Toepassing van polyvinylpyrrolidon (PVP) in membraanvelden
Nalyvinylpyrrolidon (PVP)is een chemisch product op basis van acetyleen. Het werd voor het eerst ontdekt door de Duitse chemicus Walter Reppe in 1938. Het is een lineair polymeer, gesynthetiseerd uit 1-vinyl-2-pyrrolidon monomeer. Sinds de opkomst van polyvinylpyrrolidon (PVP) is het op grote schaal gebruikt in de farmaceutische industrie, medische apparatuur, membraanindustrie, nieuwe-energiebatterijindustrie, nanomaterialenproductie, voedselverwerking, lijmen, cosmetica, tandpasta, detergenten, optische en elektrische toepassingen, papierproductie, druk- en verfindustrie, coatings, inkten, vezel- en textielmaterialen, keramiek, metaalcoatings, lithografie en fotografie, metallurgische blus- en snijvloeistoffen, boor- en afwerkingsvloeistoffen, aardgastransport en andere sectoren dankzij de uitstekende amfifiele eigenschappen van olie en water, goede chemische stabiliteit, extreem hoge biocompatibiliteit en sterke affiniteit met hydrofobe stoffen.
Met de ontwikkeling van de industrie worden traditionele scheidingstechnologieën geconfronteerd met steeds meer uitdagingen. De ontwikkeling van een nieuw type scheidingstechnologie is daarom dringend noodzakelijk. Membraanscheidingstechnologie, als groene en efficiënte scheidingsmethode, biedt voordelen zoals een hoge scheidingsefficiëntie, energiebesparing, milieubescherming en naleving van duurzame ontwikkeling. Membraanscheidingstechnologie heeft wereldwijd brede aandacht gekregen. Het scheidingsmembraan vormt de kern van de membraanscheidingstechnologie. Op het gebied van waterzuiveringsmembranen, hemodialysemembranen, laboratorium- en medische speciale membranen, zijn membraanmaterialen, met name de membraantechnologie, de sleutel geworden tot de snelle ontwikkeling van dit innovatieve vakgebied. Membraanmaterialen kunnen worden onderverdeeld in anorganische materialen en organische polymeermaterialen. Veelgebruikte anorganische membraanmaterialen zijn glas, metaaloxiden, keramiek, koolstof, enz. Organische polymeermaterialen worden ontwikkeld op basis van moderne polymeermaterialen. De meeste scheidingsmembranen die momenteel worden gebruikt, zijn organische polymeermembranen. Deze membranen zijn voornamelijk cellulose, polyamide, aromatische heterocyclische membranen, polysulfon, polyolefine, siliconenrubber, fluorhoudende polymeren, enz.
De lactamgroep in het polyvinylpyrrolidon-PVP-molecuul is een sterke polaire groep met een hydrofiele werking. Het membraanmateriaal (polyvinylideenfluoride, polyethersulfon, enz.) is zelf een hydrofoob materiaal, waardoor het gemakkelijk organische stoffen (eiwitten of bacteriën, enz.) kan adsorberen tijdens het aanbrengen, waardoor de membraanporiën verstopt raken en de werking van het membraan wordt beïnvloed. Wanneer PVP in het membraan wordt ingebracht, kunnen de hydrofiele moleculaire ketensegmenten, doordat de lactambinding in PVP een hydrofiele groep is, een dichte waterafscheidende laag op het membraanoppervlak vormen, de hydrofiliteit van het membraan verbeteren, de vuilaanhechting op het membraanoppervlak verminderen, het risico op membraanverstopping verminderen, de vervuilingsbestendigheid van het membraan verbeteren, de levensduur van het membraan verlengen en de onderhoudskosten verlagen.
Filmvormende eigenschappen: polyvinylpyrrolidon (PVP) heeft goede filmvormende eigenschappen en kan een uniforme en stabiele membraanstructuur vormen. Bij de bereiding van membranen voor waterbehandeling en hemodialyse kan PVP worden gebruikt als filmvormend middel om een membraan te vormen met een goede poriestructuur en mechanische sterkte.
Biocompatibiliteit: polyvinylpyrrolidon PVP heeft een goede biocompatibiliteit, is niet-irriterend voor menselijk weefsel en veroorzaakt geen immuunreactie. Dit maakt polyvinylpyrrolidon PVP compatibel met bloedcomponenten bij gebruik in hemodialysemembranen, waardoor bijwerkingen tussen bloed en membranen worden verminderd. Fysiologische inertie: PVP is chemisch stabiel onder fysiologische omstandigheden en zal geen schadelijke stoffen afbreken of vrijgeven. Deze eigenschap zorgt ervoor dat polyvinylpyrrolidon PVP geen nadelige effecten heeft op bloedcomponenten tijdens hemodialyse.