集寧PVP

正是由于直接脫水法需要較高的溫度(350~400℃),加之如前所述,難以找到.工業(yè)化生產(chǎn)理想的脫水催化劑,所以有人提出了間接脫水法合成NVP的路線.間接脫水法是使NHP分子內(nèi)的羥基先被另一基團(tuán)所取代生成一種中間產(chǎn)物,然后由這個(gè)中間產(chǎn)物發(fā)生反應(yīng)生成NVP.

另?yè)?jù)美國(guó)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(lèi)產(chǎn)品堆密度有較大差別,可見(jiàn),干燥工藝不同,對(duì)PVP產(chǎn)品堆密度影響較大.另外,測(cè)定方法不同也會(huì)導(dǎo)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.

J.Ferguson等人對(duì)NVP在酸和鹽存在下的水解進(jìn)行了比較的研究,得到了NVP水解速率與時(shí)間的關(guān)系曲線.顆粒大小對(duì)PVP堆密度有直接的影響,顆粒越大,顆粒間空隙越大,一定質(zhì)量的PVP堆體積就越大,由式(2.4)容易看出,顆粒越大,導(dǎo)致PVP堆密度越小.PVP作為一種合成水溶性高分子化合物,具有水溶性高分子化合物的一般性質(zhì),如膠體保護(hù)作用、成膜性、黏接性、吸濕性、增溶性、凝聚作用以及與某些化合物的絡(luò)合能力等.

顯然,取代NHP分子內(nèi)經(jīng)基的基團(tuán)必須滿足---定的條件,即既容易取代NHP分子內(nèi)的羥基,又要能比較容易地從中間產(chǎn)物分子中脫去.這樣,不經(jīng)過(guò)NHP的直接催化脫水,而是通過(guò)另外一種中間產(chǎn)物在較溫和的條件下同樣達(dá)到由NHP分子脫水生成產(chǎn)物NVP的目的,同時(shí)達(dá)到較高的產(chǎn)物收率,所以被稱為間接脫水法.間接脫水法根據(jù)取代NHP分子內(nèi)羥基基團(tuán)的不同,又可分為鹵代法、乙酐法等.鹵代法是間接脫水法中被研究較好的主要方法,其方法要點(diǎn)是:用--種鹵代劑與NHP反應(yīng)生成鹵代乙基吡咯烷酮,然后由鹵代乙基吡咯烷酮的熱反應(yīng)得到產(chǎn)物NVP.

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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(lèi),近年來(lái),離子型的PVP也得到了相應(yīng)的發(fā)展并越來(lái)越受到人們的重視.PVP商品也發(fā)展到工業(yè)級(jí)、醫(yī)藥級(jí)、食品級(jí)三種規(guī)格,數(shù)十個(gè)品種和成百上千個(gè)牌號(hào).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(mén).現(xiàn)在,有關(guān)PVP及其單體NVP的研究和應(yīng)用的文獻(xiàn)以每年幾百篇的速度在進(jìn)一步發(fā)展。

其他方面,如建材、冶金﹑煉鋼、電鍍等領(lǐng)域的應(yīng)用研究也已開(kāi)展,可以說(shuō),PVP已滲透到國(guó)民經(jīng)濟(jì)及人們生活的各個(gè)領(lǐng)域.PVP及其單體NVP早是由BASF公司J.Walter.Reppe以乙炔為主要原料合成的,該法稱為Reppe法,又叫乙炔法.20世紀(jì)50年代,美國(guó)的ISP公司，當(dāng)時(shí)的GAF公司與德國(guó)的BASF公司相繼以乙炔法為基礎(chǔ)建立了NVP生產(chǎn)線,進(jìn)而生產(chǎn)出了各種牌號(hào)的PVP產(chǎn)品,迄今為止,這兩家公司仍然是生產(chǎn)PVP產(chǎn)品的主要廠家。

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(guò)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.

在鹵代法中, 重要的是鹵代劑的選擇,不少研究工作證明,氯化亞飆(SOC1,)可作為鹵代劑129},用SOCI。先是羥乙基吡咯烷酮在溶劑苯中與SOCl,發(fā)生鹵代反應(yīng)生成氯乙基吡咯烷酮,然后用KOH或甲醇鈉作催化劑脫去一分子氯化氫生成NVP,反應(yīng)的實(shí)施過(guò)程如下:( 1 )NHP和苯按重量比1:0.5~0.8加人三頸燒瓶中,再把燒瓶置于加有冰塊的超級(jí)恒水浴中,邊攪拌,邊由滴液漏斗滴加入重量為NHPO.83倍的SOCl ,控制速度使體系溫度不大于35℃為宜(因?yàn)榱u乙基吡咯烷酮與SOCl之間的反應(yīng)為強(qiáng)放熱反應(yīng)),滴加完畢后繼續(xù)攪拌4h,此時(shí)NHP的轉(zhuǎn)化率已達(dá)90%以上,將反應(yīng)裝置接到SO。

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該反應(yīng)的反應(yīng)速率除受催化劑本身活性大小和宏觀物性的影響外,還受傳質(zhì)傳熱等因素的影響.氣液兩相反應(yīng)時(shí),原料丁炔二醇的濃度對(duì)反應(yīng)轉(zhuǎn)化率的影響的,在固定氫氣壓力和流速的情況下,丁炔二醇濃度較低,可以得到較高的轉(zhuǎn)化率,但是設(shè)備利用率,而且會(huì)造成原料H的大量浪費(fèi),尤其是前一種情況,在工業(yè)化設(shè)計(jì)時(shí)是必須要考慮的因素.如果選擇高濃度的丁炔二醇溶液,轉(zhuǎn)化率,而要得到高的轉(zhuǎn)化率,就要延長(zhǎng)通H的時(shí)間和增加通H,的循環(huán)次數(shù).更重要的一點(diǎn)是,從式(3.17)可以看出,丁炔二醇催化加氫是-個(gè)強(qiáng)放熱反應(yīng).顯而易見(jiàn),丁炔二醇的濃度越大,體系放出的熱量就越多,以至于不易排出,造成操作上的不便.