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化工原料常见问题

认识聚乙烯吡咯烷酮PVP

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  聚乙烯吡咯烷酮(PVP)是由N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)在一定的条件下聚合生产的非离子型高分子化合物。PVP有液态和固态两种不同的形式,最常见的是粉末、水溶液和有机溶液。PVP最早由巴斯夫在1938年发明,因其生理学上类似人体血浆蛋白的高分子聚合物,二战时期曾一度被用作血浆的替代物。PVP具有优异的溶解性、化学稳定性、低毒性、成膜性等优点,作为助剂、添加剂、辅料应用需求较高,是一种应用广泛的精细化工产品,在医药、纺织、化工、饮料、日化等多个领域得到应用。

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  PVP目前可分为工业级、化妆品级、食品级和医药级四种,工艺难度、技术要求以及售价逐级提高。

  PVP主要产品品种及规格按分子量可分黏度级别为K-15、K-30、K-60、K-90。K值是决定PVP各种性能的重要因素。K值指用聚合物稀溶液的黏度测定值计算而得的数值,与聚合度或分子的大小有关,一般而言,K值越大,分子量越大,其粘度越大,粘接性越强。

  PVP单体NVP合成技术主要有两种:乙炔法和γ-丁内酯法

  PVP的制备包括单体NVP的合成和聚合物PVP的合成。在单体NVP的合成过程中的关键技术是单体合成技术和单体提纯技术;而聚合物PVP的合成过程中的关键技术则是聚合技术和干燥技术。

  乙炔法工艺成熟,是目前主流的生产工艺。乙炔法以乙炔、甲醛等为起始原料,先合成1,4-丁二醇(BDO),再经过催化脱氢成环、氨解、炔加成等反应最后得到PVP单体NVP。乙炔法是最早也是迄今比较完善的合成NVP方法。乙炔法生产NVP工艺的主要优点是工艺成熟、原料便宜易得,适合大规模工业化生产等;另外,乙炔法具有工艺流程长、固定资产投资大、操作条件要求严格、主要的原料乙炔存在爆炸危险性等特点。因此,需要具备一定的规模、较高的管理水平、控制技术、研发实力、完善的销售网络和售后服务的企业才能选择这种方法。

  目前全球只有巴斯夫、亚什兰和国内少数大型厂家采用该生产工艺。因为BDO产量较大,所以国内PVP公司多从BDO开始进行生产PVP。

  γ-丁内酯法收率较低,更适合中小型企业。γ-丁内酯法是指由γ-丁内酯与乙醇胺反应生成胺解产物羟乙基吡咯烷酮(NHP),然后NHP在脱水催化剂的存在下直接或间接脱水生产目标单体NVP的方法。γ-丁内酯直接脱水法需要较高的温度(350-400℃),能耗较高,而且目前一直缺乏理想的脱水催化剂,限制了该工艺方法的发展。γ-丁内酯间接脱水法则存在生产过程中产生具有毒性和刺激性副产物、生产工艺涉及到有害物质吸收,工艺变得复杂,不易控制的问题,而且普遍设备利用率低,NVP收率与乙炔法相比较低。


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