پلی وینیل پیرولیدون | PVP K30

PVP K30 یا پلی‌ وینیل‌ پیرولیدون چیست و چه کاربردی دارد؟

PVP K30 یا پلی‌ وینیل‌ پیرولیدون K30 یک پلیمر سنتزی است که به دلیل ویژگی‌های خاص خود در بسیاری از صنایع به‌ کار می‌رود. این ماده سفید رنگ که فرمول شیمیایی آن C6H9NO)n) است به عنوان یک همو پلیمر از مونومر N-وینیل‌ پیرولیدون تولید می‌شود. PVP K30 با داشتن خواص انحلال‌ پذیری در آب و الکل، چسبندگی خوب و سازگاری با بسیاری از مواد شیمیایی، در کاربردهای مختلفی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

خرید PVP K30

جهت خرید PVP K30 می توانید به شرکت های وارد کننده این ماده که یکی از آن ها شرکت نماشیمی می باشد مراجعه کنید. جهت استعلام قیمت و خرید می توانید با کارشناسان این شرکت در تماس باشید.

تاریخچه تولید PVP K30

PVP اولین بار در دهه ۱۹۳۰ توسط شیمیدان آلمانی والتر ریپاس توسعه داده شد. در ابتدا به عنوان جایگزین برای پلاستیک در صنایع دارویی پیشنهاد شد. با گذر زمان، استفاده از این پلیمر در صنایع مختلف گسترش یافت و اکنون یکی از اجزای مهم در فرمولاسیون‌های صنعتی است.

روش‌های تولید PVP K30

تولید پلی‌ وینیل‌ پیرولیدون (PVP K30) از طریق پلیمرسازی مونومر N-وینیل‌پیرولیدون (NVP) انجام می‌شود. دو روش عمده برای این پلیمرسازی وجود دارد: پلیمرسازی محلولی و پلیمرسازی توده‌ای. در ادامه هر کدام از این روش‌ها با جزئیات بیشتری بررسی می‌شوند.

پلیمرسازی محلولی (Solution Polymerization)

در این روش، مونومر NVP در حضور یک حلال مناسب و یک آغازگر پلیمر سازی (کاتالیزور) مانند پراکسیدهای آلی یا رادیکال‌های آزاد به پلیمر تبدیل می‌شود. این فرآیند از محبوب‌ترین روش‌های تولید PVP است زیرا می‌توان به راحتی شرایط واکنش و وزن مولکولی پلیمر نهایی را کنترل کرد.

مراحل پلیمرسازی محلولی

حل کردن مونومر در حلال

در این مرحله مونومر NVP در یک حلال مانند اتانول، ایزوپروپانول یا آب حل می‌شود. نوع حلال می‌تواند بر خواص نهایی پلیمر و همچنین سرعت واکنش تأثیر بگذارد.

افزودن آغازگر (کاتالیزور)

یک آغازگر مانند آزوبیس‌ ایزوبوتیرونیتریل (AIBN) یا پراکسیدها به محلول اضافه می‌شود تا واکنش پلیمرسازی آغاز شود. این آغازگر با شکستن پیوندهای دوگانه مونومر، تولید رادیکال‌های آزاد می‌کند که منجر به شروع پلیمرسازی می‌شود.

کنترل دما و فشار

پلیمرسازی معمولاً در دمای کنترل شده بین 50 تا 90 درجه سانتی‌گراد و در فشار اتمسفری یا کمی بالاتر انجام می‌شود. دما و فشار بهینه برای حفظ کنترل بر وزن مولکولی و ویسکوزیته محصول نهایی تنظیم می‌شود.

واکنش تکمیل

پس از گذشت زمان مشخص، واکنش به پایان می‌رسد و پلیمر به‌ دست آمده در محلول باقی می‌ماند.

خالص‌ سازی و جداسازی پلیمر

پس از واکنش، حلال و هرگونه باقی‌ مانده مونومر باید از پلیمر جدا شوند. این جداسازی معمولاً از طریق تقطیر حلال یا خشک کردن با اسپری (spray drying) انجام می‌شود.

