Dul chun cinn taighde agus aicmiú polyvinylpyrrolidone
Is -polaiméir intuaslagtha in uisce an-tábhachtach é polaivinilpyrrolidone (PVP). Déantar é a pholaiméiriú le N-vinylpyrrolidonc (NVP) faoi choinníollacha áirithe. Ó 1938 i leith, nuair a d’úsáid an ceimiceoir Gearmánach Reppe aicéitiléine den chéad uair mar amhábhar chun NVP agus a PVP polaiméire a shintéisiú, tá PVP tar éis forbairt ina thrí chatagóir: homapolaiméir, comhpholaiméir agus táirge trasnasctha. Forbraíodh táirgí Cleachtóir Tréidliachta Príobháideach freisin i dtrí shonraíocht: grád tionsclaíoch, grád cógaisíochta agus grád bia.
Tá úsáid níos forleithne á baint as PVP mar gheall ar a airíonna uathúla. Ní hamháin go bhfuil tuaslagthacht den scoth aige, cobhsaíocht cheimiceach, maoin fhoirmithe scannáin, táimhe fiseolaíocha, cumas nascáil agus éifeacht ghreamaitheach cosanta, ach is féidir é a chomhcheangal le go leor comhdhúile neamhorgánacha agus orgánacha freisin. Dá bhrí sin, tá PVP in úsáid go forleathan i míochaine, i gcosmaidí, bia, grúdú, bratuithe, greamacháin, priontáil agus ruaimniú cúnta, seicní deighilte, ábhair photosensitive agus réimsí eile ó seoladh é. Le forbairt na heolaíochta agus na teicneolaíochta, tá réimse iarratais Cleachtóir Tréidliachta Príobháideach ag éirí níos fairsinge. Cuireadh i bhfeidhm é freisin i réimsí ardteicneolaíochta amhail roisíní fóta-curtha, snáithíní optúla, dioscaí físe léasair, agus ábhair laghdaithe tarraingthe. Is féidir a rá go ndeachaigh PVP isteach i ngach réimse den gheilleagar náisiúnta agus i saol na ndaoine.
Thosaigh an tSín go déanach le taighde a dhéanamh ar theicneolaíocht táirgthe PVP. I 1987, thóg Gléasra Ceimiceach Henan Boai agus Institiúid Taighde Gléasra Ceimiceach Zhejiang gléasra píolótach le haschur bliantúil de 50 tonna de NVP. I 1996, chomhoibrigh Ollscoil Teicneolaíochta Guangdong le Luoding Lotnaidicídí Factory i gCúige Guangdong chun gléasra táirgthe a thógáil le haschur bliantúil de 500 tonna de PVP. Mar sin féin, tá táirgí PVP mo thír fós ag brath go príomha ar allmhairí, agus tá bearna mhór i réimsí taighde agus forbartha agus iarratais i gcomparáid le tíortha eachtracha. Le blianta beaga anuas, le forbairt gheilleagair mo thíre agus dul chun cinn na heolaíochta agus na teicneolaíochta, rinneadh taighde ar tháirgeadh agus ar chur i bhfeidhm PVP i go leor gnéithe freisin. Tá a éileamh ag méadú freisin. Dá bhrí sin, tá tábhacht theoiriciúil agus luach praiticiúil an-tábhachtach ag taighde ar fhorbairt agus ar chur i bhfeidhm PVP.
Airíonna agus Sintéis Vinylpyrrolidone
Airíonna fisiceacha NVP
Is é NVP an giorrúchán de vinylpyrrolidone, ar monaiméir é chun PVP a shintéisiú. Is leacht trédhearcach gan dath nó buí éadrom é NVP le boladh beag ag teocht an tseomra. Tá sé intuaslagtha go héasca in uisce, le dlús coibhneasta de 1.04 agus fiuchphointe 148 céim. Chomh maith le bheith intuaslagtha in uisce, tá NVP intuaslagtha freisin i go leor tuaslagóirí orgánacha, mar shampla meatánól, eatánól, própánól, isopropanol, clóraform, gliocról, tetrahydrofuran, aicéatáit vinil, tolúéin, etc., agus tá airíonna réitigh den scoth.
Airíonna Ceimiceacha NVP
Is é atá sa mhóilín NVP ná fáinne cúig bhall ina bhfuil N adamh, a bhaineann leis an gcomhdhúil lachtam. Tá grúpa vinil ceangailte leis an adamh. Soláthraíonn an grúpa seo airíonna speisialta le haghaidh polaiméiriú agus cur i bhfeidhm NVP. Is é an fhoirmle mhóilíneach NVP ná C6H0NO.
Tá dhá airíonna tábhachtacha ag NVP, is iad sin, polaiméiriú éasca agus hidrealú.
