聚乙烯吡咯烷酮性質(zhì)、用途與生產(chǎn)工藝
聚乙烯吡咯烷酮簡(jiǎn)稱PVP，為乙烯吡咯烷酮的聚合體，因其聚合度不同，又分為可溶性的PVP和不溶性的 PVPP(polyvinyl polypyrrolidone)?？扇苄訮VP的相對(duì)分子質(zhì)量為8000～10000，可作為沉淀劑用，與多酚物質(zhì)作用而沉淀下來，采用此法，酒內(nèi)容易有殘留的PVP。因?yàn)镻VP在人體內(nèi)有積蓄作用，世界衛(wèi)生組織對(duì)此物質(zhì)不予建議采用。近年來，對(duì)可溶性PVP的采用已不多見。 不溶性的PVPP系60年代初開始用于啤酒工業(yè)，其相對(duì)子質(zhì)量大于700000，是PVP進(jìn)一步交聯(lián)聚合形成的高分子不溶物，可作為多酚物質(zhì)的吸附劑用，效果很好。
聚乙烯吡咯烷酮結(jié)構(gòu)式
聚乙烯吡咯烷酮PVP是三大藥用新輔料之一，可用作片劑、顆粒劑、注射劑的助溶劑，膠囊劑的助流劑、液體制劑及著色劑的分散劑、酶及熱敏藥物的穩(wěn)定劑，難溶藥物的共沉淀劑，眼藥的去毒劑及潤(rùn)滑劑等。
工業(yè)上用作發(fā)泡聚苯乙烯助劑，懸浮聚合用的膠凝劑、穩(wěn)定劑、纖維處理劑、紙加工助劑、膠粘劑、增稠劑。
聚乙烯吡咯烷酮PVP及其共聚物CAP是化妝品的重要原料，主要用于發(fā)型保持劑，它在頭發(fā)上形成的薄膜富有彈性和光澤，梳理性能優(yōu)良，不沾灰塵，采用不同規(guī)格的樹脂，可滿足各種相對(duì)濕度氣候條件，因此它是定型發(fā)乳、發(fā)膠、摩絲所不可缺少的原料。還能用于化妝品之護(hù)膚滋潤(rùn)劑及脂膏基料染發(fā)分散劑、泡沫穩(wěn)定劑，能改善洗發(fā)水的稠度。
不溶性PVP是啤酒、果汁的穩(wěn)定劑，可改善其透明度、色澤、味道。
聚乙烯吡咯烷酮(PVP)是一種水溶性聚酰胺。市售的PVP按K值(Fikentscher K值)分成四種粘度等級(jí)：K-15、K-30、K-60、K-90，其數(shù)均相對(duì)分子質(zhì)量分別為10000和40000，160000和360000。K值或相對(duì)分子質(zhì)量是決定PVP各種性質(zhì)的重要因素之一。
聚乙烯吡咯烷酮(PVP)溶于水、含氯溶劑、乙醇、胺、硝基烷烴以及低分子脂肪酸，與大多數(shù)無機(jī)鹽和多種樹脂相溶；不溶于丙酮、乙醚等。用于滴丸基質(zhì)的聚乙烯吡咯烷酮(PVP)為無臭，無味，白色至淡黃色蠟狀固體， 相對(duì)密度為1.062，5%水溶液的pH值為3～7，聚乙烯吡咯烷酮具有引濕性。對(duì)熱穩(wěn)定性好，能溶于多種有機(jī)溶劑中，熔點(diǎn)較高。加入某些天然的或合成的高分子聚合物或有機(jī)化合物，可有效地調(diào)節(jié)PVP的引濕性和柔軟性。聚乙烯吡咯烷酮不易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，在正常條件下貯存，干燥的PVP是很穩(wěn)定的。PVP具有優(yōu)良的生理惰性和生物相容性，對(duì)皮膚、眼睛無刺激，無過敏反應(yīng)，無毒。
