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PVP and more ...LUVITEC®, LUVICROSS® und COLLACRAL® VALSpezialpolymere für technische Anwendungen
A broader base for your success
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■ Löslichkeit in vielen Medien ■ Hygroskopie ■ Filmbildung ■ Haftung ■ Klebrigkeit ■ Komplexbildung ■ Dispergierung
■ Stabilisierung ■ Löslichkeitsvermittlung ■ Nachvernetzbarkeit ■ pH-Unempfindlichkeit ■ Biologische Verträglichkeit ■ Toxikologische Unbedenklichkeit ■ Bindemitteleigenschaften
Polyvinylpyrrolidon (PVP) ist ein Polymer mit zahlreichen bemerkenswerten Eigenschaften wie:
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Ende der dreißiger Jahre wurde PVP von Professor Walter Reppe er-
funden und patentiert. Nach diesem entscheidenden Durchbruch vor
über 70 Jahren haben wir die Entwicklung von PVP kontinuierlich vo-
rangetrieben und neue Anwendungsfelder erschlossen.
PVP wurde zunächst als Blutplasmaersatz eingesetzt. Heute findet es
vielfältige Anwendungung in der Pharmazie, Kosmetik und in der tech-
nischen Industrie.
Bekannt sind die PVP-Homo- und Copolymere der BASF für den Ein-
satz in technischen Anwendungen unter den Handelsnamen:
■ LUVITEC® ■ LUVICROSS® ■ COLLACRAL® VAL
Vorwort
PVP entfaltet mit seinen zahlreichen und einzigartigen Eigenschaften
seit Jahrzehnten in vielen verschiedenen Anwendungen erfolgreich
seine Wirkung, wie zum Beispiel in Agro-, Elektronik- und Membran-
Anwendungen sowie in Metallabschreckmedien.
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Inhalt
1. Einsatzgebiete von PVP in technischen Anwendungen
1.1 LUVITEC® – Vinylpyrrolidon Homo- und Copolymere 5
1.2 LUVICROSS® – vernetztes Vinylpyrrolidon-Homopolymer 7
1.3 COLLACRAL® VAL – speziell hydrophob modifiziertes
Vinylpyrrolidon-/Vinylacetat-Copolymer 7
2. LUVITEC®
2.1 Vinylpyrrolidon-Homopolymere – LUVITEC® K-Marken 8
2.1.1 Produktsortiment 9
2.1.2 Produkteigenschaften 10
2.2 Vinylpyrrolidon-Copolymere – LUVITEC® und
COLLACRAL® VAL 13
2.2.1 Produktsortiment 14
2.2.2 Produktbeschreibung 15
2.3 Vergleich zwischen Homo- und Copolymeren 17
3. LUVICROSS®
3.1 Produktkennwerte und -beschreibung 18
3.2 Produkteigenschaften 19
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Einsatzgebiet Vorteile /Funktion des Polymers
1. Einsatzgebiete von PVP in technischen Anwendungen1.1 LUVITEC® – Vinylpyrrolidon Homo- und Copolymer
Klebstoffe■ Klebstifte Hohe Klebrigkeit („initial tack“), ausgezeichnete Haftung und Verklebung von Papier.■ Schmelzkleber Gute Haftung auf Glas, Metall, Papier und Kunststoffoberflächen (z. B. PE, PP, PET);
geeignet zur Herstellung von wiederbefeuchtbaren oder wasserlöslichen Klebern.■ Hautkleber Viskositätsmodifizierung, toxikologische Unbedenklichkeit, leichte Nachvernetzbarkeit und
Bildung von Hydrogelen – Herstellung von flexiblen, gut haftenden Hautklebegelen.
Agrarbereich■ Saatgutbeschichtung Gute Filmbildung und Haftungseigenschaften in Verbindung mit der Verträglichkeit zu Wirk-
stoffen, wie Insektiziden und Fungiziden. Fördert die Keimbildung, verbessert den Schutz vor
Pilz- und Schimmelbefall.■ Saatgut-Pelletierung Bindemittel für Granulate und Pellets zur Verbesserung der Haltbarkeit und Handhabung des
Saatgutes, einschließlich Staubreduzierung.■ Pflanzenschutz Verbesserte Haftung der Wirkstoffe auf Pflanzen, Wirkstoffstabilisierung, Löslichkeitsver-
mittlung und Dispergierung.■ Düngemittel Bindemittel für Granulate und Dispergierhilfsmittel. Erreichung von homogen gefärbten
Beschichtungen; Reduzierung des Düngemittelstaubes.
Keramik Gute Haft- und Bindeeigenschaften für Keramiken in Kombination mit vollständiger Veraschung
zur Verbesserung der Festigkeit, Glanz und Farbfixierung.
