POLIVINILPIRROLIDONA: ESTRUTURA, PROPRIEDADES, USOS, EFEITOS COLATERAIS - QUÍMICA - 2025

A polivinilpirrolidona (PVP) é um polímero do monômero N-vinilpirrolidona. O polímero tem vários nomes, incluindo polividona e povidona. A polivinilpirrolidona foi sintetizada pela primeira vez por Walter Reppe em 1939.

Reppe reagiu com acetileno e formaldeído na presença de acetileto de cobre. Após várias etapas intermediárias, ele obteve a butirolactona e, finalmente, o monômero vinilpirrolidona, que se polimeriza para formar PVP pela ação de certos catalisadores.

Frasco com pó de polivinilpirrolidona. Fonte: LHcheM / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)

A imagem superior mostra a aparência sólida e amorfa deste polímero. Sua estrutura molecular é do tipo em cadeia, cujo comprimento médio define a massa molar, a viscosidade e outras propriedades de vários tipos de PVP.

O polímero PVP tem inúmeras aplicações industriais como aditivo adesivo. É utilizado no revestimento e na fabricação de fibras sintéticas. Também é usado em cremes modeladores e em cosméticos para a pele.

Inicialmente, o PVP foi usado na medicina para substituir ou expandir o plasma. No entanto, foi demonstrado que o PVP gera respostas alérgicas.

Estrutura

Fórmulas estruturais do monômero vinilpirrolidona e polivinilpirrolidona. Fonte: Shinobu (conversa) (trabalho derivado) / domínio público

As fórmulas estruturais do monômero de vinilpirrolidona e do polímero de polivinilpirrolidona são mostradas acima. Observe que são aminas terciárias cíclicas.

O grupo vinil, -CH = CH ₂, é responsável pela ligação de um monômero de vinilpirrolidona a outro. Portanto, é nesta extremidade que os monômeros se juntam sucessivamente até formar uma cadeia com unidades C ₆ H ₉ NO.

Por possuir um anel amino, o PVP é um polímero básico, capaz de aceitar prótons do meio e de interagir efetivamente com as moléculas de água. Suas interações são tais que o polímero define um sólido higroscópico.

Propriedades

Aparência física

Pó amorfo higroscópico branco ou ligeiramente amarelo

Nomes

O nome IUPAC para este polímero é 1-etenilpirrolidin-2-ona.

Fórmula química

(C ₆ H ₉ NO) _n

Massa molar

2.500 - 2.500.000 g / mol

Observe a faixa de massas molares que este polímero pode ter. Isso ocorre porque existem vários tipos de polivinilpirrolidona, cada um com diferentes propriedades e especificações. Por exemplo, PVP é apresentado como K-12, com uma massa molar entre 4.000-6.000; ou como K-30, com uma massa molar entre 40.000-80.000

O PVP também pode ser apresentado como K-60, K-90, K-120, o último tendo uma massa molar entre 2.100.000-3.000.000.

Cheirar e provar

Inodoro e insípido

Densidade

1,2 g / cm ³

Ponto de fusão

150 - 180 ºC

Solubilidade

É muito solúvel em água, com solubilidade de 100 mg / mL. Em estado seco pode absorver até 40% do seu peso em água.

É solúvel em outros solventes polares, como etanol e metanol. Mas insolúvel em éteres, ésteres e acetona.

pH

3,0 - 5,0

Estabilidade

É estável, mas incompatível com agentes oxidantes fortes, e também é sensível à luz.

Temperatura de autoignição

440 ºC

Formulários

- Industrial

Vidros e cerâmicas

A polivinilpirrolidona é freqüentemente usada na fabricação de garrafas de vidro. Fonte: Pixnio.

A polivinilpirrolidona é utilizada como aditivo em adesivos, permitindo sua utilização em vidro, metal e plástico, aumentando sua resistência e dureza. Este polímero forma uma película resistente à graxa e aumenta o ponto de amolecimento dos termoplásticos.

