POLIVINILPIRROLIDONE: STRUTTURA, PROPRIETÀ, USI, EFFETTI COLLATERALI - CHIMICA - 2025

Il polivinilpirrolidone (PVP) è un polimero del monomero N-vinilpirrolidone. Il polimero ha molti nomi, tra cui polividone e povidone. Il polivinilpirrolidone fu sintetizzato per la prima volta da Walter Reppe nel 1939.

Reppe ha reagito acetilene e formaldeide in presenza di acetilide di rame. Dopo diversi passaggi intermedi, ha ottenuto butirrolattone e, infine, il monomero vinilpirrolidone, che polimerizza per formare PVP per azione di alcuni catalizzatori.

Bottiglia con polvere di polivinilpirrolidone. Fonte: LHcheM / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)

L'immagine in alto mostra l'aspetto solido e amorfo di questo polimero. La sua struttura molecolare è del tipo a catena, la cui lunghezza media definisce la massa molare, la viscosità e altre proprietà di vari tipi di PVP.

Il polimero PVP ha numerose applicazioni industriali come additivo adesivo. È utilizzato nel rivestimento e nella produzione di fibre sintetiche. Viene anche utilizzato nelle creme per lo styling e nei cosmetici per la cura della pelle.

Inizialmente il PVP è stato utilizzato in medicina per sostituire o espandere il plasma. Tuttavia, è stato dimostrato che il PVP genera risposte allergiche.

Struttura

Formule strutturali del monomero vinilpirrolidone e polivinilpirrolidone. Fonte: Shinobu (talk) (lavoro derivato) / Pubblico dominio

Le formule strutturali sia del monomero di vinilpirrolidone che del polimero di polivinilpirrolidone sono mostrate sopra. Si noti che sono ammine terziarie cicliche.

Il gruppo vinile, -CH = CH ₂ , è responsabile del legame tra un monomero di vinilpirrolidone e un altro. Pertanto, a questa estremità è dove i monomeri si uniranno successivamente fino a formare una catena con unità C ₆ H ₉ NO.

Avendo un anello amminico, il PVP è un polimero basico, in grado di accettare protoni dal mezzo e di interagire efficacemente con le molecole d'acqua. Le loro interazioni sono tali che il polimero definisce un solido igroscopico.

Proprietà

Aspetto fisico

Polvere amorfa igroscopica bianca o leggermente gialla

Nomi

Il nome IUPAC per questo polimero è 1-etenilpirrolidin-2-one.

Formula chimica

(C ₆ H ₉ NO) _n

Massa molare

2.500 - 2.500.000 g / mol

Notare la gamma di masse molari che questo polimero può avere. Questo perché esistono diversi tipi di polivinilpirrolidone, ciascuno con proprietà e specifiche diverse. Ad esempio, il PVP è presentato come K-12, con una massa molare compresa tra 4.000 e 6.000; o come K-30, con una massa molare compresa tra 40.000 e 80.000

Il PVP può anche essere presentato come K-60, K-90, K-120, quest'ultimo con una massa molare compresa tra 2.100.000-3.000.000.

Odore e gusto

Inodore e insapore

Densità

1,2 g / cm ³

Punto di fusione

150-180 ºC

solubilità

È molto solubile in acqua, con una solubilità di 100 mg / mL. Allo stato secco può assorbire fino al 40% del suo peso in acqua.

È solubile in altri solventi polari come etanolo e metanolo. Ma insolubile in eteri, esteri e acetone.

pH

3.0 - 5.0

Stabilità

È stabile ma incompatibile con forti agenti ossidanti ed è anche sensibile alla luce.

Temperatura di autoaccensione

440 ºC

applicazioni

- Industriale

Vetro e ceramica

Il polivinilpirrolidone è spesso utilizzato nella produzione di bottiglie di vetro. Fonte: Pixnio.