Beschichtung und Tinten■ Dispersions- und Anstrichfarben Einsatz als Schutzkolloid/Dispersionshilfsmittel sowie zur Viskositätsmodifizierung. ■ Katheterbeschichtung Vernetzbarkeit von PVP zur Herstellung von Katheterbeschichtungen mit niedrigem
Reibungskoeffizient.■ Antibeschlag-Beschichtung, Gute Filmbildung und Haftungseigenschaften sowie Vernetzbarkeit und farblose, transparente
(z. B. Ski- und Taucherbrillen, Beschichtungen mit „Antibeschlag-Eigenschaften“ auf Glas, Polycarbonat- oder Polymethyl-
Cockpit-Fenster) methacrylat-Oberflächen.■ Tinten Dispergierhilfsmittel und Verbesserung der Fließeigenschaften.
Elektronik■ Bildschirme Einsatz als Photoresist im „Black-Matrix-Prozess“ (Generierung der Graphitmaske) in Farbbild-
schirmröhren zur Verbesserung des Bildkontrastes und der Bildauflösung.■ Batterien Beschichtungs- und Bindemittel bei der Elektrodenherstellung.
(z. B. NiCd, NiH, Li-Ionen)■ Leiterplatten Temporäre oder permanente Beschichtung von Leiterplatten. Schutzkolloid für Edelmetall-
suspensionen.■ Chemisch Mechanisches Additiv zur Slurry-Herstellung zur Verbesserung des CMP Prozesses.
Polieren (CMP)
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Einsatzgebiet Vorteile /Funktion des Polymers
Membrane■ Ultra- und Mikrofiltration: Einstellung von Porengröße und Porengrößenverteilung; Erhöhung der Membrandurchlässigkeit,
- medizinische Anwendungen Reduzierung von „Macrovoids“; Herstellung von hydrophilen Membrantypen; Verhinderung von
(Dialyse) Fouling. Hauptanwendung: Polysulfon- (PSU), Polyethersulfon- (PES) und Polyvinylidenfluorid-
- Abwasserbehandlung Membrane (PVDF). Hohe Bioverträglichkeit und toxikologische Unbedenklichkeit.
- Trinkwasseraufbereitung,
- Nahrungsmittelindustrie
(z.B. Wein- und Bierfiltration)
Metallurgie■ Metall-Abschreckbäder Durch Einstellung der Viskosität kontrollierter Abkühlprozess und -charakteristik. Wässrige
Systeme bieten sicherere Handhabbarkeit (keine Brandgefahr) und problemloses Entsorgen.
Papier■ Ink-Jet-Papierbeschichtung Verbesserte Aufnahmefähigkeit der Druckertinte durch Viskositätserhöhung beim
Papierkontakt; verhindert das „Auslaufen und Verschmieren“ der Tinte.■ Spezialpapiere Verbessert Bedruckbarkeit und Glanz; Dispergierhilfs- und Bindemittel für optische Aufheller.
Fotografie■ Fotofilm/-papier Regulierung von Kornwachstum und Korngrößenverteilung der Silberhalogenid-Kristalle;
Verhinderung der Schleierbildung; Immobilisierung von optischen Aufhellern oder Farbstoffen;
Verhinderung der Diffusion in andere Filmschichten; Erhöhung von Farbglanz und Bildkontrast.■ Entwicklerlösung Als Beschleuniger in Entwicklerlösung.
Polymerisation Emulgator bei Emulsionspolymerisation; Schutzkolloid für Latices; Einstellung der rheologischen
Eigenschaften von Lactices. Dispergierung von Pigmenten.
Textil + Faser■ Glasfaser Schutzkolloid und Filmbildner im Sizing; verhindert „Fasersplicing“; Verarbeitungs- und
Webhilfsmittel.■ Kunststofffaser Mischfaser zur Verbesserung des Feuchtigkeitstransportes.■ Textilfaser Hilfsmittel beim Textilfärbeprozess; Einsatz als Textilfinish.
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1.2 LUVICROSS® – vernetztes Vinylpyrrolidon-Homopolymer
Einsatzgebiet Vorteile /Funktion des Polymers
Polymerdispersionen
■ Verdicker Verdickungsmittel für Polymerdispersionen für wässrige Systeme, füllstoffarme Formulierungen,
insbesondere bei einem pH-Wert von etwa 5. Einstellung von Fließ- und Verlaufseigenschaften. ■ Schutzkolloid Herstellung von Harzdispersionen und Einarbeiten von Harzlösungen in Polymerdispersionen.
Einsatzgebiet Vorteile /Funktion des Polymers
Beschichtungen■ Ink-Jet-Papiere und Folien Fixieren von Pigmenten und anderen Bestandteilen von Streichformulierungen sowie
Adsorption von Lösemittel für Ink-Jet-Papiere und Folien.
Technisches Filterhilfsmittel Komplexierung von polaren Verbindungen wie Farbstoffe, Polyphenole und Nitroverbindungen.
Granulate■ Farbpigmente Beschleunigung des Zerfalls der Granulate in wässrigen Formulierungen und Stabilisierung der
erhaltenen Suspensionen.■ Agrochemikalien Beschleunigung des Zerfalls von Granulatformulierungen (Sprengmittel).
