콘택트렌즈용 실리콘계 하이드로겔 조성물
Silicone-hydrogel composition for contact lenses
- 주제(키워드) 도움말 하이드로겔 , 광중합 , 광개시제
- 발행기관 강릉원주대학교
- 지도교수 도움말 심상연
- 발행년도 2015
- 학위수여년월 2016. 2
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 도움말 일반대학원 생명화학공학과
- 세부전공 고분자재료
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/kangnung/000000008072
- 본문언어 한국어
초록/요약 도움말
Part 1. 콘택트렌즈용 실리콘계 하이드로겔 조성물 신규 실리콘을 포함하는 단량체들을 설계, 합성하여 단백질 흡착 억제형 실리콘 하이드로겔 렌즈를 제조하였다. 하이드로겔 렌즈들은 실리콘 함량이 높아질수록 함수율과 인장강도는 조금 감소하였고 접촉각과 신장률은 증가하는 경향을 나타내었다. 단백질 정량분석에서는 실리콘화합물의 영향으로 단백질 흡착도가 낮아져 Poly(HEMA)만으로 이루어진 하이드로겔보다 단백질 흡착 억제성이 우수하였다. 또한, 합성한 신규 실리콘을 포함하는 단량체들의 자외선에 대한 반응성을 확인하기 위해 Real-time IR방법으로 측정한 결과 전반적으로 좋은 반응성을 보여 다양한 광중합용 용도로 적용 가능함을 확인 할 수 있었다. 한편, 고함수율 렌즈 제조를 위하여 다양한 조성과 배합 공정조건에서 렌즈를 제조한 후 물리적 특성을 조사하였는데 인장강도는 상대적으로 낮지만 상 분리 없이 고함수율을 갖는 렌즈를 제조할 수 있었다. Part 2. 표면개질용 코팅조성물 양이온계 광중합에 적용 가능한 propenyl ether 형태의 단량체들을 합성하였고 이들 단량체들을 양이온 광개시제와 혼용하여 코팅조성물을 제조하여 광경화 반응성을 조사하였다. 그 결과 mono dipropenyl ether 형태인 POB와 POMB는 dipropenyl ether 계인 BPOB 비교해 높은 중합도를 나타내었고 모든 단량체에서 산성도가 높은 개시제인 DPSA와 DPST를 사용한 경우 중합속도와 전환율이 높게 나타났다. 또한, 표면접착특성이 우수하고 내수성이 우수한 코팅 조성물을 제조하기 위하여 MMA, IBMA, FMA, NSA, 그리고 HEMA를 단량체로 하여 공중합체를 제조하였고 물리적 특성으로 표면 접촉각, 내열성 그리고 기계적 강도를 측정하였다. 그 결과 IBMA의 양이 증가할수록 내열성 및 인장강도가 높게 나타났고 FMA및 NSA는 반대로 감소되었다. 표면 접촉각은 사용한 단량체가 소수성이라 전반적으로 높게 나타났으며 그 결과 내수성이 우수할 것으로 판단된다.
more초록/요약 도움말
Part 1. Silicone-hydrogel composition for contact lenses The silicone hydrogel contact lenses with suppression of protein adhesion were prepared by designing and synthesizing silicon-contained monomers. The water content and tensile strength for hydrogel lenses slightly decreased with more silicone content whereas the contact angle and elongation had tendency to increase. The protein quantitative analysis suggests the silicone component influences decrease in protein adhesion, thus had better adhesion suppression compared to hydrogel composed of Poly(HEMA) only. In addition, the result from measuring monomers containing new silicone with Real-time IR method to examine reactivity to ultraviolet generally had good reactivity and thus, confirmed for its applicability as a multipurpose photo-polymerization. On the other hand, the physical characteristics were examined in various compositions and formulation processes to create high water content lenses, and was able to produce lenses with comparatively low tensile strength but high water content without phase separation. Part 2. Coating composition for surface modification The monomers in propenyl ether types applicable for a cationic photo-polymerization were synthesized and prepared coating composition by combining cationic photoinitiator to examine photo-curable reactivity. As a result, POB and POMB with mono propenyl ether type had relatively higher degree of polymerization than BPOB with di-propenyl ethers type. In addition, it demonstrated high rate of polymerization and conversion ratio when applying DPSA and DPST which have high acidity on all monomers. On the other hand, the copolymer was produced by MMA, IBMA, FMA, NSA, and HEMA as monomers to have good surface adhesion characteristic and water resistance. The surface contact angle, thermal stability, and mechanical strength were measured for physical characteristics. The result indicated higher thermal stability and tensile strength with increase in IBMA content, whereas FMA and NSA caused them to decrease. The surface contact angle was generally high due to monomers’ hydrophobic characteristic, thus likely to have outstanding water resistance.
