synthese van polyvinylpyrrolidon (PVP)
PVP is een in water oplosbaar polymeer dat ook oplost in andere polaire oplosmiddelen. Bij droge omstandigheden is het een wit blaarpoeder dat vocht absorbeert. Uit een oplossing vormt het gemakkelijk folies die voor coatingdoeleinden zijn gebruikt. PVP wordt gebruikt als bindmiddel voor de formulering van farmaceutische tabletten, voor het bevochtigen van verschillende Persoonlijke verzorgingsproducten, als levensmiddelenadditieven, en kleefstoffen, enz. Dit is ook aangewend als uitstekende blokkerende agent in zuidelijke vlek analyse (moleculaire die biologietechniek voor opsporing van specifieke opeenvolging van DNA in DNA steekproeven wordt gebruikt). PVP wordt samengesteld via een polymerisatiereactie van vrije radicalen die van het vinylpyrrolidone (VP) monomeer beginnen, gebruikend een vrije basisinitiator zoals Azobisisobutyronitril (AIBN).
regeling 1: Reactie voor de synthese van polyvinylpyrrolidon
Materialen en Instrumentatie
-
Twee 20 ml flesjes met dop
-
Twee roer bars
-
Twee volumetrische kolven
-
Twee 100 ml bekerglazen
-
veiligheidsbril
-
Een set van maatschepjes (hergebruik)
-
Een doos van wegen papier
-
Een doos handschoenen
-
Een balans
-
Twee roeren machines
-
Papieren handdoeken schoonmaken.
-
een fles gedestilleerd water
VP en AIBN werden gekocht van Sigma Aldrich. Bij het vergelijken van de reactie-efficiëntie worden deze experimenten uitgevoerd in een magnetron en ook in een kookplaat.
experimentele Procedures
twee flessen (20 ml) met zes tot acht mg initiator van vrije radicalen, 2,2′-Azobisisobutyronitril (AIBN), 2 ml vinylpirrolidon (VP) en 2 ml water werden ongeveer 20 minuten bij kamertemperatuur geroerd om alle AIBN in water op te lossen. Eén monster werd in de magnetron geplaatst en de reactie werd gedurende 3 minuten uitgevoerd en het polymeer werd gevormd. Het andere monster werd op het maximumvermogen in een verwarmingsplaat geplaatst. Het polymeer werd gevormd in 13 minuten. De foto ‘ s van grondstoffen en producten zijn weergegeven in Figuur 3. De resultaten zijn weergegeven in onderstaande tabel. De netto besparing op energie was duidelijk.
VP (grondstoffen)
AIBN (initiator) PVP (eindproduct))
Figuur 5. Foto ‘ s van de eerste reactanten en het eindproduct.
resultaat &discussie:
de vorming van witte geleiachtige vaste stoffen wees op de voltooiing van de polymerisatiereactie. Als het eenmaal droog is, vormt het witte vlokken die gemakkelijk atmosferisch vocht opnemen.
Tabel 2. De energie die wordt verbruikt voor de PVP synthese door verschillende verwarmingsmethoden
|
Verwarming Apparaat |
Tijd (min) |
Vermogen (KJ/min) |
de Werkelijke Verbruikte Energie (KJ) |
|
Magnetron Oven |
3 |
51.0 |
72 |
|
Hete Plaat |
13 |
51.9 |
396 |
daarom is het percentage energie dat door de magnetron wordt bespaard ten opzichte van de conventionele oven,