聚乙烯吡咯烷酮的研究

1、藥用高分子材料學(xué)綜述：聚乙烯吡咯烷酮的研究藥用高分子材料學(xué)綜述 12藥學(xué) 陳章捷 學(xué)號(hào)：201210082073聚乙烯吡咯烷酮的研究陳章捷12藥學(xué)摘要 目的：對(duì)聚乙烯吡咯烷酮的研究進(jìn)行綜述。方法：通過查閱國(guó)內(nèi)相關(guān)文獻(xiàn)，對(duì)聚乙烯吡咯烷酮進(jìn)行各方面的研究。結(jié)果：初步了解聚乙烯吡咯烷酮的合成、性質(zhì)、應(yīng)用、前景。結(jié)論：為聚乙烯吡咯烷酮更好的應(yīng)用提供參考。關(guān)鍵詞:聚乙烯吡咯烷酮；合成；性質(zhì)；應(yīng)用；前景1 前言聚乙烯吡咯烷酮(polyvinyl pyrrolidone)簡(jiǎn)稱PVP，是一種非離子型高分子化合物，是N-乙烯基酰胺類聚合物中最具特色，且被研究得最深、廣泛的精細(xì)化學(xué)品品種。已發(fā)展成為非離子、陽離子

2、、陰離子3大類，工業(yè)級(jí)、醫(yī)藥級(jí)、食品級(jí)3種規(guī)格，相對(duì)分子質(zhì)量從數(shù)千至一百萬以上的均聚物、共聚物和交聯(lián)聚合物系列產(chǎn)品，并以其優(yōu)異獨(dú)特的性能獲得廣泛應(yīng)用。2 合成2.1 NVP的合成1-22.1.1 乙炔法 由乙炔和甲醇合成丁炔二醇，加氫生成1，4-丁烯二醇，脫氫生成7-丁內(nèi)酯(GBL)，再和氨合成吡咯烷酮，吡咯烷酮和乙炔反應(yīng)生成N一乙烯基毗咯烷酮。2.1.2 NHP脫水法 由-丁內(nèi)酯(GBL)和乙醇胺(MEA)在催化劑和較高溫度下反應(yīng)生成N-羥乙基-1O-羥丁酰胺(HHBA)，閉環(huán)脫水得NHP( N-羥乙基-吡咯烷酮)，再脫水生成NVP。2.1.3 琥珀酸法 琥珀酸在高溫高壓下和乙醇胺、氫直接在

3、催化劑作用下制得NHP，再脫水生成NVP。2.1.4 乙炔和乙烯基醚法 在二氧六環(huán)中用汞鹽作催化劑進(jìn)行乙烯基交換，可制得NYP。2.1.5 琥珀酸酐和MEA反應(yīng)法 制得(-OCCH2CH2CO-)2NCH2CH2OH，而后在稀硫酸溶液中以鉛電極電解還原成NVP。2.1.6 乙烯和吡咯烷酮鈀的催化法 直接乙烯基化反應(yīng)制得NVP。以上方法，工業(yè)上成熟的路線是乙炔法。2.2 PVP的合成 N-乙烯基吡咯烷酮可以均聚，在140以上由熱引發(fā)本體聚合；由過氧化物引發(fā)的水溶液聚合、懸浮聚合也可共聚 NVP廣泛地用作共聚單體以改變某些價(jià)格較低的聚合物的性質(zhì)，提高親水性，增加對(duì)金屬、玻璃、尼龍等基材的粘接性，提

4、高軟化點(diǎn)，改進(jìn)乳化能力和染色能力等。反應(yīng)可以本體、溶液成乳液狀態(tài)進(jìn)行，溶劑包括水、苯、甲苯、丙酮等，引發(fā)劑為偶氨二異丁腈。均聚物PVP的相對(duì)分子質(zhì)量可以從1000到1000000不等，可形成不同規(guī)格的系列產(chǎn)品，以滿足不同的應(yīng)用要求。3 性質(zhì)3.1 物理性質(zhì)3-43.1.1 溶解性和互溶性 PVP除不溶于乙醚、丙酮、松節(jié)油、脂肪烴脂環(huán)烴等少數(shù)溶劑外，可溶于各種醇、胺、酰胺、鹵代烴、硝基烷烴及低分子脂肪酸，還能與大多數(shù)無機(jī)鹽和少量芳烴、酯相溶。PVP的一個(gè)顯著特征是其極易溶于水。3.1.2 成膜性和粘接性 PVP溶液可以澆鑄成透明光亮的薄膜，且有一定的挺度。PVP薄膜還具有優(yōu)良的粘接性能，可作為紙

