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化工原料常见问题

​聚维酮

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  聚维酮(PVP-K系列)

  药典名称:聚维酮、Povidone(USP)、Povidonum(EP)

  化学名称:聚乙烯吡咯烷酮

  外观性状及性质:白色至乳白色自由流动粉末,无味或略有特征性气味,易溶于水及多种有机溶剂,具有良好的吸湿性、成膜性、粘结性、生理惰性和络合能力。

  产品种类:

       pvp种类.png

  主要应用与功能:

  医药领域:可用作片剂、颗粒的粘结剂、注射剂的助溶剂和稳定剂、胶囊剂的助流剂、液体制剂及着色剂的分散剂、眼药去毒剂及润滑剂和包衣成膜剂等。

  日用化妆品领域:在化妆品工业可用作分散剂、成膜剂、增稠剂及粘合剂,用于护发用品如喷发剂、摩丝、定发凝胶、香波、定发液、染发剂;护肤用品如唇膏、防晒剂、润肤霜以及生活用品除臭剂、牙膏等。

  其它工业用途:涂料、水处理膜、油墨、墨水、净洗剂、消毒剂、纺织印染等工业中用作分散剂、成膜剂及乳化剂等助剂。

  包装与贮存:

  固体粉末25KG/纸板桶,内衬PE袋,遮光、密封,在阴凉干燥处保存

        pvp应用.png

  工业级PVP的应用


  1.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。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。


  2.PVP在墨水、油墨中的应用


  PVP具有好的黏结性能,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宜脱落和褪色。再者,PVP对无机颜料、有机颜料分散体有良好地分散稳定效果,用于墨水和油墨可得到均一地分散体系,不宜沉淀,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PVPK-12到PVPK-30产品。


  3.PVP在纸张及其他办公用品中的应用


  在造纸工业中,PVP用作改进纸张强度,增溶染料和分散颜料,在废纸脱墨、破布分解、打浆和着色时,均是重要的助剂。用作涂层时,能提高纸张的光泽、可印刷性和抗油脂性,特别时在喷印用纸表面涂有含PVP的透明涂层,会使喷印墨水在纸上快速干燥,该透明层具有良好的吸墨水性,不溶于水,有较好的凝固性,并因透明而高速成像,特别适用于多色彩的墨水喷印。


  通常用的胶水在使用时会遇到诸多不便,只有固体浆糊常温下为固体,可直接擦拭使用,克服了液体胶水或粘稠状浆糊使用上的不便之处,固体浆糊通常由三种功能不同的物质组成,即赋形剂、溶剂和黏接剂树脂,黏接剂常见的时聚乙烯吡咯烷酮(PVP),使用分子量为40000-90000(K30)和10000,000-13000000(K90)之间的不同PVP,调节赋形剂、PVP与溶剂之间的比例,可以制成不同硬度的棒状固体浆糊。


  其他可作为浆糊黏接剂的有聚乙烯醇、聚丙烯酸烯酰胺、聚丙烯酸胺的共聚物、甲基纤维素、乙基纤维素、羟乙基纤维素、羧甲基纤维素、降解水溶性淀粉、乙氧基化淀粉、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯醚、聚氯乙烯等水溶性或水分散性聚合物。这些聚合物作为浆糊(特别是固体浆糊)的黏接剂成分性能不及PVP优越,随着PVP生产成本的降低,越来越多的固体胶棒厂使用PVP。