1.3 COLLACRAL® VAL – speziell hydrophob modifiziertes Vinylpyrrolidon-/Vinylacetat-Copolymer
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2. LUVITEC®
2.1 LUVITEC® – Vinylpyrrolidon-Homopolymer – LUVITEC® K-Marken
PVP ist ein weißes, hygroskopisches Pulver mit schwachem Eigen-
geruch. Im Gegensatz zu den meisten Polymeren ist es sowohl in
Wasser als auch in einer Vielzahl organischer Verbindungen wie Alko-
holen, Aminen, Säuren, chlorierten Kohlenwasserstoffen, Amiden und
Lactamen gut löslich. In den gängigen Estern, Ethern, Kohlenwasser-
stoffen und Ketonen ist das Polymer dagegen unlöslich.
Die ausgeprägte Hygroskopie ist eine charakteristische Eigenschaft
von PVP. Diese Eigenschaft in Kombination mit ausgezeichneter Film-
bildung, Klebrigkeit und Haftung auf unterschiedlichen Materialien,
hohem Komplexbildungs-, Stabilisierungs- und Solubilisierungsver-
mögen, pH-Unempfindlichkeit, leichte Strahlungsvernetzbarkeit sowie
guter biologischer Verträglichkeit haben PVP zu einem der am häu-
figsten verwendeten Spezialpolymere gemacht.
PVP wird durch radikalische Polymerisation von N-Vinylpyrrolidon
in Wasser oder Alkoholen mit einem geeigneten Initiator synthetisiert.
Durch Variation der Polymerisationsbedingungen lässt sich ein breites
Spektrum an Molekulargewichten einstellen, das von niedrigen (einige
tausend Dalton) bis zu sehr hohen (ca. 2,2 Mio. Dalton) Werten reicht.
O
OO
Ein vielseitiges Polymer für technische Anwendungen
■ Löslichkeit in vielen Medien■ Hygroskopie■ Filmbildung■ Haftung■ Klebrigkeit■ Komplexbildung■ Dispergierung
■ Stabilisierung■ Löslichkeitsvermittlung■ Nachvernetzbarkeit■ pH-Unempfindlichkeit■ Biologische Verträglichkeit■ Toxikologische Unbedenklichkeit
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Produktkennwerte K-Wert* Feststoff- pH-Wert Restmonomer- Brookfield-RVT gehalt in %* (10% Lösung)* gehalt in ppm* Viskosität3
in mPa·s bei 23 °C *
Unter dem Namen LUVITEC® K bietet BASF ein breites
Sortiment von Vinylpyrrolidon-Homopolymeren mit unter-
schiedlichen Molekulargewichten (K-Wert) an. Die Pro-
dukte sind als Pulver oder wässrige Lösungen erhältlich.
Da insbesondere die hochmolekularen PVP-Pulver-Pro-
dukte sehr empfindlich bezüglich Molekulargewichts-
abbau sind, werden LUVITEC® K 80, K 85, K 90 und
K 90 HM Pulver unter Inertgasatmosphäre abgefüllt.
Eine aufwändige Verpackung garantiert eine Lager-
stabilität der Pulverware im Originalgebinde bei Raum-
temperatur von mindestens drei Jahren.
2.1.1 Produktsortiment
1 Verpackung unter Stickstoffatmosphäre 2 konserviert 3 Feststoffgehalt in % / Spindel / Upm
* alle Produktkennwerte und -größen in dieser Druckschrift sind ca. Werte. Diese sind nicht not-wendigerweise Bestandteil der Produktspezifikation. Die spezifischen Prüfmerkmale sind in der Produktspezifikation festgelegt, die jeweils bei den lokalen Vertretungen der BASF angefordert werden können.
