ПОЛІВІНІЛПІРОЛІДОН: СТРУКТУРА, ВЛАСТИВОСТІ, ЗАСТОСУВАННЯ, ПОБІЧНІ ЕФЕКТИ - ХІМІЯ - 2024

Полівінілпіролідону (ПВП) являє собою полімер N-вінілпіролідону мономера. Полімер має багато назв, включаючи полівідон та повідон. Полівінілпіролідон вперше був синтезований Вальтером Реппе в 1939 році.

Реппе реагував на ацетилен та формальдегід у присутності ацетиліду міді. Після декількох проміжних етапів він отримав бутиролактон і, нарешті, мономер вінілпіролідон, який полімеризується з утворенням ПВП під дією певних каталізаторів.

Пляшка з порошком полівінілпіролідону. Джерело: LHcheM / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)

На верхньому зображенні показано суцільний та аморфний вигляд цього полімеру. Його молекулярна структура має ланцюговий тип, середня довжина якої визначає молярну масу, в'язкість та інші властивості різних типів ПВП.

Полімер PVP має численні промислові сфери застосування як адгезивна добавка. Застосовується при покритті та при виготовленні синтетичних волокон. Він також використовується в кремових кремах і в косметиці для догляду за шкірою.

Спочатку PVP використовувався в медицині для заміни або розширення плазми. Однак було показано, що PVP генерує алергічну реакцію.

Будова

Структурні формули мономеру вінілпіролідону та полівінілпіролідону. Джерело: Shinobu (бесіда) (похідна робота) / Public domain

Структурні формули мономеру вінілпіролідону та полімеру полівінілпіролідону наведені вище. Зверніть увагу, що вони є циклічними третинними амінами.

Вінілова група, -CH = CH ₂ , відповідає за зв'язування одного мономеру вінілпіролідону з іншим. Тому в цьому кінці мономери послідовно приєднуються до тих пір, поки вони не сформують ланцюг з одиницями C ₆ H ₉ NO.

Маючи амінокільце, PVP є основним полімером, здатним приймати протони із середовища та ефективно взаємодіяти з молекулами води. Їх взаємодія така, що полімер визначає гігроскопічну тверду речовину.

Властивості

Зовнішність

Гігроскопічний аморфний білий або злегка жовтий порошок

Імена

Назва цього полімеру IUPAC - 1-етенилпіролідин-2-он.

Хімічна формула

(C ₆ H ₉ NO) _n

Молярна маса

2500 - 2 500 000 г / моль

Зверніть увагу на діапазон молярних мас, який може мати цей полімер. Це пояснюється тим, що існує кілька видів полівінілпіролідону, кожен з яких має різні властивості та характеристики. Наприклад, ПВП представлений у вигляді К-12, з молярною масою між 4000-6000; або як К-30, з молярною масою між 40 000-80 000

ПВП також можна представити як К-60, К-90, К-120, останні мають молярну масу між 2 100 000-3 000 000.

Запах і смак

Без запаху і без смаку

Щільність

1,2 г / см ³

Точка плавлення

150 - 180 ºC

Розчинність

Він дуже розчинний у воді з розчинністю 100 мг / мл. У сухому стані він може поглинати до 40% своєї ваги у воді.

Він розчинний в інших полярних розчинниках, таких як етанол та метанол. Але нерозчинний в ефірах, ефірах та ацетоні.

рН

3,0 - 5,0

Стабільність

Він стійкий, але несумісний з сильними окислювачами, а також чутливий до світла.

Температура автозапуску

440 ºC

Програми

- Промислові

Скло та кераміка

Полівінілпіролідон часто використовується при виробництві скляних пляшок. Джерело: Pixnio.

Полівінілпіролідон використовується як добавка в клеї, дозволяючи використовувати їх у склі, металі та пластику за рахунок підвищення їх міцності та твердості. Цей полімер утворює стійку до жиру плівку і підвищує температуру розм'якшення термопластів.

