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聚乙烯吡咯烷酮PVP(聚维酮K30-90)

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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,有聚维酮K30-90等型号,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。

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。

PVP应用


PVP在粘结剂中的应用

PVP对玻璃、金属和塑料、纸张、织物表面具有特别的粘结力;加上其亲水性、分散稳定性、无触变性、增稠性等特点,使它广泛用于各种粘结剂配方中。这种应用分为两类。**类是将PVP作为胶粘剂的主要成份,另一类是将PVP的粘结性能用于需要粘结剂组份的其他产品中,如涂料、油墨、上光剂、各种片剂、  颗粒剂、烧结材料釉料等。

在胶粘剂中的应用

PVP作为胶粘剂的主要成份,在工业上应用最广泛的有固体胶水棒、压敏胶及再湿性胶等。


   固体胶水棒是新型办公(包括学校学生用)胶水,由于其使用涂布方便,初粘力强,适用于各种纸张,粘合后平整无皱,克服了液体胶水的种种缺点,因此近三十年来成为世界流行的办公用品。作为固体胶水棒的粘结剂应具有粘结能力强,特别是初粘力好;涂布性好,涂层薄而均匀;固形性,在涂布受力时不变形,且能适应各种气候条件;贮存期长,无毒。研究证明,在各种水溶性高分子中,PVP是能全部满足上述要求的极少几个品种之一。市场上也有以PVA为主要粘结成份的固体胶水,但它们一般都难以克服PVA的凝胶化倾向,保质期短,最终失去粘结力。表56为以PVP为原料的若干市售固体胶水产品的粘着强度比较。


表56  固体胶水粘着强度比较*



试样
浙化
TOMBO
UHU
PEPI
粘着强度(N/
25mm
)
4.6

3.2

2.9

3.9



*基材——湖兰全棉纱绸,40×40支,测试方法GB 532-82


应用试验证明,固体胶水适合于各种书写纸、腊光纸、拷贝纸、胶板纸、凸版印刷纸、皱纹纸、照相纸,特别是对小件纸品的粘贴可以操作自如,即贴即写;还可以粘贴织物及聚苯乙烯材料如装饰用发泡纸等。因此,已在全球迅速推广。近十年以来中国和韩国已成为全球固体胶水主要生产和出口基地。两国为生产固体胶水采购的主要原料PVP K90达到2000吨左右。例如,中国江苏兴达文具集团公司每年从国内外采购PVP K90 500-700吨,生产各种类型固体胶水2-3亿支,成为全球**的固体胶水制造商。


   以NVP聚合物为主要粘结成份的另一种胶粘剂是压敏胶。在压敏胶配方中加入PVP可提高胶带的初粘力,强度和硬度。丙烯酸酯与NVP的共聚物可以作为精细材料的保护性膜,具有反复粘着与剥离的性能。医用皮肤压敏胶广泛采用包括PVP在内的水溶性高分子作为粘结成份;特别在皮肤给药膜上,这是一种全新可控释放给药方式。药膜本身含有可通过皮肤吸收的药物,NVP聚合物作为一种粘结剂,成为凝胶状的药物基质,促进药物的扩散。治疗心肌梗塞的硝酸甘油酯就可以做成这样的药膜。又如NVP与丙烯酸酯的共聚物就可以作为杀菌剂碘的载体,通过其压敏粘结性固定在皮肤上,成为局部防感染的皮肤给药膜。另一类医用压敏胶的作用是将医疗器械的电极固定在皮肤上,它往往是具有压敏粘结性可以反复使用的,而且能吸附电解质溶液的水凝胶,PVP可以增加水凝胶的强度,提高其在电解质中的稳定性。


   第三种以NVP聚合物为主要成份的粘结剂是再湿性胶,所谓再湿性胶是指在干燥状态不具有粘结性,而在吸水的状态下可以发挥粘结作用。PVP,特别是PVP/VA,由于其可调节的吸湿性,成为这一类粘结剂的主要成份。一种热熔涂布,再湿使用的粘结剂就是由PVP/VA,聚乙二醇组成的,其配方如下表:


   表57再湿性粘结剂配方




PVP/VA

Castor蜡

PEG 4000

PEG
20M

抗氧剂

糖精

重量(份)

1000

40

25

15

14

1.2



选择PVP/VA合适的分子量和分子中VP与VA的比例,可以改进胶粘剂的流动温度,在75%相对湿度下的抗结块性和对水的敏感度。从热稳定性、抗结块性、粘结性、粘度、机械特性、吸湿速度,吸湿粘度等方面满足涂布、使用和贮存的要求。


在其它产品加工、生产中作为粘结剂的应用


   由于PVP对玻璃有优良的粘结性,所以被用于玻璃纤维的上光剂,使玻纤表面更光滑,减少在拉伸过程中的磨损,增加纤维束的抱合力。酚醛树脂,饱和聚酯树脂纤维素衍生物,醋酸乙烯/甲基丙烯酸甲酯树脂都可与PVP共同组成玻纤上光剂。某些配方已在国内一些大玻纤厂得到应用。


   据以相同的原因,PVP还可用于许多无机纤维如碳纤维、Al2O3纤维,钛酸镁纤维的制备和加工,增加纤维与树脂复合时的粘结力。


   在用玻璃、陶瓷、石英、石棉、云母等无机材料制备高柔性、特种纸时,PVP往往可以对纤维起到分散,粘结的作用,提高纸张的强度。


   PVP在精细陶瓷加工,高尺寸精确度烧结陶瓷,可控磁性烧结陶瓷,柔性陶瓷,陶瓷表面涂层,陶瓷、玻璃用印刷油墨,瓷器釉料,镀镍钢搪瓷釉药中都可作为浆料、颜料等分散剂、粘结剂而受到广泛的重视和应用。在陶瓷加工中,PVP可在烧结时完全燃烧。因此,对陶瓷本身无任何影响。PVPK90还可防止陶瓷制品在烧结前的破裂。在釉料和油墨中,PVP对颜料和染料的亲和性可保证釉料和油墨的均匀、稳定和高附着力。


   PVP是所有类型工业或民用片剂、颗粒剂的成型粘结剂,例如用于假牙的清洁片、儿童用绘画涂料片、家用或工业用片状、块状净洗剂等。


   PVPK30和PVPK90是制造石膏绷带的良好粘结剂,将PVP溶于有机溶剂如甲醇中,生成甲醇-PVP溶液,将石膏分散其中,然后将悬浮液施于绷带上,干燥后即可得到塑性好、均匀一致的石膏绷带,减少碎粉,增加弹性和牢度。


   PVPKl7 可以作为照相纸的粘结剂。


各种需用粘结剂的产品都有其特别的要求和使用条件,只要充分了解PVP的各种性质及其相互关系,就可以在许多新产品的开发中发挥PVP的粘结作用。


全球用于生产粘结剂的PVP约为3300吨,占PVP总消费量的7%以上。至于用在生产其他各种产品中,主要起粘结作用的PVP的需求量就不在以上数据之内了,也难以正确统计。

PVP 在医药中的应用


       利用 PVP 良好的溶解性、增溶性、生理相溶性、黏结能力及络合能力等性能,在医药医疗卫生领域中,可用作黏结剂、赋形剂、包衣剂、蹦解剂、助溶剂、杀菌消毒剂、增溶剂、缓释剂、胶囊外壳、分散稳定剂、成膜剂等。在一些发达国家,如美国、德国、日本等, PVP 在医药医疗卫生领域中的应用约占 PVP 消费总量的 40%~55% 。目前, PVP 在医药医疗

PVP 在医药中的应用



剂型
含 PVP 成分
PVP 含量( % 质量)
主要作用
片剂
PVP-K30
0.5~5
黏合、增溶、赋形
颗粒
PVP-K30
0.5~5
黏合、增溶、赋形
包衣剂
PVP-K30
0.5~2
药片(丸)外衣,成膜剂
胶囊
PVP-K30
1~2
帮助成粒,保护剂,蹦解剂
共沉淀剂
PVP-K15 ,K17
——
提高溶出速度
注射剂
PVP-K15 ,K17
5~15
助溶、分散
口服液
PVP-K15 , K60
——
分散、增稠
服用药片
PVP-K30 , K90
2~10
增加药效、减少刺激
杀菌消毒剂
PVP-I
——
杀菌、消毒、减少毒性、刺激性
含片
PVP-K30 , K60
0.5~5
赋形、缓释


PVP 在医药卫生中的应用

    PVP 具有很好的黏接性能和很强的溶解能力。 PVP 形成的片剂,服用后在消化道中,首先快速溶解,使药片局部膨胀而崩解,释放出药物碎片,进而加速了药物的溶解吸收,起到迅速发挥药效的作用。 PVP 能溶于水及多数有机溶剂。正由于这些原因, PVP 已在药物片剂中广泛使用,尤其是在国外,使用 PVP 做片剂黏合的常见药物举例如下:

复方磺胺甲恶唑、阿司匹林、复方阿司匹林、扑热息痛、维生素 C 、潘生丁、二甲基四环素、可乐定、苯磺酰胺、复方止痛、咀嚼片为例加以说明,其配方如下:


氢氧化铝干胶 0.4g

氢氧化镁细粉 0.08g

糖粉 0.02g

甘露醇细粉 0.2g

10%PVP 乙醇( 50% )溶液 0.03g

硬脂酸镁 0.015g

薄荷油 0.0005g

   作为药物片剂黏接剂的 PVP 主要是 PVP-K30 ,其用量随药物片剂机械强度的要求和药物本身的性质而定,一般为 0.5%~5% 。

PVP 作为药物辅料的另一个重要的用途是共沉淀剂,有些药物药效好,但其致命的缺点是在水中的溶解度很小,导致其生物利用率大大降低,使用某些水溶性物质与这些药物共沉淀,进而提高药物的溶解度和溶解速度,达到减小剂量、提高疗效的效果。作为难溶药物的共沉淀剂, PVP 正得到广泛的应用。