5、張、玻璃和金屬的粘接劑。然而PVP薄膜有較強(qiáng)的吸濕性，其吸水率順序：羧甲基纖維素>PVP>聚乙烯醇。但PVP薄膜的吸濕性可通過與其它樹脂共聚或混溶改性來改善。3.2 化學(xué)性質(zhì)3-43.2.1 化學(xué)穩(wěn)定性 PVP有較好的熱穩(wěn)定性。在空氣中加熱低于l30140 時(shí)無明顯變化。溫度超過150PVP將發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)。有惰性氣體保護(hù)時(shí)PVP能承受較高溫度而在一定時(shí)間內(nèi)不發(fā)生明顯的降解。PVP對(duì)強(qiáng)堿較敏感，兩種水溶液混合加熱時(shí)，將很快發(fā)生凝膠化作用生成不溶于水的凝膠。3.2.2 表面活性 PVP的表面活性表現(xiàn)在：PVP具有增溶作用，在印染工業(yè)染色時(shí)作染料的增溶劑，和用于增加某些基本不溶于水而有藥

6、理活性的物質(zhì)的水溶性；分散作用，可使溶液中的有色物質(zhì)、懸浮液、乳液分散均勻并保持穩(wěn)定；吸附作用，易吸附在許多界面并在一定程度上降低界面表面張力。還表現(xiàn)有濕潤(rùn)、穩(wěn)泡、去污等作用，而廣泛地應(yīng)用于日用化工產(chǎn)品中。4 應(yīng)用4.1 在日用化工中的應(yīng)用5-114.1.1 化妝品 PVP的C-N-C=O基團(tuán)與蛋白質(zhì)的肽鍵性質(zhì)相似，對(duì)頭發(fā)和皮膚都有良好的保護(hù)作用，其單體NVP與醋酸乙烯的共聚物可用作多種護(hù)發(fā)用品的成膜劑和定型劑。NVP與長(zhǎng)鏈-烯烴共聚生成具有表面活性的成膜劑，具有抗水和防潮等特性；形成的薄膜具有水溶性，且透明清晰、光亮硬挺，已經(jīng)取代以往使用的天然蟲噴發(fā)膠。PVP具有良好的保濕性能，在乳液中具有

7、保護(hù)膠體的作用，可用作脂肪性和非脂肪性膏體的穩(wěn)定劑。PVP用在唇膏、眼影、睫毛油中可降低色素及某些成分對(duì)皮膚的刺激。PVP用于牙膏可以去除牙齒上的煙垢和其他污物，且具有潔白牙齒、預(yù)防牙蝕斑、治愈牙齦炎和口腔疾病的良好功效。4.1.2 洗滌用品 PVP具有優(yōu)良的抗污垢再沉淀性能，將其用于洗滌劑中，洗滌織物時(shí)可以防止串色，防止合成洗滌劑對(duì)皮膚的刺激性；尤其對(duì)合成纖維，此性能比羧甲基纖維素(CMC)類洗滌劑更突出。PVP與過氧化氫固體復(fù)合物配入洗滌劑中具有漂白、殺滅病菌的作用。PVP用在皂類中可提高塊皂的粘結(jié)強(qiáng)度提高皂片的強(qiáng)度及泡沫穩(wěn)定性，在衛(wèi)生皂中可與殺菌劑形成配合物從而降低對(duì)皮膚的刺激性。在制備

8、洗手液時(shí)加入聚維酮，能有效去除污垢和細(xì)菌，且能保護(hù)皮膚防止受刺激。4.2 在食品工業(yè)中的應(yīng)用5-11 聚乙烯吡咯烷酮可用于非營(yíng)養(yǎng)型甜味佐料的濃縮與穩(wěn)定，以及對(duì)維他命和礦物質(zhì)成分的濃縮提取。還可用作各種食品的包裝材料，采用PVP有利于包衣過程的自動(dòng)化生產(chǎn)，可降低包衣成型時(shí)間。4.3 在紡織染整工業(yè)中的應(yīng)用5-11 PVP與許多有機(jī)染料有很強(qiáng)的親和力，主要是由于PVP分子中的內(nèi)酰胺結(jié)構(gòu)與染料中的羥基、氨基等有機(jī)官能團(tuán)結(jié)合。它可與聚丙烯腈、酯、尼龍和纖維性材料等疏水性合成纖維結(jié)合，大大提高其染色力和親水性。PVP還可用作織物的抗塵污劑、剝色劑、染料快速還原劑和顏料的緩沖劑和分散劑。PVP與尼龍接枝共

9、聚后，生產(chǎn)的織物改善了抗?jié)癜櫺阅芎头莱毙?，而且在PVP存在下，大多數(shù)染料變得易溶解于水，增加了染料的染色能力，并使染整的纖維光澤鮮艷、持久。4.4 醫(yī)藥12-174.4.1 在口服固體射劑中用作粘合劑 由于其在水中和通常使用的有機(jī)溶劑中可溶， 使它實(shí)際上能在各種配方中使用。4.4.2 用作固體分散劑 為提高難溶性藥物的生物利用度和穩(wěn)定性，可采用固體分散技術(shù)，即將水不溶性藥物以極細(xì)的微?；蚍肿訝顟B(tài)分散于水溶性固態(tài)載體中，當(dāng)把這種混合物或經(jīng)熔融的凝固體放在液體中時(shí)，可溶性載體立即溶解，而藥物則以極細(xì)的微粒釋放出來，這樣釋放的微粒與未經(jīng)分散者相比能提高溶出度達(dá)數(shù)倍以上。4.4.3 用作薄膜包衣材料