由于氫鍵作用或絡(luò)合作用，聚乙烯吡咯烷酮(PVP)的黏度增大而抑制藥物晶核的形成及成長(zhǎng)，使藥物成無定型態(tài)。以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)為基質(zhì)的滴丸能提高難溶性藥物的溶出度和生物利用度。一般來說，PVP用量越大，藥物在介質(zhì)中的溶出度和溶解度就越大。Susana等研究了微溶性藥物阿苯達(dá)唑的PVP(k30)固體分散體的溶出度。PVP(k30)的用量增加，固體分散體中藥物的溶出速度和溶出效率都隨之增加。Teresa等研究了難溶性藥物，氟桂利嗪的PVP固體分散體的溶出度，也發(fā)現(xiàn)PVP含量越高，溶出度增加越顯著。IR表明，氟桂利嗪與PVP無化學(xué)作用。但是也有例外，有些藥物與PVP在一定比例下溶出效果最佳。Tantishaiyakul等研究發(fā)現(xiàn)：當(dāng)吡羅昔康∶PVP為1∶5和1∶6時(shí)，固體分散體的溶出度最大，在5min內(nèi)比單一藥物高出40倍。
聚乙烯吡咯烷酮(PVP)也能溶于熔化的其他滴丸基質(zhì)，如聚乙二醇(PEG)、聚氧乙烯單硬脂酸酯(S-40)、泊洛沙姆(poloxamer)以及硬脂酸、單硬脂酸甘油酯等，做成復(fù)合基質(zhì)。
化妝品工業(yè)中常用的PVP等級(jí)是K-30。市售的PVP是白色可自由流動(dòng)的粉末或固體，其含量為質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%、30%、45%和50%的水溶液等形式。PVP可溶于水，具有吸濕性，其平衡吸濕量約為環(huán)境的相對(duì)濕度1/3，與蛋白質(zhì)的水合作用相似，每個(gè)單體與0.5mol的水締合。
聚乙烯吡咯烷酮(PVP)不易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。在正常條件下貯存，干燥的PVP是很穩(wěn)定的。經(jīng)防霉處理的溶液也是穩(wěn)定的。當(dāng)在空氣中加熱至150℃或與過硫酸銨混合在90℃下加熱30min，PVP會(huì)交換而成不溶于水的化合物。在偶氮化合物或重鉻酸鹽等氧化劑存在下，光照會(huì)使PVP溶液變成凝膠。其溶液和強(qiáng)堿(如硅酸鈉或磷酸三鈉)共熱時(shí)會(huì)生成沉淀。許多不同的化合物可與PVP生成絡(luò)合物，如PVP與碘生成的絡(luò)合物很穩(wěn)定，并有很好的殺菌作用，并能降低其毒性;把聚丙烯酸、丹寧酸或甲基乙烯醚和馬來酸的共聚物加到聚乙烯吡咯烷酮PVP的水溶液中，就會(huì)生成不溶解的絡(luò)合物，這些絡(luò)合物不溶于水、醇和酮，但用堿中和其中的多元酸，可使反應(yīng)逆轉(zhuǎn);PVP與毒素、藥物及化學(xué)毒品絡(luò)合可降低它們的毒性;某些染料也可與PVP強(qiáng)烈絡(luò)合，這就是聚乙烯吡咯烷酮PVP用作染料脫色劑的基礎(chǔ)。
聚乙烯吡咯烷酮為酮類有機(jī)物，可用作澄清劑；穩(wěn)定劑；稠化劑；壓片填充劑；分散劑。分子量為36萬的高分子PVP常用作啤酒、醋、葡萄酒等澄清劑。
在50年代初期，較老的、以蟲膠和油為基礎(chǔ)的頭發(fā)定型劑迅速被聚乙烯吡咯烷酮PVP噴霧劑所取代至今，仍較普遍地使用。它在頭發(fā)上能形成可再濕的、透明的薄膜，且?guī)в泄鉂?，?rùn)滑性好。PVP與各種推進(jìn)劑配伍性好，并有防腐性能，它廣泛地用于頭發(fā)定型及梳理產(chǎn)品中作為成膜劑、護(hù)膚乳液和膏霜的柔潤(rùn)劑及穩(wěn)定劑、眼部與面部美容化妝品及唇膏的基料、染發(fā)劑中的分散劑和香波的穩(wěn)泡劑。PVP有解毒作用和降低其他制劑對(duì)皮膚和眼睛的刺激作用。它也用于牙膏作為去污劑、膠凝劑和解毒劑。聚乙烯吡咯烷酮PVP主要的缺點(diǎn)是對(duì)潮性較敏感，但可通過使用它的醋酸乙烯酯共聚物，以減輕水分和濕度的影響。此外，PVP在醫(yī)藥、飲料和紡織等工業(yè)都有廣泛的應(yīng)用。
