聚乙烯吡咯烷酮
分子式
(C6H9NO)n
含水量
<5.0%
氮
12.0~12.8%
分子量
聚乙烯吡咯烷酮K90
硫酸鹽灰份
<0.1%
pH值(10%水溶液)
5.0-9.0
平均分子量
1300000
醛(以乙醛計)
<0.05%
重金屬%(以Pb計)
<10ppm
CAS No
9003-39-8
肼(PPM)
<1.0%
過氧化物(PPM,以過氧化氫計)
<400
K值
88.0~98.0
殘單
<0.1%
外觀
白色或乳白色粉末或顆粒
含量
PVPP
用途
用作氣相色譜固定液
包裝
25公斤/桶
產(chǎn)地
德國BASF、美國亞什蘭、中國河南新開源(NKY)等
上游原料
1,4-丁二醇、一乙醇胺
理化性質(zhì)
密度:1.144g/cm3
沸點:217.6°C
熔點:130°C
閃點:93.9°C
平均分子量:8000-700000
穩(wěn)定性:常溫常壓下穩(wěn)定
溶解性:極易溶于水及含鹵代烴類溶劑、醇類、胺類、硝基烷烴及低分子脂肪酸等,不溶于丙酮、乙醚、松節(jié)油、脂肪烴和脂環(huán)烴等少數(shù)溶劑。能與多數(shù)無機酸鹽、多種樹脂相容。
性狀:具有親水性易流動白色或近乎白色的粉末,有微臭。
制備
PVP是以單體乙烯基吡咯烷酮(NVP)為原料,通過本體聚合、溶液聚合等方法得到。在本體聚合制備過程中,由于存在反應(yīng)體系粘度大,聚合物不容易擴散,聚合反應(yīng)熱不容易移走導(dǎo)致局部過熱等問題,因此得到的產(chǎn)品分子量低,殘留單體的含量高,而且多呈黃色,沒有太大實用價值。工業(yè)上一般都采用溶液聚合法合成PVP。PVP生產(chǎn)聚合有二條主要路線,是NVP在有機溶劑中進行溶液聚合,然后進行蒸汽汽提。第二條路線為NVP單體與水溶性陽離子、陰離子或非離子單體進行水溶液聚合。將NVP單體直接加熱到140℃以上,或者在NVP溶液中加入引發(fā)劑加熱,或者在NVP的溶液中(溶劑可以是水、乙醇、苯等)加入引發(fā)劑通過自由基溶液聚合,或者直接用光照射NVP單體或其溶液都可以得到PVP均聚物,聚合方法不同,得到的聚合物結(jié)構(gòu)和性能都有所不同,其中自由基溶液聚合得到的聚合物組成、結(jié)構(gòu)較均勻。性能也比較穩(wěn)定,是NVP均聚最常用的方法,調(diào)節(jié)單體濃度、聚合溫度、引發(fā)劑用量等反應(yīng)條件即可以得到不同分子量和不同水溶性的PVP均聚物。
工藝一:將NVP配置成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50%的溶液,用少量過氧化氫作為催化劑,在偶氮二異丁腈作用下,于50℃下引發(fā)聚合,使NVP幾乎全部轉(zhuǎn)化成PVP。再向聚合物中加氨水,使殘存的偶氮二異丁腈分解,單體聚合轉(zhuǎn)化率近100%,固含量50%。
工藝二:在250 mL四口燒瓶中加入0.4g分散劑P(NVP-co-VAc)和80g分散介質(zhì)乙酸乙酯,70℃恒溫水浴攪拌溶解后,加入20g單體NVP和0.15g引發(fā)劑AIBN,氮氣氛圍下反應(yīng)6h,冷卻并過濾,不溶物置于真空干燥箱內(nèi)真空干燥24h,得白色PVP固體粉末。
PVP的聚合中絕大多數(shù)使用AIBN做引發(fā)劑,未見有用水溶性偶氮類引發(fā)劑進行引發(fā)合成PVP的文獻,但有人正在做這一方面的工作。由于NVP單體與PVP均是溶于水的,完全可以使用水溶性的偶氮類引發(fā)劑引發(fā)聚合生成線性PVP高分子,況且AIBN含有對人體有害的基團氰基,而水溶性偶氮類引發(fā)劑大多不含氰基,PVP又是大多用于與人體直接接觸的產(chǎn)品,所以水溶性偶氮引發(fā)劑比AIBN更有優(yōu)勢。
應(yīng)用
PVP作為一種合成水溶性高分子化合物,具有水溶性高分子化合物的一般性質(zhì),膠體保護作用、成膜性、粘結(jié)性、吸濕性、增溶或凝聚作用,但其最具特色,因而受到人們重視的是其優(yōu)異的溶解性能及生理相容性。在合成高分子中像PVP這樣既溶于水,又溶于大部分有機溶劑、毒性很低、生理相溶性好的并不多見,特別是在醫(yī)藥、食品、化妝品這些與人們健康密切相關(guān)的領(lǐng)域中,隨著其原料丁內(nèi)酯價格的降低,必將展示其發(fā)展的良好前景。以下是其應(yīng)用領(lǐng)域的具體介紹:
醫(yī)藥衛(wèi)生
