臺灣博碩士論文加值系統

在隱形眼鏡所用的水膠之中加入聚矽氧是近年來的發展趨勢，因為聚矽氧比傳統隱形眼鏡水膠更具高透氧性，所以可使配戴者延長穿戴時間，但由於聚矽氧本身為疏水性，會造成水膠中的疏水性部份與親水性部份的相分離，使得水膠的透光性以及親水性變差，所以克服此問題便成為本研究領域中很重要的工作，而本研究便是探討如何改善聚矽氧在水膠中的相容性。
本研究以含Si-H的聚二甲基矽氧烷為起始物，與已由三甲基矽保護的單丙烯基甘油醚及含丙烯基的聚乙二醇醚在鉑的催化下進行矽氫化反應（hydrosilation），而後再以10％的鹽酸水溶液將三甲基矽烷保護基水解，最後與甲基丙烯酸氯醯反應，以合成一新型之含大量親水基側鏈的高透氧含矽預聚合物（prepolymer）。
最後將預聚合物與親水性載體，如HEMA（2-hydroxy-ethyl methacrylate），或DMA（N,N-dimethyl acrylamide）及其他含矽氧單體，如TRIS(methacryloxypropyl tris(trismethylsiloxy)silane），以紫外光引發共聚合。進而以不同比例的預聚合物及親水性單體控制其物性，如拉力強度、含水率、透氧率、折射率及接觸角等，以得到最佳性質之含親水基聚矽氧水膠。
因為本研究係於PDMS預聚合物上接枝親水性基團，因此在加入高度親水性單體（DMA）後，由結果可發現透光性已明顯改善，且當水膠中含有愈高的預聚合物時，會有較高的透氧率，而含水率也可控制在一定範圍（48~53%）。

