阿拉善PVPP行業(yè)

國內(nèi)PVP產(chǎn)品生產(chǎn)廠家主要有:河南博愛精細(xì)化工廠采用浙江省化工研究院開發(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).

乙炔法以乙炔、甲醛、氫氣等為起始原料,經(jīng)歷催化醛加成.催化加氫﹑催化脫氫成環(huán)、氨化、炔加成等五步合成單體NVP,然后在一定條件下聚合可得到不同分子量的PVP,NVP與其他單體，如乙酸乙烯酯、丙烯酰胺等共聚得到共聚PVP,或加入特定的具有雙官能團(tuán)的交聯(lián)劑，如N,N-亞甲基雙丙烯酰胺等，進(jìn)行交聯(lián)聚合反應(yīng)得到交聯(lián)PVP.乙炔法由于所使用的主要原料乙炔對(duì)操作條件要求嚴(yán)格,工.藝過程需要在高壓、高溫的條件下進(jìn)行。

PVP是在二戰(zhàn)期間作為人造血漿增溶劑而被研究發(fā)明的,隨即,人們發(fā)現(xiàn)PVP及其單體NVP尤其是PVP不僅具有優(yōu)異的溶解性、化學(xué)穩(wěn)定性、成膜性、低毒性、生理惰性、黏接能力與保護(hù)膠作用,還可與許多無機(jī)、化合物結(jié)合,因而,PVP面世至今,逐漸被廣泛地用于醫(yī)藥、化妝品、食品、釀造、涂料、黏接劑、印染助劑、分離膜,感光材料等領(lǐng)域.如在醫(yī)藥工業(yè)中,PVP與結(jié)合形成的PVP-I是優(yōu)良的劑,具有與I,-酒精溶液同等的能力而又不會(huì)對(duì)皮膚產(chǎn)生刺激性,也不會(huì)對(duì)生物體產(chǎn)生毒性。

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.

顯然,吡咯烷酮鉀鹽更易與NVP進(jìn)行加成反應(yīng),導(dǎo)致在K,SO存在時(shí)NVP的水解速率也應(yīng)較大。由于NVP易水解,所以在NVP的生產(chǎn)和使用中應(yīng)注意兩點(diǎn):一是合成NVP時(shí)必須注意把水去除,保證產(chǎn)品中不含水分:;..是在貯存、運(yùn)輸過程中,要使產(chǎn)品呈中性或弱堿性,從而防止水解與自聚合反應(yīng)發(fā)生,通常的方法是加入0.1%的堿如氫氧化鈉、氨或低分子量的胺類。

從NVP水解機(jī)理來看,NVP能否發(fā)生水解主要依賴于一步一系列過渡態(tài)是否可以形成,或者說NVP分子內(nèi)異構(gòu)化反應(yīng)能否發(fā)生是NVP是否發(fā)生水解的關(guān)鍵。溶液中H*或者堿金屬陽離子的存在正好使NVP的分子內(nèi)異構(gòu)化得以實(shí)現(xiàn),所以NVP的水解得以進(jìn)行.NVP的水解速率主要取決于二步,當(dāng)K’存在時(shí),會(huì)與一步生成的吡咯烷酮反應(yīng)先生成吡咯烷酮鉀鹽,然后再與NVP進(jìn)行加成反應(yīng).

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另一方面,在自由基聚合的鏈增長過程中隨時(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,

所以需要在胺解反應(yīng)過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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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.