（生物医学工程专业论文）医用聚丙烯酸酯类压敏胶的合成与表征.pdf

摘要 少 里 里 甲 . 口. 困 . . 恤 国 少 . . . . 月 口. . 鱼 少 国 口 ， . . 即 口困 . 峨 皿 口 ， . . . 口 ， . . 无论是溶剂型还是乳液型聚丙烯酸a 15- 类压敏胶，共聚单体的组成配比和 聚合产物的分子量大小及分布对压敏胶的粘接性能有着决定性的影响。功能 性单体可以有效地全面提高压敏胶的粘接性能;对于乳液型压敏胶而 言，功 能性单体同时会对乳液聚合的稳定性产生影响，从而导致其用量受到限制， 压敏胶的粘接性能也因此受到局限;而对于溶剂型压敏胶而言，功能性单体 的用量不受限制，压敏胶的粘接性能可以任意调节。聚合产物恰当的分子量 大小及分布将有利于均衡压敏胶的各项粘接性能: 在乳液型压敏胶的合成中， 链转移剂的使用是控制分子量大小及分布的有效手段:而在溶剂型压敏胶的 合成中，引发剂的加入方式才是调节分子量大小及分布的主要手段，而链转 移剂的作用主要是维持聚合反应的 稳定性。 此外， 胶液粘度和压敏胶带的 制 作工艺会对压敏胶的粘接性能产生最直接的影响;适当的胶液粘度、 烘胶温 度、 烘胶时间以 及必要的“ 风干” 步骤将有利于全面提高压敏胶的粘接性能。 在乳液型聚丙烯酸p e i 类压敏胶的合成中，众多因素 ( 乳化剂用量、引发 剂用量、 预乳液滴加时间， 搅拌速率 等) 会对乳胶粒的 粒径大小及分布和压 敏 胶的 粘接性能 产生影响; 但在胶 液形 成压敏 胶层的过 程中 存 在的“ 相转 变” 过 程导 致了 乳 胶粒的 粒径大小 及 分布 和压 敏胶的 粘接性能 之间 不存在 直接的 必然的联系。 多 步乳液聚合法是改性乳 液型 聚丙 烯酸酷压 敏胶， 全面提高其 粘结 性能 的 有效方法;而乳液共混法， 仅在一定范围内 有改 性效果。 关键词:聚丙烯酸醋，医用压敏胶，溶液聚合，乳液聚合，粒径大小及分布 西北工业大学工学 硕士学 位论又 ab s t r a c t p r e s s u r e - s e n s i t i v e a d h e s i v e s ( p s a s ) a r e i m p o r t a n t a n d i n d i s p e n s a b l e o n e s o f p o l y m e r m a t e r i a l s f o r m e d i c a l a p p l i c a t i o n s . s i n c e p s a s o f f e r t h e a d v a n t a g e s o f c o n v e n i e n c e o f u s e , g o o d s t a b i l i t y , s i m p l i c i t y o f m a n u f a c t u r e a n d g o o d a p p e a r a n c e , p s a s h a v e b e e n u t i l i z e d i n a w i d e r a n g e o f m e d i c a l a p p l i c a t i o n s . r e c e n t l y , t y p i c a l m e d i c a l a p p l i c a t i o n s o f p s a s i n c l u d e w o u n d c o v e r i n g s a n d c l o s u r e s , s u r g i c a l d r a p e s , o s t o m y m o u n t s , e l e c t r o c a r d i o g r a g h e l e c t r o d e mo u n t s , e l e c t r o s u r g i c a l g r o u n d i n g p a d s , t r a n s d e r m a l d r u g d e l i v e r y s y s t e m s , v a r i o u s m e d i c a l p s a s l a b e l s a n d t a p e s , a n d e t a l . wit h t h e d e v e l o p m e n t o f t h e e n t e r p r i s e s r e l a t e d t o p u b l i c h e a l t h , p s a s w i l l p l a y a m o r e a n d m o r e i m p o r t a n t r o l e i n m e d i c a l a p p l i c a t i o n s . i n m e d i c a l a p p l i c a t i o n s , c o m p a r e d t o o t h e r p s a s , p o l y a c r y l a t e s h a v e m a n y a d