ПОЛИВИНИЛПИРРОЛИДОН: СТРУКТУРА, СВОЙСТВА, ПРИМЕНЕНИЕ, ПОБОЧНЫЕ ЭФФЕКТЫ - ХИМИЯ - 2025

Поливинилпирролидона (ПВП) представляет собой полимер N-винилпирролидона мономера. Полимер известен под разными названиями, включая поливидон и повидон. Поливинилпирролидон был впервые синтезирован Вальтером Реппе в 1939 году.

Реппе реагировал с ацетиленом и формальдегидом в присутствии ацетилида меди. После нескольких промежуточных стадий был получен бутиролактон и, наконец, мономер винилпирролидон, который полимеризуется с образованием ПВП под действием определенных катализаторов.

Флакон с порошком поливинилпирролидона. Источник: LHcheM / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)

На верхнем изображении показан твердый и аморфный вид этого полимера. Его молекулярная структура представляет собой цепочку, средняя длина которой определяет молярную массу, вязкость и другие свойства различных типов ПВП.

Полимер ПВП имеет множество промышленных применений в качестве адгезионной добавки. Он используется в покрытии и производстве синтетических волокон. Он также используется в кремах для укладки и в косметике по уходу за кожей.

Первоначально ПВП использовался в медицине для замены или расширения плазмы. Однако было показано, что ПВП вызывает аллергические реакции.

Структура

Структурные формулы мономеров винилпирролидона и поливинилпирролидона. Источник: Синобу (обсуждение) (производная работа) / Общественное достояние

Структурные формулы как мономера винилпирролидона, так и полимера поливинилпирролидона показаны выше. Обратите внимание, что это циклические третичные амины.

Виниловая группа -CH = CH ₂ отвечает за связывание одного мономера винилпирролидона с другим. Следовательно, на этом конце мономеры будут последовательно соединяться до тех пор, пока они не образуют цепь с звеньями C ₆ H ₉ NO.

Имея амино-кольцо, ПВП представляет собой основной полимер, способный принимать протоны из среды и эффективно взаимодействовать с молекулами воды. Их взаимодействие таково, что полимер образует гигроскопичное твердое тело.

Свойства

Внешность

Гигроскопичный белый или слегка желтоватый аморфный порошок

имена

Название этого полимера IUPAC - 1-этенилпирролидин-2-он.

Химическая формула

(C ₆ H ₉ NO) _сущ.

Молярная масса

2,500 - 2,500,000 г / моль

Обратите внимание на диапазон молярных масс, который может иметь этот полимер. Это связано с тем, что существует несколько типов поливинилпирролидона, каждый с различными свойствами и характеристиками. Например, PVP представлен как K-12 с молярной массой от 4000 до 6000; или как К-30, с молярной массой от 40 000 до 80 000

ПВП также может быть представлен как К-60, К-90, К-120, причем последний имеет молярную массу в диапазоне от 2 100 000 до 3 000 000.

Запах и вкус

Без запаха и вкуса

плотность

1,2 г / см ³

Температура плавления

150–180 ºC

Растворимость

Он очень хорошо растворяется в воде, его растворимость составляет 100 мг / мл. В сухом состоянии он может абсорбировать до 40% своей массы воды.

Он растворим в других полярных растворителях, таких как этанол и метанол. Но не растворяется в простых и сложных эфирах и ацетоне.

pH

3,0 - 5,0

стабильность

Он стабилен, но несовместим с сильными окислителями, а также чувствителен к свету.

температура самовоспламенения

440 ºC

Приложения

- Промышленное

Стекло и керамика

Поливинилпирролидон часто используется при производстве стеклянных бутылок. Источник: Pixnio.

Поливинилпирролидон используется в качестве добавки к клеям, что позволяет использовать их в стекле, металле и пластике за счет повышения их прочности и твердости. Этот полимер образует жиростойкую пленку и повышает температуру размягчения термопластов.

