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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(guān)于該方法的文章,其中主要是關(guān)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(yīng)而生成羥乙基吡咯烷酮(NHP).催化脫水反應(yīng)的研究相對更為活躍,就催化劑方面而言,較多的是關(guān)于脫水催化劑對脫水反應(yīng)結(jié)果的影響,而對于催化劑如何影響反應(yīng)及催化脫水反應(yīng)的機理缺少進一步的研究報道.

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)。

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(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.

Arai等人發(fā)現(xiàn)，PVP/SDS混合液發(fā)生增溶作用所對應(yīng)的表面活性劑濃度,與混合溶液表面張力-濃度曲線的一個轉(zhuǎn)折點所對應(yīng)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(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行反應(yīng)。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(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-步完善產(chǎn)品質(zhì)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(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行分子內(nèi)脫水反應(yīng),脫去一分子水得到單體NVP.

如我國PVP-I還處于應(yīng)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(lǐng)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(lǐng)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(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、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(guān)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(zhì)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(yīng)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(yīng)用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民生活以及相關(guān)的科研部門.現(xiàn)在,有關(guān)PVP及其單體NVP的研究和應(yīng)用的文獻以每年幾百篇的速度在進一步發(fā)展。