Способ получения отвержденного силиконового каучука

 

Использование: для изготовления медицинских протезов в хирургии, линз и хрусталиков в офтальмологии. Сущность изобретения: окрашенный отвержденный силиконовый каучук получают взаимодействием низкомолекулярного полиметилвинилсилоксана с олигогидридсилоксаном в присутствии катализатора и красителя - микроциклического азотсодержащего водонерастворимого ряда или их комплектов с ионами металлов переходной валентности, выбранными из группы, включающей Mn, Fe, Co, Cu, взятого в количестве 1 - 2% от массы низкомолекулярного полиметилвинилсилоксана.

Изобретение относится к способам получения нетоксичных окрашенных композиций на основе низкомолекулярных полиорганосилоксанов, отверждающихся по реакции полиприсоединения, и может быть использовано для изготовления медицинских протезов в хирургии, линз и хрусталиков в офтальмологии, а также для изготовления любых изделий целевого назначения, к которым предъявляются требования эластичности, цветового оформления и нетоксичности.

Известен способ получения отвержденных силиконовых композиций реакцией винилгидридного присоединения между полиорганосилоксанами, содержащими до 2 мол. % винильных группировок и олигометилгидридсилоксанами, протекающей в присутствии соединений платины, в частности, платинохлористоводородной кислоты или органических перекисей. Однако этот способ не предусматривает введение в композицию на стадии отверждения окрашивающих соединений [1].

Известно использование макроциклических соединений и их комплексов с металлами, в частности фталоцианинов, для получения составов для крашения полимеров в массе. Однако сложность состава и недостаточная однородность окрашивания из-за введения сухого красителя, а также использование токсичных компонентов, например соединений цинка и титана, являются существенными недостатками подобной красящей композиции и препятствуют использованию ее в медицинской промышленности [2].

В качестве ближайшего технического решения известен способ получения отвержденного силоксанового каучука взаимодействием низкомолекулярного полиметилвинилсилоксана с олигогидридсилоксана в присутствии платинового катализатора с введением на стадии отверждения красителя из группы актрахиновый, азокраситель в количестве 1-2000 млн^-1 от низкомолекулярного полиметилвинилсилоксана [3].

Однако в данном способе краситель вводят для контроля за степенью отверждения и не ставится задача получения окрашенной нетоксичной композиции, а используемые красители являются высокотехничными веществами.

Задачей изобретения является разработка способа получения нетоксичного отвержденного окрашенного силиконового каучука с равномерной окраской заданного цвета и глубины.

Поставленная задача решается за счет взаимодействия низкомолекулярного полиметилвинилсилоксана, содержащего макроциклический краситель с олигогидроксилоксаном, содержащим инициаторы винилгидратного присоединения с последующим отверждением при повышенной температуре. Введение красителя в виде раствора в хлороформе, в котором растворимы неотвержденные силиконовые олигомеры, позволяет хорошо гомогенизировать смесь.

В качестве красителя используют нетоксичные макроциклические азотсодержащие водонерастворимые соединения порфиринового и фталоцианинового рядов и их комплексы с ионами металлов переменной валентности Mn, Fe, Co, Cu.

Способ осуществляется следующим образом.

В полиорганосилоксан, имеющий среднечисленную молекулярную массу 50000-75000 и содержащий 2 мол. % винильных группировок, вводят раствор красителя в хлороформе, тщательно перемешивают и удаляют хлороформ при 40-50^oC и пониженном давлении. В олигометилгидридсилоксан, имеющий среднечисленную молекулярную массу 5000-8000, вводят раствор катализатора в изопропиловом спирте, тщательно перемешивают и удаляют растворитель при 50-60^oC и пониженном давлении. Полнота удаления растворителей контролируется методом газожидкостной хроматографии. Обработанные таким образом силоксановые олигомеры тщательно перемешивают и отверждают при 80-110^oC в течение 40-70 мин. Отвержденная композиция содержит 1-2% красителя. Полноту протекания реакции отверждения контролируют по содержанию HSi групп методом ИК-спектроскопии. Интенсивность окраски контролируют методом электронной спектроскопии. Добавление красителя на оказывает влияния на процесс отверждения композиции, количество непрореагировавших HSi групп в отвержденной композиции не увеличивается при добавлении красителя и не превышает 2% от вступивших в реакцию.

