Przygotowanie poliwinylopirolidonu

PVP jest wytwarzany z monomeru winylopirolidonu (NVP) jako surowca i jest uzyskiwany poprzez polimeryzację masową, polimeryzację w roztworze i innymi metodami. W procesie przygotowania polimeryzacji masowej, ze względu na wysoką lepkość układu reakcyjnego, polimer nie jest łatwy do dyfuzji, a ciepło reakcji polimeryzacji nie jest łatwe do usunięcia, co powoduje lokalne przegrzanie. Dlatego masa cząsteczkowa uzyskanego produktu jest niska, zawartość resztkowego monomeru jest wysoka i jest on głównie żółty, nie mający dużej wartości praktycznej. W przemyśle polimeryzacja w roztworze jest na ogół stosowana do syntezy PVP. Istnieją dwie główne drogi produkcji i polimeryzacji PVP. Pierwsza to polimeryzacja w roztworze NVP w rozpuszczalnikach organicznych, a następnie odpędzanie parą wodną. Druga droga to polimeryzacja w roztworze wodnym monomerów NVP i rozpuszczalnych w wodzie monomerów kationowych, anionowych lub niejonowych. Bezpośrednio podgrzej monomer NVP do temperatury powyżej 140 stopni lub dodaj inicjator do roztworu NVP w celu podgrzania lub dodaj inicjator do roztworu NVP (rozpuszczalnikiem może być woda, etanol, benzen itp.), aby polimeryzować poprzez roztwór wolnych rodników, lub bezpośrednio użyj homopolimeru PVP, który można uzyskać poprzez napromieniowanie monomeru NVP lub jego roztworu światłem. Różne metody polimeryzacji skutkują różnymi strukturami i właściwościami polimeru. Spośród nich polimer uzyskany poprzez polimeryzację roztworu wolnych rodników ma bardziej jednolity skład i strukturę. Wydajność jest również stosunkowo stabilna i jest to najczęściej stosowana metoda homopolimeryzacji NVP. Poprzez dostosowanie stężenia monomeru, temperatury polimeryzacji, dawki inicjatora i innych warunków reakcji, można uzyskać homopolimery PVP o różnych masach cząsteczkowych i różnej rozpuszczalności w wodzie.
Proces 1: Skonfiguruj NVP w roztworze o ułamku masowym 50%, użyj niewielkiej ilości nadtlenku wodoru jako katalizatora i zainicjuj polimeryzację w temperaturze 50 stopni pod działaniem azobisizobutyronitrylu, tak aby prawie cały NVP został przekształcony w PVP. Następnie dodaj wodę amoniakalną do polimeru, aby rozłożyć pozostały azobisizobutyronitryl. Współczynnik konwersji polimeryzacji monomeru wynosi prawie 100%, a zawartość substancji stałych wynosi 50%.
Proces 2: Dodaj 0.4g dyspergatora P (NVP-co-VAc) i 80g ośrodka dyspersyjnego octanu etylu do 250 ml czteroszyjnej kolby. Po wymieszaniu i rozpuszczeniu w łaźni wodnej o stałej temperaturze 70 stopni, dodaj 20g monomeru NVP i 0,15g inicjatora AIBN. , reaguj w atmosferze azotu przez 6 godzin, ostudź i przefiltruj, a następnie umieść nierozpuszczalną substancję w próżniowej komorze suszącej w celu próżniowego suszenia przez 24 godziny, aby uzyskać biały stały proszek PVP.
Większość polimeryzacji PVP wykorzystuje AIBN jako inicjator. Nie ma literatury na temat stosowania rozpuszczalnych w wodzie inicjatorów azowych do inicjowania syntezy PVP, ale niektórzy ludzie pracują w tej dziedzinie. Ponieważ zarówno monomer NVP, jak i PVP są rozpuszczalne w wodzie, rozpuszczalne w wodzie inicjatory azowe mogą być używane do inicjowania polimeryzacji w celu generowania liniowych polimerów PVP. Ponadto AIBN zawiera grupy cyjanowe, które są szkodliwe dla organizmu ludzkiego, a rozpuszczalne w wodzie inicjatory azowe Większość inicjatorów nie zawiera grup cyjanowych, a PVP jest najczęściej stosowany w produktach, które mają bezpośredni kontakt z ciałem ludzkim, więc rozpuszczalne w wodzie inicjatory azowe mają więcej zalet niż AIBN.