POLYVINYLPYRROLIDONE: STRUCTURE, PROPRIÉTÉS, UTILISATIONS, EFFETS SECONDAIRES - CHIMIE - 2025

La polyvinylpyrrolidone (PVP) est un polymère de monomère N-vinylpyrrolidone. Le polymère porte de nombreux noms, y compris la polyvidone et la povidone. La polyvinylpyrrolidone a été synthétisée pour la première fois par Walter Reppe en 1939.

Reppe a fait réagir l'acétylène et le formaldéhyde en présence d'acétylure de cuivre. Après plusieurs étapes intermédiaires, on obtient la butyrolactone, et enfin, le monomère vinylpyrrolidone, qui polymérise pour former du PVP par action de certains catalyseurs.

Flacon avec de la poudre de polyvinylpyrrolidone. Source: LHcheM / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)

L'image du haut montre l'aspect solide et amorphe de ce polymère. Sa structure moléculaire est du type chaîne, dont la longueur moyenne définit la masse molaire, la viscosité et d'autres propriétés de divers types de PVP.

Le polymère PVP a de nombreuses applications industrielles en tant qu'additif adhésif. Il est utilisé dans le revêtement et dans la fabrication de fibres synthétiques. Il est également utilisé dans les crèmes coiffantes et dans les cosmétiques de soin de la peau.

Initialement, la PVP était utilisée en médecine pour remplacer ou augmenter le plasma. Cependant, il a été démontré que la PVP génère des réponses allergiques.

Structure

Formules structurales du monomère vinylpyrrolidone et polyvinylpyrrolidone. Source: Shinobu (discussion) (travail dérivé) / Domaine public

Les formules structurales du monomère vinylpyrrolidone et du polymère polyvinylpyrrolidone sont indiquées ci-dessus. Notez qu'il s'agit d'amines tertiaires cycliques.

Le groupe vinyle, -CH = CH ₂, est responsable de la liaison d'un monomère de vinylpyrrolidone à un autre. C'est donc à cette extrémité que les monomères se rejoindront successivement jusqu'à former une chaîne avec des unités C ₆ H ₉ NO.

En ayant un anneau aminé, la PVP est un polymère basique, capable d'accepter les protons du milieu et d'interagir efficacement avec les molécules d'eau. Leurs interactions sont telles que le polymère définit un solide hygroscopique.

Propriétés

Apparence physique

Poudre amorphe hygroscopique blanche ou légèrement jaune

Des noms

Le nom IUPAC de ce polymère est 1-éthénylpyrrolidine-2-one.

Formule chimique

(C ₆ H ₉ NON) _n

Masse molaire

2 500 à 2 500 000 g / mol

Notez la gamme de masses molaires que ce polymère peut avoir. En effet, il existe plusieurs types de polyvinylpyrrolidone, chacun avec des propriétés et des spécifications différentes. Par exemple, la PVP est présentée comme K-12, avec une masse molaire entre 4 000 et 6 000; ou comme K-30, avec une masse molaire entre 40 000 et 80 000

La PVP peut également être présentée comme K-60, K-90, K-120, ce dernier ayant une masse molaire comprise entre 2 100 000 et 3 000 000.

Odeur et goût

Inodore et insipide

Densité

1,2 g / cm ³

Point de fusion

150 à 180 ºC

Solubilité

Il est très soluble dans l'eau, avec une solubilité de 100 mg / mL. A l'état sec, il peut absorber jusqu'à 40% de son poids en eau.

Il est soluble dans d'autres solvants polaires tels que l'éthanol et le méthanol. Mais insoluble dans les éthers, les esters et l'acétone.

pH

3,0 à 5,0

Stabilité

Il est stable mais incompatible avec les agents oxydants puissants, et il est également sensible à la lumière.

La température d'auto-inflammation

440 ºC

Applications

- Industriel

Verre et céramique

La polyvinylpyrrolidone est fréquemment utilisée dans la fabrication de bouteilles en verre. Source: Pixnio.