É utilizado como aglutinante em cerâmica, preparado a fogo ou a altas temperaturas. O aglutinante acende durante o processo de cozimento, portanto não tem influência no produto final. Na fabricação de vidros, o PVP atua como aglutinante, lubrificante e agente de revestimento.

Nas fibras de vidro ajuda a fixar as tinturas. Além disso, o PVP faz parte de revestimentos, tintas esferográficas, dispersantes de pigmentos em aquarelas para arte comercial, revestimento de papel e na fabricação de ceras e polidores.

Aplicações elétricas

PVP é usado na fabricação de baterias de armazenamento, circuitos impressos, tubos de raios catódicos. É usado como aglutinante de sais metálicos ou amálgama em baterias. Também é utilizado no revestimento de ouro, níquel, cobre e zinco.

Litografia e fotografia

PVP é usado na produção de emulsões de alumínio, revestimento de gravuras, armazenamento e adesão de placas litográficas, registro térmico, etc.

Metalurgia

O PVP é utilizado no processamento de metais ferrosos e não ferrosos, atuando como ingrediente em revestimentos que auxiliam na remoção de materiais de suas superfícies.

Estabilizador e clarificador

PVP é um clarificante para cerveja e vinho, pois melhora sua transparência, cor e sabor.

- Medicinal

Excipiente e dispersante

O PVP é usado como excipiente e dispersante em comprimidos, grânulos e injeções. Também estabiliza enzimas e drogas sensíveis ao calor.

Expansor de volume de plasma

O PVP começou a ser usado em 1950 como substituto do plasma em pacientes com traumas graves. Mas devido à sua ação alergênica e ao seu acúmulo no fígado, baço e pulmões, não era mais utilizado para esse fim.

Ação antibacteriana

O PVP acopla-se ao iodo, servindo como carreador para aproveitar a ação desinfetante. O complexo PVP-iodo ou povidona-iodo está presente em sabonetes e pomadas, cumprindo importante ação desinfetante.

Importância oftalmológica

O PVP é utilizado em lentes de contato, cumprindo uma função hidratante e lubrificante. Algumas preparações para uso oftálmico contêm PVP em sua fórmula.

- Outras

Cuidado pessoal

PVP é usado como uma loção fixadora do cabelo, bem como um spray de cabelo. É adicionado aos cremes de proteção solar para melhorar sua condição hidratante e lubrificante. Além disso, o PVP é incorporado em cremes e loções para limpeza e cuidados com a pele.

Cromatografia

O PVP é usado como um líquido fixador em cromatografia gasosa.

Efeitos secundários

Desde 1950, o PVP começou a ser usado para expandir o plasma em pacientes com traumas graves. No entanto, descobriu-se que causa a liberação de histamina: um mediador de amina de processos alérgicos. E que além disso, o PVP acabou sequestrado no fígado e no baço.

PVP pode causar fibrose intersticial pulmonar que pode ser revertida se a exposição ao polímero não for prolongada. Vários episódios de processos alérgicos foram relatados, os quais podem estar relacionados à PVP; especialmente quando entra em contato com fluidos corporais subcutâneos.

Foi relatado um caso de urticária relacionado ao uso de produtos capilares nos quais a PVP estava presente. Da mesma forma, houve um caso de alergia em um paciente tratado com PVP-iodo, apontando também o papel alergênico do PVP em alguns casos de dermatite.

Referências

1. Ashland. (sf). Polímeros de polivinilpirrolidona.. Recuperado de: brenntag.com
2. Wikipedia. (2020). Polivinilpirrolidona. Recuperado de: en.wikipedia.org
3. Livro Químico. (2017). Polivinilpirrolidona. Recuperado de: chemicalbook.com
4. Elsevier BV (2020). Polivinilpirrolidona. ScienceDirect. Recuperado de: sciencedirect.com
5. Segurança alimentar. (2014). Polivinilpirrolidona.. Recuperado de: jstage.jst.go.jp
6. QuimiNet. (21 de maio de 2008). O que é polivinilpirrolidona? Recuperado de: quiminet.com