การเตรียมโพลีไวนิลไพร์โรลิโดน

PVP ผลิตจากโมโนเมอร์ไวนิลไพร์โรลิโดน (NVP) เป็นวัตถุดิบและได้มาจากการโพลีเมอไรเซชันแบบเป็นกลุ่ม โพลีเมอไรเซชันแบบสารละลาย และวิธีการอื่นๆ ในกระบวนการเตรียมโพลีเมอไรเซชันแบบเป็นกลุ่ม เนื่องจากระบบปฏิกิริยามีความหนืดสูง โพลีเมอร์จึงไม่สามารถแพร่กระจายได้ง่าย และความร้อนจากปฏิกิริยาโพลีเมอไรเซชันก็ไม่สามารถกำจัดออกได้ง่าย ส่งผลให้เกิดความร้อนสูงเกินไปในพื้นที่ ดังนั้น น้ำหนักโมเลกุลของผลิตภัณฑ์ที่ได้จึงต่ำ มีปริมาณของโมโนเมอร์ที่เหลือสูง และส่วนใหญ่เป็นสีเหลือง ซึ่งไม่มีคุณค่าในทางปฏิบัติมากนัก ในอุตสาหกรรม โพลีเมอไรเซชันแบบสารละลายมักใช้ในการสังเคราะห์ PVP มีเส้นทางหลักสองเส้นทางสำหรับการผลิต PVP และโพลีเมอไรเซชัน เส้นทางแรกคือโพลีเมอไรเซชันแบบสารละลายของ NVP ในตัวทำละลายอินทรีย์ จากนั้นจึงทำการแยกด้วยไอน้ำ เส้นทางที่สองคือโพลีเมอไรเซชันแบบสารละลายน้ำของโมโนเมอร์ NVP และโมโนเมอร์ประจุบวก ประจุลบ หรือประจุลบที่ละลายน้ำได้ ให้ความร้อนโมโนเมอร์ NVP โดยตรงจนสูงกว่า 140 องศา หรือเติมสารเริ่มต้นลงในสารละลาย NVP เพื่อให้ความร้อน หรือเติมสารเริ่มต้นลงในสารละลาย NVP (ตัวทำละลายอาจเป็นน้ำ เอธานอล เบนซิน ฯลฯ) เพื่อทำให้เกิดพอลิเมอร์ไรเซชันผ่านสารละลายอนุมูลอิสระ หรือใช้โฮโมโพลีเมอร์ PVP โดยตรงได้โดยการฉายแสงให้โมโนเมอร์ NVP หรือสารละลายของโมโนเมอร์ วิธีการพอลิเมอร์ไรเซชันที่แตกต่างกันส่งผลให้มีโครงสร้างและคุณสมบัติของพอลิเมอร์ที่แตกต่างกัน ในบรรดาวิธีการเหล่านี้ พอลิเมอร์ที่ได้จากการพอลิเมอร์ไรเซชันด้วยสารละลายอนุมูลอิสระมีองค์ประกอบและโครงสร้างที่สม่ำเสมอกว่า ประสิทธิภาพยังค่อนข้างเสถียร และเป็นวิธีที่ใช้กันทั่วไปที่สุดสำหรับโฮโมโพลีเมอร์ไรเซชัน NVP โดยการปรับความเข้มข้นของโมโนเมอร์ อุณหภูมิของพอลิเมอร์ไรเซชัน ปริมาณสารเริ่มต้น และเงื่อนไขปฏิกิริยาอื่นๆ จึงสามารถได้โฮโมโพลีเมอร์ PVP ที่มีน้ำหนักโมเลกุลต่างกันและความสามารถในการละลายน้ำต่างกัน
กระบวนการที่ 1: กำหนดค่า NVP ให้เป็นสารละลายที่มีเศษส่วนมวล 50% ใช้ไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ในปริมาณเล็กน้อยเป็นตัวเร่งปฏิกิริยา และเริ่มกระบวนการโพลีเมอไรเซชันที่ 50 องศาภายใต้การกระทำของอะโซบิซิโซบิวไทรไนไตรล์ เพื่อให้ NVP เกือบทั้งหมดถูกแปลงเป็น PVP จากนั้นเติมน้ำแอมโมเนียลงในโพลีเมอร์เพื่อย่อยสลายอะโซบิซิโซบิวไทรไนไตรล์ที่เหลือ อัตราการแปลงโพลีเมอไรเซชันของโมโนเมอร์อยู่ที่เกือบ 100% และปริมาณของแข็งอยู่ที่ 50%
ขั้นตอนที่ 2: เติมสารกระจายตัว P (NVP-co-VAc) จำนวน 0.4 กรัม และเอทิลอะซิเตทตัวกลางสำหรับการกระจายตัว 80 กรัม ลงในขวดคอสี่ขนาด 250 มล. หลังจากคนและละลายในอ่างน้ำอุณหภูมิคงที่ 70 องศาแล้ว ให้เติมโมโนเมอร์ NVP 20 กรัม และ AIBN ตัวเริ่มต้น 0.15 กรัม ทำปฏิกิริยาภายใต้บรรยากาศไนโตรเจนเป็นเวลา 6 ชั่วโมง ทำให้เย็นและกรอง จากนั้นใส่สารที่ไม่ละลายน้ำลงในกล่องทำให้แห้งแบบสุญญากาศสำหรับทำให้แห้งแบบสุญญากาศเป็นเวลา 24 ชั่วโมงเพื่อให้ได้ผงของแข็ง PVP สีขาว
การเกิดพอลิเมอไรเซชันของ PVP ส่วนใหญ่ใช้ AIBN เป็นตัวเริ่มต้น ไม่มีเอกสารเกี่ยวกับการใช้ตัวเริ่มต้นอะโซที่ละลายน้ำได้เพื่อเริ่มต้นการสังเคราะห์ PVP แต่มีบางคนที่ทำงานในด้านนี้ เนื่องจากโมโนเมอร์ NVP และ PVP ละลายน้ำได้ จึงสามารถใช้ตัวเริ่มต้นอะโซที่ละลายน้ำได้เพื่อเริ่มต้นการเกิดพอลิเมอไรเซชันเพื่อสร้างพอลิเมอร์ PVP เชิงเส้น นอกจากนี้ AIBN ยังมีกลุ่มไซยาโนซึ่งเป็นอันตรายต่อร่างกายมนุษย์ และตัวเริ่มต้นอะโซที่ละลายน้ำได้ ตัวเริ่มต้นส่วนใหญ่ไม่มีกลุ่มไซยาโน และ PVP ส่วนใหญ่ใช้ในผลิตภัณฑ์ที่สัมผัสกับร่างกายมนุษย์โดยตรง ดังนั้นตัวเริ่มต้นอะโซที่ละลายน้ำได้จึงมีข้อได้เปรียบมากกว่า AIBN