Kopolimeri NVP in estrov
Estri so najbolj raziskan razred spojin za modifikacijo PVP. Na splošno se estrske spojine, kopolimerizirane z NVP, nanašajo na estre, ki vsebujejo nenasičene vinilne skupine z dvojno-vezjo. Po kopolimerizaciji NVP in estrov se na eni strani zaradi dobre molekularne prožnosti estrske skupine poveča aktivnost verižnega segmenta, s čimer se izboljša prožnost kopolimernega filma. Po drugi strani bo prisotnost hidrofobnih alkilnih skupin v estrskih enotah zmanjšala sposobnost kopolimera za vpijanje vode in s tem izboljšala sposobnost kopolimera, da ohrani svojo obliko pri visoki vlažnosti. Običajno estri vključujejo dimetilaminoetil propilen format, propilen acetat, metakrilat, propilen diacetat, metakrilat itd.
Kopolimer N-vinilpirolidona (NVP)/vinil acetata (VAc) (VAP smola) je prvi izboljšan produkt PVP in estrskih spojin. Je brezbarvna in prozorna trdna snov, rahlo topna v vodi, topna v organskih topilih, kot so izopropanol, etanol, butil acetat itd., ni-strupena in ni lahko zažgana. VAP smola ohranja funkcijo PVP kot polimera, hkrati pa premaga pomanjkljivost visoke cene PVP. Poleg tega ima smola VAP dobre lastnosti-tvorjenja filma. Ker v svojo molekularno strukturo vnaša hidrofobne vinil acetatne enote, zmanjšuje občutljivost filma na vlago, tako da v okolju z visoko vlažnostjo ne postane lepljiv in podaljšuje sposobnost obstojnosti pričeske. Leta 1985 je zaradi prepovedi freona propan/butan postal novo pogonsko gorivo, topnost kopolimera PVP/VA v propan/butanu pa je bila le 10 % (3 % trdna raztopina etanola), zato je BASF v Nemčiji lansiral kopolimer PVP/VA/vinil propionat. Zaradi povečanja deleža vinil propionata v kopolimeru doseže topnost kopolimera v ogljikovodiku približno 40 %. Na splošno je VP:VA:vinil propionat=30:40:30 v kopolimeru. Vsebnost VP v sestavi je zmanjšana, zaradi česar ima večjo zadrževanje kodrov.
Kopolimeri NVP in kislin
Metakrilna kislina je trenutno najpogosteje uporabljena kislina za kopolimerizacijo z NVP. Metakrilno kislino je treba pri uporabi nevtralizirati, pri čemer je prednostna stopnja nevtralizacije 80-100%. Ker se NVP zlahka hidrolizira v kislih pogojih, kislost in alkalnost pa imata tudi velik vpliv na stabilnost PVP, je treba pH vrednost med kopolimerizacijo strogo nadzorovati. Pred polimerizacijo lahko dodamo določeno količino KOH, da zagotovimo alkalne pogoje za polimerizacijo. Polimer, dobljen s kopolimerizacijo NVP in kislih snovi, je anionski, ima dober sijaj, elastičnost in obstojnost, se enostavno izpira, ima dobro odpornost proti vlagi in sposobnost oblikovanja ter težko vpija vlago. Na primer, najbolj priljubljen kopolimer PVP/terc-butil akrilata/metakrilne kisline, ki tvori-film, katerega produkt je 50-odstotna raztopina etanola, ima odlično delovanje in njegove prednosti so:
(1) Združljivost s propanom/butanom je kar 70 % ali več;
(2) Elastičnost filma je zelo dobra in ni treba dodati plastifikatorja;
(3) Stopnja nevtralizacije ne vpliva na učinek-fiksacije las in se enostavno spere;
(4) dober sijaj in ga ni enostavno odlepiti;
(5) Močno zadrževanje kodrov. V vlažnem podnebju imajo lasje dobro elastičnost in obdržijo obliko ter se ne zlepijo.