v a n t a g e s . a c r y l i c p s a s , t h e s i n g l e - c o m p o n e n t a d h e s i v e s , d o n o t r e q u i r e v a r i o u s a d d i t i v e s , t h e r e f o r e , c a n a v o i d a s e p a r a t e b l e n d i n g p r o c e s s t h a t h a s t h e p o t e n t i a l p r o b l e m o f m i g r a t i o n o f s m a l l m o l e c u l a r c o m p o n e n t s t o t h e a d h e s i v e s u r f a c e . f u r t h e r m o r e , t h e o r g a n i c s o l v e n t - b a s e d , o r e m u l s i o n a c r y l i c p s a s a r e t h e fi n a l , r e a d y - t o - u s e a d h e s i v e s . t h e r e f o r e , a c r y l i c p s a s h a v e g r e a t a d v a n t a g e s i n p r e p a r a t i o n a n d p r o c e s s i n g . b y c o p o l y m e r i z a t i o n o f a c r y l i c e s t e r s , a c r y l i c a c i d a n d o t h e r f u n c t i o n a l mo n o me r s i n v a r i o u s f e e d r a t i o a n d c o n t r o l l i n g o f c h a i n s t r u c t u r e , m o l e c u l a r w e i g h t a n d d i s t r i b u t i o n o f c o p o l y m e r s , a c r y l i c p s a s w it h t h e d e s i r e d a d h e s i v e p r o p e r t i e s c a n b e p r o d u c e d a c c o r d i n g t o t h e r e q u i r e m e n t s i n a p p l i c a t i o n s . t h e r e f o r e , a c r y l i c p s a s h a v e g r e a t a d v a n t a g e s i n t a i l o r i n g t h e p o l y m e r p r o p e rt i e s . i n a d d i t i o n , a c r y l i c p s a s o f f e r f a v o r a b l e b i o c o m p a t i b i li t y , g o o d s k i n - a d h e s i o n p r o p e r t y a n d g o o d c o m p a t i b i l it y w it h a r a n g e o f d r u g s a n d e x c i p i e n t s . a l l t h e s e a d v a n t a g e s i n d i c a t e t h a t a c r y l i c p s a s a r e a g o o d c a n d i d a t e a d h e s i v e w i t h g r e a t p o t e n t i a l f o r u s e i n m e d i c a l d e v i c e s . i n t h i s t h e s i s , v a r i o u s p s a s f o r u s e i n m e d i c a l d e v i c e s a n d t h e i r r e c e n t t i t ab s t r a c t d e v e l o p m e n t s w e r e c o m p r e h e n s i v e l y r e v i e w e d , a n d t h e p r o p e r t ie s a n d s y n t h e t i c t e c h n o l o g i e s o f p s a s w e r e a l s o r e v i e w e d . b a s e d o n