LUVITEC® K 17 15 – 19 95,0 – 100,0 3,0 – 7,0 ≤ 100 80 – 180
Pulver (40/2/100)
LUVITEC® K 30 27 – 33 95,0 – 100,0 3,0 – 7,0 ≤ 100 80 – 140
Pulver (30/1/50)
LUVITEC® K 801 74 – 82 95,0 – 100,0 5,0 – 8,0 ≤ 100 2500 – 7000
Pulver (20/6/100)
LUVITEC® K 851 84 – 88 95,0 – 100,0 5,0 – 9,0 ≤ 100 5000 – 20000
Pulver (20/7/100)
LUVITEC® K 901 88 – 92 95,0 – 100,0 5,0 – 9,0 ≤ 100 10000 – 25000
Pulver (20/7/100)
LUVITEC® K 90 HM1 92 – 96 95,0 – 100,0 5,0 – 9,0 ≤ 100 15000 – 30000
Pulver (20/7/100)
LUVITEC® K 30 27 – 33 29,0 – 31,0 4,0 – 8,0 ≤ 100 80 – 140
Lösung ca. 30% (30/1/50)
LUVITEC® K 60 52 – 62 34,0 – 36,0 7,0 – 9,0 ≤ 300 2000 – 20000
Lösung ca. 35% (35/6/50)
LUVITEC® K 85 CQ2 83 – 88 19,0 – 21,0 7,0 – 9,0 ≤ 100 5000 – 15000
Lösung ca. 20% (20/6/50)
LUVITEC® K 90 CQ 90 – 98 9,5 – 10,5 7,0 – 9,0 ≤ 50 300 – 1500
Lösung ca. 10% (10/4/100)
LUVITEC® K 90 90 – 98 19,0 – 21,0 7,0 – 9,0 ≤ 100 10000 – 40000
Lösung ca. 20% (20/7/100)
LUVITEC® K 115 CQ2 114 – 130 10,5 – 11,5 7,0 – 9,0 ≤ 50 2000 – 5000
Lösung ca. 10% (11/6/100)
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Was
sera
ufna
hme
in %
rel. Luftfeuchtigkeit in %
90
80
70
60
50
40
30
20
10
025 50 1000 75
Asche
Der Aschegehalt wird bestimmt durch Aufheizen der
Probe auf 800°C für 6 h. Alle LUVITEC® K-Marken
haben einen Aschegehalt von unter 0,02%.
Viskosität
Der Anstieg der Viskosität mit zunehmender Konzentra-
tion hängt wesentlich vom K-Wert ab. Während bei den
niedermolekularen K 17- und K 30-Marken sich bei-
spielsweise eine Konzentrationserhöhung von 5% auf
10% nur wenig auf die Viskosität auswirkt, sind beim
hochmolekularen K 90-Typ Änderungen der Viskosität
um das Fünffache und mehr feststellbar (Abbildung 1).
Molekulargewicht
Das Molekulargewichtsmittel (Mw) der LUVITEC® K-
Marken reicht von wenigen Tausend Dalton bis ca. 2,2
Mio. Dalton. Parallel dazu steigt das Zahlenmittel (Mn) von
rund 2.000 Dalton auf rund 400.000 Dalton. Gewichts-
und Zahlenmittel wurden durch GPC-Untersuchungen
bestimmt. Die Eichung erfolgte mit eng verteilten PVP-
Proben, die durch Lichtstreuung zuvor charakterisiert
wurden (Tabelle 3).
Visk
ositä
t in
mPa
·s b
ei 2
3 °C
1000
Feststoffgehalt in %
100
102 5 10
LUVITEC® K 17 LUVITEC® K 30
LUVITEC® K 60
LUVITEC
® K 80LUVIT
EC® K 90LU
VITEC
® K 9
0
K-Wert 97
K-Wert 90
K-Wert 80
K-Wert 55
K-Wert 30
K-Wert 17
K-Wert 116
LUVIT
EC®
K 11
5
2.1.2 Produkteigenschaften
Abbildung 1: Abhängigkeit der Viskosität vom Feststoffgehalt wässriger LUVITEC® K-Lösungen; Brookfield RVT-Viskosimeter, Spindel 3, 100 Upm bei RT
Abbildung 2: Feuchteaufnahme der LUVITEC® K-Marken (Filmdicke: 2 mm) bei 23 °C nach Sättigung
Glasübergangstemperatur
Die Glasübergangstemperaturen liegen – mit Ausnahme
von LUVITEC® K 17-Pulver – alle auf ähnlichem, relativ
hohen Temperaturniveau von 175 –180 °C (siehe S. 12).
Korngrößenverteilung
Bei den LUVITEC® K-Pulvermarken variiert das Korn-
größenspektrum erheblich, da verschiedene Trocknungs-
verfahren zur Pulverherstellung angewendet werden (siehe
S. 12).
Farbe
Die Festlegung der Farbe erfolgt an wässrigen Lösungen
nach der Methode der Europäischen Pharmakopöe. Für
alle LUVITEC® K-Marken gilt als Richtwert heller als BG5/
B5/R6 (siehe S. 12).
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Verträglichkeiten und Filmeigenschaften
Die ausgezeichnete Verträglichkeit der Polyvinylpyrrolidon-
Polymere mit einer Vielzahl von Verbindungen und Stoffen,
wie anorganische Salze, Farb- und Wirkstoffe sowie
Bakterien ermöglicht ein vielseitiges Einsatzspektrum von
LUVITEC® in den unterschiedlichsten Anwendungsfeldern
und Industrien.
Polyvinylpyrrolidon-Filme sind klar, transparent, hart und
spröde. LUVITEC® kann in seinen Eigenschaften wie Kleb-
rigkeit, Sprödigkeit etc. durch Weichmacher gezielt modi-
fiziert werden. Geeignete Weichmacher sind u. a. Wasser,
Glycerin, Polyglykole, Fettsäurederivate, Phthalate und
Hexamoll® DINCH.
