenglycoldimethacrylat und 0,15% Diethylenglycoldimethacrylat wurde mit 0,1% Diisopropylperoxomonocarbonat, bezogen auf die Gesamtmasse der Monomeren, 16 Stunden bei 60°C polymerisiert.
Das gewonnene Material enthielt nach der Quellung 63,7% Wasser.
G = 140,3 kPa
Beispiel 42
Ein Gemisch aus 10% HEMA und 90% DEGMA mit einem Gehalt von 0,15% Ethylenglycoldimethacrylat wurde mit 0,1% Diisopropylperoxomonocarbonat, bezogen auf die Gesamtmasse der Monomeren, 16 Stunden bei 60°C polymerisiert.
Das gewonnene Material enthielt nach der Quellung 66,6% Wasser.
G = 110,9 kPa
Beispiel 43
Ein Gemisch aus 40% HEMA und 60% DEGMA mit einem Gehalt von 0,5% Ethylenglycoldimethacrylat wurde mit 0,2% Azobis(isobutyronitril) bezogen auf die Gesamtmasse der Monomeren, 16 Stunden bei 60°C polymerisiert.
Das gewonnene Material enthielt nach der Quellung 54,7% Wasser.
G = 284,5 kPa
Beispiel 44
Ein Gemisch aus 40% HEMA und 60% DEGMA mit einem Gehalt von 0,6% Ethylenglycoldimethacrylat wurde mit 0,2% Azobis(isobutyronitril), bezogen auf die Gesamtmasse der Monomeren, 16 Stunden bei 60°C polymerisiert.
Das gewonnene Material enthielt nach der Quellung 53,0% Wasser.
G = 299,2 kPa
Beispiel 45
Ein Gemisch aus 40% HEMA und 60% DEGMA mit einem Gehalt von 0,20% Ethylenglycoldimethacrylat und 0,15% Diethylenglycoldimethacrylat wurde mit 0,1% Diisopropylperoxomonocarbonat, bezogen auf die Gesamtmasse der Monomeren, 16 Stunden bei 60°C polymerisiert.
Das gewonnene Material enthielt nach der Quellung 56,2% Wasser.
G = 264,9 kPa
Beispiel 46
Ein Gemisch aus 40% HEMA und 60% DEGMA mit einem Gehalt von 0,3% Ethylenglycoldimethacrylat und 0,20% Diethylenglycoldimethacrylat und 0,3% Triethylenglycoldimethacrylat wurde mit 0,2% Ammoniumperoxodisulfat, bezogen auf die Gesamtmasse der Monomeren, 1 Stunde bei 78°C polymerisiert.
Das gewonnene Material enthielt nach der Quellung 56% Wasser.
G = 266,8 kPa
Beispiel 47
Ein Gemisch aus 40% HEMA und 60% DEGMA mit einem Gehalt von 0,20% Ethylenglycoldimethacrylat und 0,15% Diethylenglycoldimethacrylat wurde mit 0,5% Benzoinethylether 15 min mit UV-Strahlen polymerisiert.
Das gewonnene Material enthielt nach der Quellung 56,3% Wasser.
G = 266,8 kPa
Beispiel 48
Ein Gemisch aus 40% HEMA und 60% DEGMA mit einem Gehalt von 0,20% Ethylenglycoldimethacrylat und 0,15% Diethylenglycoldimethacrylat wurde mit 0,5% Benzoinethylether 15 min mit UV-Strahlen polymerisiert.
Das gewonnene Material enthielt nach der Quellung 56,2% Wasser.
G = 264,9 kPa
Beispiel 49
Ein Gemisch aus 90% HEMA und 10% Triethylenglycolmethacrylat (TEGMA) mit einem Gehalt von 0,4% Ethylenglycoldimethacrylat und 0,20% Triethylenglycoldimethacrylat als Vernetzungsmittel wurde mit 0,5% Benzoinethylether, bezogen auf die Gesamtmasse der Monomeren, 15 min mit UV-Strahlen polymerisiert.
Das gewonnene Material enthielt nach der Quellung 48% Wasser.
Beispiel 50
80% eines Gemisches aus 80% HEMA und 20% TEGMA mit einem Gehalt von 0,4% Ethylenglycoldimethacrylat und 0,20% Triethylenglycoldimethacrylat wurden mit 20% Glycerin vermischt. Dieses Gemisch wurde mit 0,5% Benzoinethylether, bezogen auf die Gesamtmasse der Monomeren, 15 min mit UV-Strahlen polymerisiert.
Das gewonnene Material enthielt nach der Quellung 53% Wasser.
G = 130,5 kPa
Beispiel 51
80% eines Gemisches aus 50% HEMA und 50% TEGMA mit einem Gehalt von 0,3% Ethylenglycoldimethacrylat und 0,6% Triethylenglycoldimethacrylat wurden mit 20% Glycerin vermischt. Dieses Gemisch wurde mit 0,5% Benzoinethylether, bezogen auf die Gesamtmasse der Monomeren, 15 min mit UV-Strahlen polymerisiert.
Das gewonnene Material enthielt nach der Quellung 67% Wasser.
G = 49 kPa
Beispiel 52
80% eines Gemisches aus 85% TEGMA und 15% HEMA mit einem Gehalt von 0,3% Ethylenglycoldimethacrylat und 0,6% Triethylenglycoldimethacrylat wurden mit 20% Glycerin vermischt. Dieses Gemisch wurde mit 0,5% Benzoinethylether, bezogen auf die Gesamtmasse der Monomeren, 15 min mit UV-Strahlen polymerisiert.
