当前位置 - 首页 - 质量标准 - 聚乙烯吡咯烷酮(PVP)


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。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,相对分子质量从数千至一百万以上的均聚物、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应用。

分子量


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。
以下是具体信息:

理化性质

密度:1.144g/cm
沸点:217.6°C
熔点:130°C
闪点:93.9°C
平均分子量:8000-700000
稳定性:常温常压下稳定
溶解性:极易溶于水及含卤代烃类溶剂、醇类、胺类、硝基烷烃及低分子脂肪酸等,不溶于丙酮、乙醚、松节油、脂肪烃和脂环烃等少数溶剂。能与多数无机酸盐、多种树脂相容。
性状:具有亲水性易流动白色或近乎白色的粉末,有微臭。
纯的乙烯基吡咯烷酮的交联均聚物。具有聚乙烯吡咯烷酮(PVP)相厉的与多种物质(如导致葡萄酒等饮料变色的各种醐类)络合的能力。并因其不溶性而易于过滤后除去。

化学性质

纯的乙烯基吡咯烷酮的交联均聚物。具确吸湿性的易流动白色或近乎白色的粉末。有微臭。医不溶于水和乙醇、乙醚等所有常用的溶剂,故分子鱼范围无法测定。但具有聚乙烯吡咯烷酮(PVP)相厉的与多种物质(如导致葡萄酒等饮料变色的各种醐类)络合的能力。并因其不溶性而易于过滤后除去。

制备

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。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,于50℃下引发聚合,使NVP几乎全部转化成PVP。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。

应用

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:
折叠医药卫生
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。医药级PVP为国际倡导的三大药用新辅料之一,可用做片剂、颗粒剂的粘结剂、注射剂的助溶剂、胶囊的助流剂;眼药的去毒剂,延效剂,润滑剂和包衣成膜剂,液体制剂的分散剂和酶及热敏药物的稳定剂,还可用做低温保存剂。用于隐形眼镜、可增加其亲水性和润滑性。PVP K30已获得国家医药管理部门的批准正式上市。 公司同时供应带批准文号的聚维酮K30。
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、单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、缓释剂药物的可控释放可延长药物的作用时间⑥人工玻璃体和角膜⑦外科包扎带⑧PVP碘消毒剂。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。
澄清剂;色素稳定剂;胶体稳定剂。主要用于啤酒的澄清和质量稳定(参考用量8~20g/100L,维持24h后过滤除去),亦可与酶类(蛋白酶)及蛋白吸附剂合并使用。亦用于葡萄酒的澄清和防止变色的稳定剂(参考用量24~72g/100L)。 广泛作为增稠剂、乳化剂、润滑剂和澄清剂使用,也作为消毒灭菌剂PVP-I的络合体

折叠食品加工
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。PVP能与特定多酚化合物(如单宁)形成络合物,使其在果汁饮料中起到澄清作用和防凝作用。如Buschke H等人在发酵罐中添加0. 01% ~0.02%可溶性PVP,可有效降低其凝固点。在酒和醋等的生产过程中使用PVP也能起到同样作用。交联PVP在啤酒和茶饮料中的应用尤为广泛,啤酒中的多酚类物质能与啤酒中的蛋白质结合,生成单宁大分子复合物,会严重影响啤酒的风味,并缩短其保质期。而交联聚乙烯吡咯烷酮(PVPP)能够与啤酒中的单宁酸和花色苷络合,从而使啤酒澄清,且提高啤酒的储存稳定,延长保质期。在茶饮料中,使用PVPP可适当降低茶多酚的含量,且PVPP不残留在茶饮料中,可重复使用,大大降低成本。

折叠日用化妆品
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。

洗涤剂
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。

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。Kirsh Y E等人报告了PVP和尼龙接枝共聚后,生产的织物改善了抗湿皱性能和防潮性。

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

高分子表面活性剂
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。

折叠催化剂制备
作为活性剂稳定胶粒,用于核壳催化剂的制备过程。

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。

安全性::PVP在生理上是惰性的。PVP的急性口服毒性LD50>100g/kg。它不刺激皮肤或眼睛,也不会使皮肤过敏。长期大量Chemicalbook的毒理学研究证实,聚乙烯吡咯烷酮(PVP)能容许进行腹膜内、肌肉、静脉内注射和非肠道应用等。亚急性和慢性毒性作用结果为阴性。

毒性::ADI0~50(FAO/WHO,2001)LD50>100g/kg(大鼠,经口)。可安全用于食品(FDA,§173.55,2000)。毒性ADIChemicalbook不作特殊规定(FAO/WHO,2001)。可安全用于食品(FDA,§121.1110,§173.50,2000)。LD5012g/kg(小鼠,腹注)。

产品应用

溶液的流变性质
水和甲醇是聚乙烯吡咯烷酮(PVP)最好的溶剂。pH值对PVP水溶液的粘度影响不大,如25℃时,pH0.1~10范围内,质量分数为5%浓度PVP K-30的水溶液的粘度2.3~2.4mPa·s;在浓盐酸中为4.96mPa·s。温度对PVP水溶液的粘度影响也较不明显。未交联的PVP溶液没有特殊的触变性,除非浓度非常高时才会有触变性,并显示很短的松驰时间。下图表3列出聚乙烯吡咯烷酮PVP K-30在各种溶剂中的粘度。