Kopolimeri, ki jih tvorijo NVP in kvarterne amonijeve soli
Olenske snovi, ki vsebujejo terciarne aminske skupine v molekulah (kot je dimetilaminoetil metakrilat metil dimetilamin etil ester DMAEMA), je mogoče kvaternizirati in nato kopolimerizirati z NVP, da tvorijo polikvaterne amonijeve soli, ki vsebujejo kationske enote v molekulski verigi. Pri normalnih pH vrednostih ima površina lasnih vlaken anionske lastnosti. Uporaba kationov pomaga pri nalaganju in adsorpciji, izboljša neposrednost in afiniteto do las ter ima določen učinek kondicioniranja. Polikvaterne amonijeve spojine zagotavljajo značilno dolgo{3}}obstojno vezavo, uporabnost in moč, ki so edinstvene za pene za lase. Takšni kopolimeri se pogosto uporabljajo v sredstvih za nego las, šamponih in losjonih, pa tudi v penah za splošno oblikovanje las. Omogočajo enostavno razčesavanje mokrih las brez zapletanja, ko se lasje posušijo pa so naravno puhasti, sijoči in skodrani, kot je pričeska na mokrih laseh.
Uporaba polikvarternih amonijevih spojin na osnovi PVP- je bila ključni dejavnik nenadnega uspeha pene za lase v zgodnjih osemdesetih letih. Po poročilu Združenja za kozmetiko, toaletne potrebščine in dišave (CTFA) so polikvaternij-11, polikvaternij-16, polikvaternij-28, polikvaternij-55 itd., ki se uporabljajo v sredstvih za oblikovanje las, vsi kopolimeri NVP in kvarternih amonijevih soli. Na primer, polikvaternij-16 predstavlja štiri polimere: PVP/DMAEMA amonijev klorid, PVP/kvaternizirani vinil imidazol, PVP/DMAEMA etil sulfat itd., ki imajo zelo dobre sposobnosti česanja in oblikovanja.
Kopolimeri, ki jih tvorijo NVP in amidi
Sam NVP spada v laktamski razred snovi, njegove lastnosti so podobne lastnostim amidov in ima dobro združljivost. Izbira amidov z več metilnimi skupinami kot komonomerov lahko zmanjša absorpcijo vode PVP, hkrati pa ohrani njegovo prvotno učinkovitost. Prilagajanje razmerja med NVP in amidi v kopolimeru ali izbira različnih lahko spremeni topnost, viskoznost in druge lastnosti učinkovitosti kopolimerne smole. Topnost, viskoznost in druge lastnosti delovanja kopolimerne smole je mogoče prilagoditi tudi s prilagajanjem razmerja sestave NVP in komonomerov v smoli, kot je kopolimer vinil kaprolaktam/VP/dimetilaminoetil metakrilat, v katerem ima monomer vinil kaprolaktam dve metilni skupini več kot PVP in ima odlično združljivost z ogljikovodikovimi pogonskimi sredstvi. Njegova uporaba lahko tudi zmanjša higroskopičnost polimera. Drugi monomer, dimetilaminoetil metakrilat, lahko poveča sposobnost zadrževanja kodrov polimera na laseh, kar lahko zmanjša količino uporabljenega polimera. Komponenti VP in dimetilaminoetil metakrilat v kopolimeru sta-topni v vodi in imata dobro afiniteto, medtem ko ima vinil kaprolaktam odlične lastnosti za-tvorjenje filma in-fiksiranje las, tako da je mogoče zmanjšati količino uporabljenega polimera,-ki tvori film, medtem ko je njegovo zadrževanje kodrov las še vedno zelo dobro. Združljivost tega kopolimera s propilen/butanom je kar 70 %. Ko so lasje obdelani z izdelki, formuliranimi z njimi, se bodo na njih pojavili "mokri" in sijoči kodri, ko bodo popolnoma suhi. Razpon topnosti tega terpolimera je izjemno širok in se lahko uporablja v vseh vrstah sredstev za oblikovanje las. Združuje oblikovanje in nego v enem ter je nova vrsta polimera,-ki tvori film, z velikimi možnostmi za razvoj.
Povzetek
Ker je PVP nadomestil naravni šelak kot smolo za oblikovanje, sta trend razvoja in trenutni status izdelkov s smolo za oblikovanje PVP približno naslednja:
(1) Od enega samega PVP homopolimera do visoko{1}}zmogljivega PVP modificiranega kopolimera, ki nastane s kopolimerizacijo več monomerov
(2) Od zahteve za eno samo funkcijo oblikovanja do polimera za oblikovanje z več-funkcionalnimi zahtevami, kot sta kondicioniranje in UV odpornost.
(3) Zaradi potreb varstva okolja je vsebnost hlapnih organskih spojin (VOC) v pogonskih sredstvih iz kalibrirne smole omejena. Zato je pri načrtovanju in sintetiziranju smol za klejenje serije PVP postalo nepogrešljivo vprašanje, kako izboljšati njihovo združljivost (topnost ogljikovodikov in topnost v vodi) in združljivost in raziskovalna žarišče.