PVP 作为药物共沉淀剂的主要原因是利用 PVP 分子中的羰基 O 可以与难溶药物分子中的活泼氢键结合在一起,一方面使相对较小药物分子成为无定形的状态进入 PVP 大分子,另一方面,氢键并没有改变 PVP 易溶于水的性质,所以结果就使得难溶的药物分子通过氢键分散于 PVP 大分子中,使其变得容易溶解,一些难溶药物与 PVP 形成共沉淀物后溶解度得变化情况如下:

药物名称 与 PVP 共沉淀物比例 溶解度提高得倍数

苯妥英 1 : 5 2.3

阿吗啉 1 : 5 38

利血平( 297-420um ) 1 : 3 15

   难溶药物在人体内溶解度的提高也相应地提高了药物地生物利用率,如苯妥英与 PVP 共沉淀后生物利用率增加了 1.55 倍,难溶药物共沉淀后溶解度提高地倍数与 PVP 分子量及 PVP 用量有关。在 PVP 用量(质量)相同地情况下,药物溶解度增加幅度按 PVP-K15>PVPK30>PVPK90 的顺序减小,这是因为 PVP 本身的增溶作用按 PVP-K15>PVPK30>PVPK90 的顺序变化,一般情况下 PVP-K15 用的比较多。

   难溶药物与 PVP 共沉淀物溶解度增加随 PVP 用量的变化比较复杂,对于一定分子量的 PVP ,每个 PVP 分子能结合的药物的分子数是一定的,难溶药物往往具有一定的晶体状态, PVP 的用量不足以结合一定量的药物而使其处于无定形分散状态时,药物仍以结晶状态为主,而溶解度变化不大。 PVP 必须达到一定含量才能时药物表现为无定形分散体系,其溶解度才能明显增加,才能达到快速溶解吸收的目的。而不同的药物,达到与 PVP 共沉淀时无定形分散的 PVP 含量时不一样的,如乙酸环已胺的这一数值时 70% ,可以通过 PVP 共沉淀的方法来增加在人体的溶解度和生物利用率的药物还有 B- 胡萝卜素、氯霉素、地塞米松、氢化泼尼松、链霉素、四环素、睾丸素。

   同样,利用 PVP 分子与药物分子间的氢键缔合作用可以起到与增溶、速效相反的延效、缓释作用、控制 PVP 分子与药物分子间的缔合程度,可以使缔合后药物分子在人体内缓慢地释放出来,延缓其溶解速度,起到延长药效地作用。 PVP 对青霉素、氯霉素、胰岛素、水杨酸钠、普鲁卡因,可的松等药物都有延长药效的作用。

PVP 在固体药物中除了可作为药物的黏结剂、增溶剂、崩解剂、延效剂外,还可以用作药膜外衣和药囊外壳及控释膜。用 PVP 做成的药膜外衣与胶囊外壳在干燥的环境中不易破裂,适当用量的 PVP 与其他不溶性聚合物一起做成不同厚度与不同孔径的渗透性膜,可调节药剂通过膜的速率,进而可达到控释药效的作用。

PVP 在液体药物中的应用

除了上述 PVP 在固体药物中的诸多应用外, PVP 在注射液及眼药中也有重要的作用。例如 PVP 用于一些注射液中,由于它和药物之间的缔合作用,使其一方面起到助溶的作用,另一方面,对于某些放置时间过长就会结晶出或沉淀出来的药剂, PVP 可以起到分散稳定的作用。 PVP 用于眼药中可以减少对眼睛的刺激性,延长眼药的作用时间。

PVP 在医疗卫生、食品餐饮卫生、养殖业杀菌消毒中的应用


1.PVP-I 在医疗卫生中的应用:

   PVP 在杀菌、消毒剂中的应用是起应用最成功的一个例子。 PVP 独有的优异的络合小分子能力可与 I 2 之间络合生成的络合物聚维酮碘( PVP-I ),已被收载美国药典、英国药典、日本药典、中国药典、马丁药典,并被批准可在医疗卫生,人体直接使用的消毒杀菌剂。我国药典收载了聚维酮碘栓剂,溶液剂,软膏等剂型。聚维酮碘现已成为国际上公认的高效、广谱、无毒的杀菌剂,它具有极强的杀菌力和广泛的杀菌谱。

作用机理: PVP 是一种亲水性聚合物,本身无抗菌作用,但由于它对细胞膜的亲合作用,能将碘直接引到细菌的细胞表面,这对提高碘的抗菌活性很有意义。碘的进攻靶是细菌胞质和胞质膜,在几秒钟内就立即杀灭细菌。当疏基化合物、肽类、蛋白质、脂质和胞嘧啶等生物生存所必需的分子与 PVP-I 接触后,立即被碘氧化或碘化,使之丧失活性,达到较长时间的杀菌作用。 PVP-I 对细菌、真菌、病毒和原虫都有杀灭作用,对临床上常见的细菌作体外实验,几乎没有一种细菌不能被杀灭的。

抗菌谱:聚维酮碘能杀灭多种革兰氏阳性及阴性细菌、芽孢、真菌、大肠杆菌、痢疾杆菌、四联球菌、枯草杆菌、变形杆菌、绿脓杆菌、淋球菌、嗜麦牙假单皮菌、枸橼酸杆菌、类白喉杆菌、包皮杆菌、类炭疽杆菌、白色念珠菌、鞭毛虫、衣原体。

使用:主要用于妇科炎症、疮癣皮肤炎症、口腔炎症、口腔溃疡、烧伤、烫伤、各种创伤、外科手术、注射前皮肤消毒以及医药器械的消毒等方面。

使用浓度及方法:聚维酮碘溶液可用水稀释,根据消毒对象配制相应的浓度,其浓度与消毒方法见附表:摘自《国家基本药物目录临床手册》



消毒对象
药物浓度 (%)
用法及用量
皮肤消毒
0.2~0.5
含 2000~5000mg/L 有效碘溶液浸泡、刷洗和涂抹
伤口
0.05~0.1
含 500~1000mg/L 有效碘溶液涂抹
粘膜
0.1~0.5
含 1000~5000mg/L 有效碘溶液涂抹
口腔消毒
0.02~0.05
含 200~500mg/L 有效碘溶液涂抹含漱
阴道杀菌
0.02~0.05
含 200~500mg/L 有效碘溶液涂抹冲洗


2. PVP-I 在食品、餐饮卫生中的应用

PVPI 优异的杀菌消毒能力及其生理相溶性,显示其对人体无刺激性和过敏反应,使它在食品保鲜、餐饮业消毒等方面也有着广泛的用途,在某些方面更显示出独特的优点,如每周一次用 0.1%PVP-I 溶液喷洒冰箱,可保证冰箱内长期无异味。 PVP-I 在食品、餐饮卫生行业中的使用浓度和使用方法见下表:



消毒对象
药物浓度 (%)
使用方法
餐具消毒
0.01~0.05
冲洗或浸泡
洁具消毒
0.01~0.05
喷洒
荔枝保鲜
0.01
喷洒
蔬菜保鲜
0.01
喷洒
冰箱处理
0.05
喷洒
食品加工机械消毒
0.005~0.01
淋洗
饮用水消毒
1~ 3g /m 3
放于水中混匀
游泳池消毒
0.01~0.05
放水后喷洒或以 1 -5 g /m 3 浓度放于水中
屠宰场消毒
0.01~0.05
喷洒
食品饮料包装设备
0.01~0.05
喷洒,喷淋


3. PVP-I 在养殖业的应用

PVP-I 在养殖业中的应用是近年来才开发出来的,目前正在进一步扩大使用范围,随着我国养殖业的进一步发展,作为养殖业杀菌消毒剂的 PVP-I 具有广阔的前景。 PVP-I 为广谱消毒剂,对大部分细菌、真菌和病毒等均有不同程度的杀灭作用,用于治疗鱼类、贝类、虾类、蟹类疾病的预防与治疗;在畜禽养殖的消毒和疾病治疗也有明显的效果。 PVPI 在养殖业中的使用浓度和方法见下表(浓度为 1% 的聚维酮碘溶液):



消毒对象
药物浓度 (%)
用法及用量
鱼、蟹、虾类疾病预防
100~ 200g / 亩
全池泼洒,每 10 天 1 次
鱼、蟹、虾类疾病治疗
200~ 300g / 亩
全池泼洒,每天 1 次至痊愈(重症加量)
饲料消毒
1:1000 比例
均匀喷洒或搅拌
卵消毒
用 50g /M 3
水洗卵 30-60 秒(预先实验)
畜禽舍消毒
1:1000 比例
稀释后均匀泼洒


PVP 在化妆品及护理品中的应用


    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,在日化工业尤其是在化妆品、护肤品、护发品及洗涤用品等方面的应用具有广阔的前景。


    PVP 在化妆品中的应用:

   PVP 在化妆品中的应用研究始于 20 世纪 60 年代,现在已经在洗发护法品、护肤品、装饰品等方面广泛使用,其中最为突出的是在洗发护发品中的应用 , 作为优良的表面活性剂,在洗发液中添加 PVP 可以使泡沫稳定。由于它的生理相容性使其既不会对皮肤产生刺激和过敏反应,长期使用也不会损坏头发,洗后的头发柔顺有光泽、容易梳理。加有 PVP 的喷发胶和摩丝定型持久,具有良好的光泽,而且由于 PVP 具有一定的吸水性,使头发润泽光滑而不会显得干枯,用于护发用品的 PVP 可通过共聚单体种类的选择和比例的调配,调节其吸水能力而适用于干性、中性及油性发质作为护发素成分的 PVP 更是具有独特的优点,头发的主要成分为蛋白质,而 PVP 的分子结构也类似于蛋白质,所以可以作为头发营养成分的补充,长期使用含有 PVP 的洗发护发品,可使头发乌黑亮泽,减少发梢分叉现象,

