Polymerisationsmethode von NVP
Vinylpyrrolidonmonomer hat in der Industrie keinen praktischen Anwendungswert. Es kann in der Industrie nur verwendet werden, nachdem NVP zu einer Polymerverbindung mit einer bestimmten Struktur, Zusammensetzung und einem bestimmten Molekulargewicht polymerisiert oder copolymerisiert wurde.
NVP-Monomer unterliegt sehr leicht einer Polymerisationsreaktion. Durch Erhitzen des NVP-Monomers auf über 140 Grad oder durch Zugabe eines Initiators zum Monomer kann die Polymerisation von NVP leicht initiiert werden, um Polyvinylpyrrolidon (PVP) zu erzeugen. Da NVP sehr leicht einer Massenpolymerisation unterzogen werden kann, muss dem VP-Monomer während der Langzeitlagerung und des Transports ein Inhibitor zugesetzt werden und es muss vor der Polymerisation destilliert und gereinigt werden. NVP kann auf verschiedene Arten polymerisiert werden, einschließlich Massenpolymerisation, schwimmender Polymerisation und Lösungspolymerisation.
Massenpolymerisationsmethode
NVP kann auf 140 Grad oder höher erhitzt werden, um die Monomerfreisetzung durch Hitze einzuleiten. Der Polymerisationsprozess ist ein exothermer Prozess. Die durch die Reaktion freigesetzte Wärme lässt sich nicht leicht verteilen, wodurch die Temperatur des Reaktionssystems stark ansteigt und ein geschmolzenes PVP erhalten wird. Nachdem das Reaktionssystem auf Raumtemperatur abgekühlt ist, kann durch Zerkleinern das PVP-Pulver mit starker Hygroskopizität erhalten werden.
Das durch Massenpolymerisation erhaltene Polymer weist die Nachteile eines niedrigen K-Werts, eines hohen Restmonomergehalts und einer schlechten Produktqualität auf, und zwar aus Gründen wie der Schwierigkeit bei der Diffusion der Polymerisationsreaktionswärme, einem großen Reaktionssystem, Schwierigkeiten bei der Polymerdispersion und lokaler Überhitzung. Es kann die Anforderungen kommerzieller Produkte nicht erfüllen und hat keinen Gebrauchswert in der industriellen Produktion.
Suspensionspolymerisation
Bei der Suspensionspolymerisation handelt es sich um eine Polymerisation, bei der Monomere in Form kleiner Tröpfchen in Wasser suspendiert werden. Initiatoren werden in den Monomeren gelöst und ein kleiner Tropfen entspricht einer Einheit der Massenpolymerisation. Um ein Aneinanderkleben der Partikel zu verhindern, muss dem System ein Dispergiermittel zugesetzt werden, damit sich ein Schutzfilm auf der Oberfläche der Partikel bilden kann. Daher besteht das Suspensionspolymerisationssystem aus vier Grundbestandteilen: Monomer, Initiator, Wasser und Dispergiermittel.
Die GAF Company berichtete einmal über einen kontinuierlichen Suspensionspolymerisationsprozess von NVP, bei dem ein Tensid namens Gen-texV-516 als Dispergiermittel verwendet wird, der Initiator in einer Mischung aus NVP und einer kleinen Menge Wasser gelöst und in der kontinuierlichen Phase zur Polymerisation suspendiert wird. Die Suspensionspolymerisation ist die idealste Methode zur Herstellung von PVP und kann PVP mit einem sehr hohen Molekulargewicht von bis zu 670.000 herstellen.
Prinzip der radikalischen Polymerisation
Vinylpyrrolidon verfügt über hervorragende Lösungseigenschaften. Es ist nicht nur in Wasser löslich, sondern auch in vielen organischen Lösungsmitteln wie Methanol, Ethanol, Propanol, Isopropanol, Glycerin, Chloroform, Tetrahydrofuran und kann auch in aromatischen Systemen wie Toluol gelöst werden, was eine größere Auswahl an NVP-Polymerisationslösungsmitteln bietet. Im Allgemeinen verwenden wir kein Wasser, Ethanol, Toluol und andere Lösungsmittel, aber Ethanol neigt zu Kettenübertragungsreaktionen und Benzol-Wirkstoffe sind im Allgemeinen giftig. Unter Berücksichtigung verschiedener Faktoren ist Wasser ein billiges und sicheres Lösungsmittel, daher verwenden wir im Allgemeinen Wasser als Lösungsmittel.