Copolymere aus NVP und Estern
Ester sind die am besten untersuchte Verbindungsklasse für die PVP-Modifizierung. Im Allgemeinen beziehen sich mit NVP copolymerisierte Esterverbindungen auf Ester, die ungesättigte Doppel---Vinylgruppen enthalten. Nach der Copolymerisation von NVP und Estern wird einerseits aufgrund der guten molekularen Flexibilität der Estergruppe die Kettensegmentaktivität erhöht und dadurch die Flexibilität des Copolymerfilms verbessert. Andererseits verringert das Vorhandensein hydrophober Alkylgruppen in den Estereinheiten die Wasseraufnahmekapazität des Copolymers und verbessert dadurch die Fähigkeit des Copolymers, seine Form bei hoher Luftfeuchtigkeit beizubehalten. Normalerweise umfassen Ester Dimethylaminoethylpropylenformiat, Propylenacetat, Methacrylat, Propylendiacetat, Methacrylat usw.
N-Vinylpyrrolidon (NVP)/Vinylacetat (VAc)-Copolymer (VAP-Harz) ist das früheste verbesserte Produkt aus PVP und Esterverbindungen. Es ist ein farbloser und transparenter Feststoff, schwer löslich in Wasser, löslich in organischen Lösungsmitteln wie Isopropanol, Ethanol, Butylacetat usw., ungiftig und nicht leicht zu verbrennen. VAP-Harz behält die Funktion von PVP als Polymer bei und überwindet gleichzeitig den Nachteil des hohen Preises von PVP. Darüber hinaus verfügt VAP-Harz über gute filmbildende Eigenschaften. Da es hydrophobe Vinylacetat-Einheiten in seine Molekülstruktur einführt, verringert es die Feuchtigkeitsempfindlichkeit des Films, so dass er in einer Umgebung mit hoher Luftfeuchtigkeit nicht klebrig wird und die Fähigkeit, die Frisur zu pflegen, verlängert wird. Im Jahr 1985 wurde Propan/Butan aufgrund des Freon-Verbots zu einem neuen Treibmittel und die Löslichkeit des PVP/VA-Copolymers in Propan/Butan betrug nur 10 % (3 % feste Ethanollösung), weshalb BASF in Deutschland das PVP/VA/Vinylpropionat-Copolymer auf den Markt brachte. Durch die Erhöhung des Vinylpropionatanteils im Copolymer erreicht die Kohlenwasserstofflöslichkeit des Copolymers etwa 40 %. Im Allgemeinen ist VP:VA:Vinylpropionat=30:40:30 im Copolymer. Der VP-Gehalt in der Zusammensetzung ist reduziert, was zu einer höheren Lockenretention führt.
Copolymere aus NVP und Säuren
Methacrylsäure ist derzeit die am häufigsten verwendete Säure für die Copolymerisation mit NVP. Methacrylsäure muss bei der Verwendung neutralisiert werden, und der Neutralisationsgrad beträgt vorzugsweise 80-100 %. Da NVP unter sauren Bedingungen leicht hydrolysiert wird und auch der Säuregehalt und die Alkalität einen großen Einfluss auf die Stabilität von PVP haben, muss der pH-Wert während der Copolymerisation streng kontrolliert werden. Vor der Polymerisation kann eine bestimmte Menge KOH zugesetzt werden, um alkalische Bedingungen für die Polymerisation sicherzustellen. Das durch Copolymerisation von NVP und sauren Substanzen erhaltene Polymer ist anionisch, weist einen guten Glanz, eine gute Elastizität und Haltbarkeit auf, lässt sich leicht abwaschen, weist eine gute Feuchtigkeitsbeständigkeit und Formgebungsfähigkeit auf und nimmt Feuchtigkeit nicht leicht auf. Beispielsweise weist das beliebteste filmbildende Polymer PVP/tert-Butylacrylat/Methacrylsäure-Copolymer, dessen Produkt eine 50 %ige Ethanollösung ist, eine hervorragende Leistung auf und seine Vorteile sind:
(1) Die Kompatibilität mit Propan/Butan beträgt bis zu 70 % oder mehr;
(2) Die Elastizität der Folie ist sehr gut und es muss kein Weichmacher zugesetzt werden;
(3) Der Grad der Neutralisierung hat keinen Einfluss auf die Haarfixierungsleistung und lässt sich leicht auswaschen;
(4) Guter Glanz und nicht leicht abzulösen;
(5) Starke Lockenretention. In feuchtem Klima weist das Haar eine gute Elastizität und Formbeständigkeit auf und verklebt nicht.
