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γ-丁內(nèi)酯-直接脫水法是合成PVP單體NVP的方法中研究得比較廣泛的一種方法,尤其是近10～20年來發(fā)表了大量關于該方法的文章,其中主要是關于脫水催化劑的.y-丁內(nèi)酯-直接脫水法經(jīng)過胺解﹑催化脫水兩步合成NVP.胺解是由y-丁內(nèi)酯與乙醇胺在一定的條件下發(fā)生反應而生成羥乙基吡咯烷酮(NHP).催化脫水反應的研究相對更為活躍,就催化劑方面而言,較多的是關于脫水催化劑對脫水反應結果的影響,而對于催化劑如何影響反應及催化脫水反應的機理缺少進一步的研究報道.

吸收系統(tǒng)上,以除去反應副產(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)。

另據(jù)美國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,干燥工藝不同,對PVP產(chǎn)品堆密度影響較大.另外,測定方法不同也會導致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,而且相關的應用領域多是與聚合物直接相關的,所以NVP的聚合更是受到廣大科技工作者的關注.

Arai等人發(fā)現(xiàn)，PVP/SDS混合液發(fā)生增溶作用所對應的表面活性劑濃度,與混合溶液表面張力-濃度曲線的一個轉折點所對應的濃度是一致的.Murata等人13研究了溫度和NaCl對PVP/SDS增溶OT-橙的影響,觀察到PVP存在時導致SDS溶液增溶染料量增大等。研究了PVP對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,但卻沒有觀察到PVP對以氯為反離子的陽離子表面活性劑增溶染料的能力顯著提高.

在攪拌下加熱升溫至65℃,維持溫度65土5℃攪拌回流反應3h停止反應,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,未反應的氯乙基吡咯烷酮返回再進行反應。我國目前PVP產(chǎn)品的消費量大約為每年1000t,主要用于化妝品和輔料,所需產(chǎn)品仍主要來自于進口,這主要是因為我國的PVP產(chǎn)品還沒有形成規(guī)模化、系列化.隨著經(jīng)濟的不斷發(fā)展,我國對PVP的需要量將不斷增加,應在這一領域繼續(xù)深入研究,提高生產(chǎn)能力,增加產(chǎn)品種類,進-步完善產(chǎn)品質量,為實現(xiàn)PVP產(chǎn)品的國產(chǎn)化提供保障.由于PVP系列產(chǎn)品的價格較高,尤其是交聯(lián)聚合物價格更高,所以消費市場主要為發(fā)達,主要是美國、西歐、日本等和地區(qū).

PVP在水中的溶解度只受溶解后形成溶液黏度的限制,室溫下PVP在其中溶解度超過10%的溶劑有:·醇類:甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇、丁醇、異丁醇、戊醇、環(huán)己醇、苯酚、乙二醇,丙二醇、丁二醇、甘油.·醚類:甲基丁基醚、冠醚.·醇-醚類:乙二醇醚、二甘醇、三甘醇、1,6-己二.醇、聚乙二醇200.聚乙二醇400、硫醚．·羧酸類:甲酸、乙酸丙酸、丙烯酸.·內(nèi)酯類:y-丁內(nèi)酯.·酯類:乳酸乙酯、乙酸乙烯酯.

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由此可見,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的研究開始于20世紀40年代,因為是以y-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行,一步為Y丁內(nèi)酯與乙醇胺進行胺解反應生成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行分子內(nèi)脫水反應,脫去一分子水得到單體NVP.

如我國PVP-I還處于應用推廣階段,而在一-些發(fā)達，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PVP產(chǎn)品的需求量仍呈上升趨勢,預計2000年,美國、西歐、日本對PVP的總消費量將超過20 000t .消費領域主要是醫(yī)藥醫(yī)療衛(wèi)生和化妝品,約占總消費量的70%,近年來在飲料、造紙和紡織等領域的消費量都在上升.雖然從PVP及其單體NVP投入市場到現(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、醫(yī)藥級、食品級三種規(guī)格.其中,工業(yè)級產(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.食品級產(chǎn)品主要是指不溶性的NVP交聯(lián)聚合物.目前,據(jù)有關資料報道,BASF和ISP兩家公司PVP系列產(chǎn)品的年產(chǎn)量估計在20 000t左右.

合成PVP單體NVP的方法，另外,PVP也被廣泛用作崩解劑、黏合劑,還可用于脫鹽膜和人工腎透析隔膜;在食品、飲料工業(yè)中,添加不溶性的交聯(lián)PVP于啤酒﹑茶飲料中,可去除啤酒及茶飲料中存在的多酚及過量的單寧,而自身又不殘留在其中,起到穩(wěn)定色澤、保證啤酒及茶飲料風味品質較長時間不變及去除澀味的作用,是優(yōu)良的飲料澄清劑勵穩(wěn)定劑;在日用化工中更是用途廣泛,尤其是在化妝品中,如用于噴發(fā)膠中的PVP,具有優(yōu)良的固發(fā).

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到目前為止，PVP已發(fā)展成為均聚物、共聚物、交聯(lián)聚合物三大類,近年來,離子型的PVP也得到了相應的發(fā)展并越來越受到人們的重視.PVP商品也發(fā)展到工業(yè)級、醫(yī)藥級、食品級三種規(guī)格,數(shù)十個品種和成百上千個牌號.PVP由于其優(yōu)異的性能而被廣泛地應用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民生活以及相關的科研部門.現(xiàn)在,有關PVP及其單體NVP的研究和應用的文獻以每年幾百篇的速度在進一步發(fā)展。