TWI488892B - 親水性矽膠預聚物之製造方法 - Google Patents

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Description

親水性矽膠預聚物之製造方法
本發明係關於一種隱形眼鏡的材料，特別是有關一種用於隱形眼鏡之親水性矽膠預聚物之製造方法。
長期以來，傳統隱形眼鏡因為透氧量不足，造成角膜缺氧的問題，且不宜長時間配戴。目前已在市面上販售的矽水凝膠(silicone hydrogel)鏡片具有高度透氧性，即使長時間配戴，也不會因角膜缺氧而造成眼睛不適的症狀。由於矽水凝膠鏡片可以讓充分的氧氣能直接穿過鏡片接觸角膜，使角膜有足夠的含氧量，因此矽水凝膠已成為隱形眼鏡較佳的成分之一。
然而矽水凝膠的主要結構為矽膠(silicone)，且矽膠本身是一種疏水物質，易使角膜水分流失而造成眼睛乾澀，因此如何使矽水凝膠鏡片保持濕潤將是最大的課題。目前已知讓矽水凝膠鏡片保持濕潤的方法包括，以電漿處理富含矽膠的疏水鏡片表面、於矽膠結構中加入聚乙烯吡咯酮、以及使用具有聚氧乙烯側鏈的矽膠預聚物。
矽水凝膠鏡片通常係由一種或二種矽膠單體、高聚物(macromer)或預聚物(prepolymer)所組成，而這些成分本身為疏水性。上述矽膠單體係以分子量小於500且最多包含4個矽原子為之(例如甲基丙烯酸-三(三甲基矽氧)矽丙酯(3-(methacryloyloxypropyl)-tris(trimethylsiloxy) silane，TRIS))。上述高聚物之分子量約為500至1100，並且具有線性多重矽烷單元和單一的乙烯化不飽和(ethylenically unsaturated)基團。上述預聚物則具有至少二個乙烯化不飽和基團，並且具有線性多重矽烷重複單元。雖然上述部分矽膠單體、高聚物或預聚物之結構已在1981年公告之美國專利公告第4259467號被揭露(Keogh團隊)，其中只有具有聚氧乙烯側鏈的親水矽膠預聚物被合成，且應用於矽水凝膠鏡片的製造上，其他衍生之親水矽膠預聚物的製造方法並未揭露。
因此本發明的目的之一在於提供一種親水性矽膠預聚物之製造方法。其製造方法包含環矽氧烷的開環聚合反應、聚矽氧烷的矽氫化反應、共聚合反應以及封端反應。藉由上述反應過程，得到上述親水性矽膠預聚物。
首先進行環矽氧烷的開環聚合反應。藉由強酸催化讓環矽氧烷(cyclosiloxane)及環氫矽氧烷開環，再插入兩端具有羥基(hydroxyl)的二矽氧烷(disiloxane)之中，產生具有矽氫鍵(Si-H)且二端為羥基的聚矽氧烷。
再進行上述聚矽氧烷的矽氫化反應(hydrosilylation)。在含銠(rhodium)催化劑的作用下，讓親水性反應物之C=C雙鍵與上述聚矽氧烷之矽氫鍵進行加成反應，使親水性反應物連接於聚矽氧烷上，形成具有親水側鏈且二端為羥基的矽膠二醇(silicone diol)，其中親水性反應物具有醯胺鍵或磷酸膽鹼官能基。
接著進行共聚合反應。在二月桂酸二丁基錫(dibutyltin dilaurate，DBTDL)的催化下，將上述矽氫化反應產生的矽膠二醇(莫爾數為p)與二異氰酸酯(diisocynate，莫爾數為q)以不同莫爾數比分別進行聚合反應，產生二種共聚物。當p>q時，得到兩端為羥基的二醇共聚物；當p<q時，得到兩端為異氰基的二異氰基共聚物。