پلیمرسازی توده‌ای (Bulk Polymerization)

در این روش پلیمرسازی، مونومر NVP مستقیماً و بدون استفاده از حلال تحت واکنش قرار می‌گیرد. در اینجا نیز از آغازگرهایی برای شروع واکنش استفاده می‌شود، اما به دلیل غیاب حلال، این روش یک فرایند پلیمر سازی در حالت جامد محسوب می‌شود.

مراحل پلیمرسازی توده‌ای

اضافه کردن آغازگر

مونومر خالص NVP با مقدار مشخصی آغازگر (مانند پراکسیدها) مخلوط می‌شود.

اعمال حرارت و فشار

واکنش پلیمر سازی با اعمال حرارت شروع می‌شود. دمای واکنش معمولاً در حدود 70 تا 120 درجه سانتی‌گراد است و در فشار کمی بالاتر از اتمسفر انجام می‌شود.

تشکیل پلیمر

به‌ مرور زمان، زنجیره‌های پلیمری از مونومرها تشکیل می‌شوند و پلیمر جامد به‌ دست می‌آید. در این فرآیند، حجم واکنشگرها به شدت کاهش می‌یابد زیرا هیچ حلالی برای رقیق‌کردن وجود ندارد.

خالص‌سازی و آسیاب کردن پلیمر

محصول نهایی معمولاً به صورت جامد و با چگالی بالا به‌دست می‌آید که به فرآیند آسیاب کردن یا خرد کردن نیاز دارد تا به شکل پودر یا دانه‌ای تبدیل شود.

پلیمرسازی معلق (Suspension Polymerization)

این روش ترکیبی از روش‌های محلولی و توده‌ای است و برای کنترل بهتر واکنش استفاده می‌شود. در این روش، مونومر در یک فاز مایع به‌ صورت معلق نگه داشته می‌شود و پلیمرسازی در درون فاز معلق انجام می‌گیرد. این روش بیشتر برای تولید پلیمرهای با ویسکوزیته بالا مناسب است.

مراحل پلیمرسازی معلق

مونومر به صورت معلق

مونومر NVP در فاز مایع (مانند آب) به‌ صورت قطرات کوچک نگه داشته می‌شود.

اضافه کردن آغازگر

آغازگر به سیستم اضافه شده و واکنش پلیمر سازی در داخل قطرات معلق مونومر انجام می‌شود.

پایان واکنش و جداسازی

پلیمرهای جامد حاصل به شکل دانه‌ها یا گلوله‌های کوچک از سیستم جدا می‌شوند.

قیمت PVP K30

برای مشاهده قیمت این ماده و سایر مواد شیمیایی صنایع دارویی و غذایی و صنایع آرایشی و بهداشتی می توانید به سایت شرکت نماشیمی مراجعه و یا با همکاران ما تماس بگیرید.

ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی PVP K30

PVP K30 به دلیل ساختار مولکولی و وزن مولکولی متوسط، ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی متنوعی دارد که باعث می‌شود در صنایع مختلف کاربرد داشته باشد. این ماده در آب و بسیاری از حلال‌های آلی حل می‌شود و به عنوان یک پلیمر سنتزی با ویسکوزیته و چسبندگی قابل کنترل شناخته می‌شود. در ادامه، ویژگی‌های اصلی این ماده همراه با جزئیات بیشتر و یک جدول کامل ارائه شده است.

کاربردهای PVP K30 در صنایع مختلف

پلی‌ وینیل‌ پیرولیدون (PVP K30) به دلیل خواص منحصر به فرد خود، مانند انحلال‌ پذیری بالا، سازگاری با محیط‌های مختلف، پایداری حرارتی و شیمیایی، و توانایی جذب رطوبت، در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرد. در ادامه به بررسی کاربردهای اصلی این ماده در صنایع مختلف پرداخته می‌شود:

صنعت داروسازی (Pharmaceuticals)

یکی از مهم‌ترین کاربردهای PVP K30 در صنعت داروسازی است. این ماده به عنوان عامل چسباننده، عامل تثبیت‌ کننده و حامل دارو به کار می‌رود. در ادامه جزئیات بیشتری از کاربردهای آن در این صنعت آورده شده است:

عامل چسباننده در قرص‌ها (Binder)

به عنوان یک پلیمر چسبنده، در تولید قرص‌ها و کپسول‌ها استفاده می‌شود. این ماده باعث می‌شود که ذرات مواد فعال دارویی به خوبی به یکدیگر بچسبند و شکل قرص‌های فشرده‌شده حفظ شود.

