ПОЛИВИНИЛПИРОЛИДОН: СТРУКТУРА, СВОЙСТВА, ПРИЛОЖЕНИЯ, СТРАНИЧНИ ЕФЕКТИ - ХИМИЯ - 2025

На поливинилпиролидон (PVP) е полимер на N-винилпиролидон мономер. Полимерът има много имена, включително поливидон и повидон. Поливинилпиролидонът е синтезиран за първи път от Walter Reppe през 1939г.

Reppe реагира ацетилен и формалдехид в присъствието на меден ацетилид. След няколко междинни стъпки той получава бутиролактон и накрая мономер винилпиролидон, който полимеризира, като образува PVP под действието на определени катализатори.

Бутилка с поливинилпиролидон на прах. Източник: LHcheM / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)

Горното изображение показва твърдия и аморфен вид на този полимер. Неговата молекулна структура е от верижен тип, средната дължина на която определя моларната маса, вискозитета и други свойства на различни видове PVP.

PVP полимерът има множество индустриални приложения като адхезивна добавка. Използва се при покритието и при производството на синтетични влакна. Използва се и в стилизиращи кремове и в козметика за грижа за кожата.

Първоначално PVP се използва в медицината за заместване или разширяване на плазмата. Доказано е обаче, че PVP генерира алергични реакции.

структура

Структурни формули на мономерния винилпиролидон и поливинилпиролидон. Източник: Shinobu (беседа) (производна работа) / Public domain

Структурните формули както на мономера винилпиролидон, така и на поливинилпиролидоновия полимер са показани по-горе. Обърнете внимание, че те са циклични третични амини.

Група винил, -СН = СН ₂, е отговорен за един винилпиролидон мономер за свързване към друга. Следователно, в този край е където мономерите ще се включат последователно, докато те образуват верига с С, ₆ Н ₉ NO единици.

Имайки амино пръстен, PVP е основен полимер, способен да приема протони от средата и да взаимодейства ефективно с водни молекули. Техните взаимодействия са такива, че полимерът определя хигроскопично твърдо вещество.

Имоти

Външен вид

Хигроскопичен бял или леко жълт аморфен прах

Имена

Името на IUPAC за този полимер е 1-етенилпиролидин-2-он.

Химична формула

(С ₆ Н ₉ NO) _п

Моларна маса

2500 - 2 500 000 g / mol

Обърнете внимание на обхвата на моларните маси, които този полимер може да има. Това е така, защото има няколко вида поливинилпиролидон, всеки с различни свойства и спецификации. Например, PVP е представен като К-12, с моларна маса между 4 000-6 000; или като К-30, с моларна маса между 40 000-80 000

PVP също може да бъде представен като K-60, K-90, K-120, като последният има моларна маса между 2,100,000-3,000,000.

Мирис и вкус

Без мирис и безвкус

плътност

1,2 g / cm ³

Точка на топене

150 - 180 ºC

разтворимост

Той е много разтворим във вода, с разтворимост 100 mg / mL. В сухо състояние той може да абсорбира до 40% от теглото си във вода.

Разтворим е в други полярни разтворители като етанол и метанол. Но неразтворим в етери, естери и ацетон.

рН

3.0 - 5.0

стабилност

Той е стабилен, но несъвместим със силни окислители, а също така е чувствителен към светлина.

Температура на самозапалване

440 ºC

Приложения

- Индустриални

Стъкло и керамика

Поливинилпиролидон често се използва при производството на стъклени бутилки. Източник: Pixnio.

Поливинилпиролидон се използва като добавка в лепилата, позволявайки им да се използват в стъкло, метал и пластмаса, като увеличават тяхната здравина и твърдост. Този полимер образува устойчив на мазнини филм и повдига точката на омекване на термопластиката.

Използва се като свързващо вещество в керамиката, приготвена от огън или при високи температури. Свързващото вещество се запалва по време на процеса на готвене, така че няма влияние върху крайния продукт. При производството на стъкло PVP действа като свързващо, смазващо и покриващо средство.

В стъклените влакна помага за фиксирането на багрилата. Освен това PVP е част от покрития, топкови мастила, пигментни дисперсанти във водни цветове за търговско изкуство, хартиено покритие и в производството на восъци и лакове.

Електрически приложения

PVP се използва при производството на акумулаторни батерии, печатни платки, катодни тръби. Използва се като свързващо вещество за метални соли или амальгами в батерии. Използва се и при покритие от злато, никел, мед и цинк.

Литография и фотография

PVP се използва при производството на алуминиеви емулсии, покритие на гравюри, съхранение и адхезия на литографски плочи, термичен запис и др.

металургия

PVP се използва при обработката на черни и цветни метали, като действа като съставка в покритията, които помагат за премахване на материали от повърхностите им.

Стабилизатор и прояснител

PVP е пречистител за бира и вино, тъй като подобрява тяхната прозрачност, цвят и вкус.

- Лекарствени

Помощни вещества и диспергатори

PVP се използва като помощно вещество и диспергатор в таблетки, гранули и инжекции. Той също така стабилизира ензимите и лекарствата, чувствителни към топлина.

Разширител на обем на плазмата

PVP започва да се използва през 1950 г. като заместител на плазмата при пациенти с тежка травма. Но поради алергенното си действие и натрупването му в черния дроб, далака и белите дробове, той вече не се използва за тази цел.

Антибактериално действие

PVP се свързва с йод, служейки като носител, за да се възползвате от дезинфекционното действие. Комплексът PVP-йод или повидон-йод присъства в сапуни и мехлеми, изпълняващи важно дезинфекционно действие.

Офталмологично значение

PVP се използва в контактни лещи, изпълнявайки хидратираща и смазваща функция. Някои препарати за офталмологично приложение съдържат PVP във формулата си.

- Други

Лична хигиена

PVP се използва като лосион за фиксиране на косата, както и като спрей за коса. Добавя се към слънцезащитни кремове за подобряване на хидратиращото и смазващото му състояние. В допълнение, PVP е включен в кремове и лосиони за почистване и грижа за кожата.

След хроматография

PVP се използва като фиксираща течност в газова хроматография.

Странични ефекти

От 1950 г. PVP започва да се използва за разширяване на плазмата при пациенти с тежка травма. Установено е обаче, че причинява отделянето на хистамин: аминов медиатор на алергичните процеси. И че в допълнение, PVP завършва секвестрирано в черния дроб и далака.

PVP може да причини белодробна интерстициална фиброза, която може да бъде обърната, ако излагането на полимера не бъде продължително. Съобщавани са няколко епизода на алергични процеси, които могат да бъдат свързани с PVP; особено когато влиза в контакт с подкожни телесни течности.

Съобщава се за случай на уртикария, свързана с употребата на продукти за коса, в които присъства PVP. По същия начин е имало случай на алергия при пациент, лекуван с PVP-йод, което също е посочило алергичната роля на PVP в някои случаи на дерматит.

Препратки

1. Ashland. (SF). Поливинилпиролидон полимери., Възстановени от: brenntag.com
2. Wikipedia. (2020). Поливинилпиролидон. Възстановено от: en.wikipedia.org
3. Химическа книга. (2017). Поливинилпиролидон. Възстановено от: chemicalbook.com
4. Elsevier BV (2020). Поливинилпиролидон. ScienceDirect. Възстановени от: sciencedirect.com
5. Безопасност на храните. (2014). Поливинилпиролидон., Възстановено от: jstage.jst.go.jp
6. QuimiNet. (21 май 2008 г.). Какво е поливинил пиролидон? Възстановено от: quiminet.com