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PVP是在二戰(zhàn)期間作為人造血漿增溶劑而被研究發(fā)明的,隨即,人們發(fā)現(xiàn)PVP及其單體NVP尤其是PVP不僅具有優(yōu)異的溶解性、化學(xué)穩(wěn)定性、成膜性、低毒性、生理惰性、黏接能力與保護(hù)膠作用,還可與許多無(wú)機(jī)、化合物結(jié)合,因而,PVP面世至今,逐漸被廣泛地用于醫(yī)藥、化妝品、食品、釀造、涂料、黏接劑、印染助劑、分離膜,感光材料等領(lǐng)域.如在醫(yī)藥工業(yè)中,PVP與結(jié)合形成的PVP-I是優(yōu)良的劑,具有與I,-酒精溶液同等的能力而又不會(huì)對(duì)皮膚產(chǎn)生刺激性,也不會(huì)對(duì)生物體產(chǎn)生毒性。

吸收系統(tǒng)上,以除去反應(yīng)副產(chǎn)物SO,待SO被吸收后,在75~80℃下常壓蒸餾出溶劑苯,然后在真空度0.09MPa下減壓蒸餾出氯乙基吡咯烷酮.(2〉將氯乙基吡咯烷酮、溶劑苯和作為催化劑的KOH或醇鈉按比例(氯乙基吡咯烷酮:苯=3∶1)加入三頸燒瓶中,KOH加入量為氯乙基吡咯烷酮的10%(mol)。

從NVP水解機(jī)理來(lái)看,NVP能否發(fā)生水解主要依賴于一步一系列過(guò)渡態(tài)是否可以形成,或者說(shuō)NVP分子內(nèi)異構(gòu)化反應(yīng)能否發(fā)生是NVP是否發(fā)生水解的關(guān)鍵。溶液中H*或者堿金屬陽(yáng)離子的存在正好使NVP的分子內(nèi)異構(gòu)化得以實(shí)現(xiàn),所以NVP的水解得以進(jìn)行.NVP的水解速率主要取決于二步,當(dāng)K’存在時(shí),會(huì)與一步生成的吡咯烷酮反應(yīng)先生成吡咯烷酮鉀鹽,然后再與NVP進(jìn)行加成反應(yīng).

由此可見(jiàn),不論是乙炔法還是y丁內(nèi)酯法都存在自身的不足,所以目前仍然有大批科技工作者投身于NVP及其聚合物PVP的研究與生產(chǎn)工作中。y-丁內(nèi)酯為原料合成NVP及PVP的研究開始于20世紀(jì)40年代,因?yàn)槭且詙-丁內(nèi)酯為主要的起始原料,所以稱為y-丁內(nèi)酯法.y-丁內(nèi)酯法根據(jù)脫水方式的不同又分為直接脫水法和間接脫水法兩種方法,直接脫水法分兩步進(jìn)行,一步為Y丁內(nèi)酯與乙醇胺進(jìn)行胺解反應(yīng)生成α-羥乙基吡咯烷酮α-NHP,二步為α-NHP在脫水催化劑的存在下進(jìn)行分子內(nèi)脫水反應(yīng),脫去一分子水得到單體NVP.

在攪拌下加熱升溫至65℃,維持溫度65土5℃攪拌回流反應(yīng)3h停止反應(yīng),在65~90℃下常壓蒸餾出溶劑苯,在0.09MPa真空度下減壓蒸餾出產(chǎn)物NVP,未反應(yīng)的氯乙基吡咯烷酮返回再進(jìn)行反應(yīng)。我國(guó)目前PVP產(chǎn)品的消費(fèi)量大約為每年1000t,主要用于化妝品和輔料,所需產(chǎn)品仍主要來(lái)自于進(jìn)口,這主要是因?yàn)槲覈?guó)的PVP產(chǎn)品還沒(méi)有形成規(guī)模化、系列化.隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,我國(guó)對(duì)PVP的需要量將不斷增加,應(yīng)在這一領(lǐng)域繼續(xù)深入研究,提高生產(chǎn)能力,增加產(chǎn)品種類,進(jìn)-步完善產(chǎn)品質(zhì)量,為實(shí)現(xiàn)PVP產(chǎn)品的國(guó)產(chǎn)化提供保障.由于PVP系列產(chǎn)品的價(jià)格較高,尤其是交聯(lián)聚合物價(jià)格更高,所以消費(fèi)市場(chǎng)主要為發(fā)達(dá),主要是美國(guó)、西歐、日本等和地區(qū).

硬而光亮,由于PVP膜是通過(guò)溶液澆注或涂布而成的,克服了固體PVP塑性差的不足.PVP薄膜可根據(jù)涂布物任意成型,溶劑對(duì)形成的PVP膜無(wú)影響,利用PVP的成膜性可應(yīng)用于很多方面.PVP在空氣中的吸水率隨相對(duì)濕度的增大而增大,當(dāng)PVP薄膜吸水達(dá)到--定程度(從相對(duì)濕度大于70%的空氣中吸水分)時(shí),就會(huì)有一定的黏性.PVP吸濕平衡后水分含量大約為相對(duì)濕度的三分之一.熱化學(xué)研究表明,每一個(gè)NVP結(jié)構(gòu)單元大約可締合0.5mol分子的水分,這與蛋白質(zhì)的吸水性相似.