    先举例说明 PVP 用于护发洗发用品的配方:


喷发胶:



成分
配比(质量百分数 % )
PVP
乙醇( 95% )
丙三醇
精制水
乙酰化羊毛酯
香精
色素
4.0
70
2.0
20
2.0
适量
适量


PVP 用于其他化妆品中的作用主要使对乳液、悬浮液等分散体系的稳定作用,护肤产品中的保湿、成膜作用,例如 PVP 在防晒霜中的作用不只是湿润,更重要的是通过形成膜把皮肤与阳光隔离,起到保护皮肤的作用。除此之外, PVP 在其他方面,如色素稳定剂、除臭剂、保香剂、牙膏、剃须膏等许多化妆品中都有特殊的用途。 PVP 在化妆品中的应用成分及功能列于下表:


PVP 及其共聚物在化妆品中的应用



应用产品
应用 PVP 类型
质量分数( % )
主要功能
喷发胶
PVP/PVP 季铵盐
1~8
定型
摩丝
PVP , PVP/VA 工聚物
0.5~5
定型、保湿、成膜
护发素
PVP , PVP 季铵盐,
PVP/ 苯乙烯共聚物
0.5~3
护发、营养补充
香波
PVP , PVP 季铵盐
0.1~2.0
护发、泡沫稳定
染发剂
PVP , PVP 季铵盐
---
分散剂、柔和剂和色素稳定剂
烫发剂
PVP PVPQ
0.1~2.0
分散、定型
雪花膏
PVP 共聚物季铵盐
0.5~1.0
湿润、润滑
防晒霜
PVP
0.1~1.0
湿润、润滑,隔离阳光
面膜
PVP
0.1~1.0
成膜剂
冻疮膏
PVP/VA
0.2~2.0
湿润,防冻
剃须膏
PVP 共聚物季铵盐
0.1~1.0
泡沫稳定剂,柔软剂和润滑剂
脱毛剂
PVP 共聚物季铵盐
0.1~1.0
湿润剂、润滑剂
牙膏
PVP
0.1~1.0
去牙垢、防污
除臭剂
PVP
0.1~1.0
香料固定剂、镇痛
补牙黏结剂
PVP 、 PVP/VA
1~4
黏结剂
睫毛油
PVP
0.1~1.0
黏结剂
指甲油
PVP
0.1~1.0
黏结剂、防裂、成膜
唇膏
PVP
0.1~1.0
湿润
晚霜
PVPP
1~5
润滑、防止刺痛



PVP 在洗涤用品中的应用


   PVP 优良的表面活性使其作为一些洗涤用品的成分也具有很好的效果。 PVPP 的交联聚合物 PVPP 用做牙膏的成分,不仅能去垢防污,还有消炎、镇痛的功效,先举一含 PVPP 的牙膏配方如下:



成分
配比(质量百分数 % )
超细碳酸钙
白炭黑
糖精溶液( 10%
薄荷脑
PVPP
甲基纤维素
磷酸氢钙
甘油
蒸馏水
28
2.5
3.5
2.0
3.5
1.2
7
16
36 . 3


PVP 的丙烯酸共聚物用于浴液不仅具有分散稳定剂、去污剂的作用,还有杀菌消毒的功能,尤其是作为药皂、香皂成分在夏天使用具有良好的效果, PVP 的既亲油又亲水的性质使它在清洗衣物特别使在清洗宾馆、饭店桌布用的清洗剂中具有特殊的功效,如广州金源洗涤剂用品厂用 BASF 生产的“台布净”用于洗涤桌布,不仅洗涤时间短,洗后的桌布洁白柔软,还有一股淡淡的清香气味,且兼备杀菌消毒的效果。


综上所述, PVP 在日用化工产品中的功能主要表现在以下几个方面:


   分散稳定功能,常见的护肤品、霜膏及其他一些化妆品大多是乳液和悬浮液,要使其能长期放置而不沉淀变质,使其分散为均一的体系并具有一定的稳定时间十分重要, PVP 在化妆品中的重要功能便是分散稳定功能。

   去污洗涤功能, PVP 及其共聚物由于其特定分子结构,一方面具有亲油性,可以脱掉衣物、头发及皮肤的油污、汗渍等,另一方面又具有良好的亲水性,这样就容易洗去衣物及皮肤的污渍。

   成膜、保湿功能,这是 PVP 在化妆品中最普遍的功能,广泛用于头发护理品、护肤品等。

杀菌、消毒功能,主要用于洗涤用品中。

pvp在墨水、油墨中的应用


书写钢笔用墨水和喷射印制用油墨必须具有良好的稳定性和黏附性,这样才能保证字迹牢固不褪色,墨水不沉淀堵笔,而且打印机在长时间连续运行喷射印制时,不堵塞喷嘴。此外,也要求在停止喷射或印刷时,没有因残留在喷嘴中的油墨干燥硬化而堵塞喷嘴的现象发生,不妨碍重复喷射,不影响喷射方向,能保持流畅的再喷射状态。为满足这些要求,过去使用乙二醇、二乙二醇、甘油等多元醇作为墨水、油墨的湿润剂成分,在一定程度上能控制停止喷射时喷嘴中的干燥固化。但长时间运行或长时间停止(一周左右),在喷嘴出口处仍有残留物沉积,改变了喷射方向或者使字迹线条粗细不均匀,甚至完全堵塞喷嘴,以致于得不到满意的结果。


PVP具有好的黏附性能,可作黏合剂,用于墨水、油墨可使书写和印刷的字迹牢固地附着于纸张上而不易脱落和褪色。再者,PVP对无机颜料、有机颜料分散体有良好的分散稳定效果,用于墨水和油墨可得到均一的分散体系,不易沉淀,不堵塞钢笔和各类喷嘴,得到的字迹深浅均匀一致。而且PVP具有不挥发性,其作用和功能持久。尤其是印刷或打印设备长期停止运行也不会堵塞喷嘴,具有流畅的重复喷射书写性能。用于墨水、油墨的PVP一般为分子量较低的PVP-K12到PVP-30产品。


作为印刷品,如邮票、打印机色带等使用的喷印墨水,由于需要长期使用,所以需要耐光性和耐水性优良的颜料作为墨水的着色成分,要求作为颜料微粒子的主要成分能均匀分散,避免分散不好引起的凝集,喷印墨水在分散稳定性和黏度等方面性能如果不好,就会使喷印画像和字迹不满意。另外由于喷印设备长期使用会导致局部升温,还要求墨水具有一定的温度稳定性。


圆珠笔用墨水、油墨中加入PVP-K30起到保护胶体、增稠、增黏的作用,使书写流利,不溢流、不褪色,还可以减少球珠的磨损,延长其使用寿命。


日本专利9-59 554给出了一些PVP在墨水、油墨的应用配方及制作方法。现举出两例:


配方一:碳素墨水


成分                                        份数

碳黑                                         10

NVP/丙烯酸共聚物

(分子量10000)                             7.0

水                                           33.0

在油漆振荡器中分散处理上述成分,得到碳黑分散液,然后在上述分散液中加入下面的组分:

甘油                                         25(份)

2-吡咯烷酮                                   25

水                                           150

混合搅拌后离心分离除去粗大粒子,得到喷印用墨水。


配方二:圆珠笔用油墨


成分                                        份数

炭黑                                        8.0

PVP-K30                                8.0

二乙二醇                                20

2-吡咯烷酮                            5.0

水                                          59.8

防腐剂                                  0.2


上述组分混合后在球磨机中分散处理,离心分离除去粗大粒子即得到圆珠笔用黑色油墨。

身份证和其他各类证件这类特殊的物体是通过上面的条形码来鉴别的,为了使证件不致出错,以致造成误会或发生严重的错误,条形码的制作必须精良,精确无误,使用时间有时超过几十年。为满足这些要求,证件的制作是通过一种特殊的磁性油墨实现的,这种油墨的主要成分为磁性体粉末、黏合剂及有机溶剂,作为黏合剂成分加入其中的PVP可增加条形码的附着稳定性,而且在作为条形码基材的合成纸、人造胶片上形成均匀的条形码皮膜,使条形码边缘整齐牢固,不易损坏。PVP与聚乙二醇复合使用效果更佳。一种磁记录用油墨的配方如下:


成分                                        份数

γ-Fe2O3                                      25

聚乙二醇(400)                              8

聚乙烯异戊醇醚                               1.8

聚乙烯吡咯烷酮(PVP-K30)                   2

分散剂                                       3

甲苯                                         20

                                           26

甲乙酮                                       35


调制方法是将各组分混合后在球磨机中处理24h,使其分散均匀,离心分离除去粗大粒子后即得到平均粒径10μm以下的磁性油墨,用照相凹板涂层法在上等纸、合成纸(聚苯乙烯)、合成胶片(聚氯乙烯)等基材表面上以 25 克 /平方米涂布量得到膜厚15μm的磁性油墨皮膜,在三种基材面上的附着稳定性都很好。附着稳定性测定方法如下:在各类磁性油墨样品贴上市售的黏度,用 1cm /s的剥离速度,180°的剥离角度剥离黏胶,以转移到黏胶上的黏胶量越多,说明磁性油墨皮膜附着稳定性差;反之,说明磁性油墨皮膜对相应基材面的附着稳定性好。


