پلیمرهای حالت دهنده پلی وینیل پیرولیدون

کوپلیمرهای NVP و استرها

استرها مطالعه شده ترین کلاس از ترکیبات برای اصلاح PVP هستند. به طور کلی، ترکیبات استری کوپلیمریزه شده با NVP به استرهای حاوی گروه‌های وینیل مضاعف غیراشباع- اشاره دارد. پس از کوپلیمریزاسیون NVP و استرها، از یک سو، به دلیل انعطاف پذیری مولکولی خوب گروه استر، فعالیت بخش زنجیره افزایش می یابد و در نتیجه انعطاف پذیری فیلم کوپلیمر بهبود می یابد. از سوی دیگر، وجود گروه های آلکیل آبگریز در واحدهای استری، ظرفیت جذب آب کوپلیمر را کاهش می دهد و در نتیجه توانایی کوپلیمر برای حفظ شکل خود در رطوبت بالا را بهبود می بخشد. معمولاً استرها شامل دی متیل آمینو اتیل پروپیلن فرمت، پروپیلن استات، متاکریلات، پروپیلن دی استات، متاکریلات و غیره می باشد.

کوپلیمر N-وینیل پیرولیدون (NVP)/وینیل استات (VAc) (رزین VAP) اولین محصول بهبود یافته PVP و ترکیبات استری است. جامد بی رنگ و شفاف، کمی محلول در آب، محلول در حلال های آلی مانند ایزوپروپانول، اتانول، بوتیل استات و غیره، غیر سمی است و به راحتی سوزانده نمی شود. رزین VAP عملکرد PVP را به عنوان یک پلیمر حفظ می کند، در حالی که بر ضرر قیمت بالای PVP غلبه می کند. علاوه بر این، رزین VAP خاصیت تشکیل فیلم{6} خوبی دارد. از آنجایی که واحدهای وینیل استات آبگریز را وارد ساختار مولکولی خود می کند، حساسیت فیلم را به رطوبت کاهش می دهد، بنابراین در محیط با رطوبت بالا چسبنده نمی شود و توانایی حفظ مدل مو را طولانی می کند. در سال 1985، به دلیل ممنوعیت فریون، پروپان/بوتان به یک پیشران جدید تبدیل شد و حلالیت کوپلیمر PVP/VA در پروپان/بوتان تنها 10% (محلول اتانول جامد 3%) بود، بنابراین BASF در آلمان کوپلیمر PVP/VA/وینیل پروپیونات را راه اندازی کرد. افزایش نسبت وینیل پروپیونات در کوپلیمر باعث می شود که حلالیت هیدروکربنی کوپلیمر به حدود 40 درصد برسد. به طور کلی، VP:VA:وینیل پروپیونات=30:40:30 در کوپلیمر. محتوای VP در ترکیب کاهش می‌یابد، که باعث می‌شود حفظ فر بیشتری داشته باشد.

کوپلیمرهای NVP و اسیدها

متاکریلیک اسید در حال حاضر رایج ترین اسید مورد استفاده برای کوپلیمریزاسیون با NVP است. اسید متاکریلیک باید هنگام استفاده خنثی شود و درجه خنثی سازی ترجیحاً 80-100٪ باشد. از آنجایی که NVP در شرایط اسیدی به راحتی هیدرولیز می شود و اسیدیته و قلیاییت نیز تأثیر زیادی بر پایداری PVP دارند، مقدار pH باید در طول کوپلیمریزاسیون به شدت کنترل شود. مقدار مشخصی از KOH را می توان قبل از پلیمریزاسیون اضافه کرد تا از شرایط قلیایی برای پلیمریزاسیون اطمینان حاصل شود. پلیمر به دست آمده از کوپلیمریزاسیون NVP و مواد اسیدی آنیونی است، براقیت، کشسانی و دوام خوبی دارد، به راحتی شسته می شود، مقاومت در برابر رطوبت و قابلیت شکل دهی خوبی دارد و به راحتی رطوبت را جذب نمی کند. به عنوان مثال، محبوب‌ترین پلیمر تشکیل‌دهنده فیلم-PVP/ترت‌بوتیل آکریلات/کوپلیمر اسید متاکریلیک، که محصول آن محلول 50% اتانول است، عملکرد عالی دارد و مزایای آن عبارتند از:
(1) سازگاری با پروپان / بوتان تا 70٪ یا بیشتر است.
(2) خاصیت ارتجاعی فیلم بسیار خوب است و نیازی به افزودن نرم کننده نیست.
(3) درجه خنثی‌سازی روی عملکرد مو{1}}تثبیت تأثیر نمی‌گذارد و به راحتی شسته می‌شود.
(4) براق خوب و به راحتی جدا نمی شود.
(5) حفظ فرهای قوی. در آب و هوای مرطوب، مو خاصیت ارتجاعی و حفظ فرم خوبی دارد و چسبناک نخواهد بود.