然後進行封端反應(end-capping)。一方面，將上述二醇共聚物與具有親電子基(electrophile)的乙烯化不飽和(ethylenically unsaturated)反應物進行封端反應，產生兩端具有乙烯化不飽和基團的親水性矽膠預聚物。另一方面，上述二異氰基共聚物與具有親核基的乙烯化不飽和反應物進行封端反應，亦可得到兩端具有乙烯化不飽和基團的親水矽膠預聚物。
根據本發明之一實施例，環矽氧烷為八甲基環四矽氧烷(octamethylcyclotetrasiloxane，D4)，而環氫矽氧烷為1,3,5,7-四甲基環四矽氧烷(1,3,5,7-tetramethyltetrasiloxane，D4h)。
根據本發明之又一實施例，二矽氧烷為1,3-雙[3-(2-羥基乙烯氧基)丙基]四甲基二矽氧烷(1,3-bis[3-(2-hydroxyethoxy)propyl]tetramethyldisiloxane)或1,3-雙(羥基丁基)四甲基二矽氧烷(1,3-bis(hydroxybutyl)tetramethyldisiloxane)。
根據本發明之一實施例，含有醯胺鍵的親水性反應物為N-乙烯吡咯酮(N-vinylpyrrolidone)、N-丙烯吡咯酮(N-allylpyrrolidone)或N-乙烯-N-甲基乙醯胺(N-vinyl-N-methyl acetamide)；而含有磷酸膽鹼官能基的親水反應物可為2-甲基丙烯氧乙基磷酸膽鹼(2-methacryloyloxyethyl phosphorylcholine,MPC)。
根據本發明之又一實施例，含銠催化劑為三硫丁醚三氯化銠(tris(dibutylsufide)rhodium trichloride)。
根據本發明之一實施例，二異氰酸酯為二異氰酸異佛爾酮(isophorone diisocyanate，IPDI)、甲苯-2,4-二異氰酸酯(toluene-2,4-diisocyanate)或甲苯-2,6-二異氰酸酯(toluene-2,6-diisocyanate)。
根據本發明之又一實施例，具有親電子基的乙烯化反應物為甲基丙烯酸異氰基乙酯(isocyanatoethyl methacrylate)、甲基丙烯醯氯(methacryloyl chloride)或甲基丙烯酸酐(methacrylic anhydride)，而具有親核基的乙烯化反應物包含甲基丙烯酸-2-羥基乙酯(2-hydroxyethyl methacrylate，HEMA)。
另外本發明之另一目的在於提供以上述方法合成之一種親水矽膠預聚物。其結構如化學式(1 )所示：
其中V為乙烯化不飽和基團，其包含丙烯酸基(acrylate)、甲基丙烯酸基(methacrylate)、丙烯醯胺基(acrylamide)或甲基丙烯醯胺基(methacrylamide)。L為C1-C12的連接子(linker)，其連接V與二醇共聚物或二異氰基共聚物，且可包含酯鍵(ester linkage)、醚鍵(ether linkage)或聚胺酯鍵(urethane linkage)。U為二異氰酸酯於親水矽膠預聚物中所形成的連接子。R1 為C1-C12的烷基或取代基。R2 為具有醯胺鍵或磷酸膽鹼官能基之親水側鏈。p為0到5之整數，m與n為1到70之整數，以及q與q’為0或1，且q+q’=1。
根據本發明之一實施例，上述親水矽膠預聚物之分子量為小於20000。
根據本發明之又一實施例，具有親水側鏈(R2 )的鏈段佔上述預聚物之重量百分比(wt%)為5 wt%至90 wt%。
以下將以圖示及詳細說明清楚闡述本發明之精神，然而本發明所屬技術領域中具有通常知識者於明瞭本發明之實施方式後，可由本發明所示範之技術，進行改變及修飾，其結果不脫離本發明之精神與範圍。
