Free radical polymerization photoinitiated of multicomponent systems for us e in ophthalmic devices : optical and mechanical aspects

0 mercado atual procura por materiais que apresentem boas propriedades ópticas, que satisfaçam os consumidores e os usuários em geral e que sejam de fácil manuseio e processabilidade. No geral, um polímero deve apresentar boas propriedades ópticas, resistência ao impacto e dureza, compatíveis com o seu uso como lentes oftálmicas. O processo de fabricação de lentes oftálmicas poliméricas por muito tempo foi feito por meio de processos térmicos (cura térmica, processo que ainda é usado), levando cerca de 20 horas ou mais na obtenção de lentes que não apresentassem problemas de trincas por diferença de propriedades no corpo da lente. Dessa forma a introdução da tecnologia de cura pela luz ultravioleta (UV) permitiu a obtenção de materiais com a mesma característica e até superiores aquelas obtidas através da cura térmica e com a vantagem da diminuição do tempo de processo, diminuindo de horas para minutos, resultando também em redução dos custos. Neste trabalho foram utilizados os monômeros e oligômeros listados a seguir: metil metacrilato de metila (MAM), 1,6-Hexanediol diacrilato (HDDMA), diacrilato uretano alifático tetrafuncional (Ebecryl 5129) e diacrilato epóxi bisfenol-A (Ebecryl 3700) e em cada formulação foi aplicado um sistema de fotoiniciadores (nomes comerciais) compostos por Darocur 1173, Irgacure 184, Irgacure 1300, Irgacure 2959 e Irgacure 250 e Irgacure 819. Os sistemas de fotoiniciadores foram formulados a base de 3% p/p sobre cada formulação, seguindo as orientações dos fornecedores e de resultados experimentais obtidos ao longo deste estudo, sendo o tempo de cura da formulação de 7 minutos. Foram analisadas as propriedades mecânicas relevantes que uma lente deve apresentar, entre elas, dureza e resistência ao impacto. Foram determinadas também as temperaturas de transição vítrea obtidas da formulação, e a resistência ao calor. Foram comparados com os diversos fotoiniciadores, e realizado um estudo inicial da cinética, bem como medidas as entalpias e conversões resultantes da polimerização na temperatura de trabalho de 100°C, utilizando-se um fotocalorímetro diferencial de varredura (DPC).The current market calls for materials presenting good optical properties which satisfy consumers and users in general and that can be easily handled and processed. Generally, a polymer must present good optical properties, impact resistance and hardness - all compatible in their use as ophthalmic lenses. For quite a long period of time, ophthalmic lenses manufacturing had been achieved by means of thermal processes (thermal curing), taking up to 20 hours to obtain lenses free of cracking and/or processing errors. In this manner, the introduction of ultraviolet light curing technology has allowed the production of materials with equal and even superior characteristics than those obtained through thermal curing, and with advantages in processing time (reduced from hours to minutes), as well as costs, which were also reduced. The following monomers and oligomers were utilized in this study: methyl methacrylate (MAM), 1,6-Hexanediol diacrylate (HDDMA), diacrylate tetra functional aliphatic urethane (Ebecryl 5129) and epoxy diacrylate bisphenol A (Ebecryl 3700-20 t). A system of photoinitiators composed by darocur 1173, Irgacure 184, Irgacure 1300, Irgacure 2959, Irgacure 250 and Irgacure 819 have been applied in each formulation. The photoinitiators systems have been formulated on a 3% p/p basis, following suppliers orientations and experimental results obtained throughout this study, with a 7-minute formulation curing time. The main mechanical properties a lens must present, such as acceptable harness and impact resistance, were analyzed in the study. Vitreous transition temperature, heat resistance and the evaluation of the photoinitiators in kinetics have been analyzed and studied, as well as the evolution of enthalpy during a 100°C polymerization process and formulation conversions by differential photocalorimetry distinguishing (DPC)