Das gewonnene Material enthielt nach der Quellung 77% Wasser.
Beispiel 53
70% eines Gemisches aus 40% HEMA und 60% TEGMA mit einem Gehalt von 0,3% Ethylenglycoldimethacrylat und 0,6% Triethylenglycoldimethacrylat wurden mit 30% Glycerin vermischt. Dieses Gemisch wurde mit 0,5% Benzoinethylether, bezogen auf die Gesamtmasse der Monomeren, 15 min mit UV-Strahlen polymerisiert.
Das gewonnene Material enthielt nach der Quellung 76% Wasser.
G = 44,1 kPa
Beispiel 54
60% eines Gemisches aus 50% HEMA und 50% TEGMA mit einem Gehalt von 0,5% Ethylenglycoldimethacrylat wurden mit 40% Glycerin vermischt. Dieses Gemisch wurde mit 0,5% Benzoinethylether, bezogen auf die Gesamtmasse der Monomeren, 15 min mit UV-Strahlen polymerisiert.
Das gewonnene Material enthielt nach der Quellung 69% Wasser.
Beispiel 55
60% eines Gemisches aus 30% HEMA und 70% DEGMA mit einem Gehalt von 0,3% Ethylen-bis(acrylamid) und 0,2% Diethylenglycoldimethacrylat wurden mit 40% Glycerin vermischt. Dieses Gemisch wurde mit 0,5% Benzoinethylether, bezogen auf die Gesamtmasse der Monomeren, 15 min mit UV-Strahlen polymerisiert.
Das gewonnene Material enthielt nach der Quellung 67,5% Wasser.
G = 54,9 kPa; Kv = 1,24; Kf = 1,225
Beispiel 56
75% eines Gemisches aus 60% DEGMA und 40% HEMA mit einem Gehalt von 0,4% Hexamethylenbis(acrylamid) und 0,35% Methylen-bis(acrylamid) wurden mit 25% Glycerin vermischt. Dieses Gemisch wurde mit 0,1% Diisopropylperoxocarbonat 15 min bei 60°C polymerisiert.
Das gewonnene Material enthielt nach der Quellung 63% Wasser.
G = 73,6 kPa; Kv = 1,25; Kf = 1,25

Claims (10)

1. Vernetzte hydrophile Copolymere,
die zu erhalten sind durch radikalisch initiierte Copolymerisation nach ansonst üblichen Methoden von
  • (A) Diethylenglycol- oder Triethylenglycolmonomethacrylat der Formel I und
  • (B) 2-Hydroxyethylmethacrylat, erhältlich durch
  • (C) Einsatz mindestens eines Vernetzungsmittels, das mindestens zwei Acrylat- oder Methacrylatgruppen im Molekül enthält,
und unter Einsatz des Monomers A in einer Menge von 10 bis 90 Masse-% und des Monomers B in einer Menge von 90 bis 10 Masse-%, sowie des Vernetzungsmittels C in einer Menge von 0,01 bis 2 Masse-%.
2. Copolymere nach Anspruch 1, erhältlich durch Copolymerisation in Gegenwart von polaren Lösungsmitteln, wie Glycerin, Glycolen und Derivaten davon, Wasser, Dimethylformamid, Dimethylsulfoxid, Dimethylacetamid, Diacetin und Isopropanol sowie deren Gemische, in einem Masseverhältnis des Lösungsmittels zum Monomerengemisch im Bereich von 1 : 99 bis 50 : 50.
3. Copolymere nach Anspruch 1 oder 2, erhältlich unter Einsatz von unter mehrfunktionellen Estern und Amiden von Acrylsäure und Methacrylsäure ausgewählten Vernetzungsmitteln.
4. Copolymere nach einem der Ansprüche 1 bis 3, erhältlich unter Einsatz von radikalischen Initiatoren in einer Konzentration von 0,01 bis 3 Masse-%.
5. Verfahren zur Herstellung des vernetzten hydrophilen Copolymeren nach einem der Ansprüche 1 bis 4 durch radikalisch initiierte Copolymerisation von
  • (A) Diethylenglycol- oder Triethylenglycolmonomethacrylat der Formel I und
  • (B) 2-Hydroxyethylmethacrylat, gekennzeichnet durch
  • (C) Einsatz mindestens eines Vernetzungsmittels, das mindestens zwei Acrylat- oder Methacrylatgruppen im Molekül enthält,
und unter Einsatz des Monomers A in einer Menge von 10 bis 90 Masse-% und des Monomers B in einer Menge von 90 bis 10 Masse-%, sowie des Vernetzungsmittels C in einer Menge von 0,01 bis 2 Masse-%.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die im vernetzten Copolymer enthaltenen, im polaren Lösungsmittel löslichen niedermolekularen Anteile mit Wasser extrahiert werden und das Copolymer getrocknet wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß mit Wasser gequollene vernetzte hydrophile Copolymere in gesättigtem Wasserdampf bei einer Temperatur oberhalb ihrer Glasübergangstemperatur (Tg) getrocknet werden.
8. Verwendung der vernetzten hydrophilen Copolymeren nach einem der Ansprüche 1 bis 4 für Kontaktlinsen sowie für medizinische Zwecke.
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