依據上述，提供一種親水矽膠預聚物的製備方法。親水矽膠預聚物的製備方法包含環矽氧烷的開環聚合反應、聚矽氧烷的矽氫化反應、共聚合反應以及封端反應。藉由上述反應過程，得到上述親水性矽膠預聚物。
開環聚合反應
在開環聚合反應(請見第1流程)中，藉由強酸的催化，將環矽氧烷及環氫矽氧烷於室溫下開環，再插入一兩端具有羥基(hydroxyl)的二矽氧烷(2 )之中，產生具有矽氫鍵(Si-H)且二端為羥基的聚矽氧烷(3 )。其中上述強酸為三氟甲磺酸(triflic acid，TFA)或硫酸，且聚矽氧烷(3 )之R1 為C1-C12的烷基或取代基，m與n為1到70之整數。值得注意的是，上述環氫矽氧烷開環插入後，所形成的聚矽氧烷(3 )可接著進行矽氫化反應。
根據本發明之一實施例，上述聚矽氧烷為八甲基環四矽氧烷，而聚氫矽氧烷為1,3,5,7-四甲基環四矽氧烷。
根據本發明之另一實施例，上述二矽氧烷為1,3-雙[3-(2-羥基乙烯氧基)丙基]四甲基二矽氧烷或1,3-雙(羥基丁基)四甲基二矽氧烷。
矽氫化反應
在矽氫化反應(請見第2流程)中，藉由含銠(Rh)催化劑的催化，將親水性反應物之C=C雙鍵與上述聚矽氧烷(3 )之矽氫鍵進行加成反應，讓親水性反應物連接於聚矽氧烷上，形成具有親水側鏈(R2 =-CH2 -CH2 -W)且二端為羥基的矽膠二醇(4 )。由於此矽氫化反應係經由含銠催化劑的催化，使得此反應可於40℃至150℃下進行。並且觀察矽氫鍵於紅外光譜2127 cm-1 與乙烯鍵於紅外光譜1620 cm-1 吸收峰的消失，藉以追蹤反應終點。其中上述矽膠二醇(4 )之R2 為具有醯胺鍵或磷酸膽鹼官能基之親水側鏈，又W代表具有醯胺鍵或磷酸膽鹼的官能基，讓原先為疏水性的矽膠轉變為親水性。隨後上述矽膠二醇(4 )與二異氰酸酯進行共聚合反應。
根據本發明之一實施例，上述含銠催化劑為三硫丁醚三氯化銠(tris(dibutylsulfide)rhodium trichloride)。
根據本發明之另一實施例，上述具有醯胺鍵官能基之親水反應物可為N-乙烯吡咯酮、N-丙烯吡咯酮或N-乙烯-N-甲基乙醯胺。上述具有磷酸膽鹼官能基之親水反應物可為2-甲基丙烯氧乙基磷酸膽鹼(MPC)。
共聚合反應
在共聚合反應(請見第3a與3b流程)中，藉由二月桂酸二丁基錫(DBTDL)的催化，矽膠二醇的羥基會與二異氰酸酯的異氰基聚合產生醯胺酯鍵。在第3a流程中，當矽膠二醇(4 )的莫爾數(P莫爾)大於二異氰酸酯的莫爾數(Q莫爾)時，會產生兩端為羥基的二醇共聚物(5 )。可以觀察異氰鍵於紅外光譜2260 cm-1 吸收峰的消失，藉以追蹤反應終點。上述二醇共聚物(5 )之U為二異氰酸酯與矽膠二醇(4 )反應後所形成的連接子，其中連接子可為、或。又p為0到5之整數。
在第3b流程中，當矽膠二醇(4 )的莫爾數(P莫爾)小於二異氰酸酯的莫爾數(Q莫爾)時，會產生兩端為異氰基的二異氰基共聚物(6 )。其中可以觀察羥鍵於紅外光譜3400-3640 cm-1 吸收峰的消失，藉以追蹤反應終點。上述二異氰基共聚物(6 )之U為二異氰酸酯與矽膠二醇(4 )反應後所形成的連接子，其中連接子可為、或。又p為0到5之整數。
根據本發明之一實施例，上述二異氰酸酯可為二異氰酸異佛爾酮(IPDI)、甲苯-2,4-二異氰酸酯或甲苯-2,6-二異氰酸酯。
由第3a或3b流程所得之二醇共聚物(5 )或二異氰基共聚物(6 )，可以分別與具有乙烯化不飽和基團的反應物進行封端反應。