Il polivinilpirrolidone è utilizzato come additivo negli adesivi, consentendo loro di essere utilizzati in vetro, metallo e plastica aumentandone la resistenza e la durezza. Questo polimero forma una pellicola resistente al grasso e aumenta il punto di rammollimento dei termoplastici.

Viene utilizzato come legante in ceramica, preparato a fuoco o ad alte temperature. Il legante si accende durante il processo di cottura, quindi non ha alcuna influenza sul prodotto finale. Nella produzione del vetro, il PVP funge da legante, lubrificante e agente di rivestimento.

Nelle fibre di vetro aiuta a fissare i coloranti. Inoltre, il PVP fa parte dei rivestimenti, degli inchiostri a sfera, dei disperdenti per pigmenti negli acquerelli per l'arte commerciale, del rivestimento della carta e della produzione di cere e lucidanti.

Applicazioni elettriche

Il PVP è utilizzato nella produzione di accumulatori, circuiti stampati, tubi catodici. È usato come legante per sali metallici o amalgama nelle batterie. Viene anche utilizzato nella placcatura in oro, nichel, rame e zinco.

Litografia e fotografia

Il PVP viene utilizzato nella produzione di emulsioni di alluminio, rivestimento di incisioni, stoccaggio e adesione di lastre litografiche, registrazione termica, ecc.

Metallurgia

Il PVP è utilizzato nella lavorazione di metalli ferrosi e non ferrosi, agendo come ingrediente nei rivestimenti che aiutano a rimuovere i materiali dalle loro superfici.

Stabilizzatore e chiarificante

Il PVP è un chiarificante per birra e vino, in quanto ne migliora la trasparenza, il colore e il sapore.

- Medicinale

Eccipiente e disperdente

Il PVP è usato come eccipiente e disperdente in compresse, granuli e iniezioni. Inoltre stabilizza enzimi e farmaci sensibili al calore.

Espansore del volume del plasma

Il PVP iniziò ad essere utilizzato nel 1950 come sostituto del plasma in pazienti con traumi gravi. Ma a causa della sua azione allergenica e del suo accumulo nel fegato, nella milza e nei polmoni, non veniva più utilizzato per questo scopo.

Azione antibatterica

Il PVP si accoppia con lo iodio, fungendo da vettore per sfruttare l'azione disinfettante. Il complesso PVP-iodio o povidone-iodio è presente in saponi e unguenti, svolgendo un'importante azione disinfettante.

Importanza oftalmologica

Il PVP viene utilizzato nelle lenti a contatto, svolgendo una funzione idratante e lubrificante. Alcuni preparati per uso oftalmico contengono PVP nella loro formula.

- Altri

Cura personale

Il PVP è usato come lozione per fissare i capelli e come lacca per capelli. Viene aggiunto alle creme solari per migliorare le sue condizioni idratanti e lubrificanti. Inoltre, il PVP è incorporato in creme e lozioni per la pulizia e la cura della pelle.

Cromatografia

Il PVP viene utilizzato come liquido di fissaggio nella gascromatografia.

Effetti collaterali

Dal 1950 il PVP iniziò ad essere utilizzato per espandere il plasma in pazienti con traumi gravi. Tuttavia, si è scoperto che causa il rilascio di istamina: un mediatore amminico dei processi allergici. E inoltre, il PVP è finito sequestrato nel fegato e nella milza.

Il PVP può causare fibrosi interstiziale polmonare che può essere invertita se l'esposizione al polimero non è prolungata. Sono stati segnalati diversi episodi di processi allergici, che potrebbero essere correlati alla PVP; soprattutto quando viene a contatto con fluidi corporei sottocutanei.

È stato segnalato un caso di orticaria correlato all'uso di prodotti per capelli in cui era presente PVP. Allo stesso modo, si è verificato un caso di allergia in un paziente trattato con PVP-iodio, sottolineando anche il ruolo allergenico del PVP in alcuni casi di dermatite.

Riferimenti

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