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對(duì)設(shè)備要求高、工藝流程長(zhǎng)、設(shè)備投資龐大,只適用于大型生產(chǎn)而不適合興建中、小型生產(chǎn)廠家,所以到目前為止只有德國(guó)的BASF和美國(guó)的ISP公司使用該工藝生產(chǎn)NVP及PVP產(chǎn)品。間接脫水法反應(yīng)歷程，從有關(guān)直接脫水法研究工作的報(bào)道來(lái)看,a-NHP的催化脫水反應(yīng)相對(duì)來(lái)說(shuō)需要較苛刻的條件,產(chǎn)物的收率往往較低,而且難以得到滿足工業(yè)化生產(chǎn)要求的脫水催化劑,所以就產(chǎn)生了間接脫水法.間接脫水法反應(yīng)歷程主要分三步進(jìn)行:一步與直接脫水法的一步相同,為r丁內(nèi)酯與乙醇胺進(jìn)行胺解反應(yīng)得到α-NHP;二步是a-NHP的鹵代反應(yīng)。

如我國(guó)PVP-I還處于應(yīng)用推廣階段,而在一-些發(fā)達(dá)，作為醫(yī)用殺菌劑,PVP-I已完全取代 I,-酒精溶液.而且,這些對(duì)PVP產(chǎn)品的需求量仍呈上升趨勢(shì),預(yù)計(jì)2000年,美國(guó)、西歐、日本對(duì)PVP的總消費(fèi)量將超過(guò)20 000t .消費(fèi)領(lǐng)域主要是醫(yī)藥醫(yī)療衛(wèi)生和化妝品,約占總消費(fèi)量的70%,近年來(lái)在飲料、造紙和紡織等領(lǐng)域的消費(fèi)量都在上升.雖然從PVP及其單體NVP投入市場(chǎng)到現(xiàn)在已有幾十年的歷史,但到目前為止 BASF和ISP兩家公司仍然是該領(lǐng)域產(chǎn)品的主要生產(chǎn)廠家.先的PVP產(chǎn)品只是單一的均聚產(chǎn)品,到現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展為均聚、共聚和交聯(lián)等種類以及工業(yè)級(jí)、醫(yī)藥級(jí)、食品級(jí)三種規(guī)格.其中,工業(yè)級(jí)產(chǎn)品包括K值從12一90的一系列均聚PVP,K值從37~75的NVP與乙酸乙烯酯的共聚物(PVP/VA)以及NVP與不飽和季銨鹽類的共聚物(PVPQ).醫(yī)藥級(jí)產(chǎn)品包括一系列分子量的均聚PVP,NVP與乙酸乙烯酯的共聚物.NVP的交聯(lián)聚合物以及PVP-I等.食品級(jí)產(chǎn)品主要是指不溶性的NVP交聯(lián)聚合物.目前,據(jù)有關(guān)資料報(bào)道,BASF和ISP兩家公司PVP系列產(chǎn)品的年產(chǎn)量估計(jì)在20 000t左右.

Arai等人發(fā)現(xiàn)，PVP/SDS混合液發(fā)生增溶作用所對(duì)應(yīng)的表面活性劑濃度,與混合溶液表面張力-濃度曲線的一個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的濃度是一致的.Murata等人13研究了溫度和NaCl對(duì)PVP/SDS增溶OT-橙的影響,觀察到PVP存在時(shí)導(dǎo)致SDS溶液增溶染料量增大等。研究了PVP對(duì)十二烷基氯化銨和十二烷基硫氰酸銨增溶OB-黃的影響,發(fā)現(xiàn)膠束增溶OB黃的能力隨PVP含量增大呈上升趨勢(shì),但卻沒(méi)有觀察到PVP對(duì)以氯為反離子的陽(yáng)離子表面活性劑增溶染料的能力顯著提高.

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這是強(qiáng)吸引力使PVP分子聚集體表現(xiàn)為剛性而缺少柔性,加熱的溫度達(dá)不到T,時(shí),都主要表現(xiàn)為剛性而無(wú)法進(jìn)行熱塑性加工.而一旦當(dāng)溫度達(dá)到其T,,足以克服分子間的強(qiáng)偶極作用力時(shí),它又變?yōu)槿廴趹B(tài)而表現(xiàn)為熔融黏性,由于PVP熔融黏度很高,同樣難以進(jìn)行熱塑性加工.在需要對(duì)其進(jìn)行熱塑性加工的時(shí)候,只有通過(guò)共聚或添加增塑劑改性后方可進(jìn)行。PVP的光譜特性紅外光譜PVP的紅外光譜可以通過(guò)兩種方法得到,-是用KBr壓片，二是將PVP水溶液灑在AgCl圓盤上形成PVP薄膜,然后測(cè)定.各種方法得到的PVP紅外光譜大同小異,或者含有可以與PVP分子發(fā)生相互作用的分子時(shí),PVP紅外光譜可能會(huì)出現(xiàn)較大的偏差.