t h e c u r r e n t d e v e l o p me n t a n d r e s e a r c h i n t h i s f i e l d , t h e o r g a n i c s o l v e n t - b a s e d a n d e m u l s i o n a c r y l i c p s a s w e r e p r e p a r e d a n d c h a r a c t e r i z e d b y t h e m e a s u r e m e n t o f p r e s s u r e - s e n s i t i v e p r o p e r t i e s , d ma , d s c a n d a n a l y s i s o f p a r t i c l e s i z e . t h e t w o f o l l o w i n g r e l a t i o n s w e r e d i s c u s s e d : t h e r e l a t i o n b e t w e e n c o m p o n e n t a n d t e c h n i c s p a r a m e t e r s , m o l e c u l a r w e i g h t a n d d i s t r i b u t i o n o f a c r y l i c c o p o l y m e r s , a n d p r e s s u r e - s e n s i t i v e p r o p e rt i e s o f a c r y l i c p s a s ; a n d t h e r e l a t i o n b e t w e e n p a rt i c l e s i z e a n d d i s t r i b u t i o n , a n d p r e s s u r e - s e n s i t i v e p r o p e r t i e s o f a c r y l i c p s a s . i n a d d i t i o n , t w o k i n d s o f t h e m o d i fi c a t i o n o f e m u l s i o n a c r y l i c p s a s , t h a t i s , e m u l s i o n m u l t i c o p o l y m e r i z a t i o n a n d e mu l s i o n b l e n d we r e s t u d i e d . t h e r e s u l t s a r e a s f o l l o ws . f o r o r g a n i c s o l v e n t - b a s e d o r e m u l s i o n a c r y l i c p s a s , t h e c o m p o s i t i o n , t y p e s o f c o m o n o m e r s a n d t h e m o l e c u l a r w e i g h t a n d m o l e c u l a r w e i g h t d i s t r i b u t i o n o f c o p o l y m e r s h a v e c r i t i c e f f e c t s o n a d h e s i o n p r o p e rt i e s o f a c r y l i c p s a s . f u n c t i o n a l m o n o m e r s c a n s i g n i f i c a n t l y i m p r o v e a d h e s i o n p r o p e r t i e s . a s f o r e m u l s i o n a c r y l i c p s a s , t h e d o s a g e o f f u n c t i o n a l m o n o m e r s i s c o n f i n e d i n o r d e r t o m a i n t a i n t h e s t a b i l i t y o f e m u l s i o n p o l y m e r i z a t i o n , l e a d i n g t o t h e r e s t r i c t i o n o f a d h e s i o n p r o p e r t i e s o f e m u l s i o n p s a s . i n c o n t r a s t , a d h e s i o n p r o p e r t i e s o f o r g a n i c s o l v e n t - b a s e d p s a s c a n b e a d j u s t