Интересное
  • Виктор
  • Статьи
  • 3 мин. чтения

Поливинилпирролидон (ПВПД)

Поливинилпирролидон обладает целым комплексом интересных, а в некоторых отношениях уникальных, свойств, что позволяет использовать его в самых разнообразных областях. Однако основной областью его применения является медицина.



Поливинилпирролидон (ПВПД) имеет следующую формулу:



Применение ПВПД


Наибольшее применение ПВПД получил в медицине как заменитель плазмы крови, для дезинтоксикации организма, пролонгации действия некоторых лекарств (новокаина, пенициллина) и как связующий материал для изготовления лекарственных препаратов в виде таблеток. Лекарственные препараты на основе ПВПД выпускают в различных странах под названием перистон (Германия), макроза (США), гемовинил, гемодез (Россия). В текстильной промышленности ПВПД используется для снятия краски с плохо окрашенных тканей и как активатор для улучшения окрашиваемости синтетических волокон; в фотографии – для изготовления эмульсий; в косметике – как растворитель и загуститель.


В зависимости от величины молекулярной массы поливинилпирролидон используют:

– для выведения токсических веществ из организма (полимер с низкой молекулярной массой – ~ 10 000-15 000);

– в качестве основы плазмозаменяющих растворов (полимер со средней молекулярной массой – 25 000–40 000) при переливании крови;

– для пролонгирования действия лекарств (полимер с высокой молекулярной массой – ~ 60 000);

– в качестве энтеросорбента (в сшитой форме).


Основные зарубежные производители это – Ashland, BASF SE (Kollidon), Nippon Shokubai Co. Ltd(PVP K30, K85 K90), Boai NKY Pharmaceuticals Ltd (KoVidone) и Zhangzhou Huafu Chemical Co. Ltd, в СНГ же производством ПВПД занимается толькоООО «АК Синтвита», в ассортименте которых ПВПД марок 8000, 12600 и 35000, где цифры означают молекулярную массу.


Структура и свойства ПВПД


ПВПД – аморфный полимер белого цвета линейного строения, молекулярная масса от нескольких сотен до нескольких сотен тысяч в зависимости от условий получения.

Температура размягчения (Тразм.) составляет 140 – 160 0С, плотность при 20 0С – 1,19 г/см3 . 0

ПВПД легко растворим в воде и большинстве органических растворителей: низших алифатических дикарбоновых кислотах, кетонах, спиртах, ароматических углеводородах и др.; не растворим в эфирах, алифатических и алициклических углеводородах. Гигроскопичен, при комнатной температуре сухой может сохраняться без разложения. В результате длительного нагревания при 140 – 150 0С ПВПД окрашивается в коричневый цвет и теряет растворимость, а при 230 – 270 0С деполимеризуется. ПВПД проявляет высокую склонность к комплексообразованию, связывая многие соединения, в том числе красители, лекарственные вещества, витамины и токсины. Растворы ПВПД обладают большой абсорбционной способностью.


Прямое винилирование α-пирролидона ацетиленом


Прямое винилирование α-пирролидона ацетиленом осуществляют при 373-573 К и давлении 1,5-4 МПа. В этих условиях ацетилен способен разлагаться со взрывом:



При атмосферном давлении разложение происходит лишь при взрыве детонатора. В условиях реакции винилирования при высоком давлении энергия, необходимая для инициирования распада ацетилена, очень мала, что делает процесс взрывоопасным. В связи с этим для проведения реакции винилирования разработаны специальные технология и аппаратура. Одним из путей снижения взрывоопасности производства является разбавление ацетилена инертными газами, например азотом или парами реагирующих веществ. За рубежом процесс проводят, как правило, с применением ацетилено-азотных смесей. В России используется оригинальный метод винилирования, разработанный А.Е. Фаворским и М.Ф. Шостаковским, в котором разбавление ацетилена осуществлется парами винилируемого агента или образующегося винилового производного.