عامل تثبیت‌ کننده (Stabilizer)

 به عنوان یک تثبیت‌ کننده در فرمولاسیون‌های دارویی به کار می‌رود و از تفکیک و رسوب مواد فعال جلوگیری می‌کند.

حامل دارو (Drug Carrier)

 در داروهای مایع به عنوان یک حامل برای مواد فعال دارویی استفاده می‌شود و باعث افزایش زیست‌دسترسی مواد فعال می‌شود.

تشکیل فیلم (Film-Former)

 در داروهای پوشش‌دار، به عنوان عامل تشکیل‌ دهنده فیلم استفاده می‌شود که می‌تواند برای پوشش‌ دهی قرص‌ها و کپسول‌ها کاربرد داشته باشد.

صنعت آرایشی و بهداشتی (Cosmetics and Personal Care)

PVP K30 در این صنعت به دلیل توانایی ایجاد چسبندگی و تشکیل فیلم‌های شفاف بر روی پوست و مو، کاربردهای گسترده‌ای دارد. این پلیمر در محصولات مختلفی مانند ژل مو، لوسیون‌ها و کرم‌های مرطوب‌ کننده استفاده می‌شود:

ژل‌های حالت‌ دهنده مو (Hair Styling Gels)

به دلیل خاصیت تشکیل فیلم و قابلیت نگهداری مو در یک حالت ثابت، در تولید ژل‌ها و اسپری‌های مو بسیار استفاده می‌شود. این ماده باعث ایجاد یک لایه نامرئی روی مو شده و موها را در برابر رطوبت و تغییر حالت حفظ می‌کند.

کرم‌ها و لوسیون‌های مرطوب‌کننده (Moisturizers)

به دلیل توانایی جذب آب و حفظ رطوبت، به عنوان عامل مرطوب‌ کننده در محصولات مراقبت از پوست استفاده می‌شود. این ماده به حفظ رطوبت طبیعی پوست کمک کرده و احساس نرمی و لطافت را افزایش می‌دهد.

محصولات آرایشی (Cosmetics)

به عنوان تثبیت‌ کننده و فیلم‌ ساز در محصولات آرایشی مانند کرم پودر، ریمل، و رژلب به کار می‌رود. این ماده می‌تواند به ماندگاری بیشتر این محصولات و بهبود بافت آن‌ها کمک کند.

صنعت مواد غذایی (Food Industry)

PVP K30 به عنوان افزودنی غذایی در صنعت مواد غذایی نیز کاربرد دارد. در این صنعت، این ماده به عنوان عامل شفاف‌ کننده، تثبیت‌ کننده و پوشش‌ دهنده استفاده می‌شود:

عامل شفاف‌کننده (Clarifying Agent)

در تولید نوشیدنی‌ها مانند آبجو و شراب، به عنوان عامل شفاف‌ کننده عمل کرده و ذرات معلق را جدا می‌کند و باعث شفافیت نهایی محصول می‌شود.

عامل پوشش‌دهنده (Coating Agent)

در برخی مواد غذایی، به عنوان پوشش‌ دهنده برای ایجاد براقیت و جلوگیری از اکسیداسیون محصولات استفاده می‌شود.

صنعت چاپ و بسته‌ بندی (Printing and Packaging)

PVP K30 به عنوان یک پلیمر چسبنده و تثبیت‌ کننده در صنایع چاپ و بسته‌ بندی مورد استفاده قرار می‌گیرد. این ماده می‌تواند به عنوان عامل اتصال‌دهنده در جوهرهای چاپ و مواد چسبی عمل کند:

جوهرهای چاپ (Printing Inks)

به عنوان یک عامل چسبنده در فرمولاسیون جوهرهای چاپ استفاده می‌شود تا جوهر به خوبی روی کاغذ یا سطوح دیگر بچسبد و ماندگاری بالایی داشته باشد.