水和甲醇是聚乙烯吡咯烷酮(PVP)最好的溶劑。pH值對(duì)PVP水溶液的粘度影響不大，如25℃時(shí)，pH0.1～10范圍內(nèi)，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%濃度PVP K-30的水溶液的粘度2.3～2.4mPa·s；在濃鹽酸中為4.96mPa·s。溫度對(duì)PVP水溶液的粘度影響也較不明顯。未交聯(lián)的PVP溶液沒有特殊的觸變性，除非濃度非常高時(shí)才會(huì)有觸變性，并顯示很短的松馳時(shí)間。下圖表3列出聚乙烯吡咯烷酮PVP K-30在各種溶劑中的粘度。
圖表3：聚乙烯吡咯烷酮PVP K-30在各種有機(jī)溶劑中(w%)的粘度(室溫)
參考資料：裘炳毅 編著.化妝品化學(xué)與工藝技術(shù)大全·上冊(cè).北京：中國(guó)輕工業(yè)出版社.1997年。
聚乙烯吡咯烷酮主要用作藥物賦形劑、血液增容劑、化妝品增稠劑、膠乳穩(wěn)定劑以及啤酒釀造澄清劑等。
不論是在溶液中或是以薄膜的形式，聚乙烯吡咯烷酮PVP均有高度的相容性，它能同大多數(shù)的無機(jī)鹽溶液、許多天然和合成樹脂以及其他化學(xué)品配伍。它們配伍性的例子見圖表4和圖表5。
圖表4：聚乙烯吡咯烷酮PVP和一些物質(zhì)在水或乙醇中的配伍性
圖表5：聚乙烯吡咯烷酮PVP在各種溶劑的溶解性和配伍性
PVP在生理上是惰性的。PVP的急性口服毒性LD50>100g/kg。它不刺激皮膚或眼睛，也不會(huì)使皮膚過敏。長(zhǎng)期大量的毒理學(xué)研究證實(shí)，聚乙烯吡咯烷酮（PVP）能容許進(jìn)行腹膜內(nèi)、肌肉、靜脈內(nèi)注射和非腸道應(yīng)用等。亞急性和慢性毒性作用結(jié)果為陰性。
溶解性溶于水、乙醇和氯仿，不溶于乙醚。按OT-42方法測(cè)定。
重鉻酸鹽沉淀試驗(yàn)在2%的試樣液5ml中，加入稀鹽酸試液(TS-117)5ml，再加水5ml和10%重鉻酸鉀液2ml。應(yīng)形成橙黃色沉淀。
取硝酸鈷75mg和硫氰酸銨300mg溶于2ml水中，加2%的試樣水溶液5ml，混合后用稀鹽酸試液(TS-117)酸化。應(yīng)形成淡藍(lán)色沉淀。
取2%試樣液5ml，加入25%鹽酸lml、5%氯化鋇溶液5ml及5%磷酸鉬鎢酸溶液1mL應(yīng)產(chǎn)生大量白色沉淀，并在日光下逐漸變成藍(lán)色。
5%試樣液的pH值應(yīng)為3.0～3.7。按常規(guī)方法測(cè)定。
于0.5%試樣液5ml中，加碘試液(TS-124)數(shù)滴。應(yīng)產(chǎn)生深紅色。
取試樣1g，加水至10ml配制成懸浮液，加碘試液(TS-124)0.1ml，經(jīng)混合振搖30s后，碘試液應(yīng)褪色(以與聚乙烯吡咯烷酮相區(qū)別，因聚乙烯吡咯烷酮可形成紅色)。加淀粉試液(TS-235)1ml，振搖混合后，應(yīng)無藍(lán)色產(chǎn)生。
按下述質(zhì)量指標(biāo)分析中所得含氮量推算。
ADI 0～50(FAO/WHO，2001)
LD
50>100g/kg(大鼠，經(jīng)口)。