Процесс винилирования пирролидона практически состоит из пяти стадий:



Бутиндиол-1,4 синтезируют, пропуская ацетилен и 30%-ный водный раствор формальдегида через колонну, содержащую ацетиленид меди, при 373 К и 0,5-0,7 МПа. Полученный 35%-ный водный раствор бутиндиола-1,4 гидрируют под давлением 20 МПа на никелевом катализаторе. Образующийся бутандиол-1,4 дегидрируют с почти количественным выходом до Ύ-бутиролактона при 523 К в присутствии медного катализатора. Ύ-Бутиролактон нагревают с безводным аммиаком в автоклаве при 443-453 К и повышенном давлении. Винилирование α- пирролидона проводят ацетиленом, разбавленным азотом, при температуре 373-378 К и давлении 1,5 МПа в присутствии катализаторов основного характера.

В качестве катализаторов используют оксиды и гидроксиды щелочных и щелочноземельных металлов, алкоголяты, соли лактамов, имидов, амидов. В присутствии даже небольших количеств воды процесс не идет. Для винилирования α-пирролидона используют в качестве растворителя тетрагидрофуран, Nметилпирролидон, метилаль, диметоксиэтан, диоксан, диметиловый эфир тетраэтиленгликоля. В присутствии щелочного катализатора реализуется следующий ионный механизм реакции:


Реакция протекает через промежуточное образование непредельного металлорганического соединения. При последующем взаимодействии его с молекулой исходного реагента образуется винильное производное.


Косвенное винилирование α-пирролидона


Проблемы технологии прямого винилирования, связанные с применением ацетилена при повышенном давлении, побудили к поиску альтернативных путей получения α-пирролидона. В настоящее время разработаны способы косвенного винилирования α-пирролидона, т.е. введения винильной группы в результате ряда химических превращений без применения ацетилена.


В промышленности N-винилпирролидон получают дегидрогалогенированием N-(β-хлорэтил)пирролидона, пиролизом простых и сложных эфиров N-(β- гидроксиэтил)пирролидона, а также дегидратацией N-(β- гидроксиэтил)пирролидона


Дегидрогалогенирование N-(β-хлорэтил)пирролидона. Получение N-винилпирролидона этим методом можно представить следующей общей схемой:



Смесь Ύ-бутиролактона и моноэтаноламина при 453-463 К превращается в N-(β-гидроксиэтил)пирролидон с выходом 90%. Последний реагирует с тионилхлоридом при температуре, не превышающей 308 К, и из смеси выделяют N-(β-хлорэтилпирролидон). Его выход составляет 76%. Отщепление хлорида водорода от N-(β-хлорэтил)пирролидона протекает чрезвычайно легко при действии спиртовых растворов щелочей при 293-308 К. Переход от N-(β-хлорэтил)пирролидона к N-винилпирролидону можно осуществить также методом олефинового расщепления через N-(β- пирролидонил)этилтриметиламмонийиодат:



Образующуюся четвертичную соль обрабатывают оксидом серебра в растворе метилового спирта. Ее выход составляет 55%. Из смеси выделяют Nвинилпирролидон с выходом 81%.


Пиролиз простых и сложных эфиров.


N-Винилпирролидон получают также пиролизом ацетата N-(β-гидрокси-этил)пирролидона. Процесс можно описать следующей общей схемой:


 



Взаимодействие янтарной кислоты и моноэтаноламина осуществляют при 423 К, выход N-(β-гидроксиэтил)сукцинимида составляет 90-92%. Последний восстанавливают в 50%-ном растворе серной кислоты на свинцовых анодах при 274-278 К. N-(β-гидроксиэтил)пирролидон образуется с выходом выше 55%. Его ацетилируют уксусным ангидридом. Выход ацетильного производного составляет ~ 90%. Пиролизом ацетата при 733 К получают N-винилпирролидон с выходом 50%.


Дегидратация N-(β-гидроксиэтил)пирролидона. При получении N-винилпирролидона по этому методу N-(β-оксиэтил)пирролидон пропускают в парообразном состоянии при 573-673 К и пониженном давлении над активированным оксидом алюминия (93% Аl2O3, 2% Fe2O3, 5% КОН). Целевой продукт получают с выходом 80%. В большинстве методов синтеза N-винилпирролидона основным промежуточным продуктом является N-(β-гидроксиэтил)пирролидон. Помимо привеЯнтарная кислота NaI + (CH3)3N Ag2O 733 К 228 денных выше способов его можно получить также из α-пирролидона и этиленоксида:



Source: https://oaoo.ru/polimer/polivinilpirrolidon-pvpd.html

Межтекстовые Отзывы
Посмотреть все комментарии
guest

Термопластичный эластомер вред и отзывы

Термоэластопласты широко востребованы во многих отраслях деятельности. Некоторые люди считают материал вредным для здоровья, поскольку он имеет полимерную...

