POLYVINYLPYRROLIDON: STRUKTUR, EIGENSCHAFTEN, VERWENDUNG, NEBENWIRKUNGEN - CHEMIE - 2025

Das Polyvinylpyrrolidon (PVP) ist ein Polymer aus N-Vinylpyrrolidonmonomer. Das Polymer hat viele Namen, einschließlich Polyvidon und Povidon. Polyvinylpyrrolidon wurde erstmals 1939 von Walter Reppe synthetisiert.

Reppe reagierte Acetylen und Formaldehyd in Gegenwart von Kupferacetylid. Nach mehreren Zwischenschritten erhielt er Butyrolacton und schließlich das Monomer Vinylpyrrolidon, das durch Einwirkung bestimmter Katalysatoren zu PVP polymerisiert.

Flasche mit Polyvinylpyrrolidonpulver. Quelle: LHcheM / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)

Das obere Bild zeigt das feste und amorphe Aussehen dieses Polymers. Seine Molekülstruktur ist vom Kettentyp, dessen durchschnittliche Länge die Molmasse, Viskosität und andere Eigenschaften verschiedener Arten von PVP definiert.

Das PVP-Polymer hat zahlreiche industrielle Anwendungen als Klebstoffadditiv. Es wird bei der Beschichtung und bei der Herstellung von synthetischen Fasern verwendet. Es wird auch in Styling-Cremes und in Hautpflegekosmetika verwendet.

Ursprünglich wurde PVP in der Medizin verwendet, um Plasma zu ersetzen oder zu erweitern. Es wurde jedoch gezeigt, dass PVP allergische Reaktionen hervorruft.

Struktur

Strukturformeln des Monomers Vinylpyrrolidon und Polyvinylpyrrolidon. Quelle: Shinobu (Diskussion) (abgeleitete Arbeit) / Public Domain

Die Strukturformeln sowohl des Vinylpyrrolidonmonomers als auch des Polyvinylpyrrolidonpolymers sind oben gezeigt. Es ist zu beachten, dass es sich um cyclische tertiäre Amine handelt.

Die Vinylgruppe -CH = CH ₂ ist für die Bindung eines Vinylpyrrolidonmonomers an ein anderes verantwortlich. Daher verbinden sich an diesem Ende die Monomere nacheinander, bis sie eine Kette mit C ₆ H ₉ NO- Einheiten bilden .

Durch seinen Aminoring ist PVP ein basisches Polymer, das Protonen aus dem Medium aufnehmen und effektiv mit Wassermolekülen interagieren kann. Ihre Wechselwirkungen sind derart, dass das Polymer einen hygroskopischen Feststoff definiert.

Eigenschaften

Aussehen

Hygroskopisches weißes oder leicht gelbes amorphes Pulver

Namen

Der IUPAC-Name für dieses Polymer lautet 1-Ethenylpyrrolidin-2-on.

Chemische Formel

(C ₆ H ₉ NO) _n

Molmasse

2.500 - 2.500.000 g / mol

Beachten Sie den Bereich der Molmassen, den dieses Polymer haben kann. Dies liegt daran, dass es verschiedene Arten von Polyvinylpyrrolidon gibt, die jeweils unterschiedliche Eigenschaften und Spezifikationen aufweisen. Zum Beispiel wird PVP als K-12 mit einer Molmasse zwischen 4.000 und 6.000 dargestellt; oder als K-30 mit einer Molmasse zwischen 40.000 und 80.000

PVP kann auch als K-60, K-90, K-120 dargestellt werden, wobei letzteres eine Molmasse zwischen 2.100.000 und 3.000.000 aufweist.

Riechen und schmecken

Geruchs- und geschmacksneutral

Dichte

1,2 g / cm ³

Schmelzpunkt

150 - 180 ºC

Löslichkeit

Es ist in Wasser mit einer Löslichkeit von 100 mg / ml sehr gut löslich. Im trockenen Zustand kann es bis zu 40% seines Gewichts an Wasser aufnehmen.

Es ist in anderen polaren Lösungsmitteln wie Ethanol und Methanol löslich. Aber unlöslich in Ethern, Estern und Aceton.

pH

3,0 - 5,0

Stabilität

Es ist stabil, aber mit starken Oxidationsmitteln nicht verträglich und lichtempfindlich.

Selbstentzündungstemperatur

440 ºC

Anwendungen

- Industriell

Glas und Keramik

Polyvinylpyrrolidon wird häufig bei der Herstellung von Glasflaschen verwendet. Quelle: Pixnio.

Polyvinylpyrrolidon wird als Additiv in Klebstoffen verwendet, wodurch sie durch Erhöhung ihrer Festigkeit und Härte in Glas, Metall und Kunststoff verwendet werden können. Dieses Polymer bildet einen fettbeständigen Film und erhöht den Erweichungspunkt von Thermoplasten.