中文摘要…………………………………………………………… i
英文摘要…………………………………………………………… ii
誌謝 ………………………………………………………… iii
目錄 ………………………………………………………… iv
表目錄 ………………………………………………………… v
圖目錄 ………………………………………………………… vi
一、緒論…………………………………………………………… 1
1.1水膠薄膜簡介…………………………………………… 1
1.2文獻回顧………………………………………………… 2
1.3研究構想………………………………………………… 12
1.4水膠薄膜之光聚合……………………………………… 13
二、實驗………………………………………………………… 15
2.1藥品與材料……………………………………………… 15
2.2儀器設備………………………………………………… 16
2.3藥品的精餾……………………………………………… 18
2.4含親水基矽氧水膠之製程……………………………… 19
2.4.1玻璃的處理………………………………………………… 19
2.4.2 矽氧預聚合物(prepolymer)之合成反應…………… 20
2.4.3 聚矽氧水膠之摻合配方……………………………… 24
2.4.4 膜的鑄造……………………………………………… 25
2.5薄膜性質之測定………………………………………… 26
2.5.1 含水量的測定………………………………………… 26
2.5.2 透氧係數的測定……………………………………… 26
2.5.3 機械性質的測定……………………………………… 28
2.5.4UV可見光的測定……………………………………… 29
2.5.5 折射率的測定………………………………………… 29
2.5.6 接觸角的測定………………………………………… 29
2.5.7 NMR之光譜鑑定……………………………………… 30
2.5.8 FT─IR之光譜鑑定…………………………………… 30
三、結果與討論…………………………………………………… 31
3.1聚矽氧預聚合物的合成結果與光譜鑑定……………… 31
3.2水膠薄膜性質討論……………………………………… 36
四、結論………………………………………………………… 62
參考文獻 ………………………………………………………… 63
自述……………………………………………………………… 80
表 目 錄
表 1-1 不同高分子材料的透氧率比較……………………… 3
表 2-1 以親水性單體HEMA為主成分的水膠薄膜配方表…… 24
表 2-2 啞鈴行試片各部尺寸………………………………… 29
表 2-3 主要的官能基吸收峰位置…………………………… 30
表 3-1 以親水性單體HEMA為主成分的水膠薄膜配方及相關物性表 38
表 3-2 在主成分為HEMA的水膠薄膜中，加入不同比例之TRIS的配方及相關物性表…………………………………………………… 41
表 3-3 以HEMA為主成分，除了含有2%的TRIS之外，另亦加入不同比例的預聚合物之配方及物性表………………………………….. 44
表 3-4 以HEMA為主成分，除了含有5%的TRIS之外，另亦加入不同比例的預聚合物之配方及物性表………………………………….. 45
表 3-5 含不同比例預聚合物下，且不添加TRIS的配方及物性表… 46
表 3-6 不同比例之親水性單體DMA∕HEMA的水膠薄膜配方及物性表…………………………………………………………………… 50
表 3-7 以HEMA：DMA=9：1為主成分，且含不同比例交聯劑（TMPTMA）的水膠薄膜配方及物性表…………………………. 51
表 3-8 以HEMA：DMA=9：1為主成分，TMPTMA量為0.6％，且加入不同比例預聚合物的水膠薄膜配方及物性表……………… 53
表 3-9 以HEMA：DMA=9：1為主成分，TMPTMA量為0.6％，TRIS含量為2％，且加入不同含量的預聚合物的水膠薄膜配方及物性表…………………………………………………………………… 54
表 3-10 以HEMA：DMA=9：1為主成分，TMPTMA量為0.6％，TRIS含量為2％，且加入不同含量的預聚合物的水膠薄膜配方及物性表… 55
表 3-11 以DMA∕HEMA為1∕9的比例，TMPTMA量為0.5％，加入不同含量之預聚合物的水膠薄膜配方及物性表……………… 60
圖 目 錄
圖 2-1 玻璃表面反應狀況………………………………. 19
圖 2-2 鑄造水膠薄膜之裝置………………………………… 25
圖 2-3 透氧測試裝置及溶氧電極放大………………………. 26
圖 2-4 啞鈴形試片…………………………………………. 28
圖 3-1 HEMA及PGMA之溫度對含水量的關係圖……………… 37
圖 3-2 氧分子在水膠薄膜中的擴散現象………………………39
圖 3-3 以親水性單體HEMA為主成分，並改變MAA含量的含水率及拉力強度的比較…………………………. 40
圖 3-4 以HEMA為主成分，並加入不同比例TRIS含量的透光率及拉力強度比較………………………………………………………… 42
圖 3-5 以HEMA為主成分，並加入不同比例TRIS含量的透氧率及含水率比較………………………………………………………………… 43
圖 3-6 以HEMA為主成分，且TMPTMA含量固定在0.4％，另添加不同比例預聚合物及TRIS的透氧率比較……………………………….. 47
圖 3-7 以HEMA為主成分，且TMPTMA含量固定為0.4％，另在不同TRIS含量下，添加不同比例預聚合物的拉力強度比較……………… 48
圖 3-8 以HEMA為主成分，且TMPTMA含量固定為0.4％，另在不同TRIS含量下，添加不同比例預聚合物的透光率比較………………. 49
圖 3-9 以HEMA／DMA為主成分，並加入不同比例TMPTMA含量的透氧率及拉力強度比較…………………………………………………… 52
圖 3-10 以HEMA／DMA為主成分，且TMPTMA含量固定在0.6％，另在不同TRIS含量下，添加不同比例預聚合物的透氧率比較…………… 56
圖 3-11 以HEMA／DMA為主成分，且TMPTMA含量固定為0.6％，另在不同TRIS含量下，添加不同比例預聚合物的含水率比較…………… 57
圖 3-12 以HEMA／DMA為主成分，且TMPTMA含量固定為0.6％，另在不同TRIS含量下，添加不同比例預聚合物的拉力強度比較………… 58
圖 3-13 以HEMA／DMA為主成分，且TMPTMA含量固定為0.6％，另在不同TRIS含量下，添加不同比例預聚合物的透光率比較…………… 59
圖 3-14 以HEMA／DMA為主成分，並加入不同比例預聚合物含量的透氧率及透光率比較…………………………………………………. 61
圖 3-15 化合物（1）之FTIR光譜疊圖………………………… 68
圖 3-16 化合物（1）之NMR光譜圖…………………………… 69
圖 3-17 化合物（2）之FTIR光譜疊圖…………………………70
圖 3-18 化合物（2）之NMR光譜圖……………………………71
圖 3-19 prepolymer（3）之FTIR光譜疊圖………………… 72
圖 3-20 prepolymer（3）之NMR光譜圖…………………………73
圖 3-21 prepolymer（4）之FTIR光譜疊圖………………………74
圖 3-22 prepolymer（4）之NMR光譜圖…………………………75
圖 3-23 prepolymer（5）之FTIR光譜疊圖………………………76
圖 3-24 prepolymer（5）之NMR光譜圖……………………………77
圖 3-25 prepolymer（6）之FTIR光譜疊圖…………………………78
圖 3-26 prepolymer（6）之NMR光譜圖……………………… 79

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