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PVP-聚乙烯吡咯烷酮


分子式(Formula): (C6H9NO)n 分子量(Molecular Weight): CAS No.: 9003-39-8 结构式(Struction): 质量指标(Specification) 外观(Appearance) 白色或乳白色粉末或颗粒 : 含量(Purity) PVPP : 包装(Package) 25 公斤/桶 : 产地(Orgin) :国内河南有生产 物

化性质(Physical Properties) 具有吸湿性易流动的粉末,无臭或微臭,溶于水、碱、酸及极性有机溶剂,具有很强的 膨胀性能和与多类物质的络合能力 储运(Storeage) PVP 的性质 聚乙烯吡咯烷酮(polyvinyl pyrrolidone)简称 PVP,是一种非离子型高分子化合物,是 N乙烯基酰胺类聚合物中最具特色,且被研究得最深、广泛的精细化学品品种。目前已发展成 为非离子、阳离子、阴离子 3 大类,工业级、医药级、食品级 3 种规格,相对分子质量从数 共聚物和交联聚合物系列产品, 并以其优异独特的性能获得广泛 千至一百万以上的均聚物、 应用。 PVP 按其平均分子量大小分为四级,习惯上常以 K 值表示,不同的 K 值分别代表相应 的 PVP 平均分子量范围。K 值实际上是与 PVP 水溶液的相对粘度有关的特征值,而粘度又 是与高聚物分子量有关的物理量,因此可以用 K 值来表征 PVP 的平均分子量。通常 K 值越 大,其粘度越大,粘接性越强。 PVP 生产聚合 PVP 是以单体乙烯基吡咯烷酮(NVP)为原料,通过本体聚合、溶液聚合等方法得到。在 本体聚合制备过程中,由于存在反应体系粘度大,聚合物不容易扩散,聚合反应热不容易移 走导致局部过热等问题,因此得到的产品分子量低,残留单体的含量高,而且多呈黄色,没 有太大实用价值。目前,工业上一般都采用溶液聚合法合成 PVP。 PVP 生产聚合有二条主要路线,第一是 N-2-吡咯烷酮(NVP)在有机溶剂中进行溶液聚 合,然后进行蒸汽汽提。第二条路线为 NVP 单体与水溶性阳离子、阴离子或非离子单体进 行水溶液聚合。 将 NVP 单体直接加热到 140℃以上, 或者在 NVP 溶液中加入引发剂加热, 或者在 NVP 的溶液中(溶剂可以是水、乙醇、苯等)加入引发剂通过自由基溶液聚合,或者直接用光照射 NVP 单体或其溶液都可以得到 PVP 均聚物,聚合方法不同,得到的聚合物结构和性能都有 所不同,其中自由基溶液聚合得到的聚合物组成、结构较均匀。性能也比较稳定,是 NVP 均聚最常用的方法,调节单体浓度、聚合温度、引发剂用量等反应条件即可以得到不同分子