چسب‌ها و مواد بسته‌ بندی (Adhesives and Packaging Materials)

به دلیل خاصیت چسبندگی و پایداری، در تولید چسب‌های صنعتی و مواد بسته‌ بندی به کار می‌رود. این ماده در فرمولاسیون‌های چسب‌های حساس به فشار و همچنین چسب‌های محلول در آب کاربرد دارد.

صنعت نساجی (Textile Industry)

در صنعت نساجی، به عنوان یک پلیمر محافظ و تثبیت‌ کننده رنگ‌ها به کار می‌رود. این ماده به ثبات رنگ‌ها در فرآیندهای رنگرزی و چاپ بر روی پارچه کمک می‌کند:

تثبیت‌ کننده رنگ (Color Stabilizer)

در فرآیند رنگرزی و چاپ پارچه به تثبیت رنگ‌ها کمک می‌کند و از پراکندگی رنگ در طول فرآیند جلوگیری می‌کند.

عامل تشکیل فیلم (Film-Forming Agent)

در برخی کاربردها، PVP K30 به عنوان یک عامل تشکیل‌ دهنده فیلم روی الیاف پارچه به کار می‌رود و باعث بهبود ویژگی‌های مکانیکی و ظاهری پارچه می‌شود.

صنعت مراقبت از حیوانات (Animal Care)

به دلیل خواص غیر سمی و پایدار خود، در محصولات مراقبت از حیوانات نیز استفاده می‌شود. این ماده می‌تواند به عنوان تثبیت‌ کننده در واکسن‌ها و داروهای حیوانات به کار رود:

تثبیت‌کننده در داروها و واکسن‌ها (Stabilizer in Vaccines and Drugs)

به عنوان تثبیت‌ کننده در واکسن‌ها و داروهای حیوانات استفاده می‌شود و از تخریب مواد فعال دارویی جلوگیری می‌کند.

صنعت شیمیایی و الکترونیک (Chemical and Electronics Industry)

PVP K30 به عنوان یک پلیمر چند منظوره در صنعت شیمیایی و الکترونیک کاربرد دارد. این ماده به عنوان عامل پراکنده‌ کننده و تثبیت‌ کننده در تولید نانوذرات و در صنعت نیمه‌ رساناها استفاده می‌شود:

عامل پراکنده‌کننده (Dispersant)

در فرایندهای شیمیایی، به عنوان عامل پراکنده‌ کننده نانو ذرات و پودرها به کار می‌رود و مانع از کلوخه شدن ذرات می‌شود.

ثبیت‌کننده نانوذرات (Nanoparticle Stabilizer)

به دلیل ساختار پایدار خود، به عنوان تثبیت‌ کننده نانو ذرات فلزی و غیرفلزی در بسیاری از فرایندهای تولید نانو ذرات به کار می‌رود.

تفاوت PVP K30 با PVP K60 و PVP K90 

PVP K30، PVP K60، و PVP K90 همگی انواع مختلفی از پلی‌ وینیل‌ پیرولیدون (PVP) هستند که تفاوت آن‌ها بر اساس وزن مولکولی مشخص می‌شود. این تفاوت‌ها منجر به تغییراتی در خواص فیزیکی و شیمیایی و همچنین کاربردهای آن‌ها می‌شود. شاخص “K” نشان‌ دهنده ویسکوزیته محلول آبی این پلیمر است و هرچه عدد K بالاتر باشد، وزن مولکولی و ویسکوزیته محلول نیز بالاتر خواهد بود. در ادامه، تفاوت‌های اصلی این سه گرید را توضیح می‌دهیم:

1. PVP K30

دارای وزن مولکولی حدود 40,000 و ویسکوزیته متوسط (میانه) و به عنوان عامل چسباننده در داروسازی برای تولید قرص‌ها و تشکیل‌ دهنده فیلم در محصولات آرایشی مانند ژل مو و پایدارکننده در فرمولاسیون‌های مایع مانند سوسپانسیون‌ها وپراکنده‌ کننده در مواد غذایی و نوشیدنی‌ها استفاده می شود.