可安全用于食品(FDA，§173.55，2000)。
ADI不作特殊規(guī)定(FAO/WHO，2001)。
可安全用于食品(FDA， §121.1110，§173.50，2000)。
LD
5012g/kg(小鼠，腹注)。
GB 2760-1996：啤酒GMP。
化學(xué)性質(zhì)
純的乙烯基吡咯烷酮的交聯(lián)均聚物。具確吸濕性的易流動(dòng)白色或近乎白色的粉末。有微臭。醫(yī)不溶于水和乙醇、乙醚等所有常用的溶劑，故分子魚范圍無法測(cè)定。但具有聚乙烯吡咯烷酮(PVP)相厲的與多種物質(zhì)(如導(dǎo)致葡萄酒等飲料變色的各種醐類)絡(luò)合的能力。并因其不溶性而易于過濾后除去。
用途
澄清劑；色素穩(wěn)定劑；膠體穩(wěn)定劑。主要用于啤酒的澄清和質(zhì)量穩(wěn)定(參考用量8～20g/100L，維持24h后過濾除去)，亦可與酶類(蛋白酶)及蛋白吸附劑合并使用。亦用于葡萄酒的澄清和防止變色的穩(wěn)定劑(參考用量24～72g/100L)。
用途
澄清劑；穩(wěn)定劑；稠化劑；壓片填充劑；分散劑。分子量為36萬的高分子PVP常用作啤酒、醋、葡萄酒等澄清劑。
用途
用作氣相色譜固定液
用途
廣泛作為增稠劑、乳化劑、潤(rùn)滑劑和澄清劑使用，也作為消毒滅菌劑PVP-I的絡(luò)合體
用途
作膠體穩(wěn)定劑和澄清劑，可用于啤酒的澄清，按生產(chǎn)需要適量使用。
用途
醫(yī)用、水產(chǎn)養(yǎng)殖、畜牧消毒劑。用于皮膚、粘膜的消毒。
用途
PolyFilterTM分子具有酰胺鍵及吸附多酚分子上的氫氧基從而形成氫鍵，因此，可用作啤酒、果酒/葡萄酒、飲料酒的穩(wěn)定劑，延長(zhǎng)其貨架壽命，并改善其透明度、色澤和味道。該產(chǎn)品有一次性和再生性兩種規(guī)格，一次性產(chǎn)品適合中小企業(yè)使用；再生性產(chǎn)品需購(gòu)置專用過濾設(shè)備，但可回收利用，適合大型啤酒廠循環(huán)使用。
用途
在日用化妝品中， PVP 及共聚物的良好分散性及成膜性，可以用作定型液、噴發(fā)膠及摩絲的定型劑、護(hù)發(fā)劑的遮光劑、香波的泡沫穩(wěn)定劑、波浪定型劑及染發(fā)劑中的分散劑和親合劑。在雪花膏、防曬霜、脫毛劑中添加 PVP ，可增強(qiáng)濕潤(rùn)和潤(rùn)滑效果。利用 PVP 優(yōu)異的表面活性、成膜性及對(duì)皮膚無刺激、無過敏反應(yīng)等特點(diǎn)，在護(hù)發(fā)品、護(hù)膚品、等方面的應(yīng)用具有廣闊的前景
用途
用于從水提物中吸收酚類和鞣酸以提純植物酶。用作色譜吸附劑以分離芳香酸類、醛類、酚類。用于啤酒、葡萄酒的澄清。
生產(chǎn)方法
由N-乙烯基-2-吡咯烷酮在堿性催化劑或N，N’-二乙烯脒存在下進(jìn)行聚合、交聯(lián)得粗品，再用水、5％醋酸和50％乙醇回流至萃取物≤50mg/kg為止。
生產(chǎn)方法
由純化的1-乙烯-2-吡咯烷酮的30%～60%水溶液，在氨或胺等存在下，以過氧化氫為催化劑，在50℃溫度下進(jìn)行交鏈均聚后提純而得。
生產(chǎn)方法
由N-乙烯基-2-吡咯烷酮在堿性催化劑或N，N’-二乙烯咪唑存在下進(jìn)行聚合、交聯(lián)反應(yīng)而成粗品，再用水、5%醋酸和50%乙醇回流至萃出物≤50mg/kg為止(約3h以上)。
聚乙烯吡咯烷酮
上下游產(chǎn)品信息
上游原料
下游產(chǎn)品