e d i n a w i d e r a n g e , w i t h o u t t h e r e s t r i c t i o n o f t h e d o s a g e o f f u n c t i o n a l m o n o m e r s . t h e s u i t a b l e m o l e c u l a r w e i g h t a n d m o l e c u l a r w e i g h t d i s t r i b u t i o n o f c o p o l y m e r s i s i m p o rt a n t t o o b t a i n t h e b a l a n c e d a d h e s i o n p r o p e r t i e s . i n t h e p r e p a r a t i o n o f e m u l s i o n p s a s , t h e u t i l i z a t i o n o f c h a i n - t r a n s f e r a g e n t i s t h e c r i t i c t e c h n i q u e f o r c o n t r o l l i n g t h e m o l e c u l a r w e i g h t a n d m o l e c u l a r w e i g h t d i s t r i b u t i o n , w h e r e a s , i n t h e s y n t h e s i s o f s o l v e n t - b a s e d p s a s , c h a i n - t r a n s f e r a g e n t i s u s e d t o m a i n t a i n t h e s t a b i l i t y o f s o l u t i o n p o l y m e r i z a t i o n , a s a r e s u l t , t h e a d j u s t m e n t o f m o l e c u l a r w e i g h t a n d i t s d i s t r i b u t i o n i s r e a l i z e d b y d i f f e r e n t f e e d i n g s t e p s o f i n i t i a t o r . i n a d d i t i o n , t h e v i s c o s i t y o f a d h e s i v e a n d t h e p r o c e s s o f t h e p r e p a r a t i o n o f p s a s t a p e s , h a v e d i r e c t a n d s i g n i f i c a n t e f f e c t s o n a d h e s i o n p r o p e r t i e s . i t w a s f o u n d t h a t t h e p r o p e r v i s c o s i t y o f a d h e s i v e , b a k i n g t e m p e r a t u r e a n d t i m e , a n d t h e i n d i s p e n s a b l e p r o c e s s o f a i r d r y a r e c r u c i a l t o l v 西北工业大学工学硕士学 位论文 i m p r o v e t h e w h o l e a d h e s i o n p r o p e r t i e s i n t h e s y n t h e s e s o f e m u l s i o n p s a s , m a n y p a r a m e t e r s , s u c h a s t h e d o s a g e o f e m u l s i f i e r s a n d i n i t i a t o r , t h e f e e d i n g t i m e o f t h e e m u l s i f i e d m o n o m e r s a n d t h e s t i r r i n g s p e e d h a v e d i f f e r e n t e f f e c t s o n t h e p a r t i c l e s i z e a n d p a r t i c le s i z e d i s t r i b u t i o n a n d t h e a d h e s i o n p e r f o r m a n c e ; h o w e v e r , t h e r e i s n o d i r e c t a n d e s s e n t i a l r e l a t i o n