2. PVP K60

دارای وزن مولکولی حدود 160,000 و نسبت به PVP K30، دارای ویسکوزیته بالاتر است و در فرمولاسیون‌هایی که نیاز به تشکیل فیلم ضخیم‌تر و پایدارتر دارند استفاده می شود و به دلیل خاصیت چسبندگی و پایدارکنندگی بیشتر در چسب های پزشکی و کرم های دارویی کاربرد دارد

3. PVP K90

دارای وزن مولکولی حدود 1,300,000 و ویسکوزیته بسیار بالا در مقایسه با K30 و K60 است و بیشتر در صنایع دارویی برای تشکیل فیلم‌های قوی‌تر و پایدارتر و به عنوان تثبیت‌کننده در فرمولاسیون‌های دارویی و محصولات بیوتکنولوژی و در چسب‌های  قوی‌تر، مانند چسب‌های زخم یا پزشکی که به قدرت چسبندگی بالا نیاز دارند استفاده می شود.

نکات ایمنی کار با PVP K30

هنگام کار با PVP K30 مانند هر ماده شیمیایی دیگری، رعایت نکات ایمنی برای جلوگیری از خطرات احتمالی ضروری است. این ماده به طور کلی غیر سمی است و در بیشتر موارد خطری برای سلامت انسان ندارد، اما ممکن است در شرایط خاص یا در صورت تماس طولانی با برخی از بخش‌های بدن، تحریکات یا مشکلاتی ایجاد کند. برگه اطلاعات ایمنی مواد (MSDS) برای این ماده شامل اطلاعاتی در مورد ایمنی، حمل و نقل، ذخیره‌سازی، و اقدامات اضطراری است. در ادامه به تفصیل به نکات ایمنی و MSDS این ماده پرداخته می‌شود:

خطرات شیمیایی (Chemical Hazards)

به طور کلی به عنوان یک ماده غیرسمی و ایمن طبقه‌ بندی می‌شود، اما ممکن است در برخی شرایط خاص خطرات زیر را به همراه داشته باشد:

تماس با پوست

تماس مداوم یا طولانی‌مدت آن با پوست ممکن است منجر به تحریکات جزئی شود.

تماس با چشم

ورود این ماده به چشم می‌تواند منجر به سوزش و تحریکات جزئی شود.

استنشاق پودر

استنشاق پودر آن ممکن است موجب تحریک مجاری تنفسی شود. در صورت استنشاق حجم زیادی از پودر، ممکن است سرفه، تنگی نفس، و مشکلات تنفسی ایجاد شود.

بلعیدن

در صورت بلعیده شدن، به طور کلی خطرناک نیست، اما ممکن است منجر به تحریکات گوارشی شود. مصرف بیش از حد ممکن است باعث ناراحتی معده یا عوارض جزئی دیگر شود.

توصیه‌های ایمنی (Safety Precautions)

تجهیزات حفاظت فردی (Personal Protective Equipment – PPE):

برای کار ایمن با این ماده استفاده از تجهیزات حفاظت فردی زیر توصیه می‌شود:

عینک ایمنی (Safety Glasses)

برای جلوگیری از ورود ذرات پودر به چشم.

دستکش (Gloves)

برای جلوگیری از تماس مستقیم با پوست، استفاده از دستکش‌های مقاوم به مواد شیمیایی توصیه می‌شود.

ماسک ضد غبار (Dust Mask)

در صورت کار در محیطی که مقدار زیادی از پودر در هوا پخش می‌شود، استفاده از ماسک برای جلوگیری از استنشاق توصیه می‌شود.

لباس‌های محافظ (Protective Clothing)

در صورت احتمال تماس مکرر یا طولانی‌ مدت، استفاده از لباس‌های محافظ برای جلوگیری از تحریکات پوستی توصیه می‌شود.

اقدامات عمومی

تهویه مناسب (Proper Ventilation)

محیط کار باید دارای تهویه کافی باشد تا از تجمع ذرات پودر در هوا جلوگیری شود.

بهداشت شخصی (Personal Hygiene)

پس از کار با آن، دست‌ها باید به دقت شسته شوند. همچنین باید از تماس این ماده با چشم‌ها و دهان جلوگیری شود.

