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 HerstellungInfo
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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.
Elastizitätsmodul, Dehnung und Festigkeit wurden mit einer
handelsüblichen Testeinrichtung (Instron) nach Standardverfahren
ermittelt.
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.
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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%
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
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
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
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.
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%
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%
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%
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%
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%
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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)
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)
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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.
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
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
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.
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
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.
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
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
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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