與乙炔法合成NVP相比,Y-丁內(nèi)酯-直接脫水法具有反應(yīng)步驟少、操作條件較溫和等優(yōu)點.大的不足之處是原料Y-丁內(nèi)酯價格較貴,不適合于大規(guī)模.工業(yè)化,很多脫水催化劑在實驗室具有比較理想的性能,但對于工業(yè)化而言,卻都不夠理想.如果能在催化劑方面取得大的突破,Y-丁內(nèi)酯-直接脫水法仍然是一種很有前途的方法,所以現(xiàn)在仍有大批的科技工.
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從NVP水解機(jī)理來看,NVP能否發(fā)生水解主要依賴于一步一系列過渡態(tài)是否可以形成,或者說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*或者堿金屬陽離子的存在正好使NVP的分子內(nèi)異構(gòu)化得以實現(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,會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).
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與乙炔法合成NVP相比,Y-丁內(nèi)酯-直接脫水法具有反應(yīng)步驟少、操作條件較溫和等優(yōu)點.大的不足之處是原料Y-丁內(nèi)酯價格較貴,不適合于大規(guī)模.工業(yè)化,很多脫水催化劑在實驗室具有比較理想的性能,但對于工業(yè)化而言,卻都不夠理想.如果能在催化劑方面取得大的突破,Y-丁內(nèi)酯-直接脫水法仍然是一種很有前途的方法,所以現(xiàn)在仍有大批的科技工.
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在3000~3500cmT'之間的強(qiáng)而且寬的吸收帶被公認(rèn)為PVP中水分的吸收峰,這類水分是被PVP分子吸附的水分.由于PVP單體NVP分子不具有吸附水分的性質(zhì),所以其紅外光譜不具有這一譜帶,利用這一點可以通過紅外吸收光譜來定性或者半定量地判斷NVP的聚合反應(yīng)轉(zhuǎn)化率或者區(qū)別PVP溶液與NVP。PVP的溶解性由于PVP分子中既有親水基團(tuán),又有親油基團(tuán),所以它可以與許多溶劑分子具有親和力,使其既能與水互溶,又能溶解于許多醇、羧酸﹑胺類、鹵代經(jīng)等溶劑中.
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根據(jù)引發(fā)手段NVP的聚合又可分為自由基聚合、離子引發(fā)聚合、光引發(fā)聚合等.正是由于NVP聚合方式的多樣性,決定了PVP產(chǎn)品的多樣性,使得生產(chǎn)滿足各種用途的PVP產(chǎn)品成為可能.每年僅NVP的聚合及其相關(guān)的應(yīng)用研究的研究論文及申請的專利就達(dá)兩百篇以上.。NVP的物理性質(zhì)NVP是N-乙烯基吡咯烷酮的簡稱,是合成PVP的單體.NVP常溫下是一種無色或者淡黃色,略有氣味的透明液體,易溶于水,其主要的物理性質(zhì)如下:相對密度:1.04(25℃時;熔點:13.5℃;沸點:148℃13332.24Pa,58~65C13.3~
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硬而光亮,由于PVP膜是通過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,溶劑對形成的PVP膜無影響,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濕度的增大而增大,當(dāng)PVP薄膜吸水達(dá)到--定程度(從相對濕度大于70%的空氣中吸水分)時,就會有一定的黏性.PVP吸濕平衡后水分含量大約為相對濕度的三分之一.熱化學(xué)研究表明,每一個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.
了解詳情J.Ferguson等人對NVP在酸和鹽存在下的水解進(jìn)行了比較的研究,得到了NVP水解速率與時間的關(guān)系曲線.顆粒大小對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.
了解詳情另一方面,在自由基聚合的鏈增長過程中隨時都會發(fā)生鏈終止反應(yīng),對于相同的聚合反應(yīng)而言,終形成的聚合物平均分子量越大,意味著聚合物分子量的大值越大,而無論聚合物平均分子量大小如何,可以認(rèn)為其分子量的小值是相等的,所以平均分子量越大,不同分子量的聚合物數(shù)量越多,也就是分子量分布越寬。PVP玻璃化溫度的存在說明它熱塑性較差,不利于熱塑性加.工,這是由于構(gòu)成PVP分子鏈的結(jié)構(gòu)單元是強(qiáng)極性的,PVP分子間存在極強(qiáng)的偶極間吸引力,
了解詳情該反應(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,原料丁炔二醇的濃度對反應(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,而且會造成原料H的大量浪費,尤其是前一種情況,在工業(yè)化設(shè)計時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,就要延長通H的時間和增加通H,的循環(huán)次數(shù).更重要的一點是,從式(3.17)可以看出,丁炔二醇催化加氫是-個強(qiáng)放熱反應(yīng).顯而易見,丁炔二醇的濃度越大
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NVP分子內(nèi)的乙烯基電荷不平衡，即雙鍵相連的兩個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，NVP分子內(nèi)就發(fā)生異構(gòu)化,形成--系列過渡態(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.
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