פוליוויניל-פירולידון: מבנה, תכונות, שימושים, תופעות לוואי - כִּימִיָה - 2025

Polyvinylpyrrolidone (PVP) הוא פולימר של מונומר N-vinylpyrrolidone. הפולימר מופיע בשמות רבים, כולל פוליווידון ופובידון. פוליווינילפירולידון סונתז לראשונה על ידי וולטר רפה בשנת 1939.

רפה הגיב לאצטילן ופורמלדהיד בנוכחות אצטיליד נחושת. לאחר מספר שלבי ביניים, הוא השיג בוטירולקטון, ולבסוף, את המונומר ויניל-פיררולידון, שמממרמר ליצירת PVP על ידי פעולתם של זרזים מסוימים.

בקבוק עם אבקת פוליוויניל-פיררולידון. מקור: LHcheM / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)

התמונה העליונה מציגה את המראה המוצק והאמורפי של פולימר זה. המבנה המולקולרי שלה הוא מסוג השרשרת, שאורכו הממוצע מגדיר את המסה הטוחנית, הצמיגות ותכונות אחרות של סוגים שונים של PVP.

לפולימר PVP יש יישומים תעשייתיים רבים כתוסף דבק. הוא משמש בציפוי ובייצור סיבים סינטטיים. הוא משמש גם בקרמים לעיצוב ובקוסמטיקה לטיפול בעור.

בתחילה שימש PVP ברפואה כדי להחליף או להרחיב את הפלזמה. עם זאת, הוכח כי PVP מייצר תגובות אלרגיות.

מִבְנֶה

נוסחאות מבניות של המונומר ויניל-פיררולידון ופוליוויניל-פיירולידון. מקור: שינובו (שיחה) (עבודה נגזרת) / רשות הרבים

הנוסחאות המבניות של מונומר הוויניל-פירולידון והן של הפולימר פוליוויניל-פירולידון מוצגות לעיל. שימו לב שמדובר באמינים שלישוניים מחזוריים.

הקבוצה ויניל, -CH = CH ₂ , אחראית מונומר vinylpyrrolidone אחד מחייב אחרת. לפיכך, בסופו של דבר המונומרים יצטרפו זה לזה ברציפות עד שהם יוצרים שרשרת עם יחידות C ₆ H ₉ NO.

על ידי בעל טבעת אמינו, PVP הוא פולימר בסיסי, המסוגל לקבל פרוטונים מהמדיום ולבצע אינטראקציה יעילה עם מולקולות מים. האינטראקציות שלהם הם כאלה שהפולימר מגדיר מוצק היגרוסקופי.

נכסים

מראה חיצוני

אבקה אמורפית לבנה או מעט צהובה

שמות

שם ה- IUPAC לפולימר זה הוא 1-אתניל-פיררולידין-2-און.

נוסחה כימית

(C ₆ H ₉ NO) _n

מסה מולארית

2,500 - 2,500,000 גרם / מול

שימו לב לטווח המסות הטוחנות שיכול להיות לפולימר זה. הסיבה לכך היא שישנם כמה סוגים של פוליוויניל-פירולידון, שלכל אחד מהם מאפיינים ומפרטים שונים. לדוגמה, PVP מוצג כ- K-12, עם מסה טוחנת בין 4,000-6,000; או כ- K-30, עם מסה טוחנת בין 40,000-80,000

ניתן להציג את ה- PVP גם כ- K-60, K-90, K-120, כאשר האחרונים בעלי מסה טוחנת של בין 2,100,000-3,000,000.

להריח וטעם

חסר ריח וחסר טעם

צְפִיפוּת

1.2 גרם / ס"מ ³

נקודת המסה

150 - 180 מעלות צלזיוס

מְסִיסוּת

זה מסיס מאוד במים, עם מסיסות של 100 מ"ג / מ"ל. במצב יבש הוא יכול לספוג עד 40% ממשקלו במים.

זה מסיס בממסים קוטביים אחרים כמו אתנול ומתנול. אך לא מסיסים באתרים, אסטרים ואצטון.

pH

3.0 - 5.0

יַצִיבוּת

הוא יציב אך אינו תואם עם חומרי חמצון חזקים, והוא גם רגיש לאור.

טמפרטורת התלקחות

440 מעלות צלזיוס

יישומים

- תעשייתי

זכוכית וקרמיקה

פוליווינילפירולידון משמש לעיתים קרובות לייצור בקבוקי זכוכית. מקור: Pixnio.

הפוליוויניל-פירולידון משמש כתוסף בדבקים, ומאפשר להשתמש בהם בזכוכית, מתכת ופלסטיק על ידי הגברת חוזקם וקשיחותם. פולימר זה יוצר סרט עמיד לשומן ומעלה את נקודת הריכוך של התרמופלסטים.

