Applicazione del polivinilpirrolidone (PVP) nel campo delle membrane
Dopolivinilpirrolidone (PVP)è un prodotto chimico dell'acetilene. Fu scoperto per la prima volta dal chimico tedesco Walter Reppe nel 1938. È un polimero lineare sintetizzato a partire da un monomero di 1-vinil-2-pirrolidone. Fin dalla comparsa del polivinilpirrolidone (PVP), è stato ampiamente utilizzato nell'industria farmaceutica, dei dispositivi medici, nell'industria delle membrane, nell'industria delle batterie per nuove energie, nella preparazione di nanomateriali, nella lavorazione alimentare, negli adesivi, nei cosmetici, nei dentifrici, nei detergenti, in applicazioni ottiche ed elettriche, nella fabbricazione della carta, nella stampa e nella tintura, nei rivestimenti, negli inchiostri, nelle fibre e nei materiali tessili, nella ceramica, nei rivestimenti metallici, nella litografia e nella fotografia, nei fluidi di tempra metallurgica e nei fluidi da taglio, nei fluidi di perforazione e completamento, nel trasporto di gas naturale e in altri settori, grazie alle sue eccellenti proprietà anfifiliche olio-acqua, alla buona stabilità chimica, all'elevatissima biocompatibilità e alla forte affinità con le sostanze idrofobiche.
Con lo sviluppo dell'industria, la tecnologia di separazione tradizionale ha dovuto affrontare sfide sempre maggiori, quindi è urgente sviluppare un nuovo tipo di tecnologia di separazione. La tecnologia di separazione a membrana, in quanto metodo di separazione ecologico ed efficiente, offre i vantaggi di un'elevata efficienza di separazione, risparmio energetico, tutela ambientale e conformità allo sviluppo sostenibile, e ha ricevuto ampia attenzione in tutto il mondo. Tra questi, la membrana di separazione è il cuore della tecnologia di separazione a membrana. Nei settori delle membrane per il trattamento delle acque, delle membrane per emodialisi, delle membrane speciali per laboratorio e per uso medico, con lo sviluppo della tecnologia di separazione, in particolare della tecnologia a membrana, i materiali a membrana sono diventati la chiave per il rapido sviluppo di questo campo innovativo. I materiali a membrana possono essere suddivisi in materiali inorganici e materiali polimerici organici. I materiali inorganici a membrana comunemente utilizzati includono vetro, ossidi metallici, ceramica, carbonio, ecc. I materiali polimerici organici sono sviluppati sulla base dei moderni materiali polimerici. La maggior parte delle membrane di separazione attualmente utilizzate sono membrane polimeriche organiche. Si tratta principalmente di cellulosa, poliammide, eterocicli aromatici, polisolfone, poliolefine, gomma siliconica, polimeri contenenti fluoro, ecc.
Il gruppo lattamico nella molecola di polivinilpirrolidone (PVP) è un gruppo fortemente polare con effetto idrofilo. Il materiale della membrana (fluoruro di polivinilidene, polietersulfone, ecc.) è di per sé un materiale idrofobico, quindi è facile che soluti organici (proteine o batteri, ecc.) adsorbano durante l'applicazione, causando l'ostruzione dei pori della membrana e compromettendone le prestazioni. Quando il PVP viene introdotto nella membrana, poiché il legame lattamico in esso contenuto è un gruppo idrofilo, i segmenti della catena molecolare idrofila possono formare uno strato denso di separazione dell'acqua sulla superficie della membrana, migliorandone l'idrofilia, riducendo l'adesione dello sporco sulla superficie della membrana, riducendo il rischio di ostruzione, migliorandone la capacità anti-inquinamento, prolungandone la durata utile e riducendone i costi di manutenzione.
Proprietà filmogene: il polivinilpirrolidone (PVP) ha buone proprietà filmogene e può formare una struttura di membrana uniforme e stabile. Nel processo di preparazione delle membrane per il trattamento delle acque e delle membrane per emodialisi, il PVP può essere utilizzato come agente filmogeno per contribuire alla formazione di membrane con buona struttura porosa e resistenza meccanica.
Biocompatibilità: il polivinilpirrolidone PVP ha una buona biocompatibilità, non è irritante per i tessuti umani e non causa una risposta immunitaria. Questo rende il polivinilpirrolidone PVP compatibile con gli emocomponenti quando utilizzato nelle membrane per emodialisi, riducendo le reazioni avverse tra sangue e membrane. Inerzia fisiologica: il PVP è chimicamente stabile in condizioni fisiologiche e non si degrada né rilascia sostanze nocive. Questa caratteristica garantisce che il polivinilpirrolidone PVP non abbia effetti avversi sugli emocomponenti durante l'emodialisi.