Hygroskopie
Die ausgeprägte Hygroskopie von PVP ist hinreichend
bekannt. Die Feuchteaufnahme ist nahezu unabhängig
vom Molekulargewicht. Die Feuchtekurve (Abbildung 2),
ermittelt an einem 2 mm PVP-Film, ist charakteristisch für
alle LUVITEC® K-Marken.
Aceton
Butan
Cyclohexan
Cyclohexanon
Chlorbenzol
Diethylether
Dimethylether
Dioxan
Ethylacetat
Hexan
Methylacetat
Methylethylketon
Mineralöl
Petrolether
Propan
Tetrachlorkohlenstoff
Tetrahydrofuran
Toluol
Xylol
Unlöslich in
Abbildung 3: Dialysemembran-Modul auf Basis von LUVITEC®/ULTRASON® Hohlfasern
Eine der herausragenden Eigenschaften von PVP ist seine
universelle Löslichkeit sowohl in hydrophoben als auch extrem
hydrophilen Lösemitteln (Tabelle 2). Zur Herstellung von PVP-
Lösungen aus Pulver empfiehlt es sich, das Pulver portions-
weise unter Rühren in das Lösemittel zu geben; dadurch lässt
sich ein Verklumpen des Pulvers vermeiden.
Beim Einsatz höher molekularer PVP-Typen sowie bei der Her-
stellung höherkonzentrierter Lösungen, kann durch Anhebung
der Temperatur auf 50 °C bis 60 °C die Lösegeschwindigkeit
deutlich erhöht werden.
Ameisensäure
Butandiol-1,4
Butanol
Butylamin
Chloroform
Cyclohexanol
Diethylenglykol
Dimethylacetamid
Dimethylsulfoxid
Essigsäure
Ethanol
Ethylendiamin
Ethylenglykol
Glycerin
Isopropanol
Methanol
Methylenchlorid
Methylcyclohexanon
N-Methylpyrrolidon
Polyethylenglykol 400
Propanol
Propylenglykol
Pyrrolidon
Triethanolamin
Vinylpyrrolidon
Wasser
Löslich in
Löslichkeit von PVP
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Nachvernetzbarkeit
Hochmolekulare LUVITEC® K-Marken (z. B. LUVITEC®
K 90) lassen sich bei erhöhter Temperatur (70 bis 90 °C)
durch Zusatz geringer Mengen eines Peroxids (z. B.
tert.-Butylperoxipivalat, H2O2/CuCl2 o. ä.) in wässriger
Lösung unter Stickstoffatmosphäre nachvernetzen.
Im Gegensatz dazu lassen sich wässrige LUVITEC®
K 30-Lösungen am besten durch Anheben des pH
Wertes auf ≥ 11 bei erhöhter Temperatur (ca. 90 °C)
unter Stickstoffatmosphäre nachvernetzen. PVP-Filme
sind bereits bei Raumtemperatur durch Strahlungs-
härtung (Elektronenstrahl, Gamma- oder Röntgen-
strahlung) mit 0,5 bis 10 Megarad vernetzbar. Bekannt
ist ebenfalls die Nachvernetzung mit UV-Licht in Gegen-
wart eines UV-Initiators (z. B. 4,4'-Diazidostilben-2,2'-
Di-Natriumsulfonat) bei 350 – 380 nm und einer Licht-
intensität von 0,2 – 0,5 mW/cm2.
Durch die gezielte Nachvernetzung wird PVP unlöslich
in allen Lösungsmitteln. Im Unterschied zum löslichen
PVP ist das nachvernetzte PVP in polaren Lösemitteln
(z. B. Wasser, Ethanol) nur noch quellbar. Das Ausmaß
der Quellung hängt von der Vernetzungsdichte ab.
Schwach nachvernetztes PVP mit hohem Wassergehalt
(Hydrogel) wird aufgrund seiner Haftung und physiolo-
gischer Verträglichkeit als Hautklebegel verwendet.
* alle Produktkennwerte und -größen in dieser Druckschrift sind ca. Werte. Diese sind nicht notwendiger Weise Bestandteil der Produktspezifikation. Die spezifischen Prüf- merkmale sind in der Produktspezifikation festgelegt, die jeweils bei den lokalen Vertretungen der BASF angefordert werden können.