二醇共聚物的封端反應
在二醇共聚物的封端反應(請見第4a流程)中，將上述二醇共聚物(5 )與具有親電子基(E)的乙烯化不飽和反應物進行封端反應，產生兩端具有乙烯化不飽和基團(V)且以L為連接子的親水性矽膠預聚物(1 )。上述親電子基(E)可為異氰酸乙酯基(-NHCOOEt)、鹵基(例如-Cl)或甲基丙烯酸基(-OOC-C(CH3 )=CH2 )。
於此例中，親水性矽膠預聚物(1 )之V為乙烯化不飽和基團，其包含丙烯酸基、甲基丙烯酸基、丙烯醯胺基或甲基丙烯醯胺基。又L為C1-C12的連接子，其連接V與二醇共聚物(5 )，且包含酯鍵、醚鍵或聚胺酯鍵。q為0且q’為1。
根據本發明之一實施例，上述具有親電子基(E)的乙烯化不飽和反應物可以為甲基丙烯酸異氰基乙酯、甲基丙烯醯氯或甲基丙烯酸酐。
二異氰基共聚物的封端反應
在二異氰基共聚物的封端反應(請見第4b流程)中，將上述二異氰基共聚物(6 )與具有親核基(Nu)的乙烯化不飽和反應物進行封端反應，亦產生兩端具有乙烯化不飽和基團(V)且以L為連接子的親水矽膠預聚物(1 )。上述親核基(Nu)可為羥基。
於此例中，親水性矽膠預聚物(1 )之V為乙烯化不飽和基團，其包含丙烯酸基、甲基丙烯酸基、丙烯醯胺基或甲基丙烯醯胺基。又L為C1-C12的連接子，其連接V與二異氰基共聚物(6 )，且包含聚胺酯鍵。q為1且q’為0。
根據本發明之一實施例，上述具有親核基(Nu)的乙烯化不飽和反應物可以為甲基丙烯酸-2-羥基乙酯。
根據本發明之一實施例，第4a及4b流程所得之親水矽膠預聚物(1 )的通式，其中q與q’為0或1，且q+q’=1。
根據本發明之又一實施例，上述具有乙烯化不飽和基團的親水矽膠預聚物之分子量較佳為小於20000，更佳為介於5000至20000。
根據本發明之再一實施例，具有親水側鏈(R2 )的鏈段佔上述預聚物之重量百分比(wt%)為5 wt%至90 wt%。
實施例1：製備具有醯胺鍵官能基側鏈的預聚物1
製備1,3-雙(3-(2-羥基乙烯氧基)丙基)四甲基二矽氧烷
由於1,3-雙(3-(2-羥基乙烯氧基)丙基)四甲基二矽氧烷(1,3-bis(3-(2-hydroxyethoxy)propyl)tetramethyl disiloxane)為已知化合物，亦即前述第1流程中之二矽氧烷(2)，但是不容易自市場購得，在此提供一種起始物之製備方法。
將31 g(需超過20 wt%)的乙二醇烯丙基乙醚(ethylene glycol monoallyl ether)與25 mg二乙烯四甲基二矽氧烷-鉑複合物(platinum divinyltetramethyldisiloxane complex)置於無氧反應容器中，攪拌並加熱至65℃。緩慢滴加16.75 g四甲基二矽氧烷(tetramethyldisiloxane)至反應液中。觀察矽氫鍵於紅外光譜2127 cm-1 吸收峰的消失，藉以追蹤反應終點。
待反應完成後，加入乙醚和水(體積比1：1)進行萃取，收集乙醚部分再萃取2至3次，加入硫酸鎂除水並過濾。除去乙醚後，得到21.5 g之1,3-雙(3-(2-羥基乙烯氧基)丙基)四甲基二矽氧烷。
環矽氧烷的開環聚合反應
接著，讓八甲基環四矽氧烷與1,3,5,7-四甲基環四矽氧烷開環後，再與1,3-雙(3-(2-羥基乙烯氧基)丙基)四甲基二矽氧烷進行聚合反應。