اقدامات اضطراری (Emergency Measures)

تماس با چشم (Eye Contact):

در صورت ورود ماده به چشم‌ها فوراً چشم‌ها را با مقدار زیادی آب به مدت 15 دقیقه بشویید و در صورت ادامه یافتن تحریکات، به پزشک مراجعه کنید.

تماس با پوست (Skin Contact)

در صورت تماس با پوست محل تماس را با آب و صابون به دقت شستشو دهید و در صورت مشاهده تحریکات پوستی، از کرم مرطوب‌ کننده استفاده کنید و در صورت نیاز به پزشک مراجعه کنید.

استنشاق (Inhalation)

در صورت استنشاق حجم زیادی از پودر فرد را به هوای آزاد منتقل کنید و اگر فرد دچار مشکلات تنفسی شد، با پزشک تماس بگیرید.

بلعیدن (Ingestion)

در صورت بلعیده شدن دهان را با مقدار زیادی آب بشویید و در صورت بروز علائم گوارشی مانند تهوع یا درد شکم، به پزشک مراجعه کنید.

حمل و نگهداری (Handling and Storage)

شرایط نگهداری (Storage Conditions):

 باید در یک محیط خشک و خنک نگهداری شود تا از تجمع رطوبت جلوگیری شود، زیرا این ماده به شدت رطوبت‌ دوست است و می‌تواند آب جذب کند.محیط نگهداری باید به دور از منابع حرارت زیاد یا شعله باشد همچنین بسته‌های حاوی PVP K30 باید به خوبی بسته شوند تا از ورود هوا و رطوبت جلوگیری شود.

شرایط حمل و نقل (Transportation Conditions):

حمل آن به عنوان یک ماده غیر خطرناک طبقه‌ بندی می‌شود و نیازی به اقدامات خاص حمل و نقل برای مواد خطرناک نیست با این حال، باید از پاره شدن بسته‌ بندی و نشت پودر به بیرون جلوگیری شود.

نتیجه گیری

PVP K30 (پلی‌ وینیل‌ پیرولیدون K30) به عنوان یک پلیمر محلول در آب، با ویژگی‌های منحصر به فرد خود، به یکی از اجزای کلیدی در صنایع مختلف تبدیل شده است. این ماده به دلیل خاصیت چسبندگی، تشکیل فیلم و جذب رطوبت، در داروسازی به عنوان چسباننده و تثبیت‌ کننده، در صنایع آرایشی به عنوان عامل تشکیل‌ دهنده فیلم، و در صنایع غذایی به عنوان شفاف‌ کننده و پایدار کننده مورد استفاده قرار می‌گیرد. با وزن مولکولی متوسط و ویسکوزیته مناسب، PVP K30 گزینه‌ای ایده‌آل برای کاربردهای متنوع است.

سوالات متداول

شاخص K در PVP K30 نشان دهنده چیست؟

شاخص “K” نشان‌ دهنده ویسکوزیته محلول آبی این پلیمر است و هرچه عدد K بالاتر باشد، وزن مولکولی و ویسکوزیته محلول نیز بالاتر خواهد بود.

آیا PVP K30 تأثیر زیست‌ محیطی دارد؟

به طور کلی به عنوان یک ماده بی‌خطر برای محیط زیست در نظر گرفته می‌شود. با این حال، تخلیه حجم زیادی از آن به منابع آب ممکن است باعث افزایش ویسکوزیته آب شود که می‌تواند زندگی آبزیان را تحت تاثیر قرار دهد.

نام انگلیسی PVP K30 چیست؟

نام ماده به انگلیسی Polyvinylpyrrolidone می باشد.

چه تفاوتی بین انواع مختلف PVP وجود دارد؟

PVP در گریدهای مختلف (مانند K30، K60، K90) تولید می‌شود که این گریدها بر اساس وزن مولکولی ماده تعریف می‌شوند. PVP K30 دارای وزن مولکولی متوسط است و برای کاربردهای چسباننده و تشکیل‌دهنده فیلم استفاده می‌شود. انواع دیگر PVP ممکن است در کاربردهای مختلف بسته به نیاز ویسکوزیته و خواص دیگر متفاوت باشند.

منابع

ResearchGate , PubChem