s h i p b e t w e e n t h e p a r t ic l e s i z e a n d i t s d i s t r i b u t i o n a n d t h e a d h e s i o n p r o p e r t i e s . e m u l s i o n m u l t i c o p o l y m e r i z a t i o n t h a t c a n i m p r o v e r e m a r k a b l y t h e a d h e s i o n p r o p e r t i e s o f e m u l s i o n a c r y l i c p s a s , i s a n e f f e c t i v e m e t h o d o f t h e m o d i f i c a t i o n o f e m u l s i o n a c r y l i c p s a s , w h e r e a s , o n l y i n a s m a l l r a n g e , e m u l s i o n b l e n d h a s s o m e e f f e c t s o f t h e m o d i f i c a t i o n o n e m u l s i o n a c r y l i c p s a s b e c a u s e o f i t s p o t e n t i a l d e f e c t s . k e y w o r d s p o l y a c r y l a t e s , p r e s s u r e - s e n s i t i v e a d h e s iv e s ( p s a s ) f o r m e d i c a l a p p l i c a t i o n s , e m u l s i o n p o l y m e r i z a t i o n , s o l u t i o n p o l y m e r i z a t i o n , p a r t i c l e s i z e a n d d i s t r i b u t i o n 西北工业大学工学硕士学位论又 第一章文献综述 1 . 1 医用压敏胶 在生物医用高分子材料中，压敏胶是一种对压力敏感、不需加热、不需 溶剂、 不需较大的压力、 只需稍微加压或用手指一按就能实现粘接的胶粘剂。 其特点是: 粘之容易，揭之不难 ( 且无残留) ，剥而不损，在通常环境中不会 受潮或受热降解，在较长的时间内胶层不会干固，因而也称之为不干胶。正 是由于压敏胶的上述独特性质，再加之其生产简便和外观怡人的优势，压敏 胶制品已被广泛应用于工业、日 用、医用等诸多领域。在这些众多的压敏胶 制品中，最为值得一提的是医用压敏胶，具有一个多世纪历史的医用橡皮膏 就是医用压敏胶最好的例证。 经过多年来持续不断的发展，医用压敏胶的应用领域日益扩大。目前， 医用压敏胶的主要应用范围包括:伤口处理，粘接生物医学装置 ( 如心电图 电极、 脑电图电极、 经皮的神经电刺激器、 超声波诊断用联接器等) ， 将外科 器械和制品贴到身体上 ( 如结肠和回肠切开术器件、气管开口术管、电手术 用 接地垫等) ， 透皮药 物释放贴片 一 ，9 ， 各类医 用标签、 医用包扎带、 医 用胶 带等诸多方面。 根据这些不同的用途，医用压敏胶主要有以下几大类1 8 1 : 一 般型压敏胶、透气型压敏胶、 透皮药物释放用压敏胶、可无创伤移去型压敏 胶 2 4 - 2 1 、 粘贴湿皮肤用压 敏胶、 防水型压 敏胶、 高 剪切强度压 敏胶和医 疗电 子设备用压敏胶。 随着医用压敏胶应用领域的不断扩大，对医用压敏胶性能的要求也越来 越多、越来越广，除了要具备压敏性通常所要求的性能 足够的初粘力、内 聚强度等外，还要根据不同的用途具有不同的附加特性。比如:凡要用于 粘贴皮肤的压敏胶都必须具有足够的皮肤粘附力和生物相容性 ( 要求压敏胶 具有生理惰性， 对皮肤无刺激， 并且没有毒性) ; 凡要用于透皮药物释放的压 敏胶都必须具有处方相容性 ( 要求压敏胶不会引起药物及其赋形剂的降解， 不会与药物和其它处方成分发生反应，在配药过程中保持稳定性和功能性、 西北工业大学工学硕士学位论又 第一章文献综述 1 . 1 医用压敏胶 在生物医用高分子材料中，压敏胶是一种对压力敏感、不需加热、不需 溶剂、 不需较大的压力、 只需稍微加压或用手指一按就能实现粘接的胶粘剂。 其特点是: 粘之容易，揭之不难 ( 且无残留) ，剥而不损，在通常环境中不会 受潮或受热降解，在较长的时间内胶层不会干固，因而也称之为不干胶。正 是由于压敏胶的上述独特性质，再加之其生产简便和外观怡人的优势，压敏 胶制品已被广泛应用于工业、日 用、医用等诸多领域。在这些众多的压敏胶 制品中，最为值得一提的是医用压敏胶，具有一个多世纪历史的医用橡皮膏 就是医用压敏胶最好的例证。 经过多年来持续不断的发展，医用压敏胶的应用领域日益扩大。