more목차 도움말
Part 1. Silicone-Hydrogel Composition for Contact Lenses 1
서론 1
i. 연구의 배경과 목적 1
Chapter 1. Synthesis and photoinitiated radical polymerization of silicone containing acrylamide 4
I. 실험재료 4
II. 실험방법 5
i. 실리콘을 포함하는 단량체 합성 5
ii. 실리콘 하이드로겔 렌즈 제조 6
iii. 함수율(Water content) 8
iv. 접촉각(Contact Angle) 8
v. SEM image . 8
vi. 인장강도와 신장률 측정 9
vii. 단백질 흡착 9
viii. 단백질 정량분석 9
ix. 광중합(Photopolymerization) 12
III. 결과 및 고찰 13
i. N-triisopropylsilyloxymethylacrylamide의 합성 13
ii. SEM images 16
iii. 실리콘과 가교제의 영향에 따른 함수율 17
iv. 실리콘과 가교제의 영향에 따른 Contact Angle 분석 19
v. 인장강도 및 신장률 분석 22
vi. 단백질 정량분석 25
vii. Photopolymerization 29
IV. 결론 . 32
Chapter 2. Synthesis and properties of silicone containing hydrogels 33
I. 실험재료 33
II. 실험방법 34
i. Synthesis of the monomers containing silicone 34
ii. Preparation of silicone hydrogel lenses 35
iii. Water content 37
iv. Contact Angle 37
v. SEM image 37
vi. Tensile strength and elongation measurement 37
vii. Protein quantitation 38
viii. Photopolymerization 38
III. 결과 및 고찰 39
i. Synthesis of 2-hydroxy-3-[(trimethylsilyl)oxy]propyl methacrylate 39
ii. SEM images 42
iii. 실리콘과 가교제의 영향에 따른 Water content 43
iv. 실리콘과 가교제의 영향에 따른 Contact Angle 45
v. 인장강도 및 신장률 분석 48
vi. Protein quantitation 51
vii. Photopolymerization 54
IV. 결론 57
Chapter 3. Novel silicone containing hydrogels 58
I. 실험재료 58
II. 실험방법 59
i. 실리콘을 포함하는 단량체의 합성 59
ii. 실리콘 하이드로겔 렌즈 제조 60
iii. 함수율 분석 62
iv. 접촉각 측정 62
v. SEM image 62
vi. 인장강도와 신장률 측정 63
vii. 단백질 정량분석 63
viii. 광중합 63
III. 결과 및 고찰 . 64
i. 2,3-bis[(trimethylsilyl)oxy]propyl methacrylate의 합성 64
ii. SEM images . 67
iii. 실리콘과 가교제의 영향에 따른 함수율 . 68
iv. 실리콘과 가교제의 영향에 따른 접촉각 . 70
v. 인장강도 및 신장률 73
vi. 단백질 정량분석 . 76
vii. 광중합 79
IV. 결론 82
Chapter 4. High water content hydrogel lens containing glycerol 83
I. 실험재료 83
II. 실험방법 84
i. Glycerol hydrogel lens의 제조 84
ii. 함수율 분석 . 86
iii. Contact Angle 86
iv. SEM image 86
v. 인장강도 측정 87
vi. Photopolymerization 87
III. 결과 및 고찰 . 88
i. 중합 및 렌즈 제조 88
ii. Glycerol 렌즈의 단면 분석 88
iii. 함수율과 Contact angle 90
iv. 인장강도 분석 94
v. Photopolymerization 96
IV. 결론 101
V. Reference 102
Part 2. Coating composition for surface modification 105
Chapter 1. Novel cationic photopolymerizable propenyl ethers 105
I. 서론 . 105
II. 실험재료 . 106
III. 실험방법 . 108
i. Allyloxy benzene의 제조(AOB) 108
ii. 1,4-bis(allyloxy)benzene의 제조(BOB) 109
iii. [(allyoxy)methyl]benzene의 제조(AOMB) 110
iv. (prop-1-en-1-yloxy)benzene의 제조(POB) 111
v. 1,4-bis(prop-1-en-1-yloxy)benzene의 제조(BPOB) 112
vi. [(prop-1-en-1-yloxy)methyl]benzene의 제조(POMB) 113
vii. 광중합과 실시간 FT-RTIR 적외선 스펙트럼 114
IV. 결과 및 고찰 115
i. Mono와 Dipropenyl Ether 단량체의 합성 115
ii. 광중합 연구 120
V. 결론 128
VI. 참고문헌 129
Chapter 2. Preparation of methacrylate based copolymers 130
I. 서론 130
II. 실험재료 132
III. 실험방법 135
i. Bulk polymerization 135
ii. Emulsion polymerization 137
iii. 1H-NMR(Nuclear magnetic resonance spectroscope) 139
iv. DSC(Differential scanning calorimetry) 139
v. TGA(Thermogravimetric analysis) 139
vi. DMA(Dynamic mechanical analysis) 139
vii. UTM(Universal testing machine) 140
viii. Contact angle 140
IV. 결과 및 고찰 142
i. 1H-NMR 분석 142
ii. DSC 분석 147
iii. TGA 분석 151
iv. DMA(Dynamic mechanical analysis) 155
v. UTM 분석 159
vi. Contact Angle 164
V. 결론 169
VI. 참고문헌 170