Typische Eigenschaften der LUVITEC® K-Marken
LUVITEC® K 17 K 30 K 60 K 80 K 85 K 90 K 90 HM K 115
Molekulargewicht (GPC):Mw in kDa* 9 50 450 850 1100 14001 1800 2200 Mn in kDa* 2 14 140 200 250 3251 375 400
Aschegehalt in %* ≤ 0,02
Rel. Viskosität 1,09 1,25 1,93 3,09 3,74 5,09 5,69 12,2 (1% in Wasser, 23 °C (5%: (0,1%: Kapillarviskosimeter)* 1,53) 1,33)
Glasübergangs- 110 175 175 180 180 180 180 180 temperatur in °C (DSC)*
Partikelgröße in µm* (Sympatec-Helos Rodos) X10% 15 25 nur als 60 90 90 90 nur als X50% 25 75 Lösung 160 180 180 180 Lösung X90% 100 130 erhältlich 320 350 350 350 erhältlich
Farbe (10% Lösung, heller als BG5/B5/R6nach EuropäischerPharmakopöe)*
Feuchteaufnahme 20 (50% rel. Luftfeuchtigkeit, 23 °C)bei Sättigung %* 40 (75% Luftfeuchtigkeit, 23 °C)
13 | PVP and more ... | LUVITEC®, LUVICROSS® und COLLACRAL® VAL
Durch Einbau ausgewählter Comonomere in die VP-Poly-
merkette lassen sich ausgewählte Produkteigenschaften
der VP-Homopolymere (LUVITEC® K-Marken) gezielt ver-
stärken oder abschwächen. Derartige Comonomere sind
Vinylacetat (VA) und Vinylcaprolactam (VCAP).
Die Abbildung 4 und die Kurzcharakterisierung (Tabelle 4)
der einzelnen Produkte zeigen schematisch die herausra-
genden Eigenschaften des neuen Produktsortiments im
Vergleich zu PVP. Damit ergeben sich vielfältige Möglich-
keiten für neue Anwendungen.
2.2. Vinylpyrrolidon-Copolymere – LUVITEC® und COLLACRAL® VAL
Abbildung 4: Modifizierte VP-Polymere: gezielte Veränderung von Produkteigenschaften
LUVITEC® VA 64
PVP
LUVITEC® VPC 55 K 65 W COLLACRAL
® VAL
Verringerte Feuchteaufnahme
und reduzierte Klebrigkeit
Optimierte Verdickungs-eigenschaften
Verringerte Feuchteaufnahme und verbessertes Schmelzverhalten
Modifizierte VP-Polymere
14 | PVP and more ... | LUVITEC®, LUVICROSS® und COLLACRAL® VAL
2.2.1 Produktsortiment
* alle Produktkennwerte und -größen in dieser Druckschrift sind ca. Werte. Diese sind nicht notwendiger Weise Bestandteil der Produktspezifikation. Die spezifischen Prüf-merkmale sind in der Produktspezifikation festgelegt, die jeweils bei den lokalen Vertretungen der BASF angefordert werden können.
LUVITEC® VA 64 W VA 64 P COLLACRAL® VAL VPC 55 K 65 W
Produkteigenschaften VP/VA VP/VA VP/VA VP/VCAP
Comonomergehalt in %* 40 40 hydrophob modifiziert 50
Lieferform wässrige Lösung Pulver wässrige Lösung wässrige Lösung
Feststoffgehalt in %* 49 – 51 ≥ 95,0 29 – 31 29 – 31
K-Wert* 26 – 34 26 – 34 50 – 60 62 – 68
pH-Wert (10% in H2O)* 5,0 – 7,0 3,8 – 6,0 3,5 – 6,0 6,0 – 8,0
Gardner Farbzahl (20% in H2O)* ≤ 3
Brookfield RVT 1000 – 3000 1000 – 3000 1500 – 2800 8000 – 20000
Viskosität in mPa·s bei 23 °C / (LVT 50%, (LVT 50%, (30%, ISO 3219 (RVT 30%,
in Wasser in %* Sp. 4/60 rpm) Sp. 4/60 rpm) Scherrate: 25 rpm) Sp. 5/20 rpm)
Restmonomergehalt VP ≤ 100/ VP ≤ 100/ VP ≤ 100/ VP ≤ 100/
in ppm* VA ≤ 300 VA ≤ 300 VA ≤ 100 VCAP ≤ 100
Feuchteaufnahme in % 15 15 10 25
(23 °C, 75% rel. Luftfeuchtigkeit)*
Glasübergangstemperatur 105 105 106 170
in °C (DSC)*
Molekulargewicht Mw in kDa (GPC)* 65 65 250 750
Molekulargewicht Mn in kDa (GPC)* 15 15 40 125
15 | PVP and more ... | LUVITEC®, LUVICROSS® und COLLACRAL® VAL
LUVITEC® VA 64
Die Feuchteaufnahme von PVP kann durch
partiellen Einbau weniger hydrophiler Como-
nomere, wie z. B. Vinylacetat gezielt verrin-
gert werden (Abbildung 5).
In zahlreichen technischen Anwendungen hat
sich LUVITEC® VA 64, das 40 Gew. % Vinyl-
acetat enthält, bewährt. LUVITEC® VA 64 ist
aufgrund des optimierten Comonomerverhält-
nisses noch klar wasserlöslich. Würde der
Vinylacetatanteil erhöht, wären die resultieren-
den Polymere nur noch wasserdispergierbar.
Das nichtionische LUVITEC® VA 64 ist lös-
lich in polaren Lösungsmitteln wie Ethanol,
Isopropanol, Glycerin, Methylenchlorid, Es-
tern und Ketonen. Ohne Hilfslösemittel ist
LUVITEC® VA 64-Pulver in Ether und alipha-
tischen Kohlenwasserstoffen nicht löslich.