作为磁性油墨的两个主要成分磁性体粉末和聚乙烯类物质分别承担着磁性记录性能和黏合剂功能。在上述配方中,调节γ-Fe2O3与聚乙烯类(聚乙二醇、聚乙烯异戊醇醚、聚乙烯吡咯烷酮)之间的比例,即可得到合适于不同用途的磁性油墨。例如,要增加磁性油墨在基材上的附着稳定性,就需要增加PVP-K30或聚乙二醇的比例,在一般情况下使用的磁性油墨中是通过增加聚乙二醇的比例,而在比较高级的磁性油墨中则是通过增加PVP的比例。附着稳定性也可以在制作工序中加压处理基材上的磁性油墨皮膜实现。PVP在磁性油墨中的比例根据使用要求一般在1%~5%之间。

PVP 在颜料、涂料中的应用

一. PVP在有机颜料制备中的应用


   颜料的表面处理是颜料化的一种方法,化学合成所得到的有机颜料粒子具有较大的表面能,比表面为8~ 100m2 /g。颜料成品若作机械粉碎后其粒径只能达到70~100μ,不能直接使用。因此人们对具有良好分散性能的粒子表面处理技术发生浓厚兴趣。因为表面处理可以改变颜料的某些性能。如:热稳定性能、抗强溶解性能、分散性能、颜色保留性能、化学惰性和光固性能等。


  由于PVP具有良好的成膜性,溶于水,不溶于某些有机介质,且成膜透明,不影响本色,并能提高颜料的光泽和分散性,它常被用作有机偶氮颜料的表面包覆剂。用于包壳的PVP聚合物的分子量Mw须大于300,000,其厚度一般在0.001~1.6μ,颜料粒径约0.1~10μ,每100份颜料需用5~100份聚合物,一般情况下聚合物占颜料核重量的20~50%。也可使用NVP与少量乙烯类不饱和化合物共聚,特别是丙烯酸酯类,如:丙烯酸硬脂酸酯,丙烯酸的羟基取代烷基酯等共聚物作包覆剂。


   被包覆后的有机颜料具有以下优点:

 a) 由于涂层不溶于有机介质,因而在使用时不会产生色料扩散现象。

 b) 颜料表面涂上一层高分子聚合物后,隔断了有机颜料偶氮基团与外部介质的接触,从而阻止了有紫外光引发的偶氮基团与外部介质之间的光化还原反应,大大提高了耐光牢度。

 c) 增加漆膜光泽,避免粗糙裂纹。

 d) 易于粉碎,提高着色能力。

 我们选择了耐晒黄 10G (滤饼)为原料,用PVP K90进行处理。经混合,研磨、喷雾干燥后,对所得样品进行测试,结果见表46。


表46  耐晒黄 10G 表面处理试验结果



试验号
颜料与PVP K90重量比
细度(u)
着色力
光泽
耐光性
1
2:1
<2.0

一般
6~7级
2
4:1
<2.0
一般
一般
6~7级
3
10:1
<2.0
优良
优良
6~7级
4
20:1
<2.0
6~7级


从上述试验结果可见,当颜料与PVP K90的重量比为10:1时,表面处理的颜料具有优良的着色力和光泽。


   经PVP包壳的有机颜料,可用于:(1) 防护性和装饰性涂料中,如:真漆、清漆、油漆等。(2) 水溶液分散体系。(3) 乳胶体。(4) 印刷墨水、织物着色和塑料上色等。


   当色料加入到涂料和颜料的基料中后,由于基料会消耗一部分分散剂和表面活性剂,这种作用一直要到建立平衡为止。当涂料、颜料中有足够的分散剂和表面活性剂时,则可得到颜色稳定、均匀的涂层;当分散剂和表面活性剂用量不够时,由色料、TiO2填充剂组成的颜料体系或者絮凝、或者聚结,使着色力降低,造成粘度上升,颜料结块。通常的解决方法是加入非离子表面活性剂,但是这带来更严重的泡沫问题。因此,如何提高涂料和颜料的分散稳定性而又不降低其着色力是评价分散剂的重要标准之一,也是国内涂料和颜料工业中一直在努力解决的问题。在武汉美术颜料厂的湖蓝色颜料制备中应用PVP K30取得良好的结果,当在颜料配方中加入0.20/0左右的PVP K30后,与不加PVP的配方相比,其着色力提高了205/0,结果如表47:


表47 PVP K30应用于颜料的试验






配方
油漆湖蓝
PVP
红油
白墨
着色力%
1号
1
0.02
3
5
120
2号
1
0
3
5
100


PVP对炭黑、酞菁颜料、钛白粉等具有优异的分散作用。例如,用炭黑与PVP制得的分散体不易在球磨时发生凝胶化现象,易于过滤。粒子细,粘度低,储存稳定;解决了炭黑色浆易絮凝,沉淀,结块等难题。在该分散体存在下进行聚酯反应,所得聚酯可作为多层照相胶片的基质,拉伸成膜后,光学密度超过12,无透光针眼存在。由酞菁蓝或钛白粉与乙酰丁酸纤维素、PVP捏和、粉碎制成的颜料分散体稳定,用于聚氨酯溶液的着色时,不絮凝,不泛色,适宜用于织物处理。


   由炭黑、蓝颜料、PVP、阳离子皂制得的颜料分散体其色泽、色强度、色深度好且稳定,由于PVP的存在而防止了蓝颜料因溶剂作用而泛色;易于在糊、油墨、树脂中分散,适宜于无蜡复写纸、打字色带、印刷油墨及合成树脂(如聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯)的着色。


   发光颜料如氧氯化铋、鱼鸟嘌呤、着色云母片、柏林蓝等在溶剂中用PVP进行包覆,干燥后可得粉状颜料,分散性能及光泽好,使用方便。


   针对炭黑水性体系,考察了20种商品分散剂对炭黑的湿润效果、分散能力和协同作用。筛选出以PVP为主要成分的三组份复合分散剂PCM。用该PCM分散剂分散炭黑所制得的色浆经Coulter计数器测定,粒度分布已接近瑞士SANDOS公司用于长丝染色的黑色浆样品,如表48所示。且该色浆具有良好的储存稳定性,如表49中样品1,储存半年后,体系粘度只略有增加。  (见表49)


表48  炭黑分散体粒度分布



样品
粒径范围






0.63~2.0μm
2.0~5.04μm
5.05~20.16μm




体积(%)
粒子数(%)
体积(%)
粒子数(%)
体积(%)
粒子数(%)
SANDOS
79.15
98.25
10-35
1.71
10.50
0.05
自制样
79.15
98_37
25.55
3.60
2.50
0.03


49存放时间对色浆粘度的影响


编号
分散剂添加量
起始值
放置半年后
粘度增率





PLD
(%)
DM
(%)
DC
(%)
固含量(%)
粘度(Pa.s100)
固含量(%)
粘度(Pa.s* 100)

1
1.0
1.5
1.5
27.0
2.6
27.6
3.3
27.0%
2
3.0
0.5
0.5
28.0
2.0
28.6
4.4
117.5%



与商品分散剂相比,PCM对于提高炭黑研磨效果,增加色浆中炭黑含量,提高色浆的流动性确有很好效果(见表50)。


表50 PCM与商品分散剂效果比较.



分散剂
炭黑含量(%)
研磨时间(小时)
流动性等级
细度
PCM
9
8
1
合格
工厂用
9
8
1
合格
PCM
16
16
1
合格
工厂用
16
16
2
合格
PCM
22
24
2
合格
工厂用
22
24
3
未测
PCM
27
24
3
未测
工厂用
27
不能研磨
不合格
未测


在保持研磨时有很好流动性的前提下(即1级),炭黑的含量可以提高约78%,这对增加设备的生产能力,节省动力是有明显效果。


   化纤原液着色是将着色剂与粘胶原液均匀混合后进行纺丝的一种新工艺,用炭黑作为颜料的黑色粘胶长丝原液着色剂,由于其分散稳定性差,在粘胶原液中易絮凝而堵塞喷头,造成断头,可纺性差且成品丝色光不佳。因此,虽然国内有数家厂引进了纺前注入设备,但尚无一家能正常生产黑色着色丝。经测试证明用‘PCM制得的炭黑色浆分散性能好,粘度低,储存稳定。在保定化纤厂进行了自制黑色色浆样品的原液着色可纺性评估试验。试验结果表明,含PVP的1号和3号样品比不含PCM的2号样品前部断头率有很大降低,说明PVP对炭黑色浆的分散有明显作用,已基本接近瑞士汽巴一加基的黑色浆样品的可纺性水平。含有PVP的色浆所纺得的成品丝色光泽有较大提高。


二. PVP在水性涂料中的应用


   在含颜料的乳液涂料和水溶性树脂涂料等水性涂料中,由于颜料的分散性差和储存时的凝聚沉淀而使得着色效果降低,出现浮色,光泽差等不良现象。为此需要合适的分散剂,然而,一般的低分子量表面活性剂成膜性差,流变性能不稳定,而且对所采用的粘结料限制很大。高分子分散剂具有稳定性高,流变性能好,在颜料表面吸附性能好,提高着色力及改进光泽等优点,是颜料分散剂发展的方向。


   日本专利认为,采用(1)合成或天然饱和脂肪酸改性丙烯酸酯,(2)NVP,(3)α,β-乙烯基不饱和酸等,按一定比例合成的分散剂,既能使颜料良好分散,还具有良好的成膜性,可改进水性涂料的使用性能,适合于许多有机、无机颜料及水性树脂。


   在苯乙烯、甲基丙烯酸酯为主体的乳液涂料中,由于乳液粘度很低,以往采用水溶性高分子添加法、溶剂添加法、碱性增稠法、蒸发浓缩等方法增稠。其**缺点,就是乳胶粘度较难控制,随时间而变化,且涂层抗水性降低。如用聚乙烯醇作为增稠剂,则具有很强的凝聚或凝胶化倾向,不能得到稳定的高粘度乳胶。而在PVP存在下,经蒸发浓缩可以将原来粘度为1000cp以下的低粘度合成树脂乳液变成粘度为10000cp以上的稳定的高粘度合成树脂乳液。用该法增粘后的乳液,配成的涂料具有不流挂、涂层耐水性好、皮膜硬、不变色、不脱落、耐污等优点。