Es wird als Bindemittel in Keramik verwendet, hergestellt durch Feuer oder bei hohen Temperaturen. Das Bindemittel entzündet sich während des Garvorgangs und hat somit keinen Einfluss auf das Endprodukt. Bei der Herstellung von Glas wirkt PVP als Bindemittel, Schmiermittel und Beschichtungsmittel.

In den Glasfasern hilft es, die Farbstoffe zu fixieren. Darüber hinaus ist PVP Bestandteil von Beschichtungen, Kugelschreiberfarben, Pigmentdispergiermitteln in Aquarellen für den gewerblichen Bereich, Papierbeschichtungen und bei der Herstellung von Wachsen und Polituren.

Elektrische Anwendungen

PVP wird zur Herstellung von Speicherbatterien, gedruckten Schaltungen und Kathodenstrahlröhren verwendet. Es wird als Bindemittel für Metallsalze oder Amalgam in Batterien verwendet. Es wird auch in der Gold-, Nickel-, Kupfer- und Verzinkung verwendet.

Lithographie und Fotografie

PVP wird zur Herstellung von Aluminiumemulsionen, zur Beschichtung von Gravuren, zur Lagerung und Verklebung von Lithografieplatten, zur thermischen Aufzeichnung usw. verwendet.

Metallurgie

PVP wird bei der Verarbeitung von Eisen- und Nichteisenmetallen verwendet und dient als Bestandteil von Beschichtungen, die dazu beitragen, Materialien von ihren Oberflächen zu entfernen.

Stabilisator und Klärer

PVP ist ein Klärer für Bier und Wein, da es deren Transparenz, Farbe und Geschmack verbessert.

- Medizinisch

Hilfsstoff und Dispergiermittel

PVP wird als Hilfsstoff und Dispergiermittel in Tabletten, Granulaten und Injektionen verwendet. Es stabilisiert auch Enzyme und wärmeempfindliche Medikamente.

Plasmavolumenexpander

PVP wurde 1950 als Ersatz für Plasma bei Patienten mit schwerem Trauma eingesetzt. Aufgrund seiner allergenen Wirkung und seiner Anreicherung in Leber, Milz und Lunge wurde es jedoch nicht mehr für diesen Zweck verwendet.

Antibakterielle Wirkung

PVP koppelt mit Jod und dient als Träger, um die Desinfektionswirkung zu nutzen. Der PVP-Jod- oder Povidon-Jod-Komplex ist in Seifen und Salben enthalten und erfüllt eine wichtige Desinfektionswirkung.

Ophthalmologische Bedeutung

PVP wird in Kontaktlinsen verwendet und erfüllt eine feuchtigkeitsspendende und schmierende Funktion. Einige Präparate zur ophthalmologischen Anwendung enthalten PVP in ihrer Formel.

- Andere

Körperpflege

PVP wird als Haarfixierlotion sowie als Haarspray verwendet. Es wird Sonnenschutzcremes zugesetzt, um den feuchtigkeitsspendenden und schmierenden Zustand zu verbessern. Darüber hinaus ist PVP in Cremes und Lotionen zur Reinigung und Hautpflege enthalten.

Chromatographie

PVP wird als Fixierflüssigkeit in der Gaschromatographie verwendet.

Nebenwirkungen

Seit 1950 wurde PVP verwendet, um das Plasma bei Patienten mit schwerem Trauma zu erweitern. Es wurde jedoch festgestellt, dass es die Freisetzung von Histamin verursacht: ein Aminmediator für allergische Prozesse. Außerdem wurde das PVP in Leber und Milz gebunden.

PVP kann eine pulmonale interstitielle Fibrose verursachen, die rückgängig gemacht werden kann, wenn die Exposition gegenüber dem Polymer nicht verlängert wird. Es wurden mehrere Episoden allergischer Prozesse berichtet, die mit PVP zusammenhängen könnten. besonders wenn es mit subkutanen Körperflüssigkeiten in Kontakt kommt.

Es wurde über einen Fall von Urtikaria im Zusammenhang mit der Verwendung von Haarprodukten berichtet, in denen PVP vorhanden war. Ebenso gab es einen Allergiefall bei einem mit PVP-Jod behandelten Patienten, der auch auf die allergene Rolle von PVP in einigen Fällen von Dermatitis hinwies.

Verweise

1. Ashland. (sf). Polyvinylpyrrolidonpolymere. . Wiederhergestellt von: brenntag.com
2. Wikipedia. (2020). Polyvinylpyrrolidon. Wiederhergestellt von: en.wikipedia.org
3. Chemisches Buch. (2017). Polyvinylpyrrolidon. Wiederhergestellt von: Chemicalbook.com
4. Elsevier BV (2020). Polyvinylpyrrolidon. ScienceDirect. Wiederhergestellt von: sciencedirect.com
5. Lebensmittelsicherheit. (2014). Polyvinylpyrrolidon. . Wiederhergestellt von: jstage.jst.go.jp
6. QuimiNet. (21. Mai 2008). Was ist Polyvinylpyrrolidon? Wiederhergestellt von: quiminet.com