將222 g(0.75 mole)八甲基環四矽氧烷、19.2 g(0.080 mole) 1,3,5,7-四甲基環四矽氧烷、9.8 g(0.020 mole) 1,3-雙(3-(2-羥基乙烯氧基)丙基)四甲基二矽氧烷、以及2.0 mg三氟甲磺酸，混合於無氧反應容器中，於25℃攪拌24小時。於反應液中，加入200 ml乙醚和350 ml蒸餾水進行萃取，保留乙醚部分。再以蒸餾水萃取數次，直到乙醚部分之pH值變為中性，留下乙醚部分。移除乙醚後，所得之粗產物加入250 ml甲醇和83 ml蒸餾水，攪拌30分鐘，此清洗動作需重複3次，得到清洗後之產物。上述清洗後之產物加入130 ml乙醚，以硫酸鎂除水並過濾。以低壓除去乙醚後，得到一種具有矽氫鍵(Si-H)且二端為羥基的聚矽氧烷(239 g)，呈透明黏稠液體狀。
醯胺鍵官能基側鏈的矽氫化反應
再來，讓N-乙烯吡咯酮與上面所得之聚矽氧烷的矽氫鍵進行反應，在聚矽氧烷上接上親水側鏈。
將9.888 g N-乙烯吡咯酮溶於75 ml甲苯中，於100℃攪拌1.5小時。接著緩慢加入0.175 g三硫丁醚三氯化銠和70 g上述聚矽氧烷，持續攪拌加熱。觀察矽氫鍵於紅外光譜2127 cm-1 及乙烯鍵於紅外光譜1620 cm-1 吸收峰的消失，藉以追蹤反應終點。
反應完成後，將反應液冷卻並以低壓移除甲苯，接著以甲醇水溶液(甲醇與水體積比=4：1)清洗產物2次。留下產物以二氯甲烷回溶，並以硫酸鎂除水過濾。移除二氯甲烷後，得到一種具有醯胺鍵官能基側鏈且二端為羥基的矽膠二醇(1 )(44.45 g，產率為56%)，呈黏稠液體狀。
共聚合反應
然後，讓過量的二異氰酸異佛爾酮與矽膠二醇(1 )進行共聚合的反應，亦即前述第3b流程。
將43 g矽膠二醇(1 )、1.75 g二異氰酸異佛爾酮及0.134 g二月桂酸二丁基錫，溶於二氯甲烷中，迴流攪拌。觀察異氰鍵於紅外光譜2260 cm-1 之吸收為一半時，得到兩端為二異氰基的二異氰基共聚物。接著將反應液冷卻，不進行純化，直接進行一鍋化反應。
封端反應
接著，以甲基丙烯酸-2-羥基乙酯進行封端反應，亦即前述第4b流程。
於未純化的二異氰基共聚物中，加入0.9895 g甲基丙烯酸-2-羥基乙酯及5.0 mg鄰甲基對苯二酚(methylhydroquinone)，直接進行封端反應。觀察異氰鍵於紅外光譜2260 cm-1 吸收峰的消失，藉以追蹤反應終點。待反應完成後，以低壓移除二氯甲烷，得到具有醯胺鍵官能基側鏈的預聚物1(45 g)。
實施例2：製備具有醯胺鍵官能基側鏈的預聚物2
於實施例2中，將實施例1之矽氫化反應所得之矽膠二醇(1 )與甲基丙烯酸異氰基乙酯直接進行封端反應。而實施例2之封端反應前的反應步驟與實施例1皆相同，其中包含製備1,3-雙(3-(2-羥基乙烯氧基)丙基)四甲基二矽氧烷、開環聚合反應及矽氫化反應，因此不再贅述。
將42 g矽膠二醇(1 )、2.625 g甲基丙烯酸異氰基乙酯、0.130 g二月桂酸二丁基錫及0.0043 g鄰甲基對苯二酚，溶於二氯甲烷中，攪拌60小時。接著加入3毫升甲醇再攪拌2小時。待時間到達後，以低壓移除二氯甲烷，並以甲醇水溶液(甲醇與水體積比為3：1)清洗2次，得到具有醯胺鍵官能基側鏈的預聚物2(37.8 g)。
實施例3：製備具有醯胺鍵官能基側鏈的預聚物3
實施例3係重複製備如實施例2所述之具有醯胺鍵官能基側鏈的預聚物2。於實施例3中，將實施例1之矽氫化反應所得未經純化之矽膠二醇(1 )，僅移除甲苯溶劑後，直接與甲基丙烯酸異氰基乙酯直接進行封端反應。而實施例3之封端反應前的反應步驟與實施例1皆相同，其中包含製備1,3-雙(3-(2-羥基乙烯氧基)丙基)四甲基二矽氧烷、開環聚合反應及矽氫化反應，因此不再贅述。
