Polyvinyylipyrrolidonin (PVP) käyttö kalvokentässä
Jälkeenlyvinyylipyrrolidoni (PVP)on asetyleenikemiallinen tuote. Saksalainen kemisti Walter Reppe löysi sen ensimmäisen kerran vuonna 1938. Se on lineaarinen polymeeri, joka on syntetisoitu 1-vinyyli-2-pyrrolidoni-monomeeristä. Polyvinyylipyrrolidonin (PVP) esiintulosta lähtien sitä on käytetty laajalti lääketeollisuudessa, lääkinnällisissä laitteissa, kalvoteollisuudessa, uusien energialähteiden akkuteollisuudessa, nanomateriaalien valmistuksessa, elintarvikkeiden jalostuksessa, liimoissa, kosmetiikassa, hammastahnassa, pesuaineissa, optisissa ja sähkösovelluksissa, paperinvalmistuksessa, painatuksessa ja värjäyksessä, pinnoitteissa, musteissa, kuitu- ja tekstiilimateriaaleissa, keramiikassa, metallipinnoitteissa, litografiassa ja valokuvauksessa, metallurgisissa sammutusnesteissä ja leikkausnesteissä, poraus- ja viimeistelynesteissä, maakaasun kuljetuksessa ja muilla aloilla sen erinomaisten öljy-vesi-amfifiilisten ominaisuuksien, hyvän kemiallisen stabiilisuuden, erittäin korkean bioyhteensopivuuden ja vahvan affiniteetin hydrofobisten aineiden kanssa ansiosta.
Teollisuuden kehittyessä perinteinen erotustekniikka on kohdannut yhä enemmän haasteita, joten uudenlaisen erotustekniikan kehittäminen on kiireellistä. Kalvoerotustekniikka vihreänä ja tehokkaana erotusmenetelmänä tarjoaa etunaan korkean erotustehokkuuden, energiansäästön ja ympäristönsuojelun sekä kestävän kehityksen vaatimustenmukaisuuden, ja se on saanut laajaa huomiota maailmanlaajuisesti. Näistä erotuskalvo on kalvoerotustekniikan ydin. Vedenkäsittelykalvojen, hemodialyysikalvojen, laboratorio- ja lääketieteellisten erikoiskalvojen aloilla kalvomateriaaleista on erotustekniikan, erityisesti kalvotekniikan, kehityksen myötä tullut avain tämän innovatiivisen alan nopeaan kehitykseen. Kalvomateriaalit voidaan jakaa epäorgaanisiin materiaaleihin ja orgaanisiin polymeerimateriaaleihin. Yleisesti käytettyjä epäorgaanisia kalvomateriaaleja ovat lasi, metallioksidit, keramiikka, hiili jne. Orgaaniset polymeerimateriaalit kehitetään nykyaikaisten polymeerimateriaalien pohjalta. Suurin osa tällä hetkellä käytetyistä erotuskalvoista on orgaanisia polymeerikalvoja. Ne ovat pääasiassa selluloosaa, polyamidia, aromaattisia heterosyklisiä yhdisteitä, polysulfonia, polyolefiinia, silikonikumi, fluoria sisältävät polymeerit jne.
Polyvinyylipyrrolidoni-PVP-molekyylin laktaamiryhmä on vahva polaarinen ryhmä, jolla on hydrofiilinen vaikutus. Kalvomateriaali (polyvinylideenifluoridi, polyeetterisulfoni jne.) on itsessään hydrofobinen materiaali, joten se imee helposti orgaanisia liuenneita aineita (proteiineja tai bakteereja jne.) levityksen aikana, mikä aiheuttaa kalvon huokosten tukkeutumisen ja vaikuttaa kalvon suorituskykyyn. Kun PVP:tä lisätään kalvoon, PVP:n laktaamisidos on hydrofiilinen ryhmä, joten hydrofiiliset molekyyliketjusegmentit voivat muodostaa tiheän vedenerotuskerroksen kalvon pinnalle, parantaa kalvon hydrofiilisyyttä, vähentää lian tarttumista kalvon pintaan, vähentää kalvon tukkeutumisriskiä, parantaa kalvon saastumisenestokykyä, pidentää kalvon käyttöikää ja vähentää ylläpitokustannuksia.
Kalvonmuodostusominaisuus: polyvinyylipyrrolidoni-PVP:llä on hyvä kalvonmuodostusominaisuus ja se voi muodostaa tasaisen ja vakaan kalvorakenteen. Vedenkäsittelykalvojen ja hemodialyysikalvojen valmistusprosessissa PVP:tä voidaan käyttää kalvonmuodostusaineena hyvän huokosrakenteen ja mekaanisen lujuuden omaavan kalvon muodostamiseksi.
Bioyhteensopivuus: polyvinyylipyrrolidoni-PVP:llä on hyvä bioyhteensopivuus, se ei ärsytä ihmiskudoksia eikä aiheuta immuunivastetta. Tämä tekee polyvinyylipyrrolidoni-PVP:stä yhteensopivan verikomponenttien kanssa hemodialyysikalvoissa, mikä vähentää veren ja kalvojen välisiä haittavaikutuksia. Fysiologinen inerttiys: PVP on kemiallisesti stabiili fysiologisissa olosuhteissa eikä hajota tai vapauta haitallisia aineita. Tämä ominaisuus varmistaa, että polyvinyylipyrrolidoni-PVP:llä ei ole haitallisia vaikutuksia verikomponentteihin hemodialyysin aikana.