量和不同水溶性的 PVP 均聚物。 工艺一:将 NVP 配置成质量分数为 50%的溶液,用少量过氧化氢作为催化剂,在偶氮 二异丁腈作用下, 50℃下引发聚合, NVP 几乎全部转化成 PVP。 于 使 再向聚合物中加氨水, 使残存的偶氮二异丁腈分解,单体聚合转化率近 100%,固含量 50%。 工艺二:在 250 mL 四口烧瓶中加入 0.4 g 分散剂 P(NVP-co-VAc)和 80 g 分散介质乙酸 乙酯,70℃恒温水浴搅拌溶解后,加入 20 g 单体 NVP 和 0.15 g 引发剂 AIBN,氮气氛围下 反应 6 h,冷却并过滤,不溶物置于真空干燥箱内真空干燥 24h,得白色 PVP 固体粉末。 PVP 的聚合中绝大多数使用 AIBN 做引发剂, 未见有用水溶性偶氮类引发剂进行引发合 成 PVP 的文献,但有人正在做这一方面的工作。由于 NVP 单体与 PVP 均是溶于水的,完 全可以使用水溶性的偶氮类引发剂引发聚合生成线性 PVP 高分子,况且 AIBN 含有对人体 有害的基团氰基,而水溶性偶氮类引发剂大多不含氰基,PVP 又是大多用于与人体直接接 触的产品,所以水溶性偶氮引发剂比 AIBN 更有优势。 用途(Useage) 用途 PVP 作为一种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质,胶体 保护作用、成膜性、粘结性、吸湿性、增溶或凝聚作用,但其最具特色,因而受到人们重视 的是其优异的溶解性能及生理相容性。在合成高分子中像 PVP 这样既溶于水,又溶于大部 分有机溶剂、毒性很低、生理相溶性好的并不多见,特别是在医药、食品、化妆品这些与人 们健康密切相关的领域中,随着其原料丁内酯价格的降低,必将展示其发展的良好前景。以 下是其应用领域的具体介绍: (1) 医药卫生 PVP 有优良的生理惰性,不参与人体新陈代谢,又具有优良的生物相容性,对皮肤、 粘膜、眼等不形成任何刺激。从生物学的观点来看,PVP 的分子结构特色类似于用简单的 蛋白质模型的那种结构, 甚至于它的水溶性对某些小分子的配合能力以及能够被某些蛋白质 的沉淀剂硫酸铵、三氯乙酸、丹宁酸和酚类所沉淀等特性也和蛋白质相溶。以致于使 PVP 被广泛地用作药物制剂的辅料。 具体应用如下: ①用作制剂的粘结剂②共沉淀剂③作为注射 缓释剂药物的可控释放可延长 液中的助溶剂或结晶生成阻止剂 ④包衣或成膜剂 ⑤延缓剂、 药物的作用时间⑥人工玻璃体和角膜⑦外科包扎带。另外,PVP 还可以作为着色剂和 X 光 造影剂;可用于片剂、颗粒剂、水剂等多种剂型药物,具有解毒、止血、提高溶解浓度、防 止腹膜粘连、促进血沉等作用。 (2) 食品加工方面 PVP 本身不会致癌,有良好的食物安全性,能与特定多酚化合物(如单宁)形成络合物, 在食品加工方面主要作为啤酒、果汁、葡萄酒等食品澄清剂和稳定剂。 (3) 日用化妆品方面 在 PVP 的消费结构中,发达国家的化妆品工业占 30%~50%,我国占 70%~80%。由 于 PVP 具有极低的毒性和生理惰性,它对皮肤、眼睛无刺激,在医药领域中有长期使用的 记录,所以用于化妆品等很安全。在日用化妆品中,PVP 及共聚物具有良好分散性及成膜 性,PVP 在乳液中有保护胶体的作用,可用于脂肪性和非脂肪性膏体中,用作定型液、喷发 胶及摩丝的定型剂、护发剂的遮光剂、香波的泡沫稳定剂、波浪定型剂及染发剂中的分散剂 和亲合剂。在雪花膏、防晒霜、脱毛剂中添加 PVP,可增强湿润和润滑效果。 (4) 洗涤剂领域 PVP 具有抗污垢再沉淀性能,可用于配制透明液体或重污垢洗涤剂,在洗涤剂中添加 PVP 有很好的防转色效果,而且可以增强净洗能力,洗涤织物时可防止合成洗涤剂对皮肤 的刺激,尤其对合成纤维,此性能比羧甲基纤维素(CMC)类洗涤剂更为突出。PVP 可与硼砂 复配,作为含酚消毒清洁剂配方中的有效成分。PVP 与过氧化氢固体复配的洗涤剂中,具