將127.5 g未經純化之矽膠二醇(1 )、7.09 g甲基丙烯酸異氰基乙酯、0.404 g二月桂酸二丁基錫、0.013g鄰甲基對苯二酚，溶於二氯甲烷中，攪拌60小時。接著加入2.924 g甲醇再攪拌2小時。待時間到達後，以低壓移除二氯甲烷，得到具有醯胺鍵官能基側鏈的預聚物3(131.3 g)。
相較於實施例2之製程，實施例3僅移除矽氫化反應之溶劑，且省略純化過程，直接進行封端反應。實施例3之製程藉由一鍋化反應，顯著減少純化過程所需的材料成本與時間成本。從製造成本的角度看來，此一改良方法對於高製造成本的矽水凝膠鏡片來說具有很明顯的優勢。
實施例4：製備具有磷酸膽鹼官能基側鏈的預聚物
於實施例4中，將實施例1之開環聚合反應所得之聚矽氧烷與2-甲基丙烯氧乙基磷酸膽鹼(MPC)進行矽氫化反應，得到一種具有磷酸膽鹼官能基側鏈的且二端為羥基的矽膠二醇(2 )。而實施例4之矽氫化反應前的反應步驟與實施例1皆相同，其中包含製備1,3-雙(3-(2-羥基乙烯氧基)丙基)四甲基二矽氧烷及開環聚合反應，因此不再贅述。
將67 g聚矽氧烷、25 g 2-甲基丙烯氧乙基磷酸膽鹼(MPC)及0.00204 g/ml三硫丁醚三氯化銠，溶於甲苯中，持續攪拌加熱。觀察矽氫鍵於紅外光譜2127 cm-1 及乙烯鍵於紅外光譜1620 cm-1 吸收峰的消失，藉以追蹤反應終點。
反應完成後，將反應液冷卻並以低壓移除甲苯，將　矽膠二醇(2 )、2.625 g甲基丙烯酸異氰基乙酯、0.130 g二月桂酸二丁基錫及0.013 g鄰甲基對苯二酚，溶於二氯甲烷中，攪拌60小時。接著加入3毫升甲醇再攪拌2小時。待時間到達後，以低壓移除二氯甲烷，並以甲醇水溶液(甲醇與水體積比為3：1)清洗2次，得到具有磷酸膽鹼官能基側鏈的預聚物。
製備矽水凝膠鏡片 實施例5 a ：
將50 g實施例2之預聚物、15 g甲基丙烯酸-三(三甲基矽氧)矽丙酯(TRIS)、30 g N-乙烯吡咯酮(NVP)、5 g甲基丙烯酸-2-羥基乙酯(HEMA)、1 g偶氮二異丁腈(azo bis isobutyl nitrile，AIBN)及0.1 g三烯丙基異氰酸酯(triallylisocyanurate，TAIC)，溶於10 gt -戊醇(t -amy alcohol)，配製成反應液。以0.5微米之濾膜過濾反應液，再將反應液填充至聚丙烯模子中，於70℃下熱處理2小時，產生矽水凝膠鏡片 a 。以100 V%異丙醇萃取此鏡片 a 持續4小時，除去可溶有機物。接著以75 V%異丙醇水溶液、25 V%異丙醇水溶液以及蒸餾水，分別清洗30分鐘，以減少矽水凝膠鏡片 a 內之異丙醇含量。最後將鏡片 a 放置於起泡包裝中，其中含有硼酸的緩衝生理食鹽水溶液，接著以121℃滅菌30分鐘。上述矽水凝膠鏡片 a 之水含量為42.6 wt%。
實施例5 b -5 m ：
如同實施例5a所述之反應物及製備方法，並且根據實施例5b 至5m 的配方，分別製備矽水凝膠鏡片b 至m ，其中實施例5h 到5m 的高沸點醇類溶劑由t -戊醇變為壬醇(nonanol)。在此系列配方所使用之矽水凝膠預聚物係由實施例3所述之方法製造。上述實施例5b 至5m 的配方(第1表)，以及矽水凝膠鏡片b 至m 之水含量與異丙醇之可萃取含量(第2表)，分別如下所示：
由第2表數據可知，根據實施例5b 至5l 的配方所製備的矽水凝膠鏡片b 至l ，其水含量範圍為40 wt%至55 wt%。
