NVP ve esterlerin kopolimerleri
Esterler, PVP modifikasyonu için en çok çalışılan bileşik sınıfıdır. Genel olarak konuşursak, NVP ile kopolimerize edilmiş ester bileşikleri, doymamış çift-bağ vinil grupları içeren esterleri ifade eder. NVP ve esterlerin kopolimerizasyonundan sonra, bir yandan ester grubunun iyi moleküler esnekliği nedeniyle zincir segmenti aktivitesi artar, böylece kopolimer filmin esnekliği artar. Öte yandan, ester birimlerinde hidrofobik alkil gruplarının varlığı, kopolimerin su emme kapasitesini azaltacak ve böylece kopolimerin yüksek nem altında şeklini koruma yeteneğini geliştirecektir. Genellikle esterler arasında dimetilaminoetil propilen format, propilen asetat, metakrilat, propilen diasetat, metakrilat vb. bulunur.
N-vinil pirolidon (NVP)/vinil asetat (VAc) kopolimeri (VAP reçinesi), PVP ve ester bileşiklerinin geliştirilmiş en eski ürünüdür. Renksiz ve şeffaf bir katıdır, suda az çözünür, izopropanol, etanol, bütil asetat vb. gibi organik çözücülerde çözünür, toksik değildir ve yanması kolay değildir. VAP reçinesi, PVP'nin yüksek fiyatının dezavantajının üstesinden gelirken, PVP'nin bir polimer olarak işlevini korur. Ayrıca VAP reçinesi iyi film oluşturma özelliklerine sahiptir-. Moleküler yapısına hidrofobik vinil asetat birimleri kattığı için filmin neme karşı duyarlılığını azaltır, böylece yüksek nemli ortamlarda yapışkanlaşmaz ve saç şeklini koruma özelliğini uzatır. 1985 yılında, Freon yasağı nedeniyle propan/bütan yeni bir itici gaz haline geldi ve PVP/VA kopolimerinin propan/bütan içindeki çözünürlüğü yalnızca %10'du (%3 katı etanol çözeltisi), bu nedenle Almanya'da BASF, PVP/VA/vinil propiyonat kopolimerini piyasaya sürdü. Kopolimerdeki vinil propiyonat oranının artması, kopolimerin hidrokarbon çözünürlüğünün yaklaşık %40'a ulaşmasını sağlar. Genel olarak kopolimerde VP:VA:vinil propiyonat=30:40:30 bulunur. Bileşimdeki VP içeriği azaltılır, bu da onun daha yüksek kıvrılma tutma özelliğine sahip olmasını sağlar.
NVP ve asitlerin kopolimerleri
Metakrilik asit şu anda NVP ile kopolimerizasyon için en yaygın kullanılan asittir. Metakrilik asidin kullanıldığında nötrleştirilmesi gerekir ve nötrleştirme derecesi tercihen %80-100'dür. NVP, asidik koşullar altında kolayca hidrolize edildiğinden ve asitlik ve alkaliliğin de PVP'nin stabilitesi üzerinde büyük etkisi olduğundan, kopolimerizasyon sırasında pH değeri sıkı bir şekilde kontrol edilmelidir. Polimerizasyon için alkali koşulları sağlamak amacıyla polimerizasyondan önce belirli bir miktarda KOH eklenebilir. NVP ve asidik maddelerin kopolimerizasyonuyla elde edilen polimer anyoniktir, iyi parlaklığa, elastikiyete ve dayanıklılığa sahiptir, yıkanması kolaydır, iyi nem direncine ve şekillendirme kabiliyetine sahiptir ve nemi emmesi kolay değildir. Örneğin, ürünü %50 etanol çözeltisi olan en popüler film-oluşturucu polimer PVP/tert-butil akrilat/metakrilik asit kopolimeri mükemmel bir performansa sahiptir ve avantajları şunlardır:
(1) Propan/bütan ile uyumluluk %70 veya daha fazladır;
(2) Filmin esnekliği çok iyidir ve plastikleştirici eklenmesine gerek yoktur;
(3) Nötralizasyon derecesi saçı-sabitleme performansını etkilemez ve yıkanması kolaydır;
(4) İyi parlaklık ve soyulması kolay değil;
(5) Güçlü kıvrılma tutma. Nemli iklimlerde saç iyi bir esnekliğe ve şekil korumasına sahiptir ve yapışkan olmaz.
