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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.

吸收系統(tǒng)上,以除去反應(yīng)副產(chǎn)物SO,待SO被吸收后,在75~80℃下常壓蒸餾出溶劑苯,然后在真空度0.09MPa下減壓蒸餾出氯乙基吡咯烷酮.(2〉將氯乙基吡咯烷酮、溶劑苯和作為催化劑的KOH或醇鈉按比例(氯乙基吡咯烷酮:苯=3∶1)加入三頸燒瓶中,KOH加入量為氯乙基吡咯烷酮的10%(mol)。

增加光澤﹑保濕的功能.且不吸收灰塵;在涂料工業(yè)中,利用PVP優(yōu)異的成膜性,用PVP作為包覆劑生產(chǎn)的油漆,成膜透明而不影響本色,低分子量的PVP可使墨水.油墨具有良好的分散穩(wěn)定性,賦予其不易褪色的性能;在高分子聚合反應(yīng)中,PVP可作為增稠劑,用于高分子乳液聚合、懸浮聚合等反應(yīng)過(guò)程,起到改善樹(shù)脂性能的作用等。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,PVP的應(yīng)用領(lǐng)域越來(lái)越廣泛,已在光固樹(shù)脂、光導(dǎo)纖維、激光視盤(pán)、減阻材料等高科技領(lǐng)域得到應(yīng)用.

即用--種鹵代劑把α-NHP分子內(nèi)的羥基轉(zhuǎn)化為鹵素,進(jìn)而使α-NHP轉(zhuǎn)變成鹵乙基吡咯烷酮,如氯乙基吡咯烷酮;三步為鹵乙基吡咯烷酮在一定條件下脫鹵生成NVP.這一方法與直接脫水法相比反應(yīng)條件較為溫和,但同時(shí)也有其不足之處,就是反應(yīng)步驟相對(duì)較多,工藝流程較長(zhǎng),使用的原料較多,副產(chǎn)物也較多,后處理工序煩瑣,會(huì)造成環(huán)境污染.就工業(yè)化而言,-丁內(nèi)酯法總的來(lái)說(shuō)都存在原料價(jià)格比較昂貴、生產(chǎn)成本較高的問(wèn)題.但是,與乙炔法比較,Y-丁內(nèi)酯法具有工藝流程短、設(shè)備投資小.建廠周期短、操作條件溫和等優(yōu)點(diǎn)，比較適合NVP的中、小型生產(chǎn)廠家.

在攪拌下加熱升溫至65℃,維持溫度65土5℃攪拌回流反應(yīng)3h停止反應(yīng),在65~90℃下常壓蒸餾出溶劑苯,在0.09MPa真空度下減壓蒸餾出產(chǎn)物NVP,未反應(yīng)的氯乙基吡咯烷酮返回再進(jìn)行反應(yīng)。我國(guó)目前PVP產(chǎn)品的消費(fèi)量大約為每年1000t,主要用于化妝品和輔料,所需產(chǎn)品仍主要來(lái)自于進(jìn)口,這主要是因?yàn)槲覈?guó)的PVP產(chǎn)品還沒(méi)有形成規(guī)模化、系列化.隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,我國(guó)對(duì)PVP的需要量將不斷增加,應(yīng)在這一領(lǐng)域繼續(xù)深入研究,提高生產(chǎn)能力,增加產(chǎn)品種類,進(jìn)-步完善產(chǎn)品質(zhì)量,為實(shí)現(xiàn)PVP產(chǎn)品的國(guó)產(chǎn)化提供保障.由于PVP系列產(chǎn)品的價(jià)格較高,尤其是交聯(lián)聚合物價(jià)格更高,所以消費(fèi)市場(chǎng)主要為發(fā)達(dá),主要是美國(guó)、西歐、日本等和地區(qū).

