CN102603949B - 利用低纯度乙烯基吡咯烷酮制备聚维酮k30的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及高分子材料的聚合技术领域，具体地说是一种利用低纯度乙烯基吡咯烷酮制备聚维酮K30的方法。目前聚维酮K30的生产工艺中均要求原料乙烯基吡咯烷酮的纯度不得低于99.5%甚至高于99.7%，这就对乙烯基吡咯烷酮的生产提出了很高的要求。本发明利用纯度在96.6%-99.0%之间的低纯度乙烯基吡咯烷酮，选择引发温度控制在83℃—85℃，以过氧化氢、亚硫酸钠作为氧化还原聚合引发剂引发聚合生成聚维酮K30，为使聚合完全，过氧化氢采用三次加入的方法，克服了低纯度乙烯基吡咯烷酮不能制备聚维酮K30的难题。
Description
技术领域
本发明涉及高分子材料的聚合技术领域，具体地说是一种利用低纯度乙烯基吡咯烷酮制备聚维酮K30的方法。
背景技术
长期以来，在聚维酮（Polyvinylpyrrolidone）K30{(C6H9NO)n}的生产工艺中均要求原料乙烯基吡咯烷酮的纯度不得低于99.5%甚至高于99.7%，在国内外的文献和专利中也都是对纯度超过99.5%甚至99.7%的乙烯基吡咯烷酮的聚合的报导及阐述，这就对乙烯基吡咯烷酮的生产提出了很高的要求。
目前，中国乙烯基吡咯烷酮的生产有两种工艺路线，一种是羟乙基吡咯烷酮催化脱水工艺，一种是乙炔和a－吡咯烷酮合成工艺。在第一种工艺中，羟乙基吡咯烷酮经过催化反应后经过精馏除去水分和乙醛、甲醛杂质再经过精馏可得到纯度达到99.2%的乙烯基吡咯烷酮；在第二种工艺中，乙炔和a－吡咯烷酮合成反应后经过精馏除去a－吡咯烷酮再进一步精馏得到纯度在96.6%-99.0%之间的乙烯基吡咯烷酮。在传统生产工艺中，这两种低纯度的乙烯基吡咯烷酮是不能聚合的，即使聚合其结果只能得到颜色很黄、残余乙烯基吡咯烷酮很高的不合格聚维酮K30产品，因此这两种乙烯基吡咯烷酮必须要进一步精馏或结晶处理才能进行聚合反应生产聚维酮K30。
发明内容
本发明的目的是提供一种利用低纯度乙烯基吡咯烷酮制备聚维酮K30的方法。
本发明的技术方案的原料质量配比为：
乙烯基吡咯烷酮质量份数为100份，
去离子水质量份数150份，
亚硫酸钠质量份数0.01份，
氨水质量份数：浓度为26%—28% 时1.2—1.5份，
过氧化氢质量份数：浓度为28%—30%时2.9%—3.1%份；
制备工艺：
在聚合釜内加入去离子水150质量份数，升温至85℃，再加入质量份数0.01份的亚硫酸钠和质量份数100的低纯度乙烯基吡咯烷酮（纯度在96.6%-99.0%之间），搅拌速度为每分钟120—150转，然后加入质量份数浓度为26%—28%时1.2—1.5份的氨水，调节系统内PH值为9。当温度达到83℃—85℃时加入过氧化氢质量份数浓度为28%—30%时的2.2—2.4份引发反应，反应进行过程中保持系统内的PH值为9，系统内的反应温度控制在90℃-95℃；当反应进行至1.5小时时向系统内加入过氧化氢质量份数浓度为28%—30%时的0.5份，当反应进行至2.5小时时再次向系统内加过氧化氢质量份数浓度为28%—30%时的0.2份，反应进行至4小时聚合完成，聚合液经喷雾干燥得粉状聚维酮K30。
聚合原料乙烯基吡咯烷酮中含有1%—3.5%的a－吡咯烷酮杂质，会直接带入聚合液中，该杂质会随着聚合液进入下一步的处理即喷雾干燥（传统方法）过程中，喷雾干燥是在高温、真空下进行的，a－吡咯烷酮会随着热空气、水蒸气带走80%，只剩下少量的a－吡咯烷酮。a－吡咯烷酮杂质在聚维酮K30的质量标准中不作要求。