Пример 1. В 0,185 г полиорганосилоксана с винильными группировками вводят раствор 0,003 г безметального тетрафенилпорфирина в 0,3 мл хлороформа, тщательно перемешивают смесь и удаляют хлороформ при 40-50^oC и пониженном давлении. В 0,015 г олигометилгидридсилоксана добавляют 0,001 г 0,1 молярного раствора платинохлористоводородной кислоты в изопропиловом спирте. Смесь тщательно перемешивают и удаляют растворитель при 50^oC и пониженном давлении. Обработанные таким образом силоксановые олигомеры тщательно перемешивают при 40-50^oC в течение 5 мин (соотношение олигомеров 13:1) и отверждают в термошкафу при 80^oC в течение 70 мин. Отвержденная композиция содержит 1,5% красителя. Отвержденный образец анализируют на содержание остаточных функциональных групп методом ИК-спектроскопии.

Пример 2. В 0,188 г полиорганосилоксана с винильными группировками вводят раствор 0,002 г тетрапараметоксифенилпорфирината марганца в 0,2 мл хлороформа, тщательно перемешивают смесь и удаляют хлороформ при 40-50^oC и пониженном давлении. В 0,012 г олигометилгидридсилоксана добавляют 0,001 г 0,1 молярного раствора платинохлористоводородной кислоты в изопропиловом спирте. Смесь тщательно перемешивают и удаляют растворитель при 50^oC и пониженном давлении. Обработанные таким образом силоксановые олигомеры тщательно перемешивают при 40-50^oC в течение 5 мин (соотношение олигомеров 16: 1) и отверждают в термошкафу при 90^oC в течение 60 мин. Отвержденная композиция содержит 1% красителя. Отвержденный образец анализируют по примеру 1.

Пример 3. В 0,182 г полиорганосилоксана с винильными группировками вводят раствор 0,002 г протопорфирината железа в 0,2 мл хлороформа, тщательно перемещают смесь и удаляют хлороформ при 40-50^oC и пониженном давлении. В 0,18 г олигометилгидридсилоксана добавляют 0,002 г перекиси бензоила в 0,05 мл хлороформа, смесь тщательно перемешивают и удаляют хлороформ при 40-50^oC и пониженном давлении. Обработанные таким образом силоксановые олигомеры тщательно перемешивают при 40-50^oC в течение 5 мин (соотношение олигомеров 10: 1) и отверждают в термошкафу при 100^oC в течение 40 мин. Отвержденная композиция содержит 1% красителя. Отвержденный образец анализируют по примеру 1.

Пример 4. В 0,180 г полиорганосилоксана с винильными группировками вводят раствор 0,004 г гематопорфирината кобальта в 0,4 мл хлороформа, тщательно перемешивают смесь и удаляют хлороформ при 40-50^oC и пониженном давлении. В 0,020 г олигометилгидридсилоксана добавляют 0,001 г 0,1 молярного раствора платинохлористоводородный кислоты в изопропиловом спирте. Смесь тщательно перемешивают и удаляют растворитель при 50^oC и пониженном давлении. Обработанные таким образом силоксановые олигомеры тщательно перемешивают при 40-50^oC в течение 5 мин (соотношение олигомеров 10:1) и отверждают в термошкафу при 110^oC в течение 40 мин. Отвержденная композиция содержит 2% красителя. Отвержденный образец анализируют по примеру 1.

Пример 5. В 0,187 г полиорганосилоксана с винильными группировками вводят раствор 0,003 г фталоцианина меди в 0,3 мл хлороформа, тщательно перемешивают смесь и удаляют хлороформ при 40-50^oC и пониженном давлении. В 0,013 г олигометилгидридсилоксана добавляют 0,002 г перекиси бензоила в 0,05 мл хлороформа, смесь тщательно перемешивают и удаляют хлороформ при 40-50^oC и пониженном давлении. Обработанные таким образом силоксановые олигомеры тщательно перемешивают при 40-50^oC в течение 5 мин (соотношение олигомеров 15:1) и отверждают в термошкафу при 100^oC в течение 50 мин. Отвержденная композиция содержит 1,5% красителя. Отвержденный образец анализируют по примеру 1.

Таким образом предлагаемый способ дает возможность получать отвержденные силоксановые композиции с окраской заданного цвета и глубины. Кроме того, нетоксичность используемых красителей позволяет применять получаемые материалы в медицинской практике, в частности в офтальмологии.

Формула изобретения

Способ получения отвержденного силиконового каучука взаимодействием низкомолекулярного полиметилвинилсилоксана с олигогидридсилоксаном в присутствии катализатора и красителя, отличающийся тем, что в качестве катализатора используют платинохлористоводородную кислоту или органическую перекись, а в качестве красителя - макроциклические азотсодержащие водонерастворимые соединения порфинового или фталоцианинового ряда или их комплексы с ионами металлов переходной валентности, выбранными из группы, включающей Mn, Fe, Co, Cu, взятые в количестве 1 - 2% от массы низкомолекулярного полиметилвинилсилоксана.