   苯丙乳胶漆在底质颜料含量高时,触变性显著,流动性很差,涂膜易突起。但如在苯丙乳液中加入PVP等流平剂时,则可得到底质颜料含量高(不挥发份在70%以上)粘度高而流平性好、涂膜光滑的涂料,而且可压模得到光滑的涂面,而漆用量少、光泽好、耐污染。


   最近若干年来,采用微胶囊化技术可以进一步改进颜料的分散稳定性,提高涂料的遮盖能力及抗污性能。联合碳化合物公司的专利提出了在颜料与水组成的悬浮系统中进行乙烯基吡咯烷酮的聚合,在聚合的同时使固相粒子分散,再引入醋酸乙烯单体与丙烯酸丁酯继续在固体粒子表面聚合成膜,最终得到稳定的涂料分散体,用该涂料获得的涂层可以防止食物的污染。


三. PVP在特种涂层中的应用


   在喷印用纸表面,一般涂有一覆盖层。含有PVP的透明涂层使喷印墨水在其上快速干燥。该透明层具有良好的吸墨水性,不溶于水,有较好的凝固性,扩散性。并且因透明而高速成像。尤其适用于多色彩的墨水喷印。


PVP还可用于导电性涂膜的制备中。为防止静电危害而制造的导电性塑料薄膜,是在塑料薄膜上薄薄地涂上含有炭黑和粘结剂的导电性透明涂料,再于其上涂有一层透明保护层而制成的。PVP在此作为炭黑粘结剂。以往用水溶性聚醋酸乙烯碱化物等作为粘结剂,则不能得到满意的稀释液,并有干燥困难,流平性不良等问题。若用PVP代替,则可得到导电性和透明度好,涂布均匀,易干燥的导电涂层。一般PVP的分子量以10000为宜,因为低分子量的PVP对炭黑分散也有利。另外,若需要提高涂料含量,则可通过添加高分子PVP来调节。

PVP在聚合物工业中的应用


聚乙烯基吡咯烷酮由于其分子结构具有亲水基团与亲油基团,以及对固体粒子表面的良好吸附能力,因而可以改变界面或溶液状态,是一种高分子表面活性剂。在不同的分散体系中,不同分子量的PVP可作为分散剂、稳定剂、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、及洗涤助剂。在涂料、颜料、油墨、高分子合成及加工、洗涤剂、粘结剂、感光材料、药物、化妆品、食品等工业过程或工业产品中,PVP以其优良的溶解性、成膜性、生理惰性、络合能力等综合特点的发挥,而得到广泛的应用。


PVP在分散聚合中的应用


   PVP在高分子乳液聚合、悬浮聚合中可作为增稠剂、稳定剂、粒径调节剂。一般来说分子量较大的PVP(K>60)作为保护剂防止悬浮体沉淀,阻止乳液及分散液中较大粒径粒子的聚集,使其稳定。而低分子PVP更适宜于作分散剂,特别是对低密度物质的分散。当然其分子量及其分布必须与分散体的粒径及其分布相适应。


   PVP与NVP共聚物在苯乙烯均聚及共聚,氯乙烯、甲基丙烯酸酯、聚氨酯的悬浮聚合,丙烯酸酯、羧酸乙烯酯的乳液聚合中均能发挥优良的分散稳定和控制粒径、调节粘度、改善树脂性能的作用。


   在粒状聚氨酯脲的悬浮聚合中,以往的技术有的采用有机溶剂,有的只能得到水分散体或使其凝固后得到大块状体,给使用、运输等带来不便,增加了加工成本,影响了产品质量。因此迫切要求开发能得到小粒径聚氨酯脲的一步法合成技术。在这种一步法聚合技术中,所得固相聚合物不易被乳化,可采用常规的分离方法进行分离。聚合物粒径的控制主要通过控制搅拌速度与选择分散剂得以实现。PVP特别适宜于作这种一步法聚合时的悬浮稳定剂。其添加量约为水相的2.5~5.0%,其分子量取K值为60。当反应结束后,蒸出甲苯--水


共沸物,冷却、过滤、洗涤、干燥即可得到粉体聚氨酯脲。当PVP K60用量为2.5%时,所得聚合物粒径为800μ~1000μ。聚合物中异氰酸酯含量小于0.5%,基本上无孔,可用于涂料、粘结剂、絮凝剂、层压复合材料,制成薄膜,厚度为100μ,作为涂料,厚度为10μ。


   众所周知,悬浮稳定剂的种类和浓度对聚合物的形状、大小和形态有决定性的影响。在某些悬浮聚合中只有在PVP K90与PVA的稳定下才能生成粒径均匀的珠状体,具有多孔外壳。这证明PVP具有良好的稳定作用。


   甲基丙烯酸甲酯、醋酸乙烯、聚乙烯、氯丁二烯等单体聚合时,所得产品往往只有在120~ 150 ℃ 温度下具有高弹性,且含有未反应的引发剂等杂质。但当引入PVP K30或PVP K15作为乳化剂时,所得甲基丙烯酸甲酯聚合物的高弹温度范围为120~ 280 ℃ ;在 50 ℃ 下进行乳液聚合,可在20分钟至100分钟内使聚合单体完全转化,所得聚合物流动温度为270~ 280 ℃ 。


   氯乙烯的悬浮聚合如采用PVP作为分散稳定剂,所得聚合物热稳定性较好,当采用NVP共聚物作稳定剂,可改善PVC:的扩散性。而采用由NVP与醋酸乙烯共聚物为组分之一的混合悬浮剂,则所得聚合物的热稳定性、吸油率、粒径、鱼眼、残单都有较大的改善,结果如表43:


表43  采用不同悬浮剂时PVC聚合物性能比较





悬浮剂(1)
散重g/1
吸油率%
热混合性分·秒
粒径分布
鱼眼数
个/cm2
残单
20分钟后ppm





>250μ
<63μ


PVP/VA(2)
山梨醇酯
无PVP/VA
PVP/IOA(3)
440
465
475
455
37
32
18
18
3'45"
4'30"
5'30"
5'30"
O
3
18
16
0
1
0
0
8
24
200
300
<1
6
78
24


(1) 混合悬浮剂,其余组份为乙酰化PVA或甲基羟丙基纤维素。


(2) NVP与醋酸乙烯之比例为3/7。


(3) NVP与丙烯酸异辛酯共聚物,NVP/IOA为9/1。


   在丁苯乳液聚合中,采用PVP与表面活性剂配合,能起共稳定作用,最终得到低粘度、高固含量的乳胶,且粒径小、抗水性能好、干燥速度快、不起泡,固含量高达60~65%。产品可用于涂料、地毯胶等许多使用聚合物乳液的地方,PVP的用量为0.5~1.0%。分子量以PVP K15为**,用不同配合的表面活性剂所得乳胶配制成地毯层压涂料进行试验,结果见表44。


表44  使用不同表面活性剂的丁苯乳胶粘结性能比较



配方
A
B
C
D
E
F
G
乳胶用表面活性剂1%



SDS%




粒径




凝聚程度


干燥时间(分)
PVP K15
1.0
10.5
K30
1.0

10.6
K60
1.0
10.7
2.0

1.0
12.11
PVA
1.0


HEC
1.0



北京东方化工厂在醋一丙乳液聚合中,一直采用从美国GAF公司进口的PVP K30作为保护胶和增稠剂。产品质量优良稳定。该厂对浙江省化工研究院中试PVP K30产品进行了高固体份醋丙乳液聚合试验,并与进口PVP K30作了相同条件下的对比试验。结果证明,采用国产PVP K30,乳液的性能与采用进口PVP基本一致。试验在 2M3 反应釜中进行,产品质量与采用进口PVP时的质量对比如下:


表45  采用国产PVP的产品性能测试结果






项目
外观
固含量
%
PH
粘度
mPas
残单%
粒径
μ
成膜性
Ca2+
稳定性
指标
乳白
60±1
3.55.5
6001200
<0.05
0.50.7
均匀透明
稳定
900501
乳白
59.31
4.54
670
0.03
0.45
均匀透明
稳定
900502
乳白
59.84
4.64
760
0.04
0.56
均匀透明
稳定
900802
乳白
59.40
4.90
910

0.53
均匀透明
稳定



测试结果表明,采用国产PVP K30乳液质量完全达到标准,而且乳液加工应用证实,涂料的耐水、耐冻融稳定性等方面较进口产品有所提高。



 PVP 在酿酒和饮料工业中的应用  

PVP及不溶性PVP在酿酒、饮料工业中可作为啤酒、果酒、果汁的澄清剂和稳定剂,在世界上已有三十八个国家获得法律许可在生产中使用。以大麦、大米或玉米、酒花等植物性原料酿造的低酒度酒,富含多种蛋白质及多酚类物质。除有生物因素而引起的酸败变质而产生的浑浊外,其胶体微粒在一定条件下会产生絮凝沉淀,致使酒体变浑浊。例如,啤酒在冷藏时会产生冷浑浊,当温度升高到 20℃ 以上时浑浊又会消失,如果在 20℃ 仍不消失则称**浑浊。不论何种浑浊的产生都影响酒的稳定性,使质量变劣。这种非生物因素引起的浑浊是谷物、水果等植物性原料酿制酒的通病。对酒体的色泽、风味、泡沫和货架寿命影响极大。其中尤以啤酒的这种非生物稳定性问题最受到科技界和工业界的关注。


