機械性質分析

0 20 40 60 80 100 120 140 0.0

0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0

stress (Mpa)

strain (%) P₄H20S

P₄H30S P₄H40S P₄H50S

圖 4.1.3.1 P4H20S 至 P4H50S 的 MTS 靜態拉伸曲線圖

P4H20S P4H30S P4H40S P4H50S

圖 4.1.3.2 P4H20S 至 P4H50S 的楊氏係數棒狀圖，其數值從 P4H20S 至 P H50S 分別為 10.8MPa、15.6MPa、20.8MPa 和 20.4MPa

P4H20S P4H30S P4H40S P4H50S

圖 4.1.3.3 P4H20S 至 P4H50S 斷裂應變棒狀圖，其數值從 P4H20S 至 P4H50S 分別為113%、125%、88%和 92%

P4H20S P4H30S P4H40S P4H50S

圖 4.1.3.4 P4H20S 至 P4H50S 斷裂應力棒狀圖，其數值從 P4H20S 至 P4H50S 分別為1.92MPa、2.37MPa、2.37MPa 和 20.4MPa

第二個部分為改變 PEG-PEA 的比例，其配方為 P430HS 至 P4 60HS，PEG-PEA 提供的是整體 IOLs 材料的柔軟性質，同時也因為 PEG-60HS，PEG-PEA 側鏈分子非常的

大，在整個材料的聚合過程中會使得空間被這些側鏈佔滿，鏈段難以捲曲整條鏈 被拉直，同時 交聯密度也會因為主鏈被拉直而下降；圖 4.1.3.5 為 P430HS 至 P450HS 的拉伸曲線圖，從圖中可以看到非常明顯的趨勢變化，隨著 PEG-PEA 的 增加，曲線也變低變短；圖4.1.3.6 為楊氏係數棒狀圖，隨著 PEG-PEA 的增加，

楊氏係數有明顯的降低，P430HS 至 P460HS 楊氏係數分別為 89.8MPa、

15.6MPa、2.6MPa 和 1.8MPa，可以看到隨著 PEG-PEA 濃度上升，楊氏係數有非 常大幅下降的趨勢，這關乎到的原因可以是隨著PEG-PEA 增加，交聯密度的大 幅下降，同時PEG-PEA 也是 Tg 非常低的分子，在增加 PEG-PEA 的同時，IOLs 材料高分子Tg 也下降的非常明顯，因此在交聯密度降低和 Tg 點也降低的情況 下，在同樣室溫的楊氏係數就有明顯的差異；圖4.1.3.7 和圖 4.1.3.8 分別為 P430HS 至 P460HS 的斷裂應變和斷裂應力，可以看到隨著 PEG-PEA 的增加，斷 裂應變和斷裂應力都有非常明顯的下降，在斷裂應變上，隨著PEG-PEA 的增 加，主鏈段也更容易被拉直解開糾纏，因此也會變得更早斷裂，甚至到了60%的 PEG-PEA，斷裂應變只剩下了 26%；斷裂應力也因為斷裂應變和楊氏係數的影響 下，有明顯的趨勢，P430HS 至 P460HS 分別為 4.5MPa、2.4MPa、0.8MPa 和 0.2MPa，在實際上，P450HS 非常的軟，非常容易斷裂，而 P460HS 就已經類似蒟 蒻，非常的軟且只要稍微施加一點力，就可以將整個IOLs 材料捏碎，非常的脆 弱，不適合使用在超聲波乳化手術的可折疊式IOLs。

0 20 40 60 80 100 120 140 160 0

2 4

stress (Mpa)

strain (%) P₄30HS

P₄40HS P₄50HS P₄60HS

圖 4.1.3.5 P430HS 至 P460HS 應力應變曲線圖

P430HS P440HS P450HS P460HS

圖 4.1.3.6 P430HS 至 P460HS 楊氏係數棒狀圖，其數值從 P430HS 至 P460HS 分別為89.8MPa、15.6MPa、2.6MPa 和 1.8MPa

P430HS P440HS P450HS P460HS

圖 4.1.3.7 P430HS 至 P460HS 斷裂應變棒狀圖，其數值從 P430HS 至 P460HS 分別為137%、125%、95%和 26.3%

P430HS P440HS P450HS P460HS

圖 4.1.3.8 P 30HS 至 P60HS 斷裂應力棒狀圖，其數值從 P 30HS 至 P 60HS

因此需要非常大的力才能使得含styrene 高分子伸展，圖 4.1.3.9 為 P4HS16 至 P4HS46 應力應變曲線圖，可以觀察到曲線高度隨著 styrene 的增加而增加；圖 4.1.3.10 為 P4HS16 至 P4HS46 的楊氏係數棒狀圖，可以發現隨著 styrene 濃度增 加，楊氏係數有明顯增加，P4HS16 至 P4HS46 的楊氏係數分別為 4.5MPa、

15.6MPa、97.3MPa 和 390MPa，當 styrene 濃度超過 36%的時候，楊氏係數就接 近了100MPa，已經需要施加一定的力才能使得 IOLs 材料形變，到了 P4HS46 楊 氏係數已經達到360MPa，需要施加非常大的力才能進行形變；圖 4.1.3.11 和圖 4.1.3.12 分別為 P4HS16 至 P4HS46 的斷裂應變及斷裂應力棒狀圖，可以發現 P4HS16 至 P4HS36 其斷裂應變隨著 styrene 的增加而增加，其原因為隨著 styrene 的增加，PEG-PEA 的濃度隨之減少，交聯密度提升，交聯點與交聯點之間鏈段的 長度增加因此有更多更大的拉伸空間；但到了P4HS46 的時候，Tg 點已經遠遠超 過了室溫，因此雖然交聯點之間鏈段長度增加，但同時在室溫下鏈段難以移動，

因此到了11%就會斷裂； 斷裂應力的部分則有非常明顯的趨勢，隨著 styrene 的 增加，斷裂應力也隨之增加；從IOLs 的需求來看，P4HS46 非常不適合，在室溫 的情況下非常堅硬且不易摺疊易碎，P4HS16 則呈現雖然柔軟但是摺疊性不好易碎 的情形，因為其斷裂應變只有48%，也不適合用在 IOLs 材料上。

0 20 40 60 80 100 120

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18

stress (Mpa)

strain (%)

P₄HS16 P₄HS26 P₄HS36 P₄HS46

圖 4.1.3.9 P4HS16 至 P4HS46 的應力應變曲線圖

P4HS16 P4HS26 P4HS36 P4HS46

圖 4.1.3.10 P4HS16 至 P4HS46 楊氏係數棒狀圖，其數值從 P4HS16 至 P4HS46 分別為4.5MPa、15.6MPa、97.3MPa 和 390MPa

P4HS16 P4HS26 P4HS36 P4HS46

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。