Sintesi di polivinilpirrolidone (PVP)
PVP è un polimero solubile in acqua che si dissolve anche in altri solventi polari. A condizioni asciutte, è una polvere bianca vescicante che assorbe l’umidità. Da una soluzione forma facilmente film che sono stati impiegati per scopi di rivestimento. PVP è usato come leganti per la formulazione di compresse farmaceutiche, per inumidire vari prodotti per la cura personale, come additivi alimentari e adesivi,ecc. Questo è stato anche impiegato come un eccellente agente bloccante nell’analisi Southern blot (tecnica di biologia molecolare utilizzata per il rilevamento di specifiche sequenze di DNA in campioni di DNA). PVP è sintetizzato tramite una reazione di polimerizzazione dei radicali liberi a partire dal monomero vinilpirrolidone (VP), utilizzando un iniziatore di radicali liberi come Azobisisobutirronitrile (AIBN).
Schema 1: La reazione per la sintesi di polivinilpirrolidone
Materiali e Strumentazione
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Due 20 ml bottiglie con tappi
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Due mescolare bar
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Due matracci tarati
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Due becher da 100 ml
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occhiali di Sicurezza
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Un set di misurini (riutilizzo)
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Una scatola di pesare carta
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Una scatola di guanti
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Un equilibrio
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Due mescolando macchine
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asciugamani di Carta per pulizia
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Una bottiglia di acqua distillata
VP e AIBN sono stati acquistati da Sigma Aldrich. Nel confrontare l’efficienza della reazione, questi esperimenti vengono eseguiti in un forno a microonde e anche in una piastra riscaldante.
Procedure sperimentali
Due flaconi (20 ml) contenenti da sei a otto mg di iniziatore di radicali liberi, 2,2′-azobisisobutirronitrile (AIBN), 2 ml di vinilpirrolidone (VP) e 2 ml di acqua sono stati mescolati per circa 20 min a temperatura ambiente per sciogliere tutto l’AIBN in acqua. Un campione è stato posto nel forno a microonde e la reazione è stata effettuata per 3 minuti e il polimero è stato formato. L’altro campione è stato posto in una piastra calda alla sua massima potenza. Il polimero è stato formato in 13 min. Le immagini dei materiali di partenza e dei prodotti sono presentate nella Figura 3. I risultati sono presentati nella tabella seguente. Il risparmio netto di energia era abbastanza evidente.
VP (materiali di partenza)
AIBN (iniziatore) PVP (prodotto finale)
Figura 5. Fotografie dei reagenti iniziali e del prodotto finale.
Risultato&Discussione:
La formazione di solidi gelatinosi bianchi indicava il completamento della reazione di polimerizzazione. Una volta lasciato asciugare, forma fiocchi bianchi che assorbono prontamente l’umidità atmosferica.
Tabella 2. L’energia consumata per il PVP sintesi di diversi metodi di riscaldamento
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Dispositivo di Riscaldamento |
Tempo (min.) |
Potenza (KJ/min) |
Effettivo consumo di Energia (KJ) |
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Forno A Microonde |
3 |
51.0 |
72 |
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Piastra Calda |
13 |
51.9 |
396 |
Pertanto, la percentuale di energia risparmiata dal forno a microonde rispetto al forno convenzionale è,