POLYVINYLPYRROLIDON: STRUCTUUR, EIGENSCHAPPEN, TOEPASSINGEN, BIJWERKINGEN - CHEMIE - 2026

Het polyvinylpyrrolidon (PVP) is een polymeer van N-vinylpyrrolidonmonomeer. Het polymeer kent vele namen, waaronder polyvidon en povidon. Polyvinylpyrrolidon werd voor het eerst gesynthetiseerd door Walter Reppe in 1939.

Reppe reageerde acetyleen en formaldehyde in aanwezigheid van koperacetylide. Na verschillende tussenstappen verkreeg hij butyrolacton en tenslotte het monomeer vinylpyrrolidon, dat polymeriseert tot PVP door de werking van bepaalde katalysatoren.

Fles met polyvinylpyrrolidonpoeder. Bron: LHcheM / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)

De bovenste afbeelding toont het vaste en amorfe uiterlijk van dit polymeer. De moleculaire structuur is van het ketentype, waarvan de gemiddelde lengte de molmassa, viscositeit en andere eigenschappen van verschillende soorten PVP bepaalt.

Het PVP-polymeer kent tal van industriële toepassingen als lijmadditief. Het wordt gebruikt bij de coating en bij de vervaardiging van synthetische vezels. Het wordt ook gebruikt in stylingcrèmes en in cosmetica voor huidverzorging.

Aanvankelijk werd PVP in de geneeskunde gebruikt om plasma te vervangen of uit te breiden. Er is echter aangetoond dat PVP allergische reacties opwekt.

Structuur

Structuurformules van het monomeer vinylpyrrolidon en polyvinylpyrrolidon. Bron: Shinobu (talk) (afgeleid werk) / Public domain

De structuurformules van zowel het vinylpyrrolidonmonomeer als het polyvinylpyrrolidonpolymeer zijn hierboven weergegeven. Merk op dat het cyclische tertiaire aminen zijn.

De vinylgroep, -CH = CH ₂ , is verantwoordelijk voor een vinylpyrrolidonmonomeer binding aan een ander. Daarom zullen aan dit einde de monomeren opeenvolgend samenkomen totdat ze een ketting vormen met C ₆ H ₉ NO- eenheden .

Door een aminering te hebben, is PVP een basispolymeer dat protonen uit het medium kan opnemen en effectief kan interageren met watermoleculen. Hun interacties zijn zodanig dat het polymeer een hygroscopische vaste stof definieert.

Eigendommen

Fysiek uiterlijk

Hygroscopisch wit of lichtgeel amorf poeder

Namen

De IUPAC-naam voor dit polymeer is 1-ethenylpyrrolidin-2-on.

Chemische formule

(C ₆ H ₉ NO) _n

Molaire massa

2.500 - 2.500.000 g / mol

Let op het bereik van molaire massa's dat dit polymeer kan hebben. Dit komt doordat er verschillende soorten polyvinylpyrrolidon zijn, elk met verschillende eigenschappen en specificaties. PVP wordt bijvoorbeeld voorgesteld als K-12, met een molecuulgewicht tussen 4.000 en 6.000; of als K-30, met een molaire massa tussen 40.000-80.000

PVP kan ook worden weergegeven als K-60, K-90, K-120, waarbij de laatste een molecuulgewicht heeft tussen 2.100.000-3.000.000.

Ruik en proef

Geurloos en smaakloos

Dichtheid

1,2 g / cm ³

Smeltpunt

150 - 180 ºC

Oplosbaarheid

Het is zeer oplosbaar in water, met een oplosbaarheid van 100 mg / ml. In droge toestand kan het tot 40% van zijn gewicht aan water opnemen.

Het is oplosbaar in andere polaire oplosmiddelen zoals ethanol en methanol. Maar onoplosbaar in ethers, esters en aceton.

pH

3.0 - 5.0

Stabiliteit

Het is stabiel maar onverenigbaar met sterke oxidatiemiddelen, en het is ook gevoelig voor licht.

Zelfontbranding temperatuur

440 ºC

Toepassingen

- Industrieel

Glas en keramiek

Polyvinylpyrrolidon wordt vaak gebruikt bij de vervaardiging van glazen flessen. Bron: Pixnio.

Polyvinylpyrrolidon wordt gebruikt als additief in kleefstoffen, waardoor ze kunnen worden gebruikt in glas, metaal en plastic door hun sterkte en hardheid te vergroten. Dit polymeer vormt een vetbestendige film en verhoogt het verwekingspunt van thermoplasten.

