Polyvinyylipyrrolidonin valmistus

PVP valmistetaan monomeerivinyylipyrrolidonista (NVP) raaka-aineena ja sitä saadaan bulkkipolymeroinnilla, liuospolymeroinnilla ja muilla menetelmillä. Bulkkipolymeroinnin valmistusprosessissa reaktiojärjestelmän korkeasta viskositeetista johtuen polymeeriä ei ole helppo diffuusoida, eikä polymerointireaktion lämpöä ole helppo poistaa, mikä johtaa paikalliseen ylikuumenemiseen. Siksi saadun tuotteen molekyylipaino on alhainen, jäännösmonomeeripitoisuus on korkea ja se on enimmäkseen keltaista, jolla ei ole paljon käytännön arvoa. Teollisuudessa liuospolymerointia käytetään yleensä PVP:n syntetisoimiseen. PVP:n tuotannossa ja polymeroinnissa on kaksi pääreittiä. Ensimmäinen on NVP:n liuospolymerointi orgaanisissa liuottimissa ja sitten höyrystrippaus. Toinen reitti on NVP-monomeerien ja vesiliukoisten kationisten, anionisten tai ei-ionisten monomeerien vesiliuospolymerointi. Kuumenna NVP-monomeeri suoraan yli 140 asteeseen tai lisää initiaattori NVP-liuokseen lämmitystä varten tai lisää initiaattori NVP-liuokseen (liuotin voi olla vesi, etanoli, bentseeni jne.) polymeroitumaan vapaaradikaaliliuoksen kautta, tai suoraan käyttää PVP-homopolymeeriä voidaan saada säteilyttämällä NVP-monomeeriä tai sen liuosta valolla. Erilaiset polymerointimenetelmät johtavat erilaisiin polymeerirakenteisiin ja -ominaisuuksiin. Niistä vapaaradikaaliliuospolymeroinnilla saadulla polymeerillä on tasaisempi koostumus ja rakenne. Suorituskyky on myös suhteellisen vakaa, ja se on yleisimmin käytetty menetelmä NVP-homopolymerointiin. Säätämällä monomeerikonsentraatiota, polymerointilämpötilaa, initiaattorin annostusta ja muita reaktio-olosuhteita voidaan saada PVP-homopolymeerejä, joilla on eri molekyylipainot ja erilaiset vesiliukoisuudet.
Prosessi 1: Konfiguroi NVP liuokseksi, jonka massaosuus on 50 %, käytä pientä määrää vetyperoksidia katalyyttinä ja aloita polymerointi 50 asteessa atsobisisobutyronitriilin vaikutuksesta, niin että lähes kaikki NVP muuttuu PVP:ksi. Lisää sitten ammoniakkivettä polymeeriin jäljellä olevan atsobisisobutyronitriilin hajottamiseksi. Monomeeripolymeroinnin konversioaste on lähes 100 % ja kiintoainepitoisuus 50 %.
Prosessi 2: Lisää 0,4 g dispergointiainetta P (NVP-co-VAc) ja 80 g dispersioväliaineetyyliasetaattia 250 ml:n nelikaulakolviin. Kun on sekoitettu ja liuotettu 70 asteen vakiolämpötilaisessa vesihauteessa, lisää 20 g monomeeri NVP ja 0,15 g initiaattori AIBN. , anna reagoida typpiatmosfäärissä 6 tuntia, jäähdytä ja suodata ja aseta liukenematon aines tyhjökuivauslaatikkoon 24 tunnin ajan tyhjiökuivausta varten, jolloin saadaan valkoista kiinteää PVP-jauhetta.
Suurin osa PVP:n polymeroinnista käyttää AIBN:ää initiaattorina. Vesiliukoisten atso-initiaattoreiden käytöstä PVP:n synteesin käynnistämiseen ei ole kirjallisuutta, mutta jotkut tekevät työtä tällä alalla. Koska sekä NVP-monomeeri että PVP ovat veteen liukoisia, vesiliukoisia atso-initiaattoreita voidaan käyttää polymeroinnin käynnistämiseen lineaaristen PVP-polymeerien muodostamiseksi. Lisäksi AIBN sisältää ihmiskeholle haitallisia syanoryhmiä ja vesiliukoisia atso-initiaattoreita Useimmat initiaattorit eivät sisällä syanoryhmiä, ja PVP:tä käytetään enimmäkseen tuotteissa, jotka joutuvat suoraan kosketukseen ihmiskehon kanssa, joten vesiliukoisia atso-initiaattoreita initiaattorilla on enemmän etuja kuin AIBN:llä.