הוא משמש כקלסר בקרמיקה, מוכן באש או בטמפרטורות גבוהות. הקלסר מתלקח במהלך תהליך הבישול, ולכן אין לו השפעה על המוצר הסופי. בייצור זכוכית, PVP משמש כחומר קלסר, חומר סיכה וציפוי.

בסיבי הזכוכית זה עוזר לתקן את הצבעים. בנוסף, PVP היא חלק מציפויים, צבעי דיו כדורי, פיזור חומרי פיגמנט בצבעי מים לאמנות מסחרית, ציפוי נייר, וייצור שעווה ומלטשות.

יישומים חשמליים

PVP משמש בייצור סוללות אחסון, מעגלים מודפסים, צינורות קרני קתודה. הוא משמש כקלסר למלחי מתכת או אמלגם בסוללות. הוא משמש גם בציפוי זהב, ניקל, נחושת ואבץ.

ליטוגרפיה וצילום

PVP משמש בייצור תחליבי אלומיניום, ציפוי תחריטים, אחסון והדבקה של צלחות ליטוגרפיות, הקלטה תרמית וכו '.

מֵטַלוּרגִיָה

PVP משמשת לעיבוד מתכות ברזליות ואל ברזליות, ומשמשת כמרכיב בציפויים המסייעים בהסרת חומרים משטחים שלהם.

מייצב ומבהיר

PVP הוא מבהיר לבירה ויין, מכיוון שהוא משפר את השקיפות, הצבע והטעם שלהם.

- תרופות

חומר עזר ומפזר

PVP משמש כחומר עזר ומפזר בטבליות, גרגירים וזריקות. זה גם מייצב אנזימים ותרופות רגישות לחום.

מרחיב נפח פלזמה

PVP החל לשמש בשנת 1950 כתחליף לפלזמה בחולים עם טראומה קשה. אך בשל פעולתו האלרגנית, והצטברותם בכבד, בטחול ובריאות, הוא כבר לא שימש למטרה זו.

פעולה אנטיבקטריאלית

זוגות PVP עם יוד המשמשים כנשא בכדי לנצל את פעולת החיטוי. מתחם ה- PVP-יוד או povidone-יוד קיים בסבונים ומשחות, וממלא פעולת חיטוי חשובה.

חשיבות עיניים

PVP משמשת בעדשות מגע, הממלאות פונקצית לחות ושמן. תכשירים מסוימים לשימוש עיניים מכילים PVP בנוסחה שלהם.

- אחרים

טיפול אישי

PVP משמש כקרם לתיקון שיער, כמו גם תרסיס לשיער. זה מתווסף לקרמים של קרם הגנה כדי לשפר את מצבי הלחות והשמן שלו. בנוסף, PVP משולבת בקרמים וקרמים לניקוי וטיפוח העור.

כרומטוגרפיה

PVP משמש כנוזל קיבוע בכרומטוגרפיה של גז.

תופעות לוואי

מאז 1950 החלו להשתמש ב- PVP להרחבת הפלזמה בחולים עם טראומה קשה. עם זאת, נמצא כי הוא גורם לשחרור של היסטמין: מתווך אמין לתהליכים אלרגיים. וזה בנוסף, ה- PVP בסופו של דבר היה מורכב בכבד ובטחול.

PVP יכול לגרום לפיברוזיס ביניים בין-ריאתי שיכול להיות הפוך אם החשיפה לפולימר לא מתארכת. דווח על מספר פרקים של תהליכים אלרגיים, שיכולים להיות קשורים ל- PVP; במיוחד כשמדובר במגע עם נוזלי גוף תת עוריים.

דווח על מקרה של אורטקריה הקשורה לשימוש במוצרי שיער בהם היה PVP. באופן דומה, היה מקרה של אלרגיה בחולה שטופל ב- PVP-יוד, והצביע גם על התפקיד האלרגני של PVP במקרים מסוימים של דרמטיטיס.

הפניות

1. אשלנד. (sf). פולימרים פוליוויניל-פירולידון. . התאושש מ: brenntag.com
2. ויקיפדיה. (2020). פוליוויניל-פירולידון. התאושש מ: en.wikipedia.org
3. ספר כימי. (2017). פוליוויניל-פירולידון. התאושש מ: chemicalbook.com
4. Elsevier BV (2020). פוליוויניל-פירולידון. ScienceDirect. התאושש מ: sciencedirect.com
5. בטיחות מזון. (2014). פוליוויניל-פירולידון. . התאושש מ: jstage.jst.go.jp
6. QuimiNet. (21 במאי 2008). מה זה פוליוויניל פירולידון? התאושש מ: quiminet.com