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硅橡胶等离子表面处理

聚甲基丙烯酸甲酯在本世纪四十年代就开始用作隐形眼镜材料。由于PMMA具有折射率高、硬度合适、生物亲和性好等性质,直到今天仍然广为使用。但是,PMMA亲水性不佳,这将导致眼翳长期闭合而引起佩戴者的不适。它的氧气通透性也较差,严重者还会引起并发症。如果有办法能够克服PMMA的上述缺陷将可以大大提高它的使用效能。利用乙炔、氮气、水生成的等离子体聚合物镀于PMMA透镜表面形成一层薄膜,可以改善材料的亲水性,减小角膜上皮细胞的粘连。在聚合物夹层中加入一种有机硅氧烷可以提高材料的透气性,但是,由于硅氧烷固有的疏水特性使得材料的保湿性能降低。解决含硅聚合物表面疏水问题是利用真空等离子清洗机产生辉光放电的办法来处理。经真空等离子清洗机PMMA和聚硅氧烷的结合物表面处理后,它的表面含碳量降低而含氧量增高,PMMA保湿性能提高。

使用硅橡胶制备的隐形眼镜被称为是“软”透镜。硅橡胶的优点是透气性佳、质地柔软、机械弹性好、经久耐用。它的缺点是粘性过大、疏水、液体容易渗透。如果将等离子体沉积甲烷薄膜镀于硅橡胶表面,则可以提高它的保湿性,减小粘性和液体的渗透,又保持了透气性。

在外科手术中,PMMA作为眼内晶状体的移植材料使用得非常普遍,但它和角膜上皮细胞的接触会导致角膜上皮细胞的永久损伤。利用真空等离子清洗机接枝沉积或者辐照处理办法可以将亲水性的单体如异丁烯酸羟乙酯或N-乙烯基吡咯烷酮沉积到PMMA的表面。对家兔的角膜和透镜之间进行静态的“接触试验”,结果发现未经等离子体处理的PMMA表面引起10-30%的细胞损伤,而经过处理的PMMA/HEMA复合表面仅导致约10%的细胞损伤,而PMMA/NVP复合表面所引起的细胞损伤却小于10%。等离子体沉积C3F8、HEMA和NVP薄膜都有明显的减小角膜细胞损伤的作用。另外,在PMMA表面沉积的NVP膜的粘力要比PMMA小得多。

硅橡胶等离子清洗

等离子体处理通常是一个导致表面分子结构改变或进行表面原子置代的等离子体反应过程。即使在氧气或氮气等不活泼的气氛中,等离子体处理仍可以在低温条件下产生高活性的基团。在这个过程中,等离子体还会发出能量很高的紫外线,与产生的快离子和电子一起为打断聚合物结合键和产生表面化学反应提所需的能量。只有材料表面的几个原子层参与了这个化学过程,聚合物的本体属性才能保持不变,另外,由于等离子体处理时的温度很低,这就避免了热损伤和热变形的可能。选用合适的反应气体和工艺参数就可以促进某种特定的反应,形成一种不寻常的聚合物附着物和结构。

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