Термопласты

Термопласты (термопластичные материалы) – класс полимеров, характеризующийся способностью обратимо изменять агрегатное состояние в зависимости от температуры без изменения...

Чем пластмассы отличаются от полимеров

Многие воспринимают полимеры и пластмассу как синонимы, но это не всегда так. Между этими материалами много как общего,...

Полидициклопентадиен (PDCPD, ПДЦПД)

Полидициклопентадиен (PDCPD, ПДЦПД) является термореактивным полимером который образуется посредством метатезисной полимеризации с раскрытием кольца (ROMP) дициклопентадиена (DCPD, ДЦПД)....

Нуклеаторы (осветляющие добавки)

Нуклеаторы – это структурообразователи, предназначенные для увеличения уровня прозрачности готовых пластмасс и изделий из них за счет производственного...

МЧС: в Подмосковье на площади 8 тыс. “квадратов” горит цех по выпуску полимеров

МОСКВА, 11 янв — ПРАЙМ. Кровля цеха по производству полимерной продукции горит на 8 тысячах квадратных метров в поселке Обухово Московской области, предварительно,...

Полифениленоксид

Сокращения: ПФО, РРО Тип полимера: ароматический полиэфир Полифениленоксид (ПФО) представляет собой аморфный термопластичный полиарилен с уникальными...

Ультразвуковая сварка металлов и полимеров

Содержание: Характеристика метода Преимущества Используемое оборудование Особенности технологии Интересное видео Ультразвук применяется везде, включая промышленную сферу. Особую значимость...

Этиленгликоль

Этиленгликоль – простейший двухатомный спирт ряда гликолей. В промышленных масштабах этиленгликоль начали получать в Германии в период первой...

Бутадиен-стирольные каучуки (БСК)

Сополимеры стирола с бутадиеном – это бутадиен-стирольные каучуки (БСК), ассортимент которых отличается большим разнообразием. В макромолекуле...

Поливинилацетат

Сокращения: ПВА, PVAC Тип полимера: Термопласты Химическая формула: (C4H6O2)n Поливинилацетат – аморфный термопласт, получаемый в результате...

Прессматериалы

Аминопласты Пресс-порошки с аминоальдегидным связующим, в которых в качестве наполнителей используется древесная, либо кварцевая мука, каолин...

Сшивающие агенты (отверждающие добавки)

Сшивающие агенты используются в полимерных композициях для сшивания линейных макромолекул в единую трехмерную сетку на определенной стадии переработки....

Антипирены

Антипирены применяются с целью снижения горючести предметов, имеющих полимерную природу. Антипирениты также именуют замедлителями горючести, они играют важную...

Применение полимеров в строительстве

Благодаря превосходным эксплуатационным свойствам полимеры в строительстве получили широкое применение. Среди всех сырьевых материалов одним из самых распространенных...

Декоративный бумажно-слоистый пластик (ДБСП)

Другие названия и сокращения: ДБСП Декоративный бумажно-слоистый пластик – материал для декоративной отделки поверхностей (мебели, стен,...

Каучук уретановый (СКУ)

Уретановые каучуки (российская марка СКУ) являются одним из видов полиуретанов – высокомолекулярных соединений, содержащих в основной цепи макромолекулы...

Полиакрилонитрил

Сокращения: ПАН, полинак Тип полимера: Полиакрилаты Химическая формула: (-CH2-CH(CN)-)n Полиакрилонитрил (поливинилцианид, полинак, ПАН) – каучукоподобный полимер,...

Сэвилен (ЭВА)

Сокращения: СЭВА, СЭВ, ЭВА Тип полимера: Полиолефины Сэвилен – это сополимеры этилена с винилацетатом, которые отличаются...

Подошва ТЭП или полиуретан что лучше?

Подошва во многом определяет комфорт во время ходьбы и срок службы обуви. Эксплуатационные свойства платформы зависят от материала,...