Copolymere aus NVP und quartären Ammoniumsalzen
Olenische Substanzen mit tertiären Amingruppen in den Molekülen (wie Dimethylaminoethylmethacrylat-Methyl-Dimethylamin-Ethylester DMAEMA) können quaternisiert und dann mit NVP zu polyquartären Ammoniumsalzen mit kationischen Einheiten in der Molekülkette copolymerisiert werden. Bei normalen pH-Werten weist die Oberfläche der Haarfasern anionische Eigenschaften auf. Die Verwendung von Kationen hilft bei der Ablagerung und Adsorption, verbessert die Direktheit und Affinität zum Haar und hat eine gewisse konditionierende Wirkung. Polyquaternäre Ammoniumverbindungen sorgen für die typische langanhaltende Bindung, Verarbeitbarkeit und Festigkeit, die einzigartig für Mousse-Haarschäume sind. Solche Copolymere werden häufig in Haarspülungen, Shampoos und Lotionen sowie allgemeinen Styling-Mousse-Produkten verwendet. Sie machen nasses Haar leicht kämmbar, ohne es zu verwirren, und wenn das Haar trocknet, ist es natürlich flauschig, glänzend und lockig, genau wie die Frisur bei nassem Haar.
Die Verwendung von polyquaternären Ammoniumverbindungen auf PVP--Basis war der Schlüsselfaktor für den plötzlichen Erfolg von Mousse-Haarschäumen in den frühen 1980er Jahren. Laut dem Bericht der Cosmetic, Toiletries and Fragrance Association (CTFA) sind Polyquaternium-11, Polyquaternium-16, Polyquaternium-28, Polyquaternium-55 usw., die in Haarstylingmitteln verwendet werden, allesamt Copolymere aus NVP und quartären Ammoniumsalzen. Polyquaternium-16 stellt beispielsweise vier Polymere dar: PVP/DMAEMA-Ammoniumchloridsalz, PVP/quaternisiertes Vinylimidazol, PVP/DMAEMA-Ethylsulfatsalz usw., die sehr gute Kämm- und Stylingeigenschaften aufweisen.
Copolymere aus NVP und Amiden
NVP selbst gehört zur Stoffklasse der Lactame, weist ähnliche Eigenschaften wie Amide auf und weist eine gute Verträglichkeit auf. Die Wahl von Amiden mit mehr Methylgruppen als Comonomere kann die Wasseraufnahme von PVP verringern und gleichzeitig seine ursprüngliche Leistung beibehalten. Die Anpassung des Verhältnisses von NVP zu Amiden im Copolymer oder die Auswahl anderer Verhältnisse kann die Löslichkeit, Viskosität und andere Leistungseigenschaften des Copolymerharzes verändern. Die Löslichkeit, Viskosität und andere Leistungseigenschaften des Copolymerharzes können auch durch Anpassen des Zusammensetzungsverhältnisses von NVP zu Comonomeren im Harz angepasst werden, wie z. B. Vinylcaprolactam/VP/Dimethylaminoethylmethacrylat-Copolymer, bei dem das Monomer Vinylcaprolactam zwei Methylgruppen mehr als PVP aufweist und eine ausgezeichnete Kompatibilität mit Kohlenwasserstoffen aufweist Treibstoffe. Seine Verwendung kann auch die Hygroskopizität des Polymers verringern. Ein weiteres Monomer, Dimethylaminoethylmethacrylat, kann die Lockenhaltefähigkeit des Polymers auf dem Haar erhöhen, wodurch die Menge des verwendeten Polymers reduziert werden kann. Die Komponenten VP und Dimethylaminoethylmethacrylat im Copolymer sind wasserlöslich und haben eine gute Affinität, während Vinylcaprolactam hervorragende filmbildende und haarfestigende Eigenschaften aufweist, so dass die Menge des verwendeten filmbildenden Polymers reduziert werden kann, die Haarlockenhaltung jedoch erhalten bleibt sehr gut. Die Kompatibilität dieses Copolymers mit Propylen/Butan beträgt bis zu 70 %. Sobald das Haar mit darauf formulierten Produkten behandelt wird, zeigt es nach dem vollständigen Trocknen „nasse“ und glänzende Locken. Der Löslichkeitsbereich dieses Terpolymers ist äußerst breit und kann in allen Arten von Haarstylingmitteln verwendet werden. Es vereint Styling und Konditionierung in einem und ist ein neuartiges filmbildendes Polymer mit großen Entwicklungsaussichten.
Zusammenfassung
Da PVP den natürlichen Schellack als Stylingharz ersetzt hat, sind der Entwicklungstrend und der aktuelle Status von PVP-Stylingharzprodukten ungefähr wie folgt:
(1) Von einem einzelnen PVP-Homopolymer zu einem hochleistungsfähigen PVP-modifizierten Copolymer, das durch Copolymerisation mehrerer Monomere entsteht
(2) Von einer einzigen Stylingfunktionsanforderung zu einem Stylingpolymer mit multifunktionalen Anforderungen wie Konditionierung und UV-Beständigkeit.
(3) Aus Gründen des Umweltschutzes ist der Gehalt an flüchtigen organischen Verbindungen (VOC) in Schlichteharz-Treibmitteln begrenzt. Daher ist bei der Entwicklung und Synthese von Leimharzen der PVP-Serie die Verbesserung ihrer Kompatibilität (Kohlenwasserstofflöslichkeit und Wasserlöslichkeit) und Kompatibilität zu einer unverzichtbaren Überlegung und einem Forschungsschwerpunkt geworden.