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國(guó)內(nèi)PVP產(chǎn)品生產(chǎn)廠家主要有:河南博愛(ài)精細(xì)化工廠采用浙江省化工研究院開(kāi)發(fā)的單體合成工藝,建立了NVP生產(chǎn)線,并可向市場(chǎng)提供 PVP,PVP/VA,PVPP等產(chǎn)品.河南清華永昌精細(xì)化工廠采用清華大學(xué)的技術(shù)建立了一套由吡咯烷酮和乙炔合成NVP的生產(chǎn)線,主要向市場(chǎng)提供單體產(chǎn)品.山東東勝集團(tuán)星華化工公司也在致力于PVP產(chǎn)品的生產(chǎn).

由此可見(jiàn),不論是乙炔法還是y丁內(nèi)酯法都存在自身的不足,所以目前仍然有大批科技工作者投身于NVP及其聚合物PVP的研究與生產(chǎn)工作中。y-丁內(nèi)酯為原料合成NVP及PVP的研究開(kāi)始于20世紀(jì)40年代,因?yàn)槭且詙-丁內(nèi)酯為主要的起始原料,所以稱為y-丁內(nèi)酯法.y-丁內(nèi)酯法根據(jù)脫水方式的不同又分為直接脫水法和間接脫水法兩種方法,直接脫水法分兩步進(jìn)行,一步為Y丁內(nèi)酯與乙醇胺進(jìn)行胺解反應(yīng)生成α-羥乙基吡咯烷酮α-NHP,二步為α-NHP在脫水催化劑的存在下進(jìn)行分子內(nèi)脫水反應(yīng),脫去一分子水得到單體NVP.

根據(jù)引發(fā)手段NVP的聚合又可分為自由基聚合、離子引發(fā)聚合、光引發(fā)聚合等.正是由于NVP聚合方式的多樣性,決定了PVP產(chǎn)品的多樣性,使得生產(chǎn)滿足各種用途的PVP產(chǎn)品成為可能.每年僅NVP的聚合及其相關(guān)的應(yīng)用研究的研究論文及申請(qǐng)的專利就達(dá)兩百篇以上.。NVP的物理性質(zhì)NVP是N-乙烯基吡咯烷酮的簡(jiǎn)稱,是合成PVP的單體.NVP常溫下是一種無(wú)色或者淡黃色,略有氣味的透明液體,易溶于水,其主要的物理性質(zhì)如下:相對(duì)密度:1.04(25℃時(shí);熔點(diǎn):13.5℃;沸點(diǎn):148℃13332.24Pa,58~65C13.3~26.64Pa;閃點(diǎn):98.33℃;

廣東省羅定市農(nóng)藥廠采用廣東工業(yè)大學(xué)的NVP單體合成工藝建立了生產(chǎn)線,可向市場(chǎng)提供的產(chǎn)品主要有單體、PVP-K:(固體、液體產(chǎn)品)和 PVP-I.以上這幾個(gè)PVP生產(chǎn)廠家都是在20世紀(jì)90年代建成的,產(chǎn)品年總產(chǎn)能力估計(jì)在2000t左右.其他家如日本、韓國(guó)等也有少量PVP產(chǎn)品.把原料y-丁內(nèi)酯、乙醇胺按比例加入胺解反應(yīng)釜,攪拌條件下加熱到180℃以上,使反應(yīng)物料呈回流狀態(tài),保持回流狀態(tài)反應(yīng)約3h,由于反應(yīng)過(guò)程會(huì)生成部分水,由于水沸點(diǎn)較低與產(chǎn)物形成共沸物使體系溫度降低,會(huì)影響反應(yīng)的順利進(jìn)行.

這是強(qiáng)吸引力使PVP分子聚集體表現(xiàn)為剛性而缺少柔性,加熱的溫度達(dá)不到T,時(shí),都主要表現(xiàn)為剛性而無(wú)法進(jìn)行熱塑性加工.而一旦當(dāng)溫度達(dá)到其T,,足以克服分子間的強(qiáng)偶極作用力時(shí),它又變?yōu)槿廴趹B(tài)而表現(xiàn)為熔融黏性,由于PVP熔融黏度很高,同樣難以進(jìn)行熱塑性加工.在需要對(duì)其進(jìn)行熱塑性加工的時(shí)候,只有通過(guò)共聚或添加增塑劑改性后方可進(jìn)行。PVP的光譜特性紅外光譜PVP的紅外光譜可以通過(guò)兩種方法得到,-是用KBr壓片，二是將PVP水溶液灑在AgCl圓盤上形成PVP薄膜,然后測(cè)定.各種方法得到的PVP紅外光譜大同小異,或者含有可以與PVP分子發(fā)生相互作用的分子時(shí),PVP紅外光譜可能會(huì)出現(xiàn)較大的偏差.