目前， 医用压敏胶的主要应用范围包括:伤口处理，粘接生物医学装置 ( 如心电图 电极、 脑电图电极、 经皮的神经电刺激器、 超声波诊断用联接器等) ， 将外科 器械和制品贴到身体上 ( 如结肠和回肠切开术器件、气管开口术管、电手术 用 接地垫等) ， 透皮药 物释放贴片 一 ，9 ， 各类医 用标签、 医用包扎带、 医 用胶 带等诸多方面。 根据这些不同的用途，医用压敏胶主要有以下几大类1 8 1 : 一 般型压敏胶、透气型压敏胶、 透皮药物释放用压敏胶、可无创伤移去型压敏 胶 2 4 - 2 1 、 粘贴湿皮肤用压 敏胶、 防水型压 敏胶、 高 剪切强度压 敏胶和医 疗电 子设备用压敏胶。 随着医用压敏胶应用领域的不断扩大，对医用压敏胶性能的要求也越来 越多、越来越广，除了要具备压敏性通常所要求的性能 足够的初粘力、内 聚强度等外，还要根据不同的用途具有不同的附加特性。比如:凡要用于 粘贴皮肤的压敏胶都必须具有足够的皮肤粘附力和生物相容性 ( 要求压敏胶 具有生理惰性， 对皮肤无刺激， 并且没有毒性) ; 凡要用于透皮药物释放的压 敏胶都必须具有处方相容性 ( 要求压敏胶不会引起药物及其赋形剂的降解， 不会与药物和其它处方成分发生反应，在配药过程中保持稳定性和功能性、 第一章 文献练述 .硬.圈口曰，.， 并 能 提 供合适的 溶解性) 、 释放体系 相容性( 要 求压敏胶能够为 药物及其 促渗 透剂 提供 足够的 扩散和渗透 特性) 和 释放 速率可 控性; 凡 透气型压敏胶都 必 须 具 有 足 够的 透 气性 (2 2 - 2 3 1 ; 凡 粘 贴 湿皮 肤 用 压 敏 胶都必 须具 有足 够的 吸水 性 或排水性f8 1 ,等等。 正 是由 于 上 述医 用 压 敏 胶 应用 领 域的 不 断 扩大 所导 致的 对 其 性能要 求 的 不 断 增 加 ， 再 加 上 对 医 用 压 敏 胶 需 求 量 的 与 日 俱 增 ， 因 而 用 作 医 用 压 敏 胶 的 高 分 子 材 料 己 不 再 局 限 于 最 初 的 松 脂 、 骨 胶 、 粘 土 、 天 然 橡 胶 等 天 然 材 料 ， 而 是 广 泛 采 用 了 合 成 高 分 子 材 料 。 在 用 作 医 用 压 敏 胶 的 合 成 高 分 子 材 料 中 ， 比 较 有 代 表 性 的 有 以 下 六 大 类 : 聚 异 丁 烯 类 压 敏 胶 、 硅 橡 胶 类 压 敏 胶 聚 丙 烯 酸 ab 类 压 敏 胶 、 水 凝 胶 压 敏 胶 、 亲 水 性 压 敏 胶 和 水 性 聚 氨 酷 压 敏 胶 ， 其 中 以聚丙烯酸酷类压敏胶最具发展前景。 1 . 1 . 1 聚异丁烯压敏胶 聚异丁 烯压敏胶 ( p i b - p s a s )是我国目 前透皮药物释放中主要使用的压 敏胶。聚异丁烯压敏胶是异丁烯 ( i b )的均聚物 ( 如图1 . 1 所示) ，由高分子 c h 3 ! c h 3 * 牛 c - c h 2t tc h s 3 n iciu 图1 . 1 由异丁 烯聚合为聚异j 烯 量和低分子量的聚异丁烯共混制得;高分子量的聚异丁烯叮提高压敏胶的内 聚力，低分子量的聚异丁烯起到增加粘性的作用。聚异丁烯紧密排列的分子 链以 及分子链上密集分布的甲 基取代基使其透气、透湿和透氧的性能低;此 外，聚异丁烯分子没有不饱和双键并且是非极性的，因而耐候性、耐臭氧、 耐药品性、 耐水性等都非常好。 但当聚异丁烯压敏胶在皮肤上长 时间贴附时， 会产生积水现象，皮肤泛白;所以聚异丁烯压敏胶只适用于低溶解度参数和 低极性的药物。另外，由于聚异丁烯并不是即时可用的压敏胶，因此聚异丁 烯压敏胶除了要求高分子量和低分子量聚异丁烯共混以获得均衡的粘附性和 内聚强度外，还需添加增粘剂、增塑剂、填料，蜡质、油脂等添加剂以获得 第一章 文献练述 .硬.圈口曰，.， 并 能 提 供合适的 溶解性) 、 释放体系 相容性( 要 求压敏胶能够为 药物及其 促渗 透剂 提供 足够的 扩散和渗透 特性) 和 释放 速率可 控性; 凡 透气型压敏胶都 必 须 具 有 足 够的 透 气性 (2 2 - 2 3 1 ; 凡 粘 贴 湿皮 肤 用 压 敏 胶都必 须具 有足 够的 吸水 性 或排水性f8 1 ,等等。 正 是由 于 上 述医 用 压 敏 胶 应用 领 域的 不 断 扩大 所导 致的 对 其 性能要 求 的 不 断 增 加 ， 再 加 上 对 医 用 压 敏 胶 需 求 量 的 与 日 俱 增 ， 因 而 用 作 医 用 压 敏 胶 的 高 分 子 材 料 己 不 再 局 限 于 最 初 的 松 脂 、 骨 胶 、 粘 土 、 天 然 橡 胶 等 天 然 材 料 ， 而 是 广 泛 采 用 了 合 成 高 分 子 材 料 。 在 用 作 医 用 压 敏 胶 的 合 成 高 分 子 材 料 中 ， 比 较 有 代 表 性 的 有 以 下 六 大 类 : 聚 异 丁 烯 类 压 敏 胶 、 硅 橡 胶 类 压 敏 胶 聚 丙 烯 酸 ab 类 压 敏 胶 、 水 凝 胶 压 敏 胶 、 亲 水 性 压 敏 胶 和 水 性 聚 氨 酷 压 敏 胶 ， 其 中 以聚丙烯酸酷类压敏胶最具发展前景。 1 . 1 . 