La polyvinylpyrrolidone est utilisée comme additif dans les adhésifs, leur permettant d'être utilisée dans le verre, le métal et le plastique en augmentant leur résistance et leur dureté. Ce polymère forme un film résistant aux graisses et élève le point de ramollissement des thermoplastiques.

Il est utilisé comme liant dans les céramiques, préparé au feu ou à haute température. Le liant s'enflamme pendant le processus de cuisson, il n'a donc aucune influence sur le produit final. Dans la fabrication du verre, le PVP agit comme liant, lubrifiant et agent de revêtement.

Dans les fibres de verre, il aide à fixer les colorants. En outre, le PVP fait partie des revêtements, des encres à bille, des dispersants de pigments dans les aquarelles pour l'art commercial, du couchage du papier et dans la fabrication de cires et de vernis.

Applications électriques

Le PVP est utilisé dans la fabrication de batteries d'accumulateurs, de circuits imprimés, de tubes cathodiques. Il est utilisé comme liant pour les sels métalliques ou les amalgames dans les batteries. Il est également utilisé dans le placage d'or, de nickel, de cuivre et de zinc.

Lithographie et photographie

Le PVP est utilisé dans la production d'émulsions d'aluminium, le revêtement de gravures, le stockage et l'adhésion de plaques lithographiques, l'enregistrement thermique, etc.

Métallurgie

Le PVP est utilisé dans le traitement des métaux ferreux et non ferreux, agissant comme un ingrédient dans les revêtements qui aident à éliminer les matériaux de leurs surfaces.

Stabilisateur et clarifiant

Le PVP est un clarifiant pour la bière et le vin, car il améliore leur transparence, leur couleur et leur saveur.

- Médicinal

Excipient et dispersant

La PVP est utilisée comme excipient et dispersant dans les comprimés, les granulés et les injections. Il stabilise également les enzymes et les médicaments sensibles à la chaleur.

Expanseur de volume plasma

La PVP a commencé à être utilisée en 1950 comme substitut du plasma chez les patients souffrant de traumatismes graves. Mais en raison de son action allergénique et de son accumulation dans le foie, la rate et les poumons, il n'était plus utilisé à cette fin.

Action antibactérienne

Le PVP se couple avec l'iode, servant de support pour profiter de l'action désinfectante. Le complexe PVP-iode ou povidone-iode est présent dans les savons et les onguents, remplissant une action désinfectante importante.

Importance ophtalmologique

Le PVP est utilisé dans les lentilles de contact, remplissant une fonction hydratante et lubrifiante. Certaines préparations à usage ophtalmique contiennent du PVP dans leur formule.

- Autres

Soins personnels

Le PVP est utilisé comme lotion de fixation des cheveux, ainsi que comme laque pour les cheveux. Il est ajouté aux crèmes solaires pour améliorer son état hydratant et lubrifiant. De plus, le PVP est incorporé dans les crèmes et lotions pour le nettoyage et les soins de la peau.

Chromatographie

Le PVP est utilisé comme liquide de fixation en chromatographie gazeuse.

Effets secondaires

Depuis 1950, la PVP a commencé à être utilisée pour augmenter le plasma chez les patients souffrant de traumatismes graves. Cependant, il a été découvert qu'il provoquait la libération d'histamine: une amine médiateur des processus allergiques. Et qu'en plus, le PVP a fini par être séquestré dans le foie et la rate.

La PVP peut provoquer une fibrose interstitielle pulmonaire qui peut être inversée si l'exposition au polymère n'est pas prolongée. Plusieurs épisodes de processus allergiques ont été signalés, qui pourraient être liés à la PVP; surtout lorsqu'il entre en contact avec des fluides corporels sous-cutanés.

Un cas d'urticaire a été signalé lié à l'utilisation de produits capillaires dans lesquels de la PVP était présente. De même, il y a eu un cas d'allergie chez un patient traité par PVP-iode, soulignant également le rôle allergénique de la PVP dans certains cas de dermatite.

Références

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