10、通常規(guī)格的PVP作為藥用成膜材料，其柔韌性較理想。但PVP常與其它成膜材料如丙烯酸樹脂、蟲膠、甲基或乙基纖維素、醋酸纖維素等合用，以強(qiáng)其抗潮性能。在配制漿液時(shí)，要單獨(dú)用親水性溶媒溶解，最好用它來增加混合漿液的粘度。已證明它能應(yīng)用于水和有機(jī)溶劑兩種系統(tǒng)。4.4.4 在緩釋控釋制劑中的應(yīng)用 此類片劑的親水性骨架材料遇水即形成凝膠屏障，控制藥物通過凝膠層緩慢向外擴(kuò)散釋放， 改變骨架材料與藥物用量的比例等可調(diào)節(jié)釋藥速率。4.4.5 制備穩(wěn)定的維生素制劑 高度穩(wěn)定的油溶性維生素(A、D、E)可以在氫化油或蠟中制備固體溶液，隨后以極細(xì)的小珠形式分散在一種含有增塑劑的凝腔中。即使長(zhǎng)期暴鼯在相對(duì)高溫的空氣中，

11、這類產(chǎn)品仍然相當(dāng)穩(wěn)定。4.4.6 在口服液體制劑中用作穩(wěn)定劑 PVP K-90在口服液體劑型中具有廣泛的應(yīng)用?？捎糜诘玫骄鶆蚝头€(wěn)定的產(chǎn)品。4.4.7 在眼科及其它藥劑領(lǐng)域的應(yīng)用 12 濃度的K 90可用于緩和對(duì)眼的刺激；能增強(qiáng)隱形眼鏡清潔液的效果；與HPMC、甲基纖維索或聚乙烯醇相比，在處方中使用苯扎氯銨時(shí)，很少出現(xiàn)相容性問題；剝放入的隱形眼鏡的粘結(jié)損害極低；與其它聚合物相比，對(duì)0.1%托吡卡胺具有最高的生物相容性； 用于人工淚液，優(yōu)于聚乙烯醇；在長(zhǎng)效眼膜中可作為控釋層的致孔劑。4.5 其它5-11 PVP可用于防護(hù)膠體和鹵化銀的懸浮劑的制造，在鹵化銀顯影過程中，使用PVP做助劑，可避免雙色斑

12、點(diǎn)的產(chǎn)生。PVP是非常穩(wěn)定的酸性膠凝劑，它對(duì)鹽濃度敏感，在含水性粘土區(qū)域，它在使用高鹽濃度的聚合物驅(qū)油中特別適用。PVP與其它有機(jī)物配成水溶液注入油井下，可提高油田的采油率。隨著研究的不斷深入，未來PVP的發(fā)展將會(huì)開拓全新的應(yīng)用領(lǐng)域。5 前景18-20國(guó)外對(duì)PVP的研究和生產(chǎn)已有50多年的歷史，我國(guó)PVP的生產(chǎn)和應(yīng)用起步較晚，在產(chǎn)品的生產(chǎn)開發(fā)和應(yīng)用研究方面與國(guó)外相比存在較大差距。目前國(guó)內(nèi)年消費(fèi)量約為3000t，每年還需從國(guó)外進(jìn)口大量PVP產(chǎn)品以彌補(bǔ)國(guó)內(nèi)供需缺口?？傊?，隨著經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展和科技水平的不斷提高，新領(lǐng)域、新課題逐漸被人們所研發(fā)與開拓，PVP在國(guó)內(nèi)的需求量將持續(xù)增長(zhǎng)。因此，利用國(guó)內(nèi)外先

13、進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù)與設(shè)備、建成一套頗具規(guī)模的PVP裝置及產(chǎn)品的深加工體系，必將為企業(yè)提高經(jīng)濟(jì)效益、創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)價(jià)值、拓寬生產(chǎn)領(lǐng)域、發(fā)展替代產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。參考文獻(xiàn)1張華.聚乙烯吡咯烷酮的合成及應(yīng)用J.化工時(shí)刊.2002.(4):34-36.2 黎四芳,石稱華,林海青.聚乙烯吡略烷酮的制備研究J.化學(xué)世界.1999.(4):201-204.3 龍宇升,康正,廖列文,等.聚乙烯吡咯烷酮的性質(zhì)及測(cè)定J.廣州化學(xué).1999.27(2):33-35.4 王文祥.PVP的制備、性質(zhì)及應(yīng)用J.黎明化工.1995.(3):33-36.5 蔣毅民,陳小蘭.用途廣泛的聚乙烯吡咯烷酮J.化學(xué)工程師.1994.(3):36

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