POLIWINYLOPIROLIDON: BUDOWA, WŁAŚCIWOŚCI, ZASTOSOWANIA, SKUTKI UBOCZNE - CHEMIA - 2026

Poliwinylopirolidon (PVP) jest polimer N-winylopirolidonu. Polimer występuje pod wieloma nazwami, w tym poliwidonem i powidonem. Poliwinylopirolidon został po raz pierwszy zsyntetyzowany przez Waltera Reppe w 1939 roku.

Acetylen i formaldehyd przereagował ponownie w obecności acetylenku miedzi. Po kilku pośrednich etapach uzyskał butyrolakton, a na koniec monomer winylopirolidon, który polimeryzuje, tworząc PVP pod działaniem pewnych katalizatorów.

Butelka z proszkiem poliwinylopirolidonu. Źródło: LHcheM / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)

Górny obraz przedstawia stały i bezpostaciowy wygląd tego polimeru. Jego struktura molekularna jest typu łańcucha, którego średnia długość określa masę molową, lepkość i inne właściwości różnych rodzajów PVP.

Polimer PVP ma liczne zastosowania przemysłowe jako dodatek adhezyjny. Znajduje zastosowanie w powlekaniu i produkcji włókien syntetycznych. Znajduje również zastosowanie w kremach do stylizacji i kosmetykach do pielęgnacji skóry.

Początkowo PVP był stosowany w medycynie do zastępowania lub rozszerzania osocza. Jednak wykazano, że PVP wywołuje reakcje alergiczne.

Struktura

Wzory strukturalne monomeru winylopirolidonu i poliwinylopirolidonu. Źródło: Shinobu (dyskusja) (prace pochodne) / domena publiczna

Wzory strukturalne zarówno monomeru winylopirolidonu, jak i polimeru poliwinylopirolidonu przedstawiono powyżej. Zauważ, że są to cykliczne aminy trzeciorzędowe.

Grupa winylowa, -CH = CH ₂ , jest odpowiedzialna za jeden monomer winylopirolidon wiążący do drugiego. Dlatego na tym końcu monomery będą się kolejno łączyć, aż utworzą łańcuch z jednostkami C ₆ H ₉ NO.

Posiadając pierścień aminowy, PVP jest podstawowym polimerem, zdolnym do przyjmowania protonów z pożywki i efektywnej interakcji z cząsteczkami wody. Ich oddziaływania są takie, że polimer tworzy higroskopijną substancję stałą.

Nieruchomości

Wygląd fizyczny

Higroskopijny bezpostaciowy proszek o barwie białej lub lekko żółtej

Nazwy

Nazwa IUPAC tego polimeru to 1-etenylopirolidyn-2-on.

Wzór chemiczny

(C ₆ H ₉ NO) _rz

Masa cząsteczkowa

2500 - 2500000 g / mol

Zwróć uwagę na zakres mas molowych, jakie może mieć ten polimer. Dzieje się tak, ponieważ istnieje kilka rodzajów poliwinylopirolidonu, z których każdy ma inne właściwości i specyfikacje. Na przykład PVP jest przedstawiany jako K-12, o masie molowej między 4000-6000; lub jako K-30, o masie molowej 40 000-80 000

PVP można również przedstawić jako K-60, K-90, K-120, przy czym ten ostatni ma masę molową między 2 100 000 a 3 000 000.

Zapach i smak

Bezwonny i bez smaku

Gęstość

1,2 g / cm ³

Temperatura topnienia

150 - 180 ºC

Rozpuszczalność

Jest bardzo dobrze rozpuszczalny w wodzie, ma rozpuszczalność 100 mg / ml. W stanie suchym może wchłonąć do 40% swojej wagi wody.

Jest rozpuszczalny w innych rozpuszczalnikach polarnych, takich jak etanol i metanol. Ale nierozpuszczalny w eterach, estrach i acetonie.

pH

3,0 - 5,0

Stabilność

Jest stabilny, ale niekompatybilny z silnymi utleniaczami, jest również wrażliwy na światło.

Temperatura samozapłonu

440 ºC

Aplikacje

- Przemysłowy

Szkło i ceramika

Do produkcji butelek szklanych często stosuje się poliwinylopirolidon. Źródło: Pixnio.

Poliwinylopirolidon jest stosowany jako dodatek do klejów, dzięki czemu można je stosować w szkle, metalu i tworzywach sztucznych poprzez zwiększenie ich wytrzymałości i twardości. Polimer ten tworzy powłokę odporną na tłuszcz i podnosi temperaturę mięknienia tworzyw termoplastycznych.