Он используется в качестве связующего в керамике, приготовленной огнем или при высоких температурах. Связующее загорается в процессе приготовления, поэтому не влияет на конечный продукт. При производстве стекла ПВП действует как связующее, смазывающее и покрывающее.

В стекловолокне помогает закрепить красители. Кроме того, ПВП входит в состав покрытий, чернил для шариковых ручек, диспергаторов пигментов в акварельных красках для коммерческого искусства, в покрытиях бумаги, а также при производстве восков и полиролей.

Электрические приложения

ПВП используется при изготовлении аккумуляторных батарей, печатных схем, электронно-лучевых трубок. Он используется в качестве связующего для солей металлов или амальгамы в батареях. Он также используется для нанесения покрытий из золота, никеля, меди и цинка.

Литография и фотография

ПВП используется в производстве алюминиевых эмульсий, нанесении покрытий на гравюры, хранении и склейке литографических пластин, термографической записи и т. Д.

металлургия

PVP используется при обработке черных и цветных металлов, выступая в качестве ингредиента в покрытиях, которые помогают удалять материалы с их поверхностей.

Стабилизатор и осветлитель

ПВП - осветлитель для пива и вина, поскольку он улучшает их прозрачность, цвет и вкус.

- лекарственные

Наполнитель и диспергатор

ПВП используется в качестве наполнителя и диспергатора в таблетках, гранулах и инъекциях. Он также стабилизирует ферменты и термочувствительные препараты.

Расширитель плазменного объема

PVP начали использовать в 1950 году как заменитель плазмы у пациентов с тяжелой травмой. Но из-за его аллергенного действия и накопления в печени, селезенке и легких он больше не использовался для этой цели.

Антибактериальное действие

PVP соединяется с йодом, выступая в качестве носителя для дезинфекции. Комплекс ПВП-йод или повидон-йод присутствует в мыле и мазях, выполняя важное дезинфицирующее действие.

Офтальмологическое значение

PVP используется в контактных линзах, выполняя увлажняющие и смазывающие функции. Некоторые препараты для офтальмологического применения содержат в своей формуле ПВП.

- другие

Личная гигиена

PVP используется как лосьон для фиксации волос, а также как лак для волос. Его добавляют в солнцезащитные кремы, чтобы улучшить его увлажняющие и смазывающие свойства. Кроме того, PVP входит в состав кремов и лосьонов для очистки и ухода за кожей.

хроматография

ПВП используется как фиксирующая жидкость в газовой хроматографии.

Побочные эффекты

С 1950 г. PVP начали использовать для расширения плазмы у пациентов с тяжелой травмой. Однако было обнаружено, что он вызывает высвобождение гистамина - аминного медиатора аллергических процессов. Кроме того, PVP оказался заблокированным в печени и селезенке.

ПВП может вызвать интерстициальный фиброз легких, который можно обратить вспять, если воздействие полимера не будет продолжительным. Сообщалось о нескольких эпизодах аллергических процессов, которые могли быть связаны с ПВП; особенно при контакте с подкожными жидкостями тела.

Сообщалось о случае крапивницы, связанной с использованием средств для волос, в которых присутствовал PVP. Аналогичным образом, был случай аллергии у пациента, получавшего ПВП-йод, что также указывает на аллергенную роль ПВП в некоторых случаях дерматита.

Ссылки

1. Ашленд. (SF). Полимеры поливинилпирролидона. . Получено с: brenntag.com
2. Wikipedia. (2020). Поливинилпирролидон. Получено с: en.wikipedia.org
3. Химическая книга. (2017). Поливинилпирролидон. Получено с: chemicalbook.com
4. Elsevier BV (2020). Поливинилпирролидон. ScienceDirect. Получено с: sciencedirect.com
5. Безопасности пищевых продуктов. (2014). Поливинилпирролидон. . Получено с: jstage.jst.go.jp
6. QuimiNet. (21 мая 2008 г.). Что такое поливинилпирролидон? Получено с: quiminet.com