聚乙烯吡咯烷酮PVP K-30在各种有机溶剂中(w%)的粘度(室温)
参考资料:裘炳毅 编著.化妆品化学与工艺技术大全·上册.北京:中国轻工业出版社.1997年。
配伍性
聚乙烯吡咯烷酮主要用作药物赋形剂、血液增容剂、化妆品增稠剂、胶乳稳定剂以及啤酒酿造澄清剂等。 不论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,它能同大多数的无机盐溶液、许多天然和合成树脂以及其他化学品配伍。






安全性
PVP在生理上是惰性的。PVP的急性口服毒性LD50>100g/kg。它不刺激皮肤或眼睛,也不会使皮肤过敏。长期大量的毒理学研究证实,聚乙烯吡咯烷酮(PVP)能容许进行腹膜内、肌肉、静脉内注射和非肠道应用等。亚急性和慢性毒性作用结果为阴性。

鉴别试验
溶解性溶于水、乙醇和氯仿,不溶于乙醚。按OT-42方法测定。
重铬酸盐沉淀试验在2%的试样液5ml中,加入稀盐酸试液(TS-117)5ml,再加水5ml和10%重铬酸钾液2ml。应形成橙黄色沉淀。
取硝酸钴75mg和硫氰酸铵300mg溶于2ml水中,加2%的试样水溶液5ml,混合后用稀盐酸试液(TS-117)酸化。应形成淡蓝色沉淀。
取2%试样液5ml,加入25%盐酸lml、5%氯化钡溶液5ml及5%磷酸钼钨酸溶液1mL应产生大量白色沉淀,并在日光下逐渐变成蓝色。
5%试样液的pH值应为3.0~3.7。按常规方法测定。 于0.5%试样液5ml中,加碘试液(TS-124)数滴。应产生深红色。

鉴别试验
取试样1g,加水至10ml配制成悬浮液,加碘试液(TS-124)0.1ml,经混合振摇30s后,碘试液应褪色(以与聚乙烯吡咯烷酮相区别,因聚乙烯吡咯烷酮可形成红色)。加淀粉试液(TS-235)1ml,振摇混合后,应无蓝色产生。

含量分析
PVP在生理上是惰性的。PVP的急性口服毒性LD50>100g/kg。它不刺激皮肤或眼睛,也不会使皮肤过敏。长期大量的毒理学研究证实,聚乙烯吡咯烷酮(PVP)能容许进行腹膜内、肌肉、静脉内注射和非肠道应用等。亚急性和慢性毒性作用结果为阴性。

毒性
ADI 0~50(FAO/WHO,2001)
LD50>100g/kg(大鼠,经口)。
可安全用于食品(FDA,§173.55,2000)。

毒性
ADI不作特殊规定(FAO/WHO,2001)。
可安全用于食品(FDA, §121.1110,§173.50,2000)。
LD5012g/kg(小鼠,腹注)。

使用限量
GB 2760-1996:啤酒GMP。

化学性质
纯的乙烯基吡咯烷酮的交联均聚物。具确吸湿性的易流动白色或近乎白色的粉末。有微臭。医不溶于水和乙醇、乙醚等所有常用的溶剂,故分子鱼范围无法测定。但具有聚乙烯吡咯烷酮(PVP)相厉的与多种物质(如导致葡萄酒等饮料变色的各种醐类)络合的能力。并因其不溶性而易于过滤后除去。

用途
澄清剂;色素稳定剂;胶体稳定剂。主要用于啤酒的澄清和质量稳定(参考用量8~20g/100L,维持24h后过滤除去),亦可与酶类(蛋白酶)及蛋白吸附剂合并使用。亦用于葡萄酒的澄清和防止变色的稳定剂(参考用量24~72g/100L)。

用途
澄清剂;稳定剂;稠化剂;压片填充剂;分散剂。分子量为36万的高分子PVP常用作啤酒、醋、葡萄酒等澄清剂。

用途
用作气相色谱固定液

用途
广泛作为增稠剂、乳化剂、润滑剂和澄清剂使用,也作为消毒灭菌剂PVP-I的络合体

用途
作胶体稳定剂和澄清剂,可用于啤酒的澄清,按生产需要适量使用。

用途
医用、水产养殖、畜牧消毒剂。用于皮肤、粘膜的消毒。

用途
PolyFilterTM分子具有酰胺键及吸附多酚分子上的氢氧基从而形成氢键,因此,可用作啤酒、果酒/葡萄酒、饮料酒的稳定剂,延长其货架寿命,并改善其透明度、色泽和味道。该产品有一次性和再生性两种规格,一次性产品适合中小企业使用;再生性产品需购置专用过滤设备,但可回收利用,适合大型啤酒厂循环使用。

用途
在日用化妆品中, PVP 及共聚物的良好分散性及成膜性,可以用作定型液、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。利用 PVP 优异的表面活性、成膜性及对皮肤无刺激、无过敏反应等特点,在护发品、护肤品、等方面的应用具有广阔的前景

用途(Useage)
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、缓释剂药物的可控释放可延长药物的作用时间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
P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。

聚乙烯吡咯烷酮PVP的性质和用途 - 百度文库
https://wenku.baidu.com/view/a35d6cd92cc58bd63186bd55.html#