有漂白、杀灭病菌的作用。 (5) 纺织印染 PVP 与许多有机染料有很好的亲和力,它可以与聚丙烯腈、酯、尼龙和纤维性材料等 疏水性合成纤维结合,提高染色力和亲水性。 (6) 涂料和颜料 用 PVP 包覆的油漆、涂料成膜透明而不影响本色,改善涂料和颜料的光泽和分散性, 提高热稳定性并能改善油墨和墨水的分散性等。 (7) 聚合物工艺 聚乙烯基吡咯烷酮作为高分子表面活性剂,在不同的分散体系中,可作为分散剂、乳化 剂、增稠剂、流平剂、粒度调节剂、抗再沉淀剂、凝聚剂、助溶剂和洗涤剂。 (8) 其它方面 PVP 可作为三次采油的胶凝剂,提高油田的采油率。作为感光材料的助剂有助于降低 乳胶度和增强显影图像的覆盖能力。 在高分子聚合过程中作为增稠剂、 分散稳定剂和粘结调 节剂等。在造纸行业作为分散剂,在丙烯胺气化反应中作为助催化剂。PVP 目前在分离膜、 光固化树脂、激光视盘、减阻涂料、建材、炼钢和电镀等领域的应用也在兴起。 PVP 分子结构具有强极性和能接受氢键的酰胺基团,这使它能结合一些极性小分子, 同时,PVP 分子内的 O 原子、N 原子是典型的配位原子,使其具有与某些物质生成络合物 的能力。例如 PVP 与单质碘发生络合作用形成 PVP-I(俗称碘络维酮或聚维酮),是高效、广

在通常情况下,固体 泛杀菌、消毒剂。在通常情况下,

PVP 很稳定,在 100℃下加热 15h 很稳定, ℃

以上都不发生明显的化学变化, 以上都不发生明显的化学变化,超过 150℃,或者有引发剂(如过硫 ℃ 或者有引发剂( 酸钾、过硫酸氨等)的情况下加热到 90℃,则可能发生自交联反应, 酸钾、过硫酸氨等) ℃ 则可能发生自交联反应, 转变为不溶性的交联 PVP。另一方面,长时间的研磨会导致 PVP 降解,PVP-K90 。
在 N2 中研磨 100h 后,平均分子量从 106 下降到 4~4.5 万,200h 后,下降到 1 万左右。在 115℃,加压条件下 PVP 水溶液仍能保持稳定,在有酸、碱存在,加热 100℃时,部分吡咯 烷酮开环生成 N-乙烯基-γ-氨基丁酸聚合物或其盐的聚合物; 如在碱性条件下, 发生如下反 应:

交联 PVP 的合成方法
早在二十世纪三十年代,Walter Reppe 等人就合成出 NVP 的水溶性均聚物,但是直到五十 年代,人们才开始制备出不溶性聚合物 PVPP。此后,有关文献陆续报道了制备 PVPP 的各 种方法,包括辐射交联、光交联和化学交联等。PVPP 不溶于水,强酸、强碱以及各种有机 溶剂,仅在上述溶液中有不同程度的溶胀。由不同方法制备出的 PVPP 具有不同的溶胀能力

和吸附能力,所呈现出的外观形态可以是软凝胶,白色粉末,或是多孔粒子,从而适用于众 多应用领域。 NVP 的交联聚合物可以通过线型 PVP 的交联来制备。 利用紫外光或γ射线照射 PVP 水溶液, 均可生成交联 PVP[80-82]。Schildknecht 在 1953 年使用 Na2S2O8、 K2S2O8 等过硫酸盐处 理 PVP 水溶液生成了交联 PVP 凝胶[83]。为了得到强度适中的凝胶,所需的过硫酸盐浓度 很大,一般为 PVP 浓度的两倍。过硫酸盐交联 PVP 的确切机理尚不清楚,可能的解释是: 过硫酸盐在水溶液中受热裂解为硫酸根离子自由基和羟基自由基, 它们可以从聚合物分子中 夺取一个氢原子,生成大分子自由基,这些大分子自由基通过分子或链段扩散运动,相互之 间能够形成稳定的共价交联。Hort 与 Grosse 采用过氧化氢和肼处理 PVP 水溶液,进行交联 反应,得到了交联 PVP 凝胶[84]。产物可以用作增稠剂、絮凝剂和保护胶体。Merijan 在过 氧化物存在下,采用α,ω-二烯交联 PVP 溶液[85]。在 100~200℃的温度范围内恒温反应 1~30 小时,随后真空蒸馏除去有机溶剂即得到交联产物。通过改变α,ω-二烯的相对浓度 和反应时间,可以获得溶解程度各异的各种产物,从溶解性各异的交联 PVP 直至完全不溶 于水的 PVP 凝胶。


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