啤酒等酒类的非生物浑浊和它含有多种多酚类物质的种类和含量有关。多酚类物质粗略可分为花色苷、儿茶酸类、黄酮类多羟基衍生物和酚酸类衍生物三类。这些化合物在空气中容易氧化聚合生成二聚体,并可进一步氧化成醌;儿茶酸所生成的二聚物还可以继续聚合而得多聚物。多酚类通过酚羟基和蛋白质的酰胺键形成氢键络合,络合物沉淀产生浑浊。蛋白质和多酚含量越多,越易引起啤酒的非生物浑浊。研究证明未经聚合的多酚对浑浊形成的作用较小,一旦形成二聚体或多聚体后具有丹宁性质,它们和蛋白质络合倾向增大,首先表现为冷浑浊,然后进一步变为**性浑浊。因此,减少啤酒中花色苷含量可以改进啤酒酒体的色泽、风味、和非生物稳定性。



PVP在纺织印染工业中的应用


PVP的络合能力及其胶体保护作用,使其在纺织印染工业中有广泛的用途。


在纺织工业中的应用


   PVP与一般的有机染料有很强的亲和力,特别与直接、还原、硫化、分散等染料结合力较强。这主要是PVP分子中的内酰胺结构与染料中的有机官能团,如羟基、氨基、羧基之间的结合力造成的。这种力在一定条件下往往超过染料与纤维的结合力,故PVP有“液体纤维”之称。PVP的这种性质可以改进许多疏水性合成纤维的可染性。用接枝共聚法,表面接枝法,与合成树脂混合抽丝法,或湿纺纤维浸渍法,涂敷法等将PVP(或其共聚体)引入合成纤维,使合成纤维可以均匀地染色,并可提高染色深度。例如将5%-10%的PVPK30加入聚丙烯腈或其共聚物的纺丝原液中进行混抽,其纤维对以下几种染料的染色深度分别增加如下:


   Celliton  Fast  Yellow  GGLL    100%


   Celliton  Fast  Pink RF         82%


   Celltion  Fast  Blue  FFRS      47%


   对难以染色的聚丙烯纤维,如在树脂中加入7.5%~10%的乙烯-乙烯基吡咯烷酮的共聚物(含乙烯75%~90%)进行纺丝,其纤维染色深度对酸性染料可增加近十倍,对分散性染料可增加3~7倍。粘胶、聚酰胺和聚氯乙烯等纤维均有上述相同的增染效果。


   除了提高合成纤维的可染性外,PVP还能改进合纤的其它性质。如PVP与尼龙66的接枝共聚物不但能用酸性直接还原染料染成深色,而且对其吸湿性、防皱性、定型性、易洗性、漂白后的强度和耐日晒能力都有提高。又如用10%PVP混抽的粘胶纤维,其吸湿量从3ml/g,增加到5~6ml/g。再如,丙烯腈与氯乙烯的共聚物纤维在受热条件下遇水或水蒸汽会产生失透、失光现象。加入3~5%PVP后,其纤维就无上述现象发生。


在印染工业中的应用


   由于PVP与许多种染料有很强的结合能力,故它在五十年代就被用作剥色剂、漂白剂、减色剂。最近,还有人提出用顺酐——苯乙烯共聚物掺入PVP漂白剂配方中,以降低漂白织物的成本。


   在某种特殊场合,PVP可作匀染剂。例如1%PVP可使尼龙6、尼龙66混纺纤维织物用酸性染料或金属络合染料染色后得到**的色差。2%PVP(wt)可以作改性聚酯纤维用阳离子染料染色的匀染剂,染色织物不但色泽均匀,且日晒牢度从原来的两级提高为八级,其抗静电性也大在增加(比阻抗从1.1×106Ω-cm增加为1012Ω-cm),聚丙烯与纤维素的混纺纤维,用PVP作匀染剂时,可用一浴法染色,色泽均匀,色牢度好。


   PVP与不同染料的结合能力是有差异的。利用这一性质,对动物纤维、聚酰胺纤维和聚丙烯纤维进行防染法印花时,可用PVP作防染剂;在上色防染糊中加入3%PVP,可以有效地阻止地色上染(地色用金属络合染料或分散染料),得到图案鲜明、轮廓清晰的印花织物。


   增加PVP对金属络合染料的比例(至少1:2)时,就可制成标记色料——暂印染料。这种染料对羊毛、腈纶、尼龙、涤纶、粘胶纤维染色后,其颜色很容易用水洗掉,仍然留下白色的纤维。


   大部分水溶性高分子化合物具有胶体保护作用和增溶作用,但PVP在这方面性能尤为优异,故可作为分散染料高温染色用的结构型匀染剂,以提高分散染料的稳定性和染色速度。这种分散染料是将PVP与染料在溶剂中一起喷雾干燥加工而成,染料与PVP呈固溶态,粒度<0.1 μ。


   分散性染料在溶剂染色中因染料不溶于溶剂,通常需用大量的表面活性剂,溶剂回收量大,上染率、色牢度较低。如用PVP(常为其衍生物)作染料加工的分散剂,可得到一种贮藏稳定的分散染料。这种染料对聚酯纤维进行溶剂染色,可得到耐湿、耐磨、耐热、耐光的均匀染色织物。1%~3%的PVP可以防止还原染料、分散染料贮藏时的触变和降解作用,数周后仍然保持染料糊剂的流动性。在羟甲基类的防皱防缩整理剂中加入<3%的PVP(以固含量计),就可提高这类助剂的贮存稳定性。贮藏数月后,再制成的水溶液一周后仍不会沉淀。


   转移法染整工艺具有速度快,助剂用量少,加工质量好等优点。关键是需要一种对纤维有亲和力,溶剂相容性好,成膜性好,适宜涂布的糊料;还要求它对染料和整理助剂有分散、稳定的作用和一定的粘结性;配制容易;溶于水,染整后易用水洗去。由于PVP符合上述各种要求,故在转移法染色、漂白、净洗、整理(防皱、防水、抗静电、Antisnag等)中,PVP有较广泛的适应性和良好的效果。


通常在织物整理中,阳离子型的整理助剂与阴离子型的萤光增白剂互不相容,不能同浴对织物加工。如果在浴中添加0.1~2%的PVP,则可将柔软剂或抗静电剂,树脂整理剂与萤光增白剂同时在一浴中对织物进行加工整理。处理后织物的白度、荧光度、柔软性、静电带电量、强度等都达到或超过其性能指标。



PVP 在净洗剂、洗涤剂中的应用

 在纺织印染工业中,织物经印花后,要经过水洗(或皂洗)退浆,目的是洗去织物上未固着的染料和用毕的浆料及其它印染助剂,以提高色牢度,恢复手感,得到图案鲜艳清晰的印花织物。为此,要在水洗和退浆过程中使用一定的净洗剂。对净洗剂的一般要求是能有效地洗去未固着染料和浆料,又不产生过份的剥色;对织物无损伤;用量少,用水省。但是,在净洗过程中随着未固着的染料从织物上逐渐转移到浴中,形成了具有一定染料浓度、一定温度和一定时间的染色浴条件,使染料在被净洗织物的不同染色部分之间,通过净洗浴而相互转移,特别是从有色部分向无色部分的颜色转移,即所谓白地玷污。显而易见,当染料牢度低的时候(如丝绸用直接染料,酸性染料印花时),残液中染料浓度就高;当使用植物淀粉做浆料,退浆比较困难时,就需要用较高的净洗温度和较长的净洗时间。在这些情况下,玷色现象就比较严重,产品质量严重下降。反之,如采取降低温度,增大浴比(相对降低残液中的染料浓度),增加退浆助剂(从而减少退浆时间)等措施,来减轻这种转色、玷污现象则又有可能造成浮色和浆料未退尽,色牢度低,手感硬,水量及能耗增加,单机生产率降低等缺点。  


   在日常生活中,当我们洗涤织物时也同样存在这种玷色现象。例如,当我们用普通洗衣粉同浴洗涤不同颜色的织物,特别是有色织物与白色织物时,就会发生颜色的转移或白地玷污。对于易褪色的织物,如丝绸织物,为了避免白地玷污,我们常常不得不将有色织物与白色织物分浴洗涤而且不用或少用洗涤剂。因此,研制并生产能防止白地玷污的印染洗涤剂和家用洗涤剂是解决上述净洗问题的关键。防白地污染剂必须同时具备一定的净洗能力和防染能力。这种净洗能力要与染料的湿牢度相适应;这种防染能力必须足以抑制在这种净洗条件下所具有的污染速度。


   在各种表面活性剂中,早就发现聚氧乙烯醚类的非离子型表面活性剂既具有优良的分散乳化、净洗性能,对染料也有一定的亲和力,它可以与染料一起形成一种包含胶束结构的表面活性剂——染料聚集体,大大增加水对染料的溶解能力。同时,由于这种聚集体的粒子较大,在溶液中的扩散速度减慢,从而达到缓染乃至防染的目的。


   如前所述,PVP具有优异的溶解性(既溶于水又能溶于醇、卤烃等有机溶剂中)和胶体保护能力,与染料有较强的络合能力,启发人们将PVP应用于有防白地污染性能的洗涤剂和净洗剂的研制。


   首先将PVP用于洗涤的是合成洗涤剂工业。众所周知,肥皂的缺点是不耐硬水;烷基苯磺酸钠的缺点是防止污垢的再沉积能力差。为此,通常在洗衣粉中添加羧甲基纤维素。但当水中Ca++浓度高时,其防止污垢再沉积的能力下降。实验证明,分子量为15000-40000的PVP具有良好的抗再沉积能力;当以0.1%的碳黑为污垢,水的硬度以CaC03计为300ppm时,在相同的洗涤条件下,加入0.01%PVP时所试验的白色织物的反射率为51(原样的反射率为70%),而加入0.01%的CMC所得的反射率为18%。因此不少关于洗涤剂的专利中,都采用PVP作为配方组份。