折光率:n2=1.5120.NVP除易溶于水外,還易溶于許多溶劑,如甲醇、乙醇、丙醇﹑異丙醇、三氯甲烷、甘油、四氫呋喃、乙酸乙烯酯等,還能溶于甲苯等芳香類溶劑,所以NVP具有優(yōu)良的溶液特性,這也為NVP溶液聚合的溶劑提供了較大的選擇范圍.2.1.2NVP的化學(xué)性質(zhì)NVP的分子是一個(gè)含有N原子的五元環(huán),屬于內(nèi)酰胺類化合物,在N原子上連有一個(gè)乙烯基,這是NVP分子重要的基團(tuán)，由于N原子上的這個(gè)基團(tuán)使NVP的聚合和應(yīng)用提供了比較特殊的性質(zhì)。

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聚乙烯吡咯烷酮是具有優(yōu)異性能、用途廣泛的一類非離子型水溶性高分子精細(xì)化學(xué)品.它是由N-乙烯基吡咯烷酮在一定的條件下聚合而成的,是N-乙烯基酰胺類官能團(tuán)聚合物中具有特色、被研究得較深入和較廣泛的精細(xì)化學(xué)品品種.自1938年德國(guó)乙炔化學(xué)家Reppe公開(kāi)用乙炔為原料合成NVP及其聚合物PVP的方法至今,有關(guān)PVP的研究已有60余年的歷史.

如我國(guó)PVP-I還處于應(yīng)用推廣階段,而在一-些發(fā)達(dá)，作為醫(yī)用殺菌劑,PVP-I已完全取代 I,-酒精溶液.而且,這些對(duì)PVP產(chǎn)品的需求量仍呈上升趨勢(shì),預(yù)計(jì)2000年,美國(guó)、西歐、日本對(duì)PVP的總消費(fèi)量將超過(guò)20 000t .消費(fèi)領(lǐng)域主要是醫(yī)藥醫(yī)療衛(wèi)生和化妝品,約占總消費(fèi)量的70%,近年來(lái)在飲料、造紙和紡織等領(lǐng)域的消費(fèi)量都在上升.雖然從PVP及其單體NVP投入市場(chǎng)到現(xiàn)在已有幾十年的歷史,但到目前為止 BASF和ISP兩家公司仍然是該領(lǐng)域產(chǎn)品的主要生產(chǎn)廠家.先的PVP產(chǎn)品只是單一的均聚產(chǎn)品,到現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展為均聚、共聚和交聯(lián)等種類以及工業(yè)級(jí)、醫(yī)藥級(jí)、食品級(jí)三種規(guī)格.其中,工業(yè)級(jí)產(chǎn)品包括K值從12一90的一系列均聚PVP,K值從37~75的NVP與乙酸乙烯酯的共聚物(PVP/VA)以及NVP與不飽和季銨鹽類的共聚物(PVPQ).醫(yī)藥級(jí)產(chǎn)品包括一系列分子量的均聚PVP,NVP與乙酸乙烯酯的共聚物.NVP的交聯(lián)聚合物以及PVP-I等.食品級(jí)產(chǎn)品主要是指不溶性的NVP交聯(lián)聚合物.目前,據(jù)有關(guān)資料報(bào)道,BASF和ISP兩家公司PVP系列產(chǎn)品的年產(chǎn)量估計(jì)在20 000t左右.

Arai等人發(fā)現(xiàn)，PVP/SDS混合液發(fā)生增溶作用所對(duì)應(yīng)的表面活性劑濃度,與混合溶液表面張力-濃度曲線的一個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的濃度是一致的.Murata等人13研究了溫度和NaCl對(duì)PVP/SDS增溶OT-橙的影響,觀察到PVP存在時(shí)導(dǎo)致SDS溶液增溶染料量增大等。研究了PVP對(duì)十二烷基氯化銨和十二烷基硫氰酸銨增溶OB-黃的影響,發(fā)現(xiàn)膠束增溶OB黃的能力隨PVP含量增大呈上升趨勢(shì),但卻沒(méi)有觀察到PVP對(duì)以氯為反離子的陽(yáng)離子表面活性劑增溶染料的能力顯著提高.

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NVP分子內(nèi)的乙烯基電荷不平衡，即雙鍵相連的兩個(gè)碳原子上電荷密度不一樣.這種電荷不平衡為NVP的水解提供了可能性,當(dāng)在酸性或有堿金屬離子存在時(shí)，NVP分子內(nèi)就發(fā)生異構(gòu)化,形成--系列過(guò)渡態(tài),終生成吡咯烷酮與乙醛,這是NVP水解的一步.NVP水解的二步為一步生成的吡咯烷酮與NVP分子進(jìn)行加成反應(yīng),然后在水的參與下進(jìn)-步分解為吡咯烷酮和乙醛.