聚甲基丙烯酸2—羟乙酯(PHEMA)水凝胶以其优异的生物相容性和光学特性，在生物医学领域，尤其是眼科材料方面的应用受到广泛的关注。由于PHEMA水凝胶使一种亲水性聚合物，由它制作的人工晶状体(IOL)在植入人体后易产生后囊膜混浊，而且其自身力学性能和弹性也不足，无法使IOL获得“调节功能”。因此，对PHEMA进行改性，使其更加符合理想IOL材料的物性指标，不仅对IOL材料的发展有重要的理论意义，而且还可造福于白内障患者。本工作系统探索了PHEMA的聚合条件，并用共聚、交联、Semi-IPN技术等手段，对PHEMA进行改性，使PHEMA水凝胶分子结构中同时含有疏水性结构合亲水性结构，并包含具有弹性体的聚氨酯结构单元，着重研究了改性PHEMA水凝胶结构与性能的关系。 在HEMA/H<,2>O质量比为75/25的条件下，以过硫酸铵/偏重亚硫酸钠为引发体系，对PHEMA的聚合工艺条件进行了优化。其适宜的合成条件为：引发剂用量0.5wt％，二甲基丙烯酸三乙二醇酯交联剂用量1.0wt％，反应温度40℃，反应时间36h。在此条件下所得PHEMA水凝胶的拉伸强度可达0.57MPa，邵氏硬度23，EWC超过40％，而且手感柔软、透明、对可见光的透光率达97％以上。 在PHEMA最佳聚合条件下，引入MMA和丙烯酸高级酯进行共聚，分别制备了HEMA/MMA和HEMA/丙烯酸高级酯共聚水凝胶。研究结果表明：随MMA含量的提高，拉伸强度和硬度升高，EWC和水凝胶干态在去离子水中的初期溶胀速率减小；当MMA含量为8wt％时，仍可制得透明、柔软的共聚水凝胶；此时拉伸强度可达0.87MPa，与纯PHEMA水凝胶相比提高了58％，而且透光率在92％以上。丙烯酸高级酯的含量对对共聚水凝胶的透明性影响较大，在0.5wt％以内时，可得到透明、手感更加柔和的水凝胶。丙烯酸高级酯对共聚水凝胶的力学性能影响较小，但表现出较强的疏水性，随丙烯酸高级酯含量的增加，共聚水凝胶的疏水性几乎呈线性增长，而且随高级酯酯基碳链的增长，对水的接触角先增大后减小，对十六烷的接触角则相反，其中丙烯酸十四酯与HEMA的共聚水凝胶的疏水性最强。 以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、多元醇、HEMA为原料合成了一系列新型聚氨酯型二甲基丙烯酸酯交联剂，由该交联剂制备的PHEMA水凝胶性能优良，并且随聚氨酯交联剂软段分子量的增加，水凝胶的拉伸强度、硬度减小，含水量有所增加；其中以IPDI直接用HEMA封端制备的新型交联剂制得的PHEMA—1水凝胶强度最好，拉伸强度达0.68MPa，硬度26。 将线性聚氨酯树脂溶于HEMA中，在引发剂作用下制备了具有Semi-IPN结构的PHEMA/PU水凝胶，该水凝胶硬度变化不大，拉伸强度和伸长率显著提高，其中以SIN-2-10效果最好，拉伸强度达到1.05MPa，与PHEMA-1相比提高了58％，伸长率达到210％，外观柔软透明，邵氏硬度只有25；在该水凝胶中引入MMA疏水性单体后，制备的HEMA/MMA/PU共聚水凝胶SM-2-10，拉伸强度进一步提高，达1.43MPa，与PHEMA-1相比提高了110％，伸长率高达235％，而且外观柔软透明。 水凝胶干态断面SEM结果表明，PHEMA为脆性断裂材料，经MMA共聚改性和线性聚氨酯树脂Semi-IPN结构改性后，水凝胶材料的强度和韧性有所提高。聚氨酯树脂含量对水凝胶的相容性有明显影响，PU-2含量为10wt％以内时，水凝胶中PHEMA与PU未发生相分离，l5wt％含量时则明显发生相分离，在SIN-2-10中，加入5wt％MMA时，虽然水凝胶外观仍然透明，但水凝胶发生相分离。 DSC和TG-DTG的结果表明，水凝胶中存在三种状态的水：结合水、可冻结结合水和自由水；在以PHEMA网络结构为主的水凝胶中，结合水的含量最高，占所含水的70％以上，随着MMA含量和聚氨酯型交联剂用量的增大，结合水的比例将进一步增加；在Semi-IPN结构水凝胶中，结合水含量占总水含量的80％以上。 体外细胞培养实验表明，PHEMA及其改性水凝胶均具有良好的生物相容性。其中HEMA/A-14共聚水凝胶和Semi-IPN改性PHEMA/PU水凝胶对人晶体上皮细胞的持续生长有一定的抑制作用。