PVP有優(yōu)良的生理惰性,不參與人體新陳代謝,又具有優(yōu)良的生物相容性,對皮膚、粘膜、眼等不形成任何刺激。醫(yī)藥級PVP為國際倡導(dǎo)的三大藥用新輔料之一,可用做片劑、顆粒劑的粘結(jié)劑、注射劑的助溶劑、膠囊的助流劑;眼藥的去毒劑,延效劑,潤滑劑和包衣成膜劑,液體制劑的分散劑和酶及熱敏藥物的穩(wěn)定劑,還可用做低溫保存劑。用于隱形眼鏡、可增加其親水性和潤滑性。PVP K30已獲得國家醫(yī)藥管理部門的批準(zhǔn)正式上市。 公司同時供應(yīng)帶批準(zhǔn)文號的聚維酮K30。 [1]
從生物學(xué)的觀點來看,PVP的分子結(jié)構(gòu)特色類似于用簡單的蛋白質(zhì)模型的那種結(jié)構(gòu),甚至于它的水溶性對某些小分子的配合能力以及能夠被某些蛋白質(zhì)的沉淀劑硫酸銨、三氯乙酸、單寧酸和酚類所沉淀等特性也和蛋白質(zhì)相溶。以致于使PVP被廣泛地用作藥物制劑的輔料,具體應(yīng)用如下:①用作制劑的粘結(jié)劑②共沉淀劑③作為注射液中的助溶劑或結(jié)晶生成阻止劑④包衣或成膜劑⑤延緩劑、緩釋劑藥物的可控釋放可延長藥物的作用時間⑥人工玻璃體和角膜⑦外科包扎帶⑧PVP碘消毒劑。另外,PVP還可以作為著色劑和X光造影劑;可用于片劑、顆粒劑、水劑等多種劑型藥物,具有解毒、止血、提高溶解濃度、防止腹膜粘連、促進血沉等作用。
食品加工
PVP本身不會致癌,有良好的食物安全性,能與特定多酚化合物(如單寧)形成絡(luò)合物,在食品加工方面主要作為啤酒、果汁、葡萄酒等食品澄清劑和穩(wěn)定劑。PVP能與特定多酚化合物(如單寧)形成絡(luò)合物,使其在果汁飲料中起到澄清作用和防凝作用。如Buschke H等人在發(fā)酵罐中添加0.01% ~0.02%可溶性PVP,可有效降低其凝固點。在酒和醋等的生產(chǎn)過程中使用PVP也能起到同樣作用。交聯(lián)PVP在啤酒和茶飲料中的應(yīng)用尤為廣泛,啤酒中的多酚類物質(zhì)能與啤酒中的蛋白質(zhì)結(jié)合,生成單寧大分子復(fù)合物,會嚴(yán)重影響啤酒的風(fēng)味,并縮短其保質(zhì)期。而交聯(lián)聚乙烯吡咯烷酮(PVPP)能夠與啤酒中的單寧酸和花色苷絡(luò)合,從而使啤酒澄清,且提高啤酒的儲存穩(wěn)定,延長保質(zhì)期。在茶飲料中,使用PVPP可適當(dāng)降低茶多酚的含量,且PVPP不殘留在茶飲料中,可重復(fù)使用,大大降低成本。 [1]
日用化妝品
在PVP的消費結(jié)構(gòu)中,發(fā)達國家的化妝品工業(yè)占30%~50%,我國占70%~80%。由于PVP具有極低的毒性和生理惰性,它對皮膚、眼睛無刺激,在醫(yī)藥領(lǐng)域中有長期使用的記錄,所以用于化妝品等很安全。在日用化妝品中,PVP及共聚物具有良好分散性及成膜性,PVP在乳液中有保護膠體的作用,可用于脂肪性和非脂肪性膏體中,用作定型液、噴發(fā)膠及摩絲的定型劑、護發(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,可增強濕潤和潤滑效果。
洗滌劑
PVP具有抗污垢再沉淀性能,可用于配制透明液體或重污垢洗滌劑,在洗滌劑中添加PVP有很好的防轉(zhuǎn)色效果,而且可以增強凈洗能力,洗滌織物時可防止合成洗滌劑對皮膚的刺激,尤其對合成纖維,此性能比羧甲基纖維素(CMC)類洗滌劑更為突出。PVP可與硼砂復(fù)配,作為含酚消毒清潔劑配方中的有效成分。PVP與過氧化氫固體復(fù)配的洗滌劑中,具有漂白、殺滅病菌的作用。
紡織印染
PVP與許多有機染料有很好的親和力,它可以與聚丙烯腈、酯、尼龍和纖維性材料等疏水性合成纖維結(jié)合,提高染色力和親水性。Kirsh Y E等人報告了PVP和尼龍接枝共聚后,生產(chǎn)的織物改善了抗?jié)癜櫺阅芎头莱毙浴?/span>
涂料和顏料
用PVP包覆的油漆、涂料成膜透明而不影響本色,改善涂料和顏料的光澤和分散性,提高熱穩(wěn)定性并能改善油墨和墨水的分散性等。
高分子表面活性劑
聚乙烯基吡咯烷酮作為高分子表面活性劑,在不同的分散體系中,可作為分散劑、乳化劑、增稠劑、流平劑、粒度調(diào)節(jié)劑、抗再沉淀劑、凝聚劑、助溶劑和洗滌劑。
催化劑制備
作為活性劑穩(wěn)定膠粒,用于核殼催化劑的制備過程。
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