動態力學分析

P4HS16 P4HS26 P4HS36 P4HS46

圖 4.1.3.12 P4HS16 至 P4HS46 斷裂應力棒狀圖，其數值從 P4HS16 至 P4HS46 分別為0.7MPa、2.4MPa、5.1MPa 和 19.2MPa

總結來看，HEMA 在 IOLs 機械性質上提供部分的硬度，PEG-PEA 則提 供了柔軟的性質，但同時因為側鏈體積巨大的原因會使得交聯密度降低，從 而導致抗拉伸能力的急速下降，因此不建議在超過50%的情況下使用；而 styrene 則是提供了強大了機械性質，隨著 styrene 的濃度提升，IOLs 材料的 斷裂應力也急速的上升，但隨著而來的Tg 點上升使得室溫下材料變得又硬 又脆，難以摺疊通過注射器進入人眼內，因此不建議使用超過36%的 styrene 的配方當作IOLs 材料。

為聚HEMA 的 Tg 大約為 65°C，是相對 Tg 點高的材料，所以在 HEMA 含量較高 的組別中，其Tg 也會隨之而升高；在圖中我們可以發現除了最高峰的 Tg 點外，

還有一個次高峰在每個配方中，連P4H20S 的配方都可以觀察出低溫區峰有寬一 點的情形，次高峰為高分子側鏈中親水區域的運動，藉由水的潤滑效果，側鏈分 子可以在接近室溫下的溫度開始運動，使得材料開始軟化變得有彈性，此側鏈分 子可以開始運動的溫度稱為Tβ，其示意圖如圖4.1.5.2 所示，在經過 Tβ後就能夠 有部分分子開始運動；如圖4.1.5.3 所示，在 20°C 左右的時候，P4H20S 至

P4H50S 的 IOLs 材料其 E’開始有往下的趨勢，E’可以反應材料形變難易度，代表 P4H20S 至 P4H50S 在約為 20°C 後開始軟化。

-20 0 20 40 60 80 100 120

0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2

tanD

Temp. (Cel)

P₄H20S P₄H30S P₄H40S P₄H50S

圖 4.1.4.1 P4H20S 至 P4H50S 的 tan δ 對溫度曲線圖，Tg 分別為 47°C、

51°C、61°C 和 72°C

圖 4.1.4.2 隨著溫度的增加，分子的漸進式運動，在溫度為 Tβ時，有部分分 子開始運動，到了Tα即Tg，幾乎所有分子都開始運動

-20 0 20 40 60 80 100 120

10⁶ 10⁷ 10⁸ 10⁹

E'(G') (Pa)

Temp. (Cel)

P₄H20S P₄H30S P₄H40S P₄H50S

圖 4.1.4.3 P4H20S 至 P4H50S 之 E'對溫度曲線圖

P430HS 至 P460HS 的 IOLs 材料其 tan δ 對溫度變化曲線圖如圖 4.1.4.4 所示，

可以發現隨著PEG-PEA 的含量增加，其峰值也就是 Tg 的位置會往溫度低的地方 偏移，我們認為這是因為PEG-PEA 的分子側鏈過於龐大且具有多個柔軟的 EO 鏈段，因此當PEG-PEA 含量增加的時候，會使得分子鏈跟分子鏈之間的空隙也 就是自由體積會增加，這個時候分子鏈就多了許多運動的空間，因此在溫度較低 的時候就可以進行分子鏈的運動，因此Tg 會隨著 PEG-PEA 的增加而降低；而從 E’對溫度曲線圖，如圖 4.1.4.4 所示，可以發現 E’開始明顯降低的溫度也隨著 PEG-PEA 的增加而降低，從機械性質分析來看，如圖 4.1.4.5 所示，因為彈性模 量越來越低溫就開始降低，所以在室溫下，P450HS 和 P460HS 配方所做成的 IOLs 材料其機械性質遠遠低於P430HS 和 P420HS 配方的 IOLs 材料。

-20 0 20 40 60 80 100 120 0.0

0.2 0.4 0.6 0.8 1.0

tanD

Temp. (Cel)

P₄30HS P₄40HS P₄50HS P₄60HS

圖 4.1.4.4 P430HS 至 P460HS 的 tan δ 對溫度曲線圖，Tg 分別為 67°C、

50°C、36°C 和 26°C

-20 0 20 40 60 80 100 120

10⁶ 10⁷ 10⁸ 10⁹

E'(G') (Pa)

Temp. (Cel)

P₄30HS P₄40HS P₄50HS P₄60HS

圖 4.1.4.5 P430HS 至 P460HS 之 E'對溫度曲線圖

度較高的地方發展；而從E’對溫度曲線圖，也就是圖 4.1.4.7 來看，也可以發現 隨著styrene 的含量越高，其 IOLs 材料開始軟化的溫度也開始隨之提高，甚至到 P4HS46 配方的 IOLs 材料其開始軟化的溫度提高到了 40°C 以上，已經無法在室 溫下表現出柔軟且能延伸的特性，可以從圖4.1.3.9 去比對，其為室溫下的靜態拉 伸圖，可以很明顯發現P4HS46 的 IOLs 材料變得非常硬且脆，這是因為 P4HS46 的IOLS 材料其主鏈開始運動的溫度遠高於室溫了，IOLs 材料高分子鏈會在室溫 下呈現無法伸展且堅硬的狀態，因此在靜態拉伸的實驗中，才會突然呈現楊氏係 數急遽上升，同時斷裂長度也急遽下降，配合著圖4.1.4.7 就可以了解為何

P4HS46 的 IOLs 材料會在 P4HS16 至 P4HS36 後面突然斷鏈長度急遽下降，還有楊 氏係數急遽上升。

-20 0 20 40 60 80 100 120

0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6

tanD

Temp. (Cel)

P₄HS16 P₄HS26 P₄HS36 P₄HS46

圖 4.1.4.6 P4HS16 至 P4HS16 的 tan δ 對溫度曲線圖，Tg 分別為 30°C、

51°C、62°C 和 70°C

-20 0 20 40 60 80 100 120 10⁶

10⁷ 10⁸ 10⁹

E'(G') (Pa)

Temp. (Cel)

P₄HS16 P₄HS26 P₄HS36 P₄HS46

圖 4.1.4.7 P4HS16 至 P4HS46 之 E'對溫度曲線圖