1 聚异丁烯压敏胶 聚异丁 烯压敏胶 ( p i b - p s a s )是我国目 前透皮药物释放中主要使用的压 敏胶。聚异丁烯压敏胶是异丁烯 ( i b )的均聚物 ( 如图1 . 1 所示) ，由高分子 c h 3 ! c h 3 * 牛 c - c h 2t tc h s 3 n iciu 图1 . 1 由异丁 烯聚合为聚异j 烯 量和低分子量的聚异丁烯共混制得;高分子量的聚异丁烯叮提高压敏胶的内 聚力，低分子量的聚异丁烯起到增加粘性的作用。聚异丁烯紧密排列的分子 链以 及分子链上密集分布的甲 基取代基使其透气、透湿和透氧的性能低;此 外，聚异丁烯分子没有不饱和双键并且是非极性的，因而耐候性、耐臭氧、 耐药品性、 耐水性等都非常好。 但当聚异丁烯压敏胶在皮肤上长 时间贴附时， 会产生积水现象，皮肤泛白;所以聚异丁烯压敏胶只适用于低溶解度参数和 低极性的药物。另外，由于聚异丁烯并不是即时可用的压敏胶，因此聚异丁 烯压敏胶除了要求高分子量和低分子量聚异丁烯共混以获得均衡的粘附性和 内聚强度外，还需添加增粘剂、增塑剂、填料，蜡质、油脂等添加剂以获得 西北工业大学工学硕士学位论又 预期的粘附特性和粘度。然而，这些添加剂有可能会影响到压敏胶的生物相 容性、处方相容性和释放体系相容性，从而有可能局限聚异丁 烯压敏胶在透 皮药物释放中的应用。另一方面，聚异丁烯压敏胶在制造过程中必不可少的 共混步骤，有可能导致聚异丁烯压敏胶在日后的储存或使用中发生相分离过 程，低分子量组分及添加剂会迁移至胶的表面，从而也有可能影响到聚异丁 烯压敏胶在透皮药物释放中的应用。 1 . 1 . 2 硅橡胶压敏胶 硅橡胶压敏胶是聚二甲 基硅氧烷和硅树脂的缩聚产物2 4 ( 如图 1 . 2所 示) 。 si l l i c a t e r e s i nd i m e t h y ls i lo x a n e p o ly m e r c h 3 h 3 c - s 4- c h 3 is i-i 。 十 日 c h 3千 h 3 h o-s i -o c h 3 m c h 3 o日 o i s i -o o i c h 3c h 3 ? 日 m c h 3 1书|it h 3 c - si - 占 日 c h 3 3n 图1 . 2 硅橡胶压敏胶的合成 硅橡胶具有较高的柔性，分子链间具有较大的空隙， 对水蒸气和药物分 子的渗透性较好。 硅树脂与聚二甲 基硅氧烷的比 例直接影响到压敏胶的性能， 随着聚二甲基硅氧烷相对含量的增加，压敏胶的柔软性和粘性增大;随着硅 树脂相对含量的增加，压敏胶的粘性逐渐降低，强度、稳定性和耐冷流性逐 西北工业大学工学硕士学位论又 预期的粘附特性和粘度。然而，这些添加剂有可能会影响到压敏胶的生物相 容性、处方相容性和释放体系相容性，从而有可能局限聚异丁 烯压敏胶在透 皮药物释放中的应用。另一方面，聚异丁烯压敏胶在制造过程中必不可少的 共混步骤，有可能导致聚异丁烯压敏胶在日后的储存或使用中发生相分离过 程，低分子量组分及添加剂会迁移至胶的表面，从而也有可能影响到聚异丁 烯压敏胶在透皮药物释放中的应用。 1 . 1 . 2 硅橡胶压敏胶 硅橡胶压敏胶是聚二甲 基硅氧烷和硅树脂的缩聚产物2 4 ( 如图 1 . 2所 示) 。 si l l i c a t e r e s i nd i m e t h y ls i lo x a n e p o ly m e r c h 3 h 3 c - s 4- c h 3 is i-i 。 十 日 c h 3千 h 3 h o-s i -o c h 3 m c h 3 o日 o i s i -o o i c h 3c h 3 ? 日 m c h 3 1书|it h 3 c - si - 占 日 c h 3 3n 图1 . 2 硅橡胶压敏胶的合成 硅橡胶具有较高的柔性，分子链间具有较大的空隙， 对水蒸气和药物分 子的渗透性较好。 硅树脂与聚二甲 基硅氧烷的比 例直接影响到压敏胶的性能， 随着聚二甲基硅氧烷相对含量的增加，压敏胶的柔软性和粘性增大;随着硅 树脂相对含量的增加，压敏胶的粘性逐渐降低，强度、稳定性和耐冷流性逐 第一章 文献综述 . 目 口 目 口曰 口 口 曰 口 . . 压 口 里 口 口 口 口 国 渐提高。控制粘附性的重要因素是聚二甲基硅氧烷和硅树脂中的硅烷醇 ( s i - o h )官能团的含量，如果含量过高， 透皮吸收制剂中的药物会引起压 敏 胶中硅烷醇的浓缩， 使压敏胶的粘性增加， 强度降 低;如果 含量过低， 会 使压 敏胶的 交联程度不够， 易于塑 化， 产生冷 流， 使用后在皮 肤上有较大 量 的残留物。 1 . 1 . 3 水凝胶压敏胶 水凝胶是一些高聚物或共聚物吸收大量水分形成的溶胀交联状态的半固 体，其交联方式有离子键、共价键及次价键 ( 如范德华力和氢键)等。通常 情况下水凝胶含有2 0 % ( 质量分数，下同)的平衡水，传统的压敏胶都是疏 水性的聚合物， 烘千后含水量小于0 . 1 %。 最近发展起来的亲水性水凝胶压敏 胶含水量高，可与多种药物结合，表现出很好的药物相容性，具有很高的透 皮释放速率，不需要使用促透剂。 目 前水凝胶压敏胶主要为聚乙二醇 ( p e g ) .聚乙烯基毗咯烷酮 ( p v p ) 的均聚物、共聚物或共混物。