   1973年、美国Procter Gamble公司发表了将。PVP作为防转色组份的洗涤剂专利。专利表明在常用洗涤剂配方中加入<3%的PVP时,可以大大减轻棉酯混纺(直接兰染料)、羊毛(铬染料)、聚酯(分散和直接兰染料)、醋酸铜氨(分散、直接染料)纤维织物洗涤时的白地玷污程度。在试验中,洗涤剂浓度为0.4%,其中各种类型的表面活性剂为5—15%,PVP为0,1.5,3%三个等级。未染色试样白度在洗涤后由目测和色差计测定。在目测法中,白度的标准等级为-3,-2,-1,0,1,2,3。0表示试样与参考白色样品白度相等,1表示有微小差别,2表示有中等程度差别,3表示有较大差别。正或负值分别表示较参考白色样品白度优或劣。

   

   浙江省化工研究院与浙江省丝绸科学研究院共同研制的含PVP的印染工业用净洗剂S-2在丝绸印花工艺中的应用研究取得了成功,并在国内许多厂家推广应用。德国BASF公司几十年来在市场上推广由PVP K17、PVP K30以及PVP/VA共聚物为主要成份的净洗用防转色剂Sokolan系列。在工业和民用两方面都取得了成功。


   从以上的情况我们可以知道,含有PVP的净洗剂不但可以防止净洗过程中颜色的转移或白地玷污,而且可以提高净洗能力,两者统一于PVP与染料的亲和力。而提高净洗剂的净洗能力,对于节省水量、能量具有重要意义。多年来纺织印染工业致力于强化洗涤液与织物之间的相对运动以提高洗涤设备的效率。1980年德国Girmes Werke公司提出泡沫法净洗工艺,以达到尽可能少的水量和能量进行连续洗涤。该工艺的关键就是提供一种产生泡沫,与织物无亲和力,与被洗下的物质有很强吸附力的净洗剂。该公司的专利提出的这种净洗剂就是阴离子型表面活性剂与PVP所组成。PVP就是符合上述要求的具有高吸附能力的物质。PVP可与表面活性剂相互作用,生成表面活性剂—聚合物—吸附络合物,具有类似胶束和溶解染料的特性。在泡沫液中含PVP的泡沫起吸附和输送作用。对水溶性黑色染料液轧染的天鹅绒织物进行了试验,即用一带有移动喷咀的管子将产生泡沫的净洗液涂敷在织物的背面(绒面向下),然后经过一吸辊,吸去其中80%的带有染料、浆料的泡沫,再用水稍加洗涤,即可除去余下的泡沫。测定被洗织物的色牢度说明,如用通常的水洗方法,要用很多级串联设备才能达到相同效果。在本试验中,净洗液中含 20g /l阴离子表面活性剂, 30g /l PVP,液体与泡沫之比为1:8,泡沫高度为1 -10cm ,温度为60 -95 ℃ 。


除了上述泡沫法净洗工艺外,省时、省料的转移法净洗工艺也应用。PVP作为净洗剂的关键组份。一篇关于将棉织物两面颜色染成不同深度的印度专利,也包含使用含PVP的净洗剂。


综上所述,由于PVP由于具有优异的胶体保护性能和染料亲和力,在印染工业中作为净洗剂组成引人注目。它与一定的表面活性剂、漂白剂和其它助洗剂相结合,可以制得适合某种要求的高效净洗剂,防白地玷污剂或匀染剂,具体配方应根据要求,通过实验来确定。



PVP在新材料领域中的应用


一、PVP在彩色显象管光刻胶中的应用


   彩色显像管黑底(Black Matrix)用水溶性感光胶是彩管生产的关键材料。芳香烃叠氮化合物与PVP、PAM的混合物取代重铬酸-PVA是彩管感光胶的重要进步。PVP对感光胶的光敏性能、粘结性能、流平性能的提高起了很大作用。国内外许多大彩管厂均采用PVP一叠氮化合物作为水溶性感光胶的重要组分。由于感光胶显影后对黑白条纹界面不均度要求较严(小于 0.01mm ),因此对用于感光胶的PVP K90的质量要求,特别是对分子量,粘度及杂质的要求较一般工业级规格产品为高。为了保证彩管生产质量的稳定,对PVP K90的聚合体系和聚合工艺应作专门的研究和调整。


   上述光敏抗蚀剂除了在彩管上使用外,还可用于电路板、印刷板等其它场合。


   除了水溶性感光胶之外,PVP还用于彩管阴罩涂料,导电涂料及荧光屏用的光敏材料中。在这些彩管材料中,PVP主要作为活性组份的分散剂和粘结剂。


二、PVP在其他新材料中的应用


PVP可用于各种功能膜材料的制造中,以改进膜的选择性。例如,在醋酸纤维素中加入1-4%的PVP,所制成的血液透析膜只能透过inulin而不能透过血浆。在羟丙基纤维素中增加PVP的含量,可增加水蒸汽的透过率。醋酸邻苯二酸纤维素与PVP制成的膜可以作为过滤有机溶剂的反渗透膜。用PVP也可以改进海水脱盐的反渗透膜,提高其透过率。在用各种不同的高分子材料制备超滤、纳滤膜的工艺中,各种不同分子量的PVP被广泛用作致孔剂,从而得到具有各种不同分离精度,不同适应性能的膜分离材料广泛应用于海水淡化、水处理、产品的浓缩和提纯。目前全球用于膜材料生产的PVP约为2000吨/年,占PVP消费总量的4%左右。


PVP可以用于光电池或太阳能电池中用来稳定光氧化/还原染料,也可以用于铝电解电容器中作固体电解质的粘结剂或平板玻璃,离子电极的粘结剂。PVP与Cd2O3在加热和加压条件下混合可作为蓄电池的电极。75-98%Ni粉,2~2.5%PVP在 1700 ℃ 下烧结10分钟可以制成自支撑多孔Ni-Cd和Ni-Fe碱性电池的电极。也可用PVP将镁粉固定在不锈钢纤维板上作为电池电极。在这些场合,PVP都作为金属粉末的粘结剂和分散剂。


 


   PVP可用于重氮和卤化银乳液,蚀刻涂料和印刷板的上胶剂中,形成光固化的水溶性胶体,可增加胶体的复盖力、密度、反差和速度。在金属感光板中,使用PVP可省去深蚀刻,而且在非成像区保证粘度均匀,温度稳定,附着牢固。对于卤化银乳液,PVP是非常有效的保护胶体。PVP也可作为卤化银胶体显影时的加工助剂,用以除去重铬酸成盐的锈斑。


   在减阻涂料、光导纤维、激光视盘等新技术领域,PVP的优异性质也受到重视和研究。


   NVP与甲基丙烯酸的羟甲(乙)基酯或乙二醇酯的共聚物或者后者在PVP上的接枝聚合物可制成高吸水性软接触镜。其吸水率可高达90%,具有很好的透水、透气性及机械强度。


   PVP与活性金属络合物用作加氢催化剂的研究引人注目。如以二氧化硅为载体的PVP-钯络合物,可在常温、常压下催化芳香族硝基化合物的加氢还原反应,其催化活性高于常规催化剂。对硝基苯及问二硝基苯的加氢反应收率可达100%。该系统加入适量乙酸,可显著提高其催化活性,回收使用几乎不降低催化活性。


   总之,近几十年来PVP在高技术领域的应用层出不穷,不胜枚举,涉及的专利成千上万,但是万变不离其宗,任何一种新的应用都与PVP的优异性能相关,而其中最受人们关注的仍然是其水溶性、成膜性、粘结性、络合性,胶体保护性和低毒性。



 PVP 在其他领域中的应用

PVP在采油工业中可作为泥浆添加剂,增加粘度和固化时间,降低失水率。它是非常稳定的酸凝胶剂,用于酸裂操作。由于它对盐的浓度较不敏感,它可以在高盐浓度下用作聚合物驱油的工具。在用表面活性剂驱油的地区,如在注入表面活性剂前注入PVP的水溶液,可以大大减少表面活性剂的损失。


   PVP在各种类型的造纸技术中都得到了应用,不管其造纸原料来自什么。它的用途范围很大,包括改进湿强度,提高染料的溶解性和颜料的分散性,是脱墨、打浆、着色的优良助剂。作为涂料的防结块剂和助流剂,PVP使最终纸产品光滑,防油,印刷性能好。对那些纸张涂布后仍要打湿的场合,PVP可防止纸的卷曲起皱。


   PVP是聚合物淬火剂的主要品种。聚合物淬火剂可以改善水的冷却特性,其主要优点是(1)减少发生火灾的危险性:用PVP作淬火剂可避免因用油浴而易引起的火灾;  (2)操作可有弹性:由控制PVP溶液的浓度、温度和搅拌等,可相应地控制一系列的冷却速度,从而使一系列的物质得以较好地完成淬火;(3)降低淬火成本:商售PVP一般是高浓度溶液,价格高于淬火用的油类,但由于淬火时只须很低浓度的PVP溶液,实际价格比用油类低得多; (4)保持清洁的环境:普通的热处理车间由于有油类的残渣,淤泥,释放的有毒气体而污染环境。用PVP作淬火剂后,仅放出水蒸气,而无上述污染。在美国,环境保护委员会已禁止很多领域使用油类淬火剂; (5)降低操作成本:由于降低了火灾的隐患,从某种意义上来说,也就是降低成本。另外,PVP淬火溶液的比热几乎为油类的两倍,所以PVP淬火剂的温升只是相同体积油类的一半,这样使可提高淬火产量。


   美国的Meszaros在1975年首次提出PVP水溶液可用作淬火剂,**平均分子量为160,000(即PVPK-60),**浓度为10%,从此PVP产品作为淬火剂在美国得到了应用,并在世界各地得到推广。全球用于金属热处理的PVP约为400吨/年,占PVP消费量10%左右。