Die Glasübergangstemperatur von LUVITEC®
VA 64 ist mit ca. 105 °C deutlich niedriger als
bei den PVP-Hompolymeren, was zu einem
deutlich verbesserten Schmelzverhalten führt.
LUVITEC® VA 64 kann ohne Zusatz weiterer
Hilfsstoffe bei ca. 130 - 140 °C extrudiert
werden und wird in verschiedenen Bereichen
als Schmelzkleber eingesetzt.
Was
sera
ufna
hme
in %
rel. Feuchtigkeit in %
60
50
40
30
20
10
020 40 900 60 75
LUVITEC® VA 64
LUVITEC® K
O
OO
LUVITEC® VA 64 – ein Vinylpyrrolidon-/Vinylacetat-Copolymer mit:
■ verringerter Feuchteaufnahme■ verbessertem Schmelzverhalten
Abbildung 5: Wasseraufnahme eines LUVITEC® VA 64-Films in Abhängigkeit von der Luftfeuchte bei 23 °C nach Sättigung im Vergleich zu LUVITEC® K
2.2.2 Produktbeschreibung
Wasseraufnahme von LUVITEC® VA 64 und LUVITEC® K
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O O
LUVITEC® VPC 55 K 65 W
Ähnlich wie bei LUVITEC® VA 64 kann durch den partiellen Ersatz
von VP durch das weniger hydrophile Vinylcaprolactam die Feuch-
teaufnahme gegenüber dem VP-Homopolymer verringert werden.
LUVITEC® VPC 55 K 65 W ist ein guter Filmbildner. Die wässrige
Lösung besitzt einen Trübungspunkt von ca. 65 °C. Beim Abkühlen
ist dieser Prozess vollständig reversibel.
COLLACRAL® VAL
COLLACRAL® VAL ist ein speziell hydrophob modifiziertes Vinyl-
pyrrolidon-/Vinylacetat-Copolymer mit einer Glasübergangstemperatur
bei ca. 106 °C. Aufgrund seiner speziellen Modifizierung eignet sich
COLLACRAL® VAL als Verdicker in einem breiten pH-Bereich von
3 - 8 und damit auch im sauren Bereich. Darüber hinaus wird
COLLACRAL® VAL als Schutzkolloid bei der Herstellung von Harz-
dispersionen und bei der Einarbeitung von Harzlösungen in Polymer-
dispersionen verwendet.
LUVITEC® VPC 55 K 65 W – ein Vinylpyrrolidon-/Vinylcaprolactam-Copolymer mit:
■ verringerter Feuchteaufnahme■ reduzierter Klebrigkeit
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2.3. Vergleich zwischen Homo- und Copolymeren
Lösungs- LUVITEC® LUVITEC® LUVITEC®
eigenschaften VA 64 VPC 55 K-Marken K 65 W
Produkt LUVITEC® LUVITEC® LUVITEC®
VA 64 VPC 55 K-Marken K 65 W
Die Lösungseigenschaften wurden mit Pulver (bzw. ge-trocknetem Polymerproben) bestimmt.
■ Pulver löslich, 5%ige und 20%ige Lösung herstellbar
■ Pulver unlöslich
1 = Trübungspunkt: ca. 65 °C
1 Filme aus 20%iger, wässriger Lösung; Film- dicke: ca. 1 - 2 mm; Trocknung bis Gewichts- konstanz
2 Methode: nach Kempf
0 = nicht klebrig
5 = stark klebend
■ geeignet/vorhanden
Produktcharakteristik VP/VA VP/VCAP VP
Filmbildung1 klar, klar, klar,
farblos farblos, farblos,
spröde spröde
Klebrigkeit2 1 0 5
Nachvernetzbarkeit ■ ■ ■
Komplexierung
Farbstoffe ■
Produktcharakteristik VP/VA VP/VCAP VP
Aceton ■ ■ ■
Cyclohexan ■ ■ ■
Dimethylsulfoxid ■ ■ ■
Ethanol ■ ■ ■
Ethylacetat ■ ■ ■
Ethylenglycol ■ ■ ■
I-Propanol ■ ■ ■
Methanol ■ ■ ■
Methylenchlorid ■ ■ ■
Methylethylketon ■ ■ ■
N-Methylpyrrolidon ■ ■ ■
Tetrahydrofuran ■ ■ ■
Wasser ■ ■1 ■
18 | PVP and more ... | LUVITEC®, LUVICROSS® und COLLACRAL® VAL
LUVICROSS® ist ein vernetztes und damit
unlösliches Vinylpyrrolidon-Homopolymer.
In der Literatur wird diese Produktklasse
auch als PVPP (Polyvinylpolypyrrolidon)
bezeichnet.