کوپلیمرهای تشکیل شده توسط NVP و نمک های آمونیوم چهارتایی

مواد اولنیک حاوی گروه های آمین سوم در مولکول ها (مانند دی متیل آمینو اتیل متاکریلات متیل دی متیل آمین اتیل استر DMAEMA) می توانند چهارتایی شوند و سپس با NVP کوپلیمریزه شوند تا نمک های آمونیوم چند چهارگانه حاوی واحدهای کاتیونی در زنجیره مولکولی تشکیل شوند. در مقادیر pH نرمال، سطح الیاف مو دارای ویژگی های آنیونی است. استفاده از کاتیون ها به رسوب و جذب کمک می کند، مستقیمی و میل ترکیبی به مو را بهبود می بخشد و خاصیت حالت دهنده خاصی دارد. ترکیبات آمونیوم چند چهارتایی، اتصال، کارایی و استحکام طولانی مدت معمولی- را ارائه می‌کنند که برای فوم‌های مو موس منحصر به فرد است. چنین کوپلیمرهایی به طور گسترده در آبکشی های حالت دهنده مو، شامپوها و لوسیون ها و همچنین محصولات موس حالت دهنده عمومی استفاده می شود. آنها موهای خیس را به راحتی شانه می کنند بدون اینکه گره بخورند و وقتی موها خشک می شوند به طور طبیعی کرکی، براق و مجعد می شوند، درست مانند مدل موی که هنگام خیس شدن موها می شود.

استفاده از ترکیبات آمونیوم چند چهارتایی مبتنی بر PVP{0}} عامل کلیدی در موفقیت ناگهانی فوم های مو موس در اوایل دهه 1980 بود. بر اساس گزارش انجمن لوازم آرایشی و بهداشتی و خوشبو کننده (CTFA)، پلی کواترنیوم-11، پلی کواترنیوم-16، پلی کواترنیوم-28، پلی کواترنیوم-55 و ... که در حالت دهنده های مو استفاده می شوند، همگی کوپلیمرهای NVP و نمک های آمونیوم چهارتایی هستند. به عنوان مثال، پلی کواترنیوم-16 نشان دهنده چهار پلیمر است: نمک کلرید آمونیوم PVP/DMAEMA، PVP/وینیل ایمیدازول چهارتایی، نمک اتیل سولفات PVP/DMAEMA و غیره که قابلیت شانه کردن و حالت دهی بسیار خوبی دارند.

کوپلیمرهای تشکیل شده توسط NVP و آمیدها

NVP خود از دسته مواد لاکتام است و خواص آن مشابه آمیدها است و سازگاری خوبی دارد. انتخاب آمیدهایی با گروه های متیل بیشتر به عنوان کومونومر می تواند جذب آب PVP را کاهش دهد و در عین حال عملکرد اولیه خود را حفظ کند. تنظیم نسبت NVP به آمیدها در کوپلیمر، یا انتخاب انواع مختلف، می تواند حلالیت، ویسکوزیته و سایر خواص عملکردی رزین کوپلیمر را تغییر دهد. حلالیت، ویسکوزیته و سایر خواص عملکردی رزین کوپلیمر را می توان با تنظیم نسبت ترکیب NVP به کومونومرهای موجود در رزین، مانند کوپلیمر وینیل کاپرولاکتام/VP/دی متیل آمینو اتیل متاکریلات، که در آن مونومر وینیل اتیل متاکریلات، سازگاری بسیار خوبی نسبت به گروه‌های هیدروکارل PV، و گروه‌های پروبون متیل PV، و گروه‌های پروبن متیل PV، و گروه‌های پروبون متیل PV بسیار عالی دارد. استفاده از آن همچنین می تواند رطوبت سنجی پلیمر را کاهش دهد. مونومر دیگر، دی متیل آمینو اتیل متاکریلات، می تواند توانایی حفظ فرهای پلیمر روی مو را افزایش دهد که می تواند میزان پلیمر مورد استفاده را کاهش دهد. اجزای VP و دی متیل آمینو اتیل متاکریلات موجود در کوپلیمر محلول در آب هستند و میل ترکیبی خوبی دارند، در حالی که وینیل کاپرولاکتام دارای خواص بسیار عالی تشکیل فیلم و مو می باشد، به طوری که می توان مقدار پلیمر تشکیل دهنده فیلم را کاهش داد، در حالی که هنوز فر موی آن بسیار خوب است. سازگاری این کوپلیمر با پروپیلن/بوتان تا 70 درصد است. هنگامی که مو با محصولات فرموله شده با آن درمان شد، پس از خشک شدن کامل، فرهای "مرطوب" و براق را نشان می دهد. محدوده حلالیت این ترپلیمر فوق العاده گسترده است و می توان از آن در انواع مواد حالت دهنده مو استفاده کرد. این حالت و حالت را در یک ترکیب می‌کند و نوع جدیدی از پلیمر{15}تشکیل دهنده فیلم با چشم‌انداز توسعه عالی است.

خلاصه

از آنجایی که PVP جایگزین شلاک طبیعی به عنوان رزین یک ظاهر طراحی شده است، روند توسعه و وضعیت فعلی محصولات رزین یک ظاهر طراحی شده PVP تقریباً به شرح زیر است:
(1) از یک هموپلیمر PVP منفرد تا یک کوپلیمر اصلاح‌شده PVP با عملکرد بالا که از کوپلیمریزاسیون چند مونومر تشکیل شده است.
(2) از یک مورد نیاز عملکرد یک ظاهر طراحی شده تا یک پلیمر حالت دهنده با الزامات چند عملکردی مانند تهویه و مقاومت در برابر اشعه ماوراء بنفش.
(3) به دلیل نیازهای حفاظت از محیط زیست، محتوای ترکیبات آلی فرار (VOC) در اندازه‌گیری پیشرانه‌های رزین محدود است. بنابراین، هنگام طراحی و سنتز رزین‌های اندازه‌گیری سری PVP، چگونگی بهبود سازگاری (انحلال پذیری هیدروکربن و حلالیت در آب) و سازگاری آنها به یک نکته ضروری و یک کانون تحقیقاتی تبدیل شده است.