用高分子量的聚乙烯基毗咯烷酮 ( p v p ) 和低 聚合度的聚乙二醇( p e g ) 通过氢键交联制备的水凝胶， 其平衡含水量为8 %- 1 1 %， 具有吸收皮肤中水分的能力，能用于粘贴湿皮肤。 p v p - p e g水凝胶的 形成， 首先是p e g的端轻基与p v p上的拨基间形成氢键， 氢键键接的短p e g 链使长的p v p链间形成交联结构:其后是交联聚合物在剩余的p e g中的逐 渐溶解。所制得的水凝胶具有大量的自由体积，呈现较好的弹性、粘性和药 物扩散性质。 另一类交联的 p v p基水凝胶是以乙烯基毗咯烷酮为单体， 多乙烯基的不 饱和化合物作为交联剂，甘油和水作增塑剂，通过紫外光引发固化制备的。 该方法形成的凝胶是透明的、清洁的透皮释放胶粘剂 ( 揭去时不在皮肤上残 留) ，形成的压敏胶能够吸收大量的水，不产生相分离，不降低粘接性。 1 . 1 . 4 亲水性压敏胶 疏水性压敏胶在生产或在使用后的处理过程中均会对环境有较严重的污 染。 因 此， 压 敏胶逐渐由 以 前的 疏水 型向 亲水型 转变 2 5 。 亲水性压 敏胶的 基 本组成包括压敏胶聚合物a 、 含有亲水性基团的水分散剂b和带有活性官能 第一章 文献综述 . 目 口 目 口曰 口 口 曰 口 . . 压 口 里 口 口 口 口 国 渐提高。控制粘附性的重要因素是聚二甲基硅氧烷和硅树脂中的硅烷醇 ( s i - o h )官能团的含量，如果含量过高， 透皮吸收制剂中的药物会引起压 敏 胶中硅烷醇的浓缩， 使压敏胶的粘性增加， 强度降 低;如果 含量过低， 会 使压 敏胶的 交联程度不够， 易于塑 化， 产生冷 流， 使用后在皮 肤上有较大 量 的残留物。 1 . 1 . 3 水凝胶压敏胶 水凝胶是一些高聚物或共聚物吸收大量水分形成的溶胀交联状态的半固 体，其交联方式有离子键、共价键及次价键 ( 如范德华力和氢键)等。通常 情况下水凝胶含有2 0 % ( 质量分数，下同)的平衡水，传统的压敏胶都是疏 水性的聚合物， 烘千后含水量小于0 . 1 %。 最近发展起来的亲水性水凝胶压敏 胶含水量高，可与多种药物结合，表现出很好的药物相容性，具有很高的透 皮释放速率，不需要使用促透剂。 目 前水凝胶压敏胶主要为聚乙二醇 ( p e g ) .聚乙烯基毗咯烷酮 ( p v p ) 的均聚物、共聚物或共混物。用高分子量的聚乙烯基毗咯烷酮 ( p v p ) 和低 聚合度的聚乙二醇( p e g ) 通过氢键交联制备的水凝胶， 其平衡含水量为8 %- 1 1 %， 具有吸收皮肤中水分的能力，能用于粘贴湿皮肤。 p v p - p e g水凝胶的 形成， 首先是p e g的端轻基与p v p上的拨基间形成氢键， 氢键键接的短p e g 链使长的p v p链间形成交联结构:其后是交联聚合物在剩余的p e g中的逐 渐溶解。所制得的水凝胶具有大量的自由体积，呈现较好的弹性、粘性和药 物扩散性质。 另一类交联的 p v p基水凝胶是以乙烯基毗咯烷酮为单体， 多乙烯基的不 饱和化合物作为交联剂，甘油和水作增塑剂，通过紫外光引发固化制备的。 该方法形成的凝胶是透明的、清洁的透皮释放胶粘剂 ( 揭去时不在皮肤上残 留) ，形成的压敏胶能够吸收大量的水，不产生相分离，不降低粘接性。 1 . 1 . 4 亲水性压敏胶 疏水性压敏胶在生产或在使用后的处理过程中均会对环境有较严重的污 染。 因 此， 压 敏胶逐渐由 以 前的 疏水 型向 亲水型 转变 2 5 。 亲水性压 敏胶的 基 本组成包括压敏胶聚合物a 、 含有亲水性基团的水分散剂b和带有活性官能 第一章 文献综述 . 目 口 目 口曰 口 口 曰 口 . . 压 口 里 口 口 口 口 国 渐提高。控制粘附性的重要因素是聚二甲基硅氧烷和硅树脂中的硅烷醇 ( s i - o h )官能团的含量，如果含量过高， 透皮吸收制剂中的药物会引起压 敏 胶中硅烷醇的浓缩， 使压敏胶的粘性增加， 强度降 低;如果 含量过低， 会 使压 敏胶的 交联程度不够， 易于塑 化， 产生冷 流， 使用后在皮 肤上有较大 量 的残留物。 1 . 1 . 3 水凝胶压敏胶 水凝胶是一些高聚物或共聚物吸收大量水分形成的溶胀交联状态的半固 体，其交联方式有离子键、共价键及次价键 ( 如范德华力和氢键)等。通常 情况下水凝胶含有2 0 % ( 质量分数，下同)的平衡水，传统的压敏胶都是疏 水性的聚合物， 烘千后含水量小于0 . 1 %。 最近发展起来的亲水性水凝胶压敏 胶含水量高，可与多种药物结合，表现出很好的药物相容性，具有很高的透 皮释放速率，不需要使用促透剂。 目 前水凝胶压敏胶主要为聚乙二醇 ( p e g ) .聚乙烯基毗咯烷酮 ( p v p ) 的均聚物、共聚物或共混物。用高分子量的聚乙烯基毗咯烷酮 ( p v p ) 和低 聚合度的聚乙二醇( p e g ) 通过氢键交联制备的水凝胶， 其平衡含水量为8 %- 1 1 %， 具有吸收皮肤中水分的能力，能用于粘贴湿皮肤。 p v p - p e g水凝胶的 形成， 首先是p e g的端轻基与p v p上的拨基间形成氢键， 氢键键接的短p e g 链使长的p v p链间形成交联结构:其后是交联聚合物在剩余的