Die herausragende Eigenschaft dieses ver-
netzten und deshalb unlöslichen Polymers
ist seine Fähigkeit zur absorptiven Bindung
von gelösten Substanzen.
Adsorption
Quellfähigkeit
Chemische Beständigkeit
3. LUVICROSS®
3.1. Produktkennwerte und -beschreibung
LUVICROSS® – Adsorptionsmechanismen und adsorbierte Verbindungen
Adsorbtionsmechanismen
Wasserstoffbrücken
Dipolare Wechselwirkungen
Adsorbierte Verbindungen
Phenolische Substanzen
Anionische Farbstoffe
H2O2
Jod
Mycotoxine
* alle Produktkennwerte und -größen in dieser Druckschrift sind ca. Werte. Diese sind nicht not-wendiger Weise Bestandteil der Produktspezifikation. Die spezifischen Prüfmerkmale sind in der Produktspezifikation festgelegt, die jeweils bei den lokalen Vertretungen der BASF angefordert werden können.
Produktkennwerte VP-Homopolymer
Lieferform Pulver
Molekulargewicht* aufgrund der Unlöslichkeit nicht zu ermitteln
Vernetzer in %* 2
Feststoffgehalt in %* ≥ 94
pH-Wert (1% Susp. in Wasser)* 5 – 8
Feuchteaufnahme in % 30
(23 °C, 75% rel. Feuchte)*
Wassergehalt in %* (Karl Fischer) ≤ 6,0
Stickstoff in %* (Kjeldahl) 11,0 – 12,8
Veraschung in % (800 °C, 6 h)* ≤ 0,5
Schwermetalle in ppm (wie Pb)* ≤ 50
Lösliche Anteile in Wasser in %* ≤ 2,0
Restmonomere in ppm*
Vinylpyrrolidon
(GC, N-Detektor)* ≤ 25
Divinylimidazolidinon
(GC, N-Detektor)* ≤ 5
LUVICROSS® – charakteristische Parameter
19 | PVP and more ... | LUVITEC®, LUVICROSS® und COLLACRAL® VAL
O O
O
H3C
O
O
O O
HO
N=N-O3S
-M+
LUVICROSS®
In sauren wässrigen Medien oder Lösemittelmischungen werden durch Ausbildung von Wasser-
stoffbrücken oder durch Ausbildung dipolarer Wechselwirkungen eine Reihe von Verbindungen
adsorbiert. Hierzu zählen beispielsweise phenolische Substanzen, synthetische oder natürliche
anionische Farbstoffe der verschiedensten Klassen, wie z. B. anionisch modifizierte Azofarb-
stoffe, Azomethinfarbstoffe, Triphenylmethanfarbstoffe (Abbildung 6). Weiterhin werden auch
Mycotoxine wie z. B. die Aflatoxine B1 oder G1, Zearalenon (Abbildung 7) oder Patulin an das
Polymer adsorbiert. Die Wasserstoffbrückenbindung ist durch pH-Wert-Steigerung vollständig
reversibel.
Darüber hinaus bildet PVPP mit Jod oder Wasserstoffperoxid Komplexe aus, sowohl in Lö-
sungen als auch in Pulvern.
Im Gegensatz zum nicht vernetzten, kettenförmigen PVP ist PVPP weder in organischen noch in
anorganischen Lösemitteln löslich. Aus diesem Grund lässt sich für PVPP auch kein Molekular-
gewicht ermitteln. Die chemische und physikalische Vernetzung macht LUVICROSS® beständig
gegen extreme pH-Werte und hohe Temperaturen.
LUVICROSS® ist ein feinteiliges Pulver. 95% aller Partikel sind kleiner als 300 μm. Die Messung
erfolgte mittels Laserbeugung am Pulver.
3.2 Produkteigenschaften
LUVICROSS®-Wechselwirkungen
Abbildung 6: Luvicross®: Wechselwirkung mit anionischem Farbstoff Abbildung 7: Luvicross®: Wechselwirkung mit Zearalenon
Die Angaben in dieser Druckschrift basieren auf unseren derzeitigen Kenntnissen und Erfahrungen. Sie befreien den Verarbeiter wegen der Fülle möglicher Einflüsse bei Verarbeitung und Anwendung unseres Produktes nicht von eigenen Prüfungen und Versuchen. Eine Garantie bestimmter Eigenschaften oder die Eignung des Produktes für einen konkreten Einsatzzweck kann aus unseren Angaben nicht abge-leitet werden. Alle hierin vorliegenden Beschreibungen, Zeichnungen, Fotografien, Daten, Verhältnisse, Gewichte u. ä. können sich ohne Vorankündigung ändern und stellen nicht die vertraglich vereinbarte Beschaffenheit des Produktes dar. Etwaige Schutzrechte sowie bestehende Gesetze und Bestimmungen sind vom Empfänger unseres Produktes in eigener Verantwortung zu beachten (01/2010).
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BASF SE
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PVP Technical Applications
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67056 Ludwigshafen, Deutschland
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