Is féidir le NVP imoibriú polaiméirithe a dhéanamh chun pirrolidone polaivinile a fháil i láthair tionscnóirí cuí nó faoi choinníollacha solais. Fiú in éagmais thionscnóirí, déanfar féin-polaiméiriú NVP mar gheall ar chúiseanna ar nós am stórála fada. Dá bhrí sin, go ginearálta tá coscairí ag NVP atá ar fáil go tráchtála, agus ní mór dúinn na coscairí a bhaint le linn polaiméirithe. Tá dhá mhodh cóireála ann: is é ceann amháin carbón gníomhachtaithe a chur leis agus a éifeacht asaithe a úsáid chun na coscairí a bhaint; is é an ceann eile an modh driogtha bhfolús a úsáid chun NVP íon a fháil ag brú de thart ar 133.32Pa agus teocht de thart ar 50 céim.
Airíonna ceimiceacha tábhachtacha eile de chuid NVP ná go bhfuil sé éasca dul faoi imoibriú hidrealú i láthair coinníollacha aigéad nó salainn chun pirrolidone agus aicéataldehéad a tháirgeadh. Trí thaighde, is féidir linn meicníocht hidrealú NVP a fháil faoi choinníollacha aigéadacha.
Tá an muirear vinil sa mhóilín NVP neamhchothrom, is é sin, tá an dlús muirir ar an dá adamh carbóin atá ceangailte ag an nasc dúbailte difriúil. Nuair a tharlaíonn sé faoi choinníollacha aigéadacha, tarlaíonn isomerization sa mhóilín NVP, a fhoirmíonn sraith de stáit aistrithe, agus ar deireadh gintear pirrolidone agus aicéataldehéad. Imoibríonn an pirrolidone ginte leis an móilín NVP agus díscaoileann sé isteach i pirrolidone agus acetaldehyde le rannpháirtíocht uisce. Dá bhrí sin, ba cheart dúinn aird a thabhairt ar dhá phointe i sintéis agus cur i bhfeidhm NVP: 1. Ba cheart uisce a bhaint go hiomlán le linn shintéisiú NVP, agus 2. Le linn stórála agus iompair, ba cheart 0.1% den alcaile (cosúil le ocsaíd sóidiam, amóinia, etc.) a chur leis go cuí.
Modh sintéise de NVP
Áirítear ar na príomh-mhodhanna sintéise de NVP modh aicéitiléine, modh pirrolidone, modh butyrolactone, modh ainhidríde maleic (modh ainhidríde maleic le haghaidh gearr), etc. Ina measc, is é modh aicéitiléine an príomh-mhodh.
Ba é an ceimiceoir Gearmánach W. Reppe a cheap an modh aicéitiléine ar dtús sna 1930í. Úsáideann sé aicéitiléine agus formaildéad mar ábhair tosaigh, agus téann sé faoi bhreis aildéad aicéitiléine, hidriginiú catalaíoch, dianscaoileadh catalaíoch, amination, suimiú ailcín agus imoibrithe eile chun monaiméir NVP a fháil.
Tá ceanglais dhian ag an modh aicéitiléine ar choinníollacha oibriúcháin mar gheall ar an bpríomh-amhábhar aicéitiléine a úsáidtear. Is gá an próiseas a dhéanamh faoi choinníollacha ardbhrú agus teocht ard. Tá ceanglais ard aige maidir le trealamh, sreabhadh próiseas fada, agus infheistíocht trealaimh. Níl sé oiriúnach ach do tháirgeadh ar scála mór agus níl sé oiriúnach do dhéantúsóirí meánmhéide agus beaga a thógáil.
Úsáideann an modh pyrrolidone go díreach pyrrolidone mar an príomh-amhábhar, agus faigheann sé NVP trí imoibriú breise intramolecular agus ansin téamh chun deireadh a chur le móilín amháin. Go ginearálta, imoibrítear pirrolidone agus carboxylate vinil, éitear vinile, ocsaíd eitiléine, etc. faoi choinníoll catalaíoch, agus ansin téitear iad chun substaintí móilíneacha a bhaint mar aigéad carbocsaileach, alcól, agus uisce chun N-vinyl pyrrolidone a fháil; agus is modh é an modh -butyrolactone ina ndéanann -butyrolactone imoibriú le ethanolamine chun hidroxyethyl pyrrolidone (NHP) a ghiniúint, agus ansin díhiodráitítear NHP go díreach i láthair catalaíoch díhiodráitithe chun an monaiméir NVP a ghiniúint.
I gcomparáid leis an modh aicéitiléine, tá buntáistí ag baint leis an modh -butyrolactone agus an modh pyrrolidone a bhaineann le sreabhadh próiseas gearr, infheistíocht trealaimh bheag, timthriall tógála gléasra gearr, agus coinníollacha oibriúcháin éadroma, ach tá na míbhuntáistí acu freisin maidir le praghsanna amhábhar ard agus costais táirgthe arda. Dá bhrí sin, cibé acu an modh aicéitiléine, an modh -butyrolactone nó an modh pyrrolidone, tá easnaimh ann, agus ní mór staidéar a dhéanamh ar mhodhanna feabhsaithe breise fós.