聚乙烯吡咯烷酮（PVP）在膜领域的应用

后聚乙烯吡咯烷酮（PVP）是一种炔属化工产品，由德国化学家瓦尔特·雷佩于1938年首次发现，是由1-乙烯基-2-吡咯烷酮单体合成的线型聚合物。聚乙烯吡咯烷酮PVP自问世以来，因其优异的油水两亲性能、良好的化学稳定性、极高的生物相容性、与疏水物质的强亲和性，被广泛应用于医药工业、医疗器械、膜工业、新能源电池工业、纳米材料制备、食品加工、胶粘剂、化妆品、牙膏、洗涤剂、光学和电气应用、造纸、印染、涂料、油墨、纤维和纺织材料、陶瓷、金属涂层、光刻和照相、冶金淬火液和切削液、钻井完井液、天然气输送等领域。

随着工业的发展，传统的分离技术面临越来越多的挑战，开发新型分离技术迫在眉睫。膜分离技术作为一种绿色高效的分离方法，具有分离效率高、节能环保、符合可持续发展等优势，在世界范围内受到了广泛关注。其中，分离膜是膜分离技术的核心。在水处理膜、血液透析膜、实验室及医用专用膜等领域，随着分离技术尤其是膜技术的发展，膜材料成为这一创新领域快速发展的关键。膜材料可分为无机材料和有机聚合物材料。常用的无机膜材料包括玻璃、金属氧化物、陶瓷、碳等。有机聚合物材料是在现代聚合物材料的基础上发展起来的。目前使用的分离膜大多为有机聚合物膜，主要有纤维素、聚酰胺、芳香杂环、聚砜、聚烯烃、硅橡胶、含氟聚合物等。

聚乙烯吡咯烷酮PVP分子中的内酰胺基团为强极性基团，具有亲水作用。膜材料（聚偏氟乙烯、聚醚砜等）本身为疏水性材料，应用过程中易吸附有机溶质（蛋白质或细菌等），造成膜孔堵塞，影响膜性能。将PVP引入膜中后，由于PVP中的内酰胺键为亲水基团，亲水分子链段可在膜表面形成致密的水分离层，提高膜的亲水性，减少膜表面污垢粘附，降低膜堵塞风险，提高膜的抗污染能力，延长膜的使用寿命，降低维护成本。

成膜性：聚乙烯吡咯烷酮PVP具有良好的成膜性，能形成均匀稳定的膜结构。在水处理膜、血液透析膜的制备过程中，PVP可作为成膜剂，形成具有良好孔结构和机械强度的膜。

生物相容性：聚乙烯吡咯烷酮PVP具有良好的生物相容性，对人体组织无刺激性，不引起免疫反应。这使得聚乙烯吡咯烷酮PVP用于血液透析膜时与血液成分具有良好的相容性，从而减少血液与膜之间的不良反应。生理惰性：PVP在生理条件下化学性质稳定，不会降解或释放有害物质。这一特性确保聚乙烯吡咯烷酮PVP在血液透析过程中不会对血液成分产生不良影响。