Synthèse de la Polyvinylpyrrolidone (PVP)
Le PVP est un polymère soluble dans l’eau qui se dissout également dans d’autres solvants polaires. Dans des conditions sèches, c’est une poudre blanche cloquante qui absorbe l’humidité. À partir d’une solution, il forme facilement des films qui ont été utilisés à des fins de revêtement. Le PVP est utilisé comme liants pour la formulation de comprimés pharmaceutiques, pour humidifier divers produits de soins personnels, comme additifs alimentaires et adhésifs, etc. Ceci a également été utilisé comme excellent agent bloquant dans l’analyse Southern blot (technique de biologie moléculaire utilisée pour la détection de séquences d’ADN spécifiques dans des échantillons d’ADN). La PVP est synthétisée par une réaction de polymérisation radicalaire à partir du monomère vinylpyrrolidone (VP), en utilisant un amorceur radicalaire tel que l’Azobisisobutyronitrile (AIBN).
Schéma 1: Réaction pour la synthèse de la polyvinylpyrrolidone
Matériaux et instrumentation
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Deux bouteilles de 20 ml avec bouchons
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Deux barres d’agitation
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Deux flacons volumétriques
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Deux béchers de 100 ml
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Lunettes de sécurité
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Un ensemble de cuillères à mesurer (réutilisation)
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Une boîte de papier pesé
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Une boîte de gants
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Un équilibre
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Deux agitateurs
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Serviettes en papier pour nettoyage
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Une bouteille d’eau distillée
VP et AIBN ont été achetés à Sigma Aldrich. En comparant l’efficacité de la réaction, ces expériences sont réalisées dans un four à micro-ondes et également dans une plaque chauffante.
Procédures expérimentales
Deux flacons (20 ml) contenant six à huit mg d’initiateur de radicaux libres, du 2,2′-Azobisisobutyronitrile (AIBN), 2 ml de vinylpirrolidone (VP) et 2 ml d’eau ont été agités pendant environ 20 min à température ambiante pour dissoudre tout l’AIBN dans l’eau. Un échantillon a été placé dans le four à micro-ondes et la réaction a été effectuée pendant 3 minutes et le polymère a été formé. L’autre échantillon a été placé dans une plaque chauffante à sa puissance maximale. Le polymère est formé en 13 min. Les images des matières premières et des produits sont présentées à la figure 3. Les résultats sont présentés dans le tableau ci-dessous. L’économie nette d’énergie était tout à fait évidente.
VP (matières premières)
AIBN (initiateur) PVP (produit final)
Figure 5. Photographies des réactifs initiaux et du produit final.
Résultat & Discussion:
La formation de solides gélatineux blancs indique l’achèvement de la réaction de polymérisation. Une fois qu’il est laissé sécher, il forme des flocons blancs qui absorbent facilement l’humidité atmosphérique.
Tableau 2. L’énergie consommée pour la synthèse du PVP par différentes méthodes de chauffage
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Dispositif de Chauffage |
Temps (min) |
Puissance nominale (KJ / min) |
Énergie réelle Consommée (KJ) |
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Four à Micro-Ondes |
3 |
51.0 |
72 |
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Plaque Chauffante |
13 |
51.9 |
396 |
Par conséquent, le pourcentage d’énergie économisée par le four à micro-ondes par rapport au four conventionnel est,