ES2511040T3 - Monómeros silicónicos hidrófilos, procedimiento para su preparación y películas delgadas que contienen los mismos - Google Patents

Abstract

Un monómero monofuncional que contiene silicona que tiene la fórmula general: R3Si-O - [Si(R)(Z)O]a - [SiR2O]b -SiR3 (I)**Fórmula** o en la que a es de 1 a 50; b es de 0 a 100; cada R se selecciona independientemente del grupo que consiste en grupos hidrocarbonados alifáticos, cicloalifáticos o aromáticos monovalentes de 1 a 10 carbonos y grupos hidrocarbonados halogenados de 1 a 10 carbonos; Z es un poliéter que tiene la fórmula general: -H2C-CH(Rb)-(CH2)n-O-(C2H4O)p - (C3H6O)q - (C4H8O)r - X en la que n es de 1 a 20; p y q son individualmente de 0 a 100; Rb es un grupo alquilo que tiene de 1 a 4 átomos de carbono; r es de 0 a 50 y la suma de p + q + r es mayor de 0; y X es un grupo de terminación de poliéter que tiene la fórmula general:**Fórmula** en la que R3 y R4 independientemente son bien hidrógeno o bien un grupo hidrocarbonado monovalente saturado sustituido o no sustituido de 1 a 20 carbonos.

Description

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El monómero se preparó del mismo modo que en el ejemplo comparativo 1, excepto que se utilizó aliloxietanol de bajo peso molecular en lugar de polietilenglicol.

Tabla 1: Propiedades de Películas para Lentes de Contacto elaboradas a partir del Monómero Silicónico del Ejemplo 2 y el Ejemplo Comparativo 2

Ej 5

Ej 6 Ej 7 Ej C 4 Ej C 5 Ej C 6

Composición (% en peso)

Monómero silicónico (Ej 2)

49 59 69 0 0 0

Monómero silicónico comparativo (Ej C 2)

0 0 0 49 59 69

HEMA

49 39 29 49 39 29

EGDMA

1 1 1 1 1 1

Irgacure

1 1 1 1 1 1

Propiedades

Contenido de agua en equilibrio (%)

30 26 23 28 25 21

Ángulo de contacto dinámico (a los 3 minutos)

42°±4° 38°±4° 35°±4° 50°±4° 48°±4° -

Ángulo de contacto por burbuja captora

40°±3° 38°±3° 38°±3° 47°±5° 52°±4° 58°±3°

Módulo de Young [MPa]

0,8±0,3 0,4±0,1 0,4±0,1 >2 1±0,3 0,8±0,1

Permeabilidad al oxígeno (Dk) [barrer]

305±10 - 360±10 240±8 - 266±10

* Fotoiniciador disponible de Ciba Specialty Chemicals

La Tabla 1 demuestra que las películas de hidrogel de silicona producidas utilizando el monómero silicónico ramificado (Ej. 5-7) muestran una permeabilidad al oxígeno superior con menores ángulos de contacto con agua, de ahí una humectabilidad mejorada, y propiedades de módulo inferior en comparación con películas de hidrogel de

10 silicona producidas con las correspondientes formulaciones de monómero de siloxano lineal (Ej. C 4-6). Inesperadamente, se observaban disminuciones en el ángulo de contacto y el módulo con un contenido de siloxano creciente en las películas de hidrogel de silicona producidas con monómero de silicona-poliéter que tiene grupos de enlace alquilo tanto lineales como ramificados.

La Tabla 2 divulga el índice de refracción (RI), la densidad y los parámetros de solubilidad obtenidos para los

15 diferentes monómeros. Los valores del parámetro de solubilidad de los poliéteres de silicona metacrilatados reivindicados y otros monómeros se calcularon usando el método de contribución de los grupos basado en el "método de Fedors" (véase anteriormente). Con un número creciente de unidades de EO en los monómeros, el RI y la densidad de los monómeros se incrementan e igualan a los de un monómero de alto RI como HEMA. Estos incrementos contribuyen a una mejor miscibilidad entre los monómeros de siloxano e hidrogel y a la formación de

20 composiciones de hidrogel de silicona transparentes, homogéneas y estables que se pueden curar directamente sin utilizar disolvente para materiales compatibles.

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Tabla 2: Propiedades físicas de los monómeros y su miscibilidad con comonómeros orgánicos (HEMA, DMA, NVP)

Monómero

Nº de unidades de EO en el monómero Índice de refracción Densidad [g/ml] Parámetro de Solubilidad (J/mol)1/2 Miscibilidad con el comonómero Apariencia del copolímero

HEMA

- 1,454 1,079 24,65 - -

DMA

- 1,473 0,962 21,66 - -

NVP

- 1,512 1,04 25,31 - -

Ej 1

4 1,441 0,975 17,02 Miscible Transparente

Ex 2

8 1,448 1,012 17,5 Miscible Transparente

Ej C 1

4 1,443 1,000 17,10 Miscible Transparente

Ej C 2

8 1,450 1,007 17,58 Miscible Transparente

Ej C 7

1 1,431 0,962 16,50 Escasa Miscibilidad Opaco

TRIS

0 1,395 0,918 15,8 No Miscible -Predicho Opaco

TRIS = Metacrilato de tris(trimetilsiloxi)silil)propilo

Los datos de la Tabla 2 ilustran que a medida que se incrementa el número de unidades de EO en el monómero

5 silicónico metacrilatado, se incrementan el RI, la densidad y el parámetro de solubilidad y esto ayuda a formar composiciones de hidrogel de silicona transparentes y miscibles con diversos comonómeros orgánicos antes y después del curado. Una diferencia en el parámetro de solubilidad de menos de o igual a 7,7 (J/mol)1/2 entre el comonómero y el copolímero de poliéter-silicona metacrilatado indica miscibilidad.

Los datos de la Tabla 2 también ilustran un aspecto clave de la invención en el control de los fenómenos de

10 miscibilidad a través del control de la estructura molecular. El control de la estructura de los monómeros silicónicos para seleccionar el comportamiento miscible o inmiscible con monómeros orgánicos polares tales como HEMA se consigue seleccionando la relación de grupo silicónico de baja polaridad a grupos poliéter más polares. Una selección adicional del tipo y el tamaño de los grupos poliéter determina en parte la interacción con agua en un hidrogel formado a partir del monómero silicónico, monómeros orgánicos y otros materiales de una formulación para

15 lentes de contacto.

Los monómeros de silicona-poliéter metacrilatados de la presente invención con igual a o más de 3 unidades de EO al mezclarse con 50% en peso de monómero de HEMA forman inmediatamente una solución uniforme, clara, homogénea y transparente. Los monómeros de silicona-poliéter metacrilatados con una o ninguna unidades de EO al mezclarse con 50% en peso de monómero de HEMA forman dos capas, que al remover vigorosamente producen 20 una solución opaca o turbia. Los datos de la Tabla 2 muestran que para monómeros con un parámetro de solubilidad calculado de aproximadamente 16,5 (J/mol)1/2, sólo se observa una miscibilidad parcial con HEMA en una mezcla al 50:50% en peso. Si el parámetro de solubilidad del monómero silicónico es aproximadamente 17 (J/mol)1/2 o mayor, entonces es miscible con HEMA en una mezcla al 50:50% en peso. El valor del parámetro de solubilidad calculado para TRIS es 15,8 (J/mol)1/2 y la predicción para una mezcla al 50:50% en peso de TRIS (metacrilato de

25 tris(trimetilsiloxi)silil)propilo) con HEMA, basada en el parámetro de solubilidad calculado, es una composición inmiscible.

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Claims (1)

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