Het wordt gebruikt als bindmiddel in keramiek, bereid door vuur of bij hoge temperaturen. Het bindmiddel ontbrandt tijdens het kookproces en heeft dus geen invloed op het eindproduct. Bij de vervaardiging van glas fungeert PVP als bindmiddel, smeermiddel en coatingmiddel.

In de glasvezels helpt het om de kleurstoffen te fixeren. Bovendien maakt PVP deel uit van coatings, ballpoint-inkten, pigmentdispergeermiddelen in aquarellen voor commerciële kunst, papiercoating en bij de productie van wassen en poetsmiddelen.

Elektrische toepassingen

PVP wordt gebruikt bij de vervaardiging van accu's, gedrukte schakelingen, kathodestraalbuizen. Het wordt gebruikt als bindmiddel voor metaalzouten of amalgaam in batterijen. Het wordt ook gebruikt in goud, nikkel, koper en verzinkt.

Lithografie en fotografie

PVP wordt gebruikt bij de productie van aluminiumemulsies, coating van gravures, opslag en adhesie van lithografische platen, thermische registratie, enz.

Metallurgie

PVP wordt gebruikt bij de verwerking van ferro- en non-ferrometalen en fungeert als ingrediënt in coatings die helpen bij het verwijderen van materialen van hun oppervlakken.

Stabilisator en voorzuiveringsmiddel

PVP is een klaringsmiddel voor bier en wijn, omdat het hun transparantie, kleur en smaak verbetert.

- Medicinaal

Hulpstof en dispergeermiddel

PVP wordt gebruikt als hulpstof en dispergeermiddel in tabletten, korrels en injecties. Het stabiliseert ook enzymen en hittegevoelige medicijnen.

Plasmavolume-expander

PVP begon in 1950 te worden gebruikt als vervanging van plasma bij patiënten met ernstig trauma. Maar vanwege zijn allergene werking en zijn ophoping in de lever, milt en longen, werd het niet langer voor dit doel gebruikt.

Antibacteriële werking

PVP koppelt met jodium en dient als drager om te profiteren van de desinfecterende werking. Het PVP-jodium- of povidonjodium-complex is aanwezig in zepen en zalven en vervult een belangrijke desinfecterende werking.

Oftalmologisch belang

PVP wordt gebruikt in contactlenzen en vervult een hydraterende en smerende functie. Sommige preparaten voor oftalmisch gebruik bevatten PVP in hun formule.

- Anderen

Persoonlijke verzorging

PVP wordt gebruikt als een haarfixerende lotion, evenals als haarlak. Het wordt toegevoegd aan zonnebrandcrèmes om de hydraterende en smerende conditie te verbeteren. Daarnaast wordt PVP verwerkt in crèmes en lotions voor reiniging en huidverzorging.

Chromatografie

PVP wordt gebruikt als fixeervloeistof bij gaschromatografie.

Bijwerkingen

Sinds 1950 werd PVP gebruikt om plasma uit te breiden bij patiënten met ernstig trauma. Er werd echter gevonden dat het de afgifte van histamine veroorzaakt: een aminemediator van allergische processen. En dat bovendien de PVP belandde in de lever en milt.

PVP kan pulmonale interstitiële fibrose veroorzaken die kan worden teruggedraaid als blootstelling aan het polymeer niet langdurig is. Er zijn verschillende episodes van allergische processen gemeld die verband kunnen houden met PVP; vooral als het in contact komt met onderhuidse lichaamsvloeistoffen.

Er is een geval van urticaria gemeld in verband met het gebruik van haarproducten waarin PVP aanwezig was. Evenzo was er een geval van allergie bij een patiënt die werd behandeld met PVP-jodium, wat ook wees op de allergene rol van PVP in sommige gevallen van dermatitis.

Referenties

1. Ashland. (sf). Polyvinylpyrrolidon-polymeren. . Hersteld van: brenntag.com
2. Wikipedia. (2020). Polyvinylpyrrolidon. Hersteld van: en.wikipedia.org
3. Chemisch boek. (2017). Polyvinylpyrrolidon. Hersteld van: chemicalbook.com
4. Elsevier BV (2020). Polyvinylpyrrolidon. ScienceDirect. Hersteld van: sciencedirect.com
5. Voedselveiligheid. (2014). Polyvinylpyrrolidon. . Hersteld van: jstage.jst.go.jp
6. QuimiNet. (21 mei 2008). Wat is polyvinylpyrrolidon? Hersteld van: quiminet.com