本發明之最佳實施方式以揭露如上所述，然而所列舉之製造方法並不局限於本發明之實施例。任何本發明所屬技術領域中習之技藝者，在不偏離本發明之精神與範圍時，可進行各種修飾或變換。故此本發明之保護範圍當以下所附之申請專利範圍所界定者為之。

Claims (6)

  1. 一種親水矽膠預聚物之製造方法，包含：進行一開環聚合反應，將88.5wt%的一環矽氧烷及7.6wt%的一環氫矽氧烷藉由8ppm的一強酸催化開環，再插入3.9wt%的一兩端具有羥基的二矽氧烷中，產生具有矽氫鍵(Si-H)且二端為羥基的一聚矽氧烷，其中該強酸為三氟甲磺酸，該環矽氧烷為八甲基環四矽氧烷(D4)，該環氫矽氧烷為1,3,5,7-四甲基環四矽氧烷(D4h)，且該二矽氧烷為1,3-雙[3-(2-羥基乙烯氧基)丙基]四甲基二矽氧烷或1,3-雙(羥基丁基)四甲基二矽氧烷；進行一矽氫化反應，在0.2wt%的一含銠催化劑的作用下，讓12.4wt%的一親水性反應物之C=C雙鍵與87.4wt%的該聚矽氧烷之矽氫鍵進行加成反應，使該親水性反應物連接於該聚矽氧烷，形成一具有親水側鏈且二端為羥基的矽膠二醇，其中該親水性反應物具有醯胺鍵或磷酸膽鹼官能基，其中含有醯胺鍵的該親水性反應物為N-乙烯吡咯酮、N-丙烯吡咯酮或N-乙烯-N-甲基乙醯胺；含有磷酸膽鹼官能基之親水反應物可為2-甲基丙烯氧乙基磷酸膽鹼(MPC)，其中該含銠催化劑為三硫丁醚三氯化銠；進行一共聚合反應，在0.3wt%的二月桂酸二丁基錫(DBTDL)的催化下，將95.8wt%的該矽氫化反應產生的矽 膠二醇(莫爾數為p)與3.9wt%的一二異氰酸酯(莫爾數為q)以不同莫爾數比分別進行聚合反應，其中該二異氰酸酯為二異氰酸異佛爾酮(IPDI)、甲苯-2,4-二異氰酸酯或甲苯-2,6-二異氰酸酯，當p>q時，可得到一兩端為羥基的二醇共聚物，當p<q時，可得到一兩端為異氰基的二異氰基共聚物；以及進行一封端反應，當該共聚合反應的產物為該二醇共聚物時，使用一具有親電子基的乙烯化不飽和反應物進行封端反應，其中該具有親電子基的乙烯化反應物為甲基丙烯酸異氰基乙酯、甲基丙烯醯氯或甲基丙烯酸酐，當該共聚合反應的產物為該二異氰基共聚物時，使用一具有親核基的乙烯化不飽和反應物進行封端反應，均可得到該兩端具有乙烯化不飽和基團的親水矽膠預聚物，其中該具有親核基的乙烯化反應物包含甲基丙烯酸-2-羥基乙酯(HEMA)。
  2. 一種親水矽膠預聚物，其係由如請求項1所述之方法製造而成，其結構如化學式(1)所示： 其中，V為乙烯化不飽和基團，其包含丙烯酸基、甲基丙烯酸基、丙烯醯胺基或甲基丙烯醯胺基，L為C1-C12的連接子，其連接V與該二醇共聚物或該二異氰基共聚物，且包含酯鍵、醚鍵或聚胺酯鍵，U為該二異氰酸酯於該親水矽膠預聚物中所形成的連接子，R1 為C1-C12的烷基或取代基，R2 為具有醯胺鍵或磷酸膽鹼官能基之該親水側鏈，p為0到5之整數，m與n為1到70之整數，以及q與q’為0或1，且q+q’=1。
  3. 如請求項2所述之親水矽膠預聚物，其分子量較佳為小於20000，更佳為介於5000至20000。
  4. 如請求項2所述之親水矽膠預聚物，其中具有親水側鏈(R2 )的鏈段佔該預聚物之重量百分比(wt%)為5wt%至90wt%。
  5. 一種聚合組成物，其係由如請求項2所述之親水矽膠預聚物聚合而成。
  6. 一種矽水凝膠鏡片，其係由如請求項2所述之親水矽膠預聚物所組成。
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