ポリビニルピロリドン：構造、特性、用途、副作用 - 化学 - 2025

ポリビニルピロリドン（PVP）は、N-ビニルピロリドンモノマーのポリマーです。ポリマーは、ポリビドンやポビドンなど、多くの名前で呼ばれています。ポリビニルピロリドンは、1939年にWalter Reppeによって最初に合成されました。

レッペは銅アセチリドの存在下でアセチレンとホルムアルデヒドを反応させた。いくつかの中間ステップの後、彼はブチロラクトン、そして最後に、特定の触媒の作用により重合してPVPを形成するモノマーのビニルピロリドンを得た。

ポリビニルピロリドン粉末のボトル。出典：LHcheM / CC BY-SA（https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0）

上の画像は、このポリマーの固体およびアモルファスの外観を示しています。その分子構造は鎖タイプであり、その平均長は、さまざまなタイプのPVPのモル質量、粘度、その他の特性を定義します。

PVPポリマーには、接着剤添加剤として数多くの工業用途があります。コーティングや合成繊維の製造に使用されます。スタイリングクリームやスキンケア化粧品にも使用されます。

当初、PVPは、血漿を置換または拡張するために医学で使用されていました。ただし、PVPがアレルギー反応を引き起こすことが示されています。

構造

モノマーのビニルピロリドンおよびポリビニルピロリドンの構造式。出典：忍（トーク）（派生作品）／パブリックドメイン

ビニルピロリドンモノマーとポリビニルピロリドンポリマーの両方の構造式を上に示します。それらは環状第三アミンであることに注意してください。

ビニル基-CH = CH ₂は、あるビニルピロリドンモノマーが別のビニルピロリドンモノマーに結合する原因となります。したがって、この端で、モノマーはC ₆ H ₉ NO ユニットと鎖を形成するまで連続的に結合します。

アミノ環を持つことで、PVPは基本的なポリマーであり、媒体からプロトンを受け入れ、水分子と効果的に相互作用することができます。それらの相互作用は、ポリマーが吸湿性の固体を定義するようなものです。

プロパティ

外見

吸湿性の白色またはわずかに黄色の無定形粉末

お名前

このポリマーのIUPAC名は、1-エテニルピロリジン-2-オンです。

化学式

（C ₆ H ₉いいえ）_n

モル質量

2,500-2,500,000 g / mol

このポリマーが持つことができるモル質量の範囲に注意してください。これは、いくつかの種類のポリビニルピロリドンがあり、それぞれに異なる特性と仕様があるためです。たとえば、PVPはK-12として提示され、モル質量は4,000〜6,000です。またはK-30として、モル質量が40,000〜80,000

PVPは、K-60、K-90、K-120として提示することもできます。後者は、分子量が2,100,000〜3,000,000の間です。

においと味

無臭無味

密度

1.2 g / cm ³

融点

150〜180ºC

溶解度

水に非常に溶けやすく、溶解度は100 mg / mLです。乾燥状態では、その重量の最大40％を水に吸収できます。

エタノールやメタノールなどの他の極性溶媒に可溶です。ただし、エーテル、エステル、アセトンには不溶。

pH

3.0-5.0

安定

安定していますが、強力な酸化剤とは相性が悪く、光にも敏感です。

自己発火温度

440ºC

用途

-産業

ガラスとセラミック

ポリビニルピロリドンはガラス瓶の製造によく使用されます。出典：Pixnio。

ポリビニルピロリドンは接着剤の添加剤として使用されており、ガラス、金属、プラスチックの強度と硬度を高めることで使用できます。このポリマーは、耐油性フィルムを形成し、熱可塑性樹脂の軟化点を上げます。

セラミックスのバインダーとして、火や高温で使用されます。バインダーは調理中に発火するため、最終製品には影響しません。ガラスの製造において、PVPはバインダー、潤滑剤、コーティング剤として機能します。

ガラス繊維では、染料を固定するのに役立ちます。さらに、PVPは、コーティング、ボールペンインク、商業アート用の水彩絵の具の顔料分散剤、紙のコーティング、およびワックスやつや出し剤の製造の一部です。

電気アプリケーション

PVPは、蓄電池、プリント回路、ブラウン管の製造に使用されます。電池の金属塩やアマルガムのバインダーとして使用されます。金、ニッケル、銅、亜鉛メッキにも使用されます。

リソグラフィと写真

PVPは、アルミニウムエマルジョンの製造、彫刻のコーティング、平版の保管と接着、熱記録などに使用されます。

冶金

PVPは、鉄および非鉄金属の処理に使用され、表面から材料を除去するコーティングの成分として機能します。

安定剤と清澄剤

PVPは、ビールやワインの透明度、色、風味を改善するため、清澄剤です。

-薬用

賦形剤および分散剤

PVPは、錠剤、顆粒剤、注射剤の賦形剤および分散剤として使用されます。また、酵素や熱に敏感な薬物を安定させます。

血漿量エキスパンダー

PVPは、重度の外傷患者の血漿の代わりとして1950年に使用され始めました。しかし、そのアレルゲン作用、および肝臓、脾臓、肺への蓄積のため、この目的には使用されなくなりました。

抗菌作用

PVPはヨウ素と結合し、消毒作用を利用するための担体として機能します。PVP-ヨウ素またはポビドン-ヨウ素複合体は、石鹸や軟膏に存在し、重要な消毒作用を発揮します。

眼科的重要性

PVPは、コンタクトレンズに使用され、保湿機能と潤滑機能を果たします。眼科用製剤の中には、処方にPVPを含むものがあります。

-その他

パーソナルケア

PVPはヘアスプレーだけでなく、ヘアローションとしても使用されます。それは日焼け止めクリームに加えられて、その保湿と潤滑状態を改善します。さらに、PVPはクリームやローションに含まれており、クリーニングやスキンケアに使用されます。

クロマトグラフィー

PVPはガスクロマトグラフィーの固定液として使用されます。

副作用

1950年以来、PVPは重度の外傷患者の血漿を拡張するために使用され始めました。しかし、それはヒスタミンの放出を引き起こすことがわかった：アレルギープロセスのアミンメディエーター。さらに、PVPは肝臓と脾臓に隔離されました。

PVPは、肺間質性線維症を引き起こす可能性があり、ポリマーへの曝露が長期化しない場合は、これを元に戻すことができます。アレルギー過程のいくつかのエピソードが報告されていますが、これはPVPに関連している可能性があります。特に皮下の体液と接触する場合。

じんましんの症例は、PVPが存在したヘア製品の使用に関連して報告されています。同様に、PVP-ヨウ素で治療された患者にアレルギーの症例があり、皮膚炎のいくつかの症例におけるPVPのアレルゲンの役割も指摘しています。

参考文献

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