Polivinilpirrolidona: estructura, propiedades, usos, efectos secundarios
La polivinilpirrolidona (PVP) es un polímero del monómero N-vinilpirrolidona. El polímero recibe numerosos nombres, entre ellos polividona y povidona. La polivinilpirrolidona se sintetizó por vez primera por Walter Reppe en 1939.
Reppe hizo reaccionar acetileno y formaldehido en presencia de acetiluro de cobre. Tras varios pasos intermedios, obtuvo la butirolactona, y finalmente, el monómero vinilpirrolidona, que por la acción de determinados catalizadores polimeriza para formar la PVP.
En la imagen superior se muestra la apariencia sólida y amorfa de este polímero. Su estructura molecular es de tipo cadena, cuya longitud promedio define la masa molar, la viscosidad y otras propiedades de diversos tipos de PVP.
El polímero PVP tiene numerosas aplicaciones industriales como aditivo de los adhesivos. Se utiliza en el recubrimiento y en la fabricación de fibras sintéticas. También se utiliza en las cremas para el peinado y eN cosméticos para el cuidado de la piel.
Inicialmente la PVP fue utilizada en medicina para sustituir o expandir el plasma. Sin embargo, se ha evidenciado que el PVP genera respuestas alérgicas.
Índice del artículo
Arriba se muestran las formulas estructurales tanto del monómero vinilpirrolidona, como del polímero polivinilpirrolidona. Nótese que se tratan de aminas terciarias cíclicas.
El grupo vinilo, -CH=CH2, es el responsable de que un monómero de vinilpirrolidona se enlace a otro. Por lo tanto, por este extremo es donde los monómeros se irán uniendo sucesivamente hasta formar una cadena con unidades C6H9NO.
Al tener un anillo aminado, la PVP es un polímero básico, capaz de aceptar protones del medio y de interaccionar efectivamente con las moléculas de agua. Sus interacciones son tales, que el polímero define un sólido higroscópico.
Polvo amorfo blanco o ligeramente amarillo higroscópico
El nombre IUPAC para este polímero es 1-etenilpirrolidin-2-ona.
(C6H9NO)n
2.500 – 2.500.000 g/mol
Nótese el rango de masas molares que puede tener este polímero. Esto se debe a que hay varios tipos de polivinilpirrolidona, cada uno con distintas propiedades y especificaciones. Por ejemplo, la PVP se presenta como K-12, con una masa molar entre 4.000-6.000; o como K-30, con una masa molar entre 40.000-80.000
La PVP también puede presentarse como K-60, K-90, K-120, teniendo esta última una masa molar comprendida entre 2.100.000-3.000.000.
Inodoro e insípido
1,2 g/cm3
150 – 180 ºC
Es muy soluble en agua, con una solubilidad de 100 mg/mL. En estado seco puede absorber hasta un 40 % de su peso en agua.
Es soluble en otros solventes polares como el etanol y metanol. Pero insoluble en éteres, esteres y acetona.
3,0 – 5,0
Es estable pero incompatible con agentes oxidantes fuertes, y es además sensible a la luz.
440 ºC
Vidrio y cerámica
La polivinilpirrolidona se usa como aditivo en adhesivos, permitiendo que sean utilizados en vidrio, metal y plástico al aumentarle su fuerza y dureza. Este polímero forma una película resistente a las grasas y eleva el punto de ablandamiento de los termoplásticos.
Se emplea como aglutinante en la cerámica, preparada al fuego o altas temperatura. El aglutinante entra en combustión durante el proceso de cocción, por lo que no influye en el producto final. En la fabricación del vidrio la PVP actúa como aglutinante, lubricante y agente de recubrimiento.
En las fibras de vidrio ayuda a la fijación de los tintes. Además, la PVP forma parte de los revestimientos, tintas de bolígrafo, dispersantes de pigmentos en acuarelas para el arte comercial, recubrimiento del papel, y en la fabricación de ceras y abrillantadores.
Aplicaciones eléctricas
La PVP se utiliza en la elaboración de baterías de almacenamiento, circuitos impresos, tubos de rayos catódicos. Se usa como aglutinante para sales metálicas o amalgama en baterías. También se emplea en el chapado de oro, níquel, cobre y cinc.
Litografía y fotografía
La PVP se utiliza en la elaboración de emulsiones de aluminio, recubrimiento de grabados, almacenamiento y adhesión de planchas litográficas, grabación térmica, etc.
Metalurgia
La PVP se emplea en el procesamiento de metales ferrosos y no ferrosos, actuando como ingrediente de recubrimientos que ayudan a remover materiales de sus superficies.
Estabilizador y clarificante
La PVP es un clarificador de la cerveza y el vino, ya que mejora la transparencia, color y sabor de los mismos.
Excipiente y dispersante
La PVP se emplea como excipiente y dispersante en tabletas, gránulos e inyecciones. También estabiliza las enzimas y las drogas sensibles al calor.
Expansor del volumen plasmático
La PVP comenzó a usarse desde 1950 como un sustituto del plasma en pacientes con traumas severos. Pero debido a su acción alergénica, y a su acumulación en hígado, bazo y pulmones, dejó de usarse para este propósito.
Acción antibacteriana
La PVP se acopla con el yodo, sirviéndole como transportador para aprovechar la acción desinfectante. El complejo PVP-yodo o povidona-yodo, está presente en jabones y pomadas, cumpliendo una acción desinfectante importante.
Importancia oftalmológica
La PVP se utiliza en lentes de contacto, cumpliendo una función humectante y a la vez lubricante. Algunas preparaciones para uso oftalmológico contienen PVP en su fórmula.
Cuidado personal
La PVP se usa como loción para la fijación del cabello, así como espray para el cabello. Se agrega a las cremas de protección solar para mejorar su condición humectante y lubricante. Además, la PVP está incorporada en cremas y lociones para la limpieza y cuidado de la piel.
Cromatografía
La PVP se emplea como líquido de fijación en la cromatografía de gases.
Desde el año 1950 la PVP empezó a usarse para expandir el plasma en pacientes con traumas severos. Sin embargo, se comprobó que provocaba liberación de histamina: una amina mediadora de los procesos alérgicos. Y que además, la PVP terminaba secuestrada en el hígado y el bazo.
La PVP puede provocar fibrosis intersticial pulmonar que puede revertirse si no se prolonga la exposición al polímero. Se han reportado varios episodios de procesos alérgicos, los cuales podrían estar relacionados con la PVP; en especial, cuando entra en contacto con líquidos corporales subcutáneos.
Se ha reportado un caso de urticaria relacionado con el uso de productos para el cabello en los cuales estaba presente la PVP. Asimismo, se produjo un caso de alergia en un paciente tratado con PVP-yodo, señalándose, además, el papel alergénico de la PVP en algunos casos de dermatitis.
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