   由于PVP是非植物毒性的,因此可用于植保喷雾剂,肥料和可湿性农药中。PVP的薄膜可保护在移植时叶子的葳蔫病,减轻风和霜冻的伤害。PVP可减轻种子的浸泡伤害,保护其生理机能。PVP-碘是对植物低毒有效杀菌剂和杀虫剂。特别是在水产养殖中,可以对养殖水和养殖器具进行杀菌消毒,大大减轻细菌对鱼、牛蛙、对虾等水产品造成的病害;在奶牛养殖中可作为乳牛乳房、挤奶器的消毒剂,大大减少了奶牛乳腺炎的发生。


   由于PVP的优异性能,几十年来不断发现PVP有许多新的应用;采用新的聚合技术和共聚方法,使NVP聚合物的性质能进一步地改进,从而打开了一些全新的应用领域。



PVP 在化学反应及分析化学中的应用


1.PVP 在聚合反应中的应用

   PVP 的黏性和胶体保护功能使其在聚合反应中具有重要的应用,特别是乳液聚合、悬浮聚合时加入少量的 PVP 可起到分散稳定、增稠、控制粒径的作用,例如在甲基丙烯酸酯、聚胺酯的悬浮聚合,丙烯酸酯、乙酸乙烯酯的乳液聚合体系中加入适量 PVP-K60 或 PVP 与苯乙烯共聚物使反应体系分散均匀稳定,还可以通过调节加入 PVP 的分子量和用量来调节黏度和聚合物粒径及粒度分布,改善树脂的某些性能。在聚胺酯的悬浮聚合中加入 ~3% 的 PVPK60 ,所得的聚合物粉末粒度均匀,粒径在 800~100 微米之间,残留单体小于 0.5% 。可用于涂料、黏结剂、层压复合材料,制成薄膜,厚度可达 100 微米,作为涂料时,涂层度可小到 10 微米。

在某些乳液聚合体系中加入分子量较低得 PVP-K15 或 PVP-K30 作为乳化剂,可使反应更完全,提高聚合反应速率,改善聚合物的力学性能。如甲基丙烯酸甲酯聚合反应加入 PVP-K15 作为乳化剂时,在 50 度下最短可在半个小时内完成,所得聚合物弹性温度范围为 120~280 度,而不加 PVP 时得到得聚合物弹性温度范围则相对较窄,为 120~150 度。这也说明以 PVP 作为分散稳定剂所得到得聚合物热稳定性较好。

2.PVP 在分析化学及催化剂中得应用

   PVP 的水溶液在不同量的( NH4)2SO4存在下,能分成液—液或液—固两相,该体系用于金属离子被有机溶剂的萃取分离,可得到新的萃取体系。该体系用于某些金属离子具有较好的萃取效果,如含 PVP20% 的 PVP-(NH4)2SO4-H2O 体系中,以偶氮胂( III )为萃取剂于含 Zr ( IV ), La ( III )离子的溶液反应形成络合物,在一定条件下, Zr ( IV )与偶氮胂的螯合物在 PVP 相中萃取率很高,而 La ( III )的萃取率很低,进而达到分离 Zr ( IV ), La ( III )的目的,另外, PVP 与某些金属本身有良好的络合性,如 PVP 与微量的 Cd 即可络合生成 PVP-Cd ,利用此性质可成功地测出微量镉。另据相关研究报道,对于甲醇气相羰基化反应,碳负载胶体金属铹催化剂( PVP-Rh/C )的活性合选择性远远大于单纯的碳负载金属铑催化剂,这是因为铹与 PVP 形成的胶体金属催化剂颗粒粒径分布窄、分散度高,比表面积增大,在提高催化活性的同时也提高了反应选择性。



       聚乙烯吡咯烷酮PVPK30、PVPK17、PVPK90在超滤膜、微滤膜、纳滤膜、中空纤维膜中的应用:


      由于在膜技术上作为致孔剂应用的PVP树脂系列对其分子量分布宽度有特殊的要求,常规的PVP产品远不能达到其要求,分子量分布越窄其制成的膜的孔径分布越均匀,水通量就越大,使用寿命也越长,而国内生产的常规PVP产品远不能达到其要求,导致很多在高端领域的水处理膜上应用的PVP系列都要依靠进口(BASF,ISP),为迎合市场的需求,公司通过与多家研究机构合作制出了专门针对在膜技术上应用的致孔剂PVP树脂(K17 K30 K90),产品质量接近于BASF相应产品的要求。

      适合于中空纤维膜的使用, 根据膜孔均成膜聚合物中添加高分子致孔剂和非溶剂,组成纺丝组合物,其中熔融纺丝组合物包括成膜聚合物:加热到成膜聚合物熔融温度以上,然后将熔体在纺丝头中挤出,冷却成膜,然后除去其中高分子致孔剂和非溶剂;其中成膜聚合物为成膜聚合物为聚偏氟乙烯、聚全氟乙烯、聚醚、聚醚砜中的一种高分子致孔剂聚乙烯吡咯烷酮、要求高分子分布窄, 均匀, 具有一定的亲水性. 改善膜材料的亲水性, 在普 通水处理的超滤,微滤方面可以提供K17,K30,K90 。


聚乙烯吡咯烷酮PVP在化学反应及分析化学中的应用


   PVP 在聚合反应中的应用

   PVP 的黏性和胶体保护功能使其在聚合反应中具有重要的应用,特别是乳液聚合、悬浮聚合时加入少量的 PVP 可起到分散稳定、增稠、控制粒径的作用,例如在甲基丙烯酸酯、聚胺酯的悬浮聚合,丙烯酸酯、乙酸乙烯酯的乳液聚合体系中加入适量 PVP-K60 或 PVP 与苯乙烯共聚物使反应体系分散均匀稳定,还可以通过调节加入 PVP 的分子量和用量来调节黏度和聚合物粒径及粒度分布,改善树脂的某些性能。在聚胺酯的悬浮聚合中加入 ~3% 的 PVPK60 ,所得的聚合物粉末粒度均匀,粒径在 800~100 微米之间,残留单体小于 0.5% 。可用于涂料、黏结剂、层压复合材料,制成薄膜,厚度可达 100 微米,作为涂料时,涂层度可小到 10 微米。


在某些乳液聚合体系中加入分子量较低得 PVP-K15 或 PVP-K30 作为乳化剂,可使反应更完全,提高聚合反应速率,改善聚合物的力学性能。如甲基丙烯酸甲酯聚合反应加入 PVP-K15 作为乳化剂时,在 50 度下最短可在半个小时内完成,所得聚合物弹性温度范围为 120~280 度,而不加 PVP 时得到得聚合物弹性温度范围则相对较窄,为 120~150 度。这也说明以 PVP 作为分散稳定剂所得到得聚合物热稳定性较好。



   PVP在分析化学及催化剂中得应用


   PVP 的水溶液在不同量的( NH4)2SO4存在下,能分成液—液或液—固两相,该体系用于金属离子被有机溶剂的萃取分离,可得到新的萃取体系。该体系用于某些金属离子具有较好的萃取效果,如含 PVP20% 的 PVP-(NH4)2SO4-H2O 体系中,以偶氮胂( III )为萃取剂于含 Zr ( IV ), La ( III )离子的溶液反应形成络合物,在一定条件下, Zr ( IV )与偶氮胂的螯合物在 PVP 相中萃取率很高,而 La ( III )的萃取率很低,进而达到分离 Zr ( IV ), La ( III )的目的,另外, PVP 与某些金属本身有良好的络合性,如 PVP 与微量的 Cd 即可络合生成 PVP-Cd ,利用此性质可成功地测出微量镉。另据相关研究报道,对于甲醇气相羰基化反应,碳负载胶体金属铹催化剂( PVP-Rh/C )的活性合选择性远远大于单纯的碳负载金属铑催化剂,这是因为铹与 PVP 形成的胶体金属催化剂颗粒粒径分布窄、分散度高,比表面积增大,在提高催化活性的同时也提高了反应选择性。


聚乙烯吡咯烷酮PVP在农业中的应用

PVP在农业中的应用: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。在农业方面,在农药中加入一定量的PVP,不仅起到增溶的作用,而且提高了农药与植物的附着力,提高杀虫效果;在化肥中加入适量的PVP,可以提高化肥中活性成分利用率;种子包衣,防止种子冻伤,防止霉菌的侵入。随着国家对环保安全越来越重视,在农业方面,PVP有更广阔的应用空间。


PVP在淬火剂中的应用及其优点

PVP 是聚合物淬火剂的主要品种。聚合物淬火剂可以改善水的冷却特性,其主要优点是(1)减少发生火灾的危险性:用 PVP 作淬火剂可避免因用油浴而易引 起的火灾; (2)操作可有弹性:由控制 PVP 溶液的浓度、温度和搅拌等,可相应 地控制一系列的冷却速度,从而使一系列的物质得以较好地完成淬火;(3)降低 淬火成本:商售 PVP 一般是高浓度溶液,价格高于淬火用的油类,但由于淬火 时只须很低浓度的 PVP 溶液,实际价格比用油类低得多; (4)保持清洁的环境: 普通的热处理车间由于有油类的残渣,淤泥,释放的有毒气体而污染环境。用 PVP 作淬火剂后,仅放出水蒸气,而无上述污染。在美国,环境保护委员会已禁 止很多领域使用油类淬火剂; (5)降低操作成本:由于降低了火灾的隐患,从某种意义上来说,也就是降低成本。另外,PVP 淬火溶液的比热几乎为油类的两倍, 所以 PVP 淬火剂的温升只是相同体积油类的一半,这样使可提高淬火产量。

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