另一方面,在自由基聚合的鏈增長(zhǎng)過(guò)程中隨時(shí)都會(huì)發(fā)生鏈終止反應(yīng),對(duì)于相同的聚合反應(yīng)而言,終形成的聚合物平均分子量越大,意味著聚合物分子量的大值越大,而無(wú)論聚合物平均分子量大小如何,可以認(rèn)為其分子量的小值是相等的,所以平均分子量越大,不同分子量的聚合物數(shù)量越多,也就是分子量分布越寬。PVP玻璃化溫度的存在說(shuō)明它熱塑性較差,不利于熱塑性加.工,這是由于構(gòu)成PVP分子鏈的結(jié)構(gòu)單元是強(qiáng)極性的,PVP分子間存在極強(qiáng)的偶極間吸引力,

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PVP的分子量通常用K值表示,據(jù)德國(guó)BASF公司提供的數(shù)據(jù)，當(dāng)K值小于30時(shí),其堆密度為0.4~0.6g/ml,當(dāng)K值為90時(shí)，PVP堆密度為0.11~0.25g/ml.由此可見(jiàn),PVP分子量越大,堆密度越小,這是因?yàn)镻VP分子量越大,接枝程度越高,分子鏈越長(zhǎng)，分子之間堆積起來(lái)時(shí)相互之間形成的空隙就越大;反之分子量越小,PVP分子堆積在一起時(shí)相互之間的空隙就越小,而且不同分子的原子還可填充到鄰近分子內(nèi)原子間的空隙,進(jìn)而導(dǎo)致PVP密度增大,也就是在其他條件相同時(shí)的堆密度增大.

所以需要在胺解反應(yīng)過(guò)程中將生成的水除去,這樣可保證反應(yīng)在185±5℃下進(jìn)行.另外,蒸出水的同時(shí)共沸帶出部分產(chǎn)物,也有利于反應(yīng)的正向進(jìn)行,保持溫度繼續(xù)反應(yīng)15~17h,待反應(yīng)轉(zhuǎn)化率達(dá)90%以上時(shí)，可停止反應(yīng).將反應(yīng)物料輸人蒸餾塔,減壓蒸餾出產(chǎn)物羥乙基吡咯烷酮(NHP).同時(shí)餾出未反應(yīng)完全的-丁內(nèi)酯和乙醇胺返回胺解釜繼續(xù)反應(yīng).胺解反應(yīng)部分中試試驗(yàn)結(jié)果.將溶劑苯和經(jīng)過(guò)處理的羥乙基吡咯烷酮(NHP)按比例加入到乙烯化反應(yīng)釜,攪拌混合均勻后,加入助劑,升溫到100℃以上，攪拌反應(yīng)1~1.5h.反應(yīng)過(guò)程中生成的水需要及時(shí)除去,然后將體系溫度降低至65±5℃,加入催化劑,繼續(xù)攪拌反應(yīng)1.5~2h,將反應(yīng)后的物料放入貯槽,輸入溶劑回收塔,常壓下于65~90℃之間蒸出溶劑苯回收利用.余下的物料輸入產(chǎn)物蒸餾塔,在0.085MPa左右真空度下蒸餾出產(chǎn)物NVP.

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另?yè)?jù)美國(guó)ISP公司提供的資料,其PVP-K堆密度為0.3g/ml左右,與BASF公司的同類產(chǎn)品堆密度有較大差別,可見(jiàn),干燥工藝不同,對(duì)PVP產(chǎn)品堆密度影響較大.另外,測(cè)定方法不同也會(huì)導(dǎo)致PVP堆密度數(shù)據(jù)的差異.不溶性或者交聯(lián)PVP的堆密度一般在0.28~0.38g/ml.至于NVP的聚合研究,由于其聚合物具有的優(yōu)異性能,而且相關(guān)的應(yīng)用領(lǐng)域多是與聚合物直接相關(guān)的,所以NVP的聚合更是受到廣大科技工作者的關(guān)注.