  圆珠笔用墨水、油墨中加入PVPK-30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。


  4.PVP在有机颜料中的应用


  PVP具有良好的成膜性,溶于水而不溶于某些有机溶剂,用于颜料溶剂的物质大多数使有机溶剂,而PVP随着分子量的增加,成膜性更优异。在有机溶剂种的溶解性较差时,利用PVP(分子量大于30000)处理颜料颗粒,由于PVP与颜料分子的亲和性而在颜料表面形成一层透明的薄膜,形成的膜不宜溶于有机溶剂,所以不易被破坏,使用时不会产生色料扩散现象,不会影响本色,并能提高颜料的光泽和分散性,隔断了有机颜料与外部环境的接触,进而间接地赋予了有机颜料化学稳定性与热稳定性,避免了与外部环境种某些物质或光热造成的化学反应,提高了颜料的光固性能。用于有机颜料的表面处理的PVP一般为PVP-K30,PVP-K90或PVPVA64。经过PVP处理后的有机颜料微粒粒径在0.1~10微米之间。PVP的用量一般为有机颜料质量的5~10%。可用PVP表面处理的颜料主要有:防护性和装饰性涂料,如清漆、油漆等;水溶液分散体系;印刷、墨水、织物着色和塑料上色、乳胶体等。


  PVP优异的分散性能还可用于碳黑、酞菁颜料、钛白粉等多种颜料的分散。


  5.PVP在涂料涂层中的应用


  含有PVP的纸张透明涂层使喷印墨水在其上面快速干燥,具有良好的吸墨水性,不溶于水,有较好的凝固性、扩散性。除此之外,PVP在其他涂层,如导电性涂膜、电极涂料、防漏电涂层中都有重要的用途。如在导电性材料外的绝缘层,经过反复的骤热、骤冷、日晒雨淋,会老化或破裂,或者因为渗水而漏电。在绝缘层的外部形成一层PVP薄膜(PVPK90),一方面PVP薄膜是透明的,不影响绝缘层的本色,另一方面,PVP薄膜与绝缘层黏结在一起,把绝缘层与外界光、热、雨等隔离起来,避免了渗水破裂而引起的漏电现象,降低了因光、热而引起的老化速度,延长了电线的使用寿命,同时也适当的增加了电线的硬度。


  6.PVP在印染工业中的应用


  由于PVP分子中存在的内酰胺结构,与羟基、氨基、羧基之间有很强的结合力,而染料中往往就含有这些官能团,所以PVP与一般的有机染料都有很强的亲和力,有时这种亲和力甚至超过染料与纤维的结合力,故而PVP有“液体纤维”之称。利用PVP的这一性质可以增加一些疏水性纤维与染料间的亲和力,进而改善这类纤维的可染性,例如,在合成纤维过程中将适量PVP掺入其中,使合成纤维可以均匀地染色,并提高着色力和提高染色深度,对染色比较困难的聚丙烯纤维,在其中掺入7.5%左右的NVP/苯乙烯共聚物,可使纤维对酸性染料的染色深度增加10倍左右,对分散性染料可增加5倍左右。在掺合PVP的工艺中,使它均匀分布于纤维中,可大大减低染色后织物的色差,提高染料在织物上的附着力。得到色泽均匀,耐光耐热不易褪色的纺织染色品。


  PVP除可改善某些纤维的可染性外,还可改进其吸湿性、防晒性等性能,大大提高合成纤维的质量和档次,例如合成纤维中的聚酰胺纤维、聚酯纤维等以高强度、高细度、耐摩擦性、热可塑性及良好的光泽和鲜明的染色而深受欢迎,但是吸湿性却比天然纤维差,导致其作为衣物使用时常在衣物的表面附着一层来自空气中的水蒸气而影响穿着的舒适感,尤其时在夏天高温潮湿的天气,吸湿性差的衣物很容易被体汗或高湿度的空气湿透而紧贴于皮肤上,甚至对皮肤产生刺激性。解决这一问题的方法之一就是在纺丝前溶融聚酰胺中加入4%~8%的PVP,然后在低氧环境中进行熔融纺丝,加入的PVPK值在30~70之间,其中残留单体含量需要小于0.1%,这样得到的聚酰胺纤维合聚酯纤维等合成纤维具有高吸湿性、耐洗涤性、热可塑性,而且如前所述,PVP的加入也可以改善一些染色性能,控制纺丝速度可以得到不同细度的纤维。值得一提的是,如果加入的PVPK值低于30,由于低分子量的PVP与聚酰胺络合能力较差,在水处理的工序中就会有部分的PVP溶解于水中而得不到高吸湿性得纤维。另一方面,如果所加PVP分子量大于70,炼丝时熔融体系黏度增大,使纺丝时吐丝困难,影响生产效率,而且PVP分子量太大,所得纤维硬度太大,达不到合成纤维柔软舒适的要求。用PVP-K60改善的聚酯纤维吸湿率可达纤维本身重量的20%。