NVP ve kuaterner amonyum tuzlarının oluşturduğu kopolimerler
Moleküllerde tersiyer amin grupları içeren olenik maddeler (dimetilaminoetil metakrilat metil dimetilamin etil ester DMAEMA gibi) kuaternize edilebilir ve daha sonra NVP ile kopolimerize edilerek moleküler zincirde katyonik birimler içeren polikuaterner amonyum tuzları oluşturulabilir. Normal pH değerlerinde saç liflerinin yüzeyi anyonik karakterdedir. Katyonların kullanımı, saçın birikmesine ve adsorbe edilmesine yardımcı olur, saçın doğrudanlığını ve afinitesini artırır ve belirli bir yumuşatma etkisine sahiptir. Polikuaterner amonyum bileşikleri, köpüklü saç köpüklerine özgü tipik uzun-kalıcı bağlanma, işlenebilirlik ve dayanıklılık sağlar. Bu tür kopolimerler saç bakım durulamalarında, şampuanlarda ve losyonlarda ve ayrıca genel şekillendirici köpük ürünlerinde yaygın olarak kullanılır. Islak saçın dolaşmadan kolayca taranmasını sağlarlar ve saç kuruduğunda tıpkı ıslak saçtaki gibi doğal olarak kabarık, parlak ve kıvırcık olur.
PVP-bazlı polikuaterner amonyum bileşiklerinin kullanımı, 1980'lerin başında köpüklü köpüklerin ani başarısının temel faktörüydü. Kozmetik, Tuvalet Malzemeleri ve Koku Derneği'nin (CTFA) raporuna göre, saç şekillendirici ajanlarda kullanılan polikuaterniyum-11, polikuaterniyum-16, polikuaterniyum-28, polikuaterniyum-55 vb.nin tamamı NVP ve kuaterner amonyum tuzlarının kopolimerleridir. Örneğin, polikuaterniyum-16 dört polimeri temsil eder: PVP/DMAEMA amonyum klorür tuzu, PVP/kuaternize vinil imidazol, PVP/DMAEMA etil sülfat tuzu vb. bunlar çok iyi tarama ve şekillendirme özelliklerine sahiptir.
NVP ve amidlerin oluşturduğu kopolimerler
NVP'nin kendisi laktam madde sınıfına aittir ve özellikleri amidlerinkine benzer ve iyi bir uyumluluğa sahiptir. Komonomer olarak daha fazla metil grubu içeren amidlerin seçilmesi, PVP'nin orijinal performansını korurken su emilimini azaltabilir. Kopolimerdeki NVP'nin amidlere oranının ayarlanması veya farklı olanların seçilmesi, kopolimer reçinesinin çözünürlüğünü, viskozitesini ve diğer performans özelliklerini değiştirebilir. Kopolimer reçinenin çözünürlüğü, viskozitesi ve diğer performans özellikleri, monomer vinil kaprolaktam'ın PVP'den iki daha fazla metil grubuna sahip olduğu ve hidrokarbon itici gazlarla mükemmel uyumluluğa sahip olduğu vinil kaprolaktam/VP/dimetilaminoetil metakrilat kopolimer gibi NVP'nin reçinedeki komonomerlere kompozisyon oranının ayarlanmasıyla da ayarlanabilir. Kullanımı aynı zamanda polimerin higroskopikliğini de azaltabilir. Diğer bir monomer olan dimetilaminoetil metakrilat, polimerin saç üzerindeki kıvrılma tutma özelliğini artırabilir, bu da kullanılan polimer miktarını azaltabilir. Kopolimerdeki VP bileşenleri ve dimetilaminoetil metakrilat suda-çözünür ve iyi bir afiniteye sahipken, vinil kaprolaktam mükemmel film-oluşturma ve saç-sabitleme özelliklerine sahiptir, böylece kullanılan film-oluşturucu polimer miktarı azaltılabilirken saçın kıvrılmasını önleme özelliği hala korunur Çok iyi. Bu kopolimerin propilen/bütan ile uyumluluğu %70 kadar yüksektir. Saç, onunla formüle edilen ürünlerle işlem gördüğünde, tamamen kuruduğunda "ıslak" ve parlak bukleler gösterecektir. Bu terpolimerin çözünürlük aralığı son derece geniştir ve her türlü saç şekillendirici maddede kullanılabilir. Şekillendirme ve bakım işlemlerini bir arada birleştirir ve büyük gelişme potansiyeli olan yeni bir film{15}}oluşturucu polimer türüdür.
Özet
PVP, şekillendirme reçinesi olarak doğal gomalakın yerini aldığından beri, PVP şekillendirme reçinesi ürünlerinin gelişim eğilimi ve mevcut durumu kabaca aşağıdaki gibidir:
(1) Tek bir PVP homopolimerinden, birden fazla monomerin kopolimerizasyonuyla oluşturulan yüksek-performanslı PVP değiştirilmiş kopolimerine
(2) Tek bir şekillendirme işlevi gereksiniminden, bakım ve UV direnci gibi çok-işlevli gereksinimlere sahip bir şekillendirme polimerine kadar.
(3) Çevre koruma ihtiyaçları nedeniyle, reçine itici gazların boyutlandırılmasındaki uçucu organik bileşiklerin (VOC) içeriği sınırlıdır. Bu nedenle, PVP serisi boyutlandırma reçinelerini tasarlarken ve sentezlerken, bunların uyumluluğunun (hidrokarbon çözünürlüğü ve suda çözünürlüğü) ve uyumluluğun nasıl geliştirileceği vazgeçilmez bir husus ve bir araştırma sıcak noktası haline geldi.