Його використовують як сполучну речовину в кераміці, приготовленій вогнем або при високій температурі. В’яжуче запалюється в процесі готування, тому воно не впливає на кінцевий продукт. При виробництві скла ПВП виступає в якості сполучного, мастильного і покривного агента.

У скляних волокнах це допомагає закріплювати барвники. Крім того, ПВП є частиною покриттів, кулькових фарб, диспергаторів пігментів у акварелі для комерційного мистецтва, паперового покриття, а також у виробництві воску та полірувань.

Електричні програми

ПВП використовується у виробництві акумуляторних батарей, друкованих схем, катодних трубок. Він використовується як сполучна речовина для металевих солей або амальгами в акумуляторах. Він також використовується в золоті, нікелю, міді та цинку.

Літографія та фотографія

ПВП застосовується у виробництві алюмінієвих емульсій, покритті гравюр, зберіганні та адгезії літографічних плит, тепловій реєстрації тощо.

Металургія

ПВП застосовується при обробці чорних і кольорових металів, діючи як інгредієнт покриттів, які допомагають видаляти матеріали з їх поверхонь.

Стабілізатор і освітлювач

PVP - освітлювач для пива та вина, оскільки покращує їх прозорість, колір та смак.

- Лікарські

Допоміжні речовини та диспергатори

PVP використовується як допоміжний засіб і диспергатор у таблетках, гранулах та ін’єкціях. Він також стабілізує ферменти та чутливі до тепла препарати.

Розширювач обсягу плазми

ПВП почали використовувати в 1950 році як замінник плазми у пацієнтів з важкою травмою. Але через свою алергенну дію та накопичення в печінці, селезінці та легенях він більше не використовувався для цієї мети.

Антибактеріальна дія

ПВП з'єднується з йодом, слугуючи носієм, щоб скористатися дезінфікуючою дією. Комплекс ПВП-йоду або повідон-йод присутній у милах та мазях, виконуючи важливу дезінфікуючу дію.

Офтальмологічне значення

PVP використовується в контактних лінзах, виконуючи зволожуючу і змащуючу функцію. Деякі препарати для офтальмологічного застосування містять у своїй формулі PVP.

- Інші

Особиста гігієна

PVP використовується як лосьйон для фіксації волосся, а також як спрей для волосся. Його додають в сонцезахисні креми для поліпшення стану зволоження та змащування. Крім того, PVP включений у креми та лосьйони для чищення та догляду за шкірою.

Хроматографія

PVP використовується як фіксуюча рідина в газовій хроматографії.

Побічні ефекти

З 1950 р. ПВП почали застосовувати для розширення плазми крові у пацієнтів з важкою травмою. Однак було виявлено, що він викликає викид гістаміну: амінового посередника алергічних процесів. І що крім того, ПВП закінчився секвестрированием в печінці та селезінці.

ПВП може викликати легеневий інтерстиціальний фіброз, який може бути зворотним, якщо вплив полімеру не тривалий. Повідомлялося про кілька епізодів алергічних процесів, які можуть бути пов'язані з ПВП; особливо коли він контактує з підшкірними рідинами організму.

Повідомлялося про випадки кропив’янки, пов'язані з використанням засобів для волосся, в яких присутній ПВП. Так само був випадок алергії у пацієнта, який отримував ПВП-йод, що також вказував на алергенну роль ПВП в деяких випадках дерматиту.

Список літератури

1. Ashland. (sf). Полівінілпіролідонові полімери. . Відновлено з: brenntag.com
2. Вікіпедія. (2020). Полівінілпіролідон. Відновлено з: en.wikipedia.org
3. Хімічна книга. (2017). Полівінілпіролідон. Відновлено з: chemicalbook.com
4. Elsevier BV (2020). Полівінілпіролідон. ScienceDirect. Відновлено з: sciencedirect.com
5. Безпека харчових продуктів. (2014). Полівінілпіролідон. . Відновлено з: jstage.jst.go.jp
6. QuimiNet. (21 травня 2008 р.). Що таке полівінілпіролідон? Відновлено з сайту: quiminet.com