研究表明乙烯基吡咯烷酮的聚合反应的引发温度与乙烯基吡咯烷酮的活性关系是：乙烯基吡咯烷酮的活性越好引发温度就越低、乙烯基吡咯烷酮的活性越差引发温度就越高；而乙烯基吡咯烷酮的活性与其纯度的关系是：乙烯基吡咯烷酮的纯度越高活性就越好、乙烯基吡咯烷酮的纯度越低活性就越差。针对纯度在96.6%-99.0%之间的低纯度乙烯基吡咯烷酮来说其聚合引发温度较高。本发明选择引发温度控制在83℃—85℃，而且选择三次加入过氧化氢，可以使聚合反应进行完全，克服了低纯度乙烯基吡咯烷酮不能制备聚维酮K30的难题。
本发明的优点是上一段生产过程中精馏得到的纯度在96.6%-99.0%之间的乙烯基吡咯烷酮不需要再精馏处理，这样能耗、物耗降低很多。因为乙烯基吡咯烷酮的纯度越高在精馏塔内的自聚越厉害；如果不需要进一步精馏，则延长了精馏塔的使用周期，所以减少了设备投资。一般生产中从纯度在96.6%-99.0%之间的乙烯基吡咯烷酮精馏得到纯度在99.5%的乙烯基吡咯烷酮的收率仅有80%——85%。因此，低纯度乙烯基吡咯烷酮的成本要比纯度在99.5%的乙烯基吡咯烷酮的成本低。本发明的产品符合中国医药科技出版社出版的《中华人民共和国药典》2010年版的标准。
具体实施方式：
实施例1
在聚合釜内加入去离子水150Kg质量份数，升温至85℃，再加入质量份数0.01 Kg的亚硫酸钠和质量份数100 Kg的低纯度乙烯基吡咯烷酮（纯度在98.104%），搅拌速度为每分钟120转，然后加入质量份数浓度为26%—28% 时1.2—1.5 Kg的氨水，调节系统内PH值为9。当温度达到83℃—85℃时加入过氧化氢质量份数浓度为28%—30%时的2.2—2.4Kg引发反应，反应进行过程中保持系统内的PH值为9，系统内的反应温度控制在90℃-95℃；当反应进行至1.5小时时向系统内加入过氧化氢质量份数浓度为28%—30%时的0.5Kg份，以消除系统内残余乙烯基吡咯烷酮，当反应进行至2.5小时时再次向系统内加过氧化氢质量份数浓度为28%—30%时的0.2Kg，进一步消除系统内残余乙烯基吡咯烷酮，反应进行至4小时时聚合完成，聚合液经传统方法喷雾干燥得粉状聚维酮K30。
以下是利用不同低纯度乙烯基吡咯烷酮制备聚维酮K30的10个实施例的检验结果：
本发明产品聚维酮K30的K值的检测方法依照《中华人民共和国药典》2010年版的标准。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。
Claims (1)
1.一种利用低浓度乙烯基吡咯烷酮制备聚维酮K30的方法，其特征是：原料质量配比为：
纯度为96.6%-99.0%的乙烯基吡咯烷酮质量份数为100份，
去离子水质量份数150份，
亚硫酸钠质量份数0.01份，
氨水质量份数：浓度为26%-28%时1.2-1.5份，
过氧化氢质量份数：浓度为28%-30%时2.9-3.1份；
制备工艺：
在聚合釜内加入去离子水150质量份数，升温至85℃，再加入质量份数0.01份的亚硫酸钠和质量份数100的纯度为96.6%-99.0%的乙烯基吡咯烷酮，搅拌速度为每分钟120-150转然后加入质量份数浓度为26%-28%时1.2-1.5份的氨水，调节系统内pH值为9；当温度达到83℃-85℃时加入过氧化氢质量份数浓度为28%-30%时的2.2-2.4份引发反应，反应过程中保持系统内pH值为9，系统内反应温度控制在90-95℃；当反应进行至1.5小时时向系统内加入过氧化氢质量份数浓度为28%-30%时的0.5份；当反应进行至2.5小时时再次向系统内加过氧化氢质量份数浓度为28%-30%时的0.2份，反应进行至4小时聚合完成，聚合溶液经喷雾干燥得粉状聚维酮K30。
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