  7.PVP在材料中的应用


  膜分离是今年来进行分离的一种非常重要的手段,诸如溴代聚苯醚膜(BPPO)的分离膜的性能是该手段成功与否的关键因素。BPPO是一种物理、化学性能稳定的热塑性聚合物,成膜性能十分优异,在气体分离方面已展示了良好的应用前景,但在实际应用中好有些不理想,如由于BPPO膜极性较弱,对醇/正戊烷的分离效率不够理想,采用极性较强的PVP与BPPO共混以提高膜材质的极性,通过调节PVP/BPPO的比例,使膜具有适当的通量和选择性,研究表明,PVP含量为10%的共混交联膜性能十分明显,对于6.4%的甲醇溶液,在30度下其通量为1.775g/m2.h,而选择性提高到88%。


  膜分离法污水处理及净水处理工艺已经成为当今这一产业的主流工艺,其中纳滤、或超滤用PVDF膜是膜工业中的重要组成部分,其成膜致孔剂K30的使用量目前已经有3000MT/a的消费量,随着世界水资源的稀缺程度的日益增加、水的回收利用的经济价值日益突显、以及各主要对环境治理的加强,未来3-5年PVPK30在环保水处理行业使用量达到或超过10000吨的可能性非常大。


  作为优异的黏接剂,PVP在建筑材料中用于水泥的黏合剂,可大大改善水泥的性能,尤其是可增加水泥的抗压、抗震强度。如作为一种卜特兰水泥黏合剂包含3%左右的PVP(分子量40000),90%以上的萘磺酸钠和少量甲醛,明显提高了水泥混凝土的强度。


  PVP对于玻璃、塑料和金属有良好的黏接力,是制造特殊用途的热溶胶的主要成分,用它作为玻璃、塑料的黏合剂,初黏性强、黏着强度高,在玻璃纤维加强的复合材料中,含PVP的热熔胶能是玻璃纤维和其他塑料更好的黏合。


  另外,PVP在导电性材料,各种膜功能材料中都有重要的用途,在减阻材料、光导纤维、激光视盘、光固树脂、感光材料等新材料领域也都有应用。


  医药用级质量标准(CP2005,USP26,EP4.0)

       

品名

K值

残单%

水份%

灼烧残渣%

PH值

氮含量%

醛%

重金属%

肼PPM

过氧化物PPM

K15

12.8~17.2

≤0.2

≤5.0

≤0.1

3.0~7.0

11.5~12.8

≤0.05

≤0.001

≤1

≤400

k30

27.0~32.4

≤0.2

≤5.0

≤0.1

3.0~7.0

11.5~12.8

≤0.05

≤0.001

≤1

≤400

k90

81.0~97.2

≤0.2

≤5.0

≤0.1

3.0~7.0

11.5~12.8

≤0.05

≤0.001

≤1

≤400

  医药级PVP应用:


  聚维酮在医药领域有广泛的应用,为国际倡导的三大药用新辅料之一。应用广的是片剂、颗粒剂的粘合剂。它还可用作胶囊的助流剂,眼药的去毒剂及润滑剂,注射剂的助溶剂,液体制剂的分散剂,酶及热敏药物的稳定剂。聚维酮还可与碘合成聚维酮碘(PVP-I)消毒杀菌剂。在隐形眼镜中,PVP作为接触眼镜的成份,可增加其亲水性。PVP在医药上还可用作低温保存剂。


关键词: