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化工原料常见问题

pvp聚乙烯吡咯烷酮分析报告

频道:化工原料常见问题 日期: 浏览:123

  形成链和吡咯烷酮环的亚甲基是非极性基团,具有亲油性,分子中的内酰胺是强极性,具有亲水作用。因此溶于水和有机溶剂,如:醇类、醚类、脂类、胺类、卤代烃类等


  具体的生产工艺流程要有


  PVP的生产工艺法:


  乙炔法是主流PVP生产工艺。


  PVP的生产工艺可分为乙炔法和γ-丁内酯法。


  其中乙炔法是用乙炔和α-吡咯烷酮生产NVP(N-乙烯吡咯烷酮),再聚合生产PVP。


  而γ-丁内酯法是用γ-丁内酯法和乙醇胺生产羟乙基吡咯烷酮,再脱水生产PVP。


  乙炔法是目前主流的大规模工业化生产工艺。其在产品品质、生产工艺收率(工艺成熟)、经济性(原料便宜易得)方面,都较γ-丁内酯法具有一定的优势。

         

  γ-丁内酯法更适合中小型工艺的生产。


  乙炔法以乙炔、甲醛等为起始原料,先合成1,4-丁二醇(BDO),再经过催化脱氢生成丫-丁内酯、成环、氨解、炔加成等反应最后得到单体NVP。


  以单体乙烯基吡咯烷酮(NVP)为原料,通过本体聚合、溶液聚合等方法得到。


  在本体聚合制备过程中,由于存在反应体系粘度大,聚合物不容易扩散,聚合反应热不容易移走导致局部过热等问题,因此得到的产品分子量低,残留单体的含量高,而且多呈黄色,没有太大实用价值。


  工业上一般都采用溶液聚合法合成PVP。


  PVP生产聚合有二条主要路线,


  第一是NVP在有机溶剂中进行溶液聚合,然后进行蒸汽汽提。


  第二条路线为NVP单体与水溶性阳离子、阴离子或非离子单体进行水溶液聚合。


  将NVP单体直接加热到140℃以上,或者在NVP溶液中加入引发剂加热,或者在NVP的溶液中(溶剂可以是水、乙醇、苯等)加入引发剂通过自由基溶液聚合,或者直接用光照射NVP单体或其溶液都可以得到PVP均聚物,聚合方法不同,得到的聚合物结构和性能都有所不同,其中自由基溶液聚合得到的聚合物组成、结构较均匀。性能也比较稳定,是NVP均聚最常用的方法,调节单体浓度、聚合温度、引发剂用量等反应条件即可以得到不同分子量和不同水溶性的PVP均聚物。


  工艺一:将NVP配置成质量分数为50%的溶液,用少量过氧化氢作为催化剂,在偶氮二异丁腈作用下,于50℃下引发聚合,使NVP几乎全部转化成PVP。再向聚合物中加氨水,使残存的偶氮二异丁腈分解,单体聚合转化率近100%,固含量50%。


  工艺二:在250mL四口烧瓶中加入0.4g分散剂P(NVP-co-VAc)和80g分散介质乙酸乙酯,70℃恒温水浴搅拌溶解后,加入20g单体NVP和0.15g引发剂AIBN,氮气氛围下反应6h,冷却并过滤,不溶物置于真空干燥箱内真空干燥24h,得白色PVP固体粉末。


  PVP的聚合中绝大多数使用AIBN做引发剂,未见有用水溶性偶氮类引发剂进行引发合成PVP的文献,但有人正在做这一方面的工作。由于NVP单体与PVP均是溶于水的,完全可以使用水溶性的偶氮类引发剂引发聚合生成线性PVP高分子,况且AIBN含有对人体有害的基团氰基,而水溶性偶氮类引发剂大多不含氰基,PVP又是大多用于与人体直接接触的产品,所以水溶性偶氮引发剂比AIBN更有优势。


  水溶性偶氮引发剂是偶氮引发剂的一个分类,它是在油溶性偶氮引发剂如AIBN等的分子上引入亲水性基团而得到的,可以溶于水,因此扩大了使用范围。水溶偶氮引发剂在我国发展比较晚,近几年才开始被认识和应用,不过由于其在某些领域的优异的表现,发展比较迅速。


  根据国信证券的测算,预计到2025年将分别增加至3.31、0.40万吨。


  2023年、2024年全球PVP预计存在0.07和0.26万吨的供需缺口,主要受新能源电池及光伏装机量增加带来新的PVP需求放量。


  风险提示:产品价格大幅波动风险;原材料采购价格上涨风险;产品下游验证失败及新替代品出现风险;市场竞争加剧风险等


  PVP在传统领域不断深入,在新兴领域中的应用逐渐开发。


  PVP目前的主要应用领域集中在日用化工和医药行业。


  PVP新兴领域方面:


  在锂电池行业,PVP可用作锂电池电极的分散剂和导电材料加工助剂;


  在光伏行业,PVP作为分散剂可用于生产高质量的正极银浆用球形银粉、负极银浆用片状银粉以及纳米银颗粒等。


  随着锂电池渗透率的不断提升以及光伏装机容量的提高,这两个新兴领域将大幅拉动PVP需求。


  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。


  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。

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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。


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