Jest stosowany jako spoiwo w ceramice, przygotowywanej przez ogień lub w wysokich temperaturach. Spoiwo zapala się podczas gotowania, więc nie ma wpływu na produkt końcowy. W produkcji szkła PVP działa jako spoiwo, smar i środek powlekający.

We włóknach szklanych pomaga utrwalić barwniki. Ponadto PVP jest częścią powłok, tuszów do długopisów, dyspergatorów pigmentów w akwarelach dla sztuki komercyjnej, do powlekania papieru oraz do produkcji wosków i past.

Zastosowania elektryczne

PVP jest używany do produkcji akumulatorów, obwodów drukowanych, lamp katodowych. Służy jako spoiwo do soli metali lub amalgamatu w bateriach. Jest również używany do galwanizacji złota, niklu, miedzi i cynku.

Litografia i fotografia

PVP jest stosowany do produkcji emulsji aluminiowych, powlekania grawerów, przechowywania i klejenia płyt litograficznych, zapisu termicznego itp.

Metalurgia

PVP jest stosowany w obróbce metali żelaznych i nieżelaznych, działając jako składnik powłok, które pomagają usuwać materiały z ich powierzchni.

Stabilizator i odstojnik

PVP jest odstojnikiem piwa i wina, ponieważ poprawia ich przejrzystość, kolor i smak.

- leczniczy

Zaróbka i dyspergator

PVP jest stosowany jako zaróbka i dyspergator w tabletkach, granulkach i zastrzykach. Stabilizuje również enzymy i leki wrażliwe na ciepło.

Ekspander objętości plazmy

PVP zaczęto stosować w 1950 roku jako substytut osocza u pacjentów z ciężkimi urazami. Jednak ze względu na działanie alergizujące i gromadzenie się w wątrobie, śledzionie i płucach nie był już używany do tego celu.

Działanie antybakteryjne

PVP łączy się z jodem, służąc jako nośnik do wykorzystania działania dezynfekującego. Kompleks PVP-jod lub powidon-jod występuje w mydłach i maściach, spełniając ważne działanie dezynfekujące.

Znaczenie oftalmologiczne

PVP jest stosowany w soczewkach kontaktowych, pełniąc funkcję nawilżającą i natłuszczającą. Niektóre preparaty do stosowania okulistycznego zawierają w swoim składzie PVP.

- Inni

Higieny osobistej

PVP jest stosowany jako balsam utrwalający włosy, a także jako lakier do włosów. Dodawany jest do kremów przeciwsłonecznych w celu poprawy jej nawilżenia i natłuszczenia. Ponadto PVP jest włączany do kremów i balsamów do czyszczenia i pielęgnacji skóry.

Chromatografia

PVP jest stosowany jako ciecz utrwalająca w chromatografii gazowej.

Skutki uboczne

Od 1950 roku PVP zaczęto stosować do rozszerzania osocza u pacjentów z ciężkimi urazami. Stwierdzono jednak, że powoduje uwalnianie histaminy: aminowego mediatora procesów alergicznych. Ponadto PVP zostało zatrzymane w wątrobie i śledzionie.

PVP może powodować zwłóknienie śródmiąższowe płuc, które można odwrócić, jeśli ekspozycja na polimer nie jest przedłużona. Zgłoszono kilka epizodów procesów alergicznych, które mogą być związane z PVP; zwłaszcza w kontakcie z podskórnymi płynami ustrojowymi.

Zgłoszono przypadek pokrzywki związany ze stosowaniem produktów do włosów, w których obecny był PVP. Podobnie, wystąpił przypadek alergii u pacjenta leczonego jodem PVP, również wskazując na alergenną rolę PVP w niektórych przypadkach zapalenia skóry.

Bibliografia

1. Ashland. (sf). Polimery poliwinylopirolidonu. . Odzyskany z: brenntag.com
2. Wikipedia. (2020). Poliwinylopirolidon. Odzyskane z: en.wikipedia.org
3. Książka chemiczna. (2017). Poliwinylopirolidon. Odzyskane z: chemicalbook.com
4. Elsevier BV (2020). Poliwinylopirolidon. ScienceDirect. Odzyskany z: sciencedirect.com
5. Bezpieczeństwo żywności. (2014). Poliwinylopirolidon. . Odzyskany z: jstage.jst.go.jp
6. QuimiNet. (21 maja 2008). Co to jest poliwinylopirolidon? Odzyskany z: quiminet.com