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聚乙烯吡咯烷酮(PVP)发展现状

聚乙烯吡咯烷酮(PVP)发展现状
聚乙烯吡咯烷酮(PVP)发展现状

一、概述

聚乙烯吡咯烷酮(英文名Polyvinyl Pyrrolidone,缩写名称为PVP)是由单体N-乙烯基吡咯烷酮经均聚、共聚、交联聚合等方法,得到的一系列性能优异的高分子精细化工产品。PVP无毒,对皮肤、眼睛无刺激或过敏,对中枢神经系统、呼吸系统、血液循环系统无影响,通常PVP可分为医药级(食品级)、化妆品级和工业级三种。它具有优异的溶解性、生理相溶性、络合性、成膜性、粘接能力、吸水保湿性等性能,因而在生物医药、医疗卫生、化妆品、日用化学品、食品饮料、新材料、颜料涂料、纺织工业、造纸工业、采油、感光材料和电子工业等领域具有广泛而重要的作用。

1.1 NVP 和PVP 的性质

(1)NVP 的性质

NVP 是N-乙烯基吡咯烷酮(N-vinylpyrrolidone)的简称,是合成PVP 的单体。NVP 在常温下是一种无色或者淡黄色、略有气味的透明液体,易溶于水,分子式为C6H9NO,其主要物理性质如下:

分子量:111.143;相对密度:1.04g/mL(25℃);熔点:13.5℃;沸点:148℃(13332.24Pa);闪点:98.33℃;NVP 除易溶于水外,还易溶于许多有机溶剂,如甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、三氯甲烷、甘油、四氢呋喃、乙酸乙烯酯等,还能溶于甲苯等芳香类溶剂,所以NVP 具有优良的溶液特性,这也为NVP 溶液聚合的溶剂提供了较大的选择范围。

(2)PVP 的性质

PVP 是聚乙烯吡咯烷酮(polyvinylpyrrolidone)的简称,是由NVP 均聚而生成的聚合物,PVP 分子式如右:(C6H9NO)n商品PVP 是白色、乳白色或者略带黄色的固体粉末,也有以30~60%水溶液出售的供不同用途的工业品。根据用途一般分为医药级、食品级、工业级 3 种规格。其平均分子量一般用K 值表示,分为K-15、K-30、K-90 分别代表PVP 平均分子量范围是 1 万、4 万、63 万。

PVP 的结构中,形成链和吡咯烷酮环的亚甲基是非极性基团,具有亲油性,分子中的内酰胺是强极性基团,具有亲水作用。这种结构特征使PVP 能溶于水和许多有机溶剂,如:醇类,醚类,酯类,胺类,卤代烃类等。PVP 具有优异的溶解性、低毒性、成膜性、化学稳定性、生理惰性、粘接能力等,广泛用于医药医疗卫生、化妆品、食品、饮料、酿造、造纸、纺织印染、新材料、悬浮及乳液聚合分散稳定剂等领域。例如:PVP 在二战期间作为人造血浆增溶剂;现在的医药工业中PVP 与I2结合形成优良的杀菌消毒剂,具有与碘酒精溶液同等的杀菌消毒能力而又不会对皮肤产生刺激性;在食品、饮料工业中,添加PVP 作为饮料澄清剂和稳定剂。

1.2 PVP 及其作用

聚乙烯吡咯烷酮(Ployvinylpyrrolidone)简称PVP,是由N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)线性聚合而成的高分子聚合物,他随着聚合过程中控制聚合度的不同,可有各种不同牌号的产品,各种主要牌号的产品及其平均分子量如表1-1 所示。

由于PVP 具有优异的溶解性、成膜性、生理惰性、粘结能力、结合能力及保护胶作用,它还可与许多有机、无机化合物复合,对盐、酸、及热较稳定,所以国外从50 年代起就广泛用于医药、化妆品、食品、酿制、涂料、粘结剂、洗涤剂、印染助剂、感光材料、电子产品等领域。PVP 在分离膜、光固树脂、光固涂料、光导纤维、激光视盘、减阻涂料等科技领域上也得到广泛的应用。其它方面的应用研究,如建材、冶金、炼钢、电镀等也已开展,因此,PVP 的需求正在逐年增加。PVP 各种产品牌号及其应用领域如表1-2 所示。

1.3 PVP 的主要性能

1.3.1 PVP 的分子量

PVP 是白色或浅黄色的粉末固体或者液体,其分子式如图1-1 所示:

PVP 的分子量一般用Fikentscher 法的K 值来表示,不同K 值所对应的分子量如图1-2所示

商品PVP 一般按平均分子量分为四级,相应的平均分量见表1-1。

1.3.2 PVP 的粘度

PVP 的粘度η与K 值的关系如式1-1 所示:

式中:K=1000K0

C 为PVP 水溶液的浓度g/100ml;

η为PVP 相对于纯溶剂的粘度。

根据上式1-1,可从PVP 水溶液的粘度求得相应的K 值,从而可以用K 值来表征PVP

的平均分子量。PVP 水溶液的粘度见图1-3,PVP 在乙醇与异丙醇中的粘度见表1-3。

1.3.3 PVP 的溶解性

PVP 极易溶于水,又能溶于醇、羧酸、醇胺、卤代烃、酯、酮、四氢呋喃、二氧六环等。在常温下,PVP 在各种溶剂中的溶解性为:溶解10%以上的溶剂有:甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、环己醇、氯仿、二氯甲烷、丙二醇、丁二醇、甘油、三乙醇胺、乙酸、丙酸等;溶解度在1%以下的溶剂有:醋酸乙酯、丙酮、二乙醚、戊烷、环己烷、四氯化碳、石油醚、甲苯、二甲苯等。

1.3.4 PVP 的热稳定性

PVP 具有较好的热稳定性,在空气中加热100℃以下,不发生明显的变化。若空气中加热至150℃时,则发生交联反应。在惰性气氛下加热至250℃时,也不发生明显的溶解。PVP 的水溶液与强碱水溶液一起加热时,将发生凝胶作用,并逐渐转变成不溶于水的凝胶。

1.3.5 PVP 的成膜性

PVP 可在水、甲醇、乙醇、氯仿或二氯乙烷中浇铸成透明光亮的薄膜,且有一定的硬度,K30 制成薄膜密度为D=1.25,其折射率率为n D25=1.53.

1.3.6 PVP 的复合作用

PVP 能与某些低分子物形成复合物,复合作用可使某些物质增溶。如在25℃,I2在水中的溶解度为0.034%,而在1%PVP 的水溶液中I2的溶解度为0.58%,溶解度增加了16 倍。

1.3.7 PVP 的安全性

经实验表明,PVP 对人体及动物无毒。蓄积毒性试验:选用NIH 纯种健康小白鼠40 只,雌雄各半,按剂量递增法进行口染毒,实验动物食欲正常,无明显异常反应。连续染毒20天,实验动物死亡未达半数,染毒总剂量达一次LD50的 5.3 倍,蓄积系数K75。

1.4 PVP 的国内外研究现状、存在的问题及发展趋势

1.4.1.生产概况

自从1938年德国化学家Reppe 首次公开用乙炔为原料合成NVP及其聚合物PVP的方法至今,有关PVP 的研究已有60 余年的历史。到目前为止,PVP 已经发展成为均聚物,共聚物,交联聚合物三大类。PVP 商品也发展到工业级,医药级,食品级三种规格,数十个品种和成百上千个牌号。PVP 由于其优异的性能而被广泛地应用于工农业生产和人民生活及其相关的科研部门。

PVP 及其单体NVP 最早是由BASF 公司J.Walter.Reppe 以乙炔为主要原料合成的,该法称为Reppe 法,又叫乙炔法。其后美国GAF公司(现在的ISP公司)于1956年也开始生产,日本触媒于2003年开始生产PVP产品,主要生产高分子量的PVPK90产品。BASF 和ISP的PVP系列产品年生产能力各2万吨左右,日本触媒2007年扩产后产能为3500吨左右,另外俄罗斯和伊朗也有小的生产装置,俄罗斯主要生产小分子量的PVPK15和K17产品,生产能力约800吨/年。全球2006-2008年PVP产量见下表一。迄今为止,这两家公司仍然是全世界生产PVP 产品的主要厂家。

表一 2006-2008年全球PVP实际产量汇总数量:吨

我国PVP的生产和应用起步较晚,自1987年河南博爱开源精细化工厂(现已改名为博爱新开源制药有限公司)首先实现了PVP的工业化生产以来,产品的生产开发和应用研究比较活跃,发展速度较快。近年来,国内生产厂家逐渐增加,使我国成为世界上少数几个PVP生产国之一。特别是随着国内顺酐常减压气相加氢和1,4-丁二醇脱氢环化生产γ-丁内酯的开发成功和推广应用,使GBL的产量逐年增加,同时也为PVP的生产提供了原料基础。国内现有主要PVP生产厂家以及主要产品:1)博爱新开源制药有限公司:主导产品有PVP K系列产品(K12,K15, K17, K25, K30,K60,K90和K120粉,是国内K系列产品最全的厂家),PVP共聚物(PVP/V A)系列产品,聚维酮碘(PVP-I)系列产品,交联聚合物,NVP 单体,2-吡咯烷酮等。2)杭州南杭工贸有限公司:主导产品有2-吡咯烷酮、PVP K系列产品(主要为K30),PVP共聚物(PVP/V A)系列产品,PVP I,交联聚合物PVPP等。3)杭州神华科技有限公司:主导产品有PVP K系列产品,PVP/V A共聚物,PVP-I。4)国内其

他厂家:安徽海丰、焦作源海、焦作美达等,产品相对比较单一,主要为PVP K30和PVP-I 两个品种。国内生产企业2006年至2008年的PVP产量见下表二

表二2006-2008年全国内PVP实际产量汇总数量:吨

从表一和表二的统计可以看出, 近几年世界PVP总产量中, 中国产品占到世界总量还较低,还不到10%,但随着国内PVP生产企业产量的逐渐扩大(06至08年国内产量从3200吨提高到5000吨),产品质量的不断提高,市场占有率在逐年提升(06至08年全球市场占有率从7.27%提高到9.8%),中国PVP产业应该还有很大的发展余地和前景。随着近年来国内1,4-丁二醇、r-丁内酯的产能不断扩大,为PVP的生产发展提供了丰富的原料,使得进一步开发PVP系列产品成为可能。

吡咯(氮杂茂,Pyrrole)是五元含氮杂环化合物,许多重要性物质大都具有这种基本结构。聚乙烯吡咯烷酮是一种非离子型高分子化合物,通过其单体N-乙烯吡咯烷酮在引发剂作用下聚合而成。它在医药、食品、日用化工、纺织、洗涤用品等众多领域获得了应用。

1.4.2 聚乙烯吡咯烷酮的合成

聚乙烯吡咯烷酮(PVP)最初是作为血浆增溶剂使用,后来研究发现PVP 具有优良的物理化学性能;极易溶于水,安全无毒;能与多种高分子、低分子物质互溶或复合;具有优良的吸附性、成膜性、粘接性和生物相容性,热稳定性良好,用途极其广泛。

聚乙烯吡咯烷酮的合成路线如图1-4 所示。①是乙炔、甲醛为主要原料,经反应生成1,4-丁炔二醇,用Ni 做催化剂加氢生成BDO;再在乙炔铜催化剂作用下脱氢生成γ-丁内酯,然后在无水氨气作用下生成吡咯烷酮;吡咯烷酮和乙炔通过加成反应得到乙烯基吡咯烷酮(NVP);最后在引发剂作用下聚合即可得到聚乙烯吡咯烷酮。②仍是以γ-丁内酯和乙醇胺为原料,使其生成羟基乙基吡咯烷酮(NHP),然后NHP 在催化剂作用下脱水生成PVP 的单体NVP。③合成路线和②基本相同,不同之处在于羟基乙基吡咯烷酮生成NHP的方式不同。其中卤代法是用氯化亚砜或盐酸为卤化剂,与NHP 作用生成氯代乙基吡咯烷酮,然后再进行消除反应得到NVP。④该合成路线是以乙酐和NHP 在135℃、400Mpa 的低压下分裂出中间产物,然后在460℃进行热分解得到NVP。⑤该法是直接以吡咯烷酮为原料和羧酸乙烯酯基化合物在催化剂存在下进行加成反应,然后通过加热脱除羧酸等物质而得到NVP。按照与吡咯烷酮反应的物质不同,可分为羧酸乙烯酯-吡咯烷酮法、乙烯基醚吡咯烷酮法、环氧乙烷-吡咯烷酮法等。⑥该法是以琥珀酸和乙醇胺、氢气在高温下直接制取羟乙基吡咯烷酮,然后再由NHP 脱水得到NVP。然后在引发剂作用下得到PVP。

1.4.3 NVP 的聚合方法

NVP 均聚方法分为以下三种

(1)本体聚合

通过加热到140℃以上或者加入引发剂,引发单体发生本体聚合。聚合过程为放热反应,采用本体聚合,聚合反应热不容易移走,聚合过程中反应体系的粘度增大,聚合物不容易扩散,局部过热等原因,带有黄色,K 值低、残单高、产品不好等缺点,在工业生产上并没有实际的应用价值。

(2)溶液聚合

目前工业上合成PVP 的方法一般都是采用溶液聚合方法。在NVP 的溶液中(溶剂可以是水、醇类、烷烃类等)加入引发剂通过自由基溶液聚合,或者直接用光照射NVP 单体或其溶液都可以得到PVP 均聚物。

(3)悬浮聚合

NVP 的悬浮聚合报道的比较少见,GAF 公司曾经报道过一种NVP 的悬浮聚合工艺,是采用某烷烃为连续相,以一种叫做GentexV-516 的表面活性剂为分散剂,将引发剂AIBN 溶解于NVP 和少量水的混合物中,悬浮在连续相中进行聚合。聚合方法不同,得到的聚合物结构和性能都有所不同。其中,自由基溶液聚合得到的聚合物组成、结构较均匀,性能也比较稳定,是NVP 均聚最常用的方法。调节单体浓度、聚合温度、引发剂用量等反应条件即可以得到不同分子量和不同水溶性的PVP 均聚物。

1.5 PVP 的应用

1.5.1 医药卫生

PVP 具有优异的生物相容性,对皮肤、黏膜和眼睛没有任何刺激,在制药工业中PVP 与纤维素类衍生物、丙烯酸类化合物一样,是目前国际上公认的合成成药中三大最重要的药用辅料之一。用它制成的血浆无抗原性,不需交叉配药,能避免疾病在血浆中传播。

(1)杀菌消毒剂

采用PVP 作为辅料的药物已有上百种,在医药工业上作为(PVP-I)消毒剂应用。此

物是PVP 和I 的络合物,它克服了碘溶解度低、不稳定、容易产生过敏反应、具有刺激

性等缺点,具有低毒、高效、缓释等特点,在一定PH 下碘从PVP 聚合物中释放出来,起到杀菌消毒作用。它对细菌、病毒、霉菌以及孢子都有强烈的杀灭作用,广泛应用于外科手术,预防术后感染以及烫伤、溃疡、口腔炎、阴道炎等疾病的治疗。目前PVP-I 已成为许多国家广泛应用的杀菌消毒剂,已逐步取代碘和其他含氯和含汞的消毒涤剂。

(2)药物缓释剂

药物的控制释放,就是将药物或其它生物活性组织和基材结合在一起,使药物通过扩散等方式在一定时间内、以一定速率释放到病灶环境中。PVP 分子中的N-H 或O-H 键能与许多药物形成分子间的缔合作用,通过此作用延长药物释放时间和作用强度,可以根据药物的性质、释放要求及给药途径,可以制成特定的药物剂型,如延长消炎痛在体内的释放和吸收时间,从而起到最大发挥药效的作用。目前主要采用溶液成型、热压成片等形式制备一些缓释药物,使其达到控释药物的作用。对于缓释剂本身而言,目前研究的热点是制备较为复杂的、能效释放、能耙向治疗、且具有明显能使药物控制病灶的药物,如层状微粒、微球、微胶囊和纳米微粒等。还可作药物载体,以保证药物在人体内长时间释放。另外,还可以骨科外用脱脂棉、绷带、生活卫生用品、药品缓释控制材料。对于高血压药、抗癌药物、心脏病的长期治疗将是方便和有效,这样可以减轻病人痛苦,进一步研究PVP在这些方面的应用将是很有前途的。

(3)共沉淀剂和粘结剂

许多药物疗效好,但由于在水中的溶解缓慢,使其实际利用程度降低。PVP 可作为难溶药物的共沉淀剂,可以提高药物的溶解度,以达到提高疗效,减少剂量。如:氟噻嗪、黄酶素和利血平等药物与PVP 制成共沉淀物后,其溶解度、溶解速度和被人体吸收的速度均比原纯药成分高。PVP 用于医药的粘接剂,粘接能力强,与人体相容性好,溶解能力强,如用于阿司匹林、扑热息痛等多种药物的粘接剂。利用PVP 粘接能力强,可以提高包衣对药物基料的粘接力,可以防止干燥时包衣表面出现裂纹。

(4)外科包扎带

外科包扎带应具有比较强的液体吸收能力,能透气,能屏蔽;通过辐射交联或化学交联合成的PVP 包扎带能满足上述要求。另外PVP 还能促进皮肤对医药物的吸收,如PVP 加入到环糊精等药物中,能促进药物渗透到真皮,使药物得到吸收,而不影响皮肤的呼吸平衡。(5)人工玻璃体和角膜

人眼正常玻璃体为凝胶状,主要成分是水,玻璃体浑浊和视网膜脱落都可能引起视力下降甚至失明。为取代病变的玻璃体和治疗视网膜脱落研究了多种替代物,其中PVP 水凝胶是第一个用做病变玻璃体替代物的合成高聚物。PVP 水凝胶具有良好的生物相容性和生物物理光学性能,其网状支架对眼睛内的新陈代谢成分具有良好的通透性。另外,PVP 水凝胶具有粘弹性,表现出良好的填充作用,可以封闭裂孔,展平视网膜。角膜接触透镜俗称隐形眼镜,是一种兼具矫正视力、治疗和美容等用途的眼科医疗用品。利用PVP 具有较高的亲水性,用它作为共聚物水凝胶制备接触透镜材料,其含水量高,材料柔软而富弹性;具有较高的氧气透过能力,能保证角膜新陈代谢的需要,因而可以长时间配戴。目前正在研究利用其单体NVP 和多种不饱和丙烯酸衍生物共聚,改进传统隐形眼镜材料聚甲基丙烯酸甲酯的透氧性等。

(6)其他方面

还可以作为着色剂和X 光造影剂;可用于片剂、颗粒剂、水剂等多种剂型药物;具有解毒、止血、提高溶解速度、防止腹膜粘连、促进血沉等作用。PVP 能与摄入体内的毒素络合成无毒物,经肾脏排除体外,对多种体内外中毒均具有良好的消毒、解毒作用。最近国外开发出PVP 与天然或合成纤维素结合的血液透析膜,用于人工肾脏。另外PVP 是一种水容性高分子化合物,在医药上还可作崩解剂、烧伤冷敷凝胶、静态细胞培养基体。

1.5.2 食品加工方面

聚乙烯醚吡咯烷酮本身不会致癌,有良好的食物安全性,在食品加工方面主要作为啤酒、果汁、葡萄酒等食品澄清剂和稳定剂。由于啤酒中的多酚类物质可以与铁生成红色络合物,严重影响啤酒的外观和货架寿命,具有良好络合性的PVP 能选择性地吸收多酚类物质,通过加入微量的PVP,可以改变啤酒等食品的澄清度,防止发生浑浊、色泽变法、改善口味,用PVP 处理后的啤酒,其货架寿命可长达 1 年,延长保质期,且风味、泡沫稳定性不变。另外,PVP 还可用于非营养型甜味佐料的浓缩和稳定,以及对维生素和矿物质成分的浓缩提取。还可用作食品包装材料,有利于包衣过程的自动化生产。

1.5.3 日用化学品中的应用

由于PVP 具有极低的毒性和生理惰性,它对皮肤、眼睛无刺激,在医药领域中有长期使用的记录,所以用于化妆品等很安全。

(1)化妆品

PVP 的C-N-C=O 基团,结构和蛋白质相似,因而有与皮肤、发须有很好的亲和性,能形成透明的薄膜,光亮挺括,容易用水洗脱,无刺激、不过敏,对头发和皮肤具有良好的保护作用。国外利用PVP 及其共聚物成功地开发了新一代喷发胶产品。我国已开发出含PVP 的发胶、洗发乳、美容胶等产品。PVP 共聚物发胶品正在蓬勃发展,目前已开发出聚乙烯醚吡咯烷酮、醋酸乙烯和丙烯酸酯三元公共聚体产品、以及NVP 与乙烯基己内酰胺、三甲基异丁烯酸酯三元共聚物等,在固含量下仍保持良好喷雾成膜特性,其固发、护发效果进一步提高。交联PVP 具有消炎、去毒、镇痛作用,将它用于护肤制品中,能镇痛并减少刺激,对皮肤发红、红斑、痔疮有治疗作用。NVP 与苯乙烯的共聚物是优良的防晒剂,PVP 用于牙膏可去除牙齿上的烟垢和其他污物,具有洁白牙齿、预防牙蚀斑、治愈牙龈炎和口腔疾病有良好功效。

(2)洗涤剂领域

PVP 具有抗污垢再沉淀性能,可用于配制透明液体或重污垢洗涤剂,洗涤织物时可防止合成洗涤剂对皮肤的刺激,尤其对合成纤维,此性能比羧甲基纤维素(CMC)类洗涤剂更为突出。PVP 与过氧化氢固体复配入洗涤剂中,具有漂白、杀灭病菌的作用。PVP 用于肥皂中可提高肥皂的粘结强度,在卫生皂中可与杀细菌剂形成配合物从而降低对皮肤的刺激性。在制备洗手液时加入维酮(PVP-I),能有效去除污垢和细菌。利用PVP 的高粘结性和吸湿性制备的固体胶,可以替代传统的胶水,它粘结性好、使用方便。

1.5.4 纺织印染

PVP 与许多有机染料有很好的亲和力,主要是由于PVP 分子中的内酰结构与染料中的羟基、氨基等有机官能团结合。它可以与聚丙烯睛、酯、尼龙和纤维性材料等疏水性合成纤维结合,提高染色力和亲水性。在纺织印染整个过程中可以改善纤维的入色性、亲水性和增加染色性能,使染出的纤维织物光泽、色艳,还可作为防尘污染剂和染料快速还原剂等。PVP 与尼龙接枝共聚后,生成的织物能改善抗湿皱性能和防潮性。

1.5.5 涂料和染料

用PVP 包复的油漆、涂料成膜透明而不影响本色,改善涂料和颜料的光泽和分散性,提高热稳定性并能改善油墨和墨水的分散性等。

1.5.6 其他方面

作为三次采油的胶凝剂,提高油田的采油率;作为感光材料的助剂有助于降低乳胶度和增强显影图象的复盖能力,在高分子聚合过程中作为增稠剂、分散稳定剂和粘结调节剂等。在造纸行业作为分散剂,在丙烯胺气化反应中作为助催化剂,PVP 目前在分离膜、光固化树脂、激光视盘、减阻涂料,在建材、炼钢和电镀等领域的应用也在兴起。

1.6 PVP 的市场分析

1.6.1 国外市场

上世纪80年代之前,PVP行业因产品纯度和质量不高,品种较少,单价较高,应用领域较窄,发展相对缓慢。1982年,全球PVP消费量仅7,170吨。2008年,全球PVP消费量已达51,050吨,消费规模是1982年的七倍多。其中,主要消费地区集中在北美和欧洲,主要应用领域集中在日用化工和医药行业。2008年,全球日用化工品行业和医药行业共计消费PVP产品约3.8万吨,占全球PVP产品总消费量的74.71%。

在日用化工行业,PVP产品主要用于家庭护理品和个人护理品,这些应用带动了PVP 消费需求的增长。据埃森哲公司《在亚太区的家庭及个人护理行业实现卓越绩效》报告中统计,2003年至2007年,家庭护理市场年均增幅为6%,个人护理用品市场年均增幅为7.1%;至2007年,家庭护理产品全球市场规模达1,080亿美元,个人护理品全球市场容量达2,910亿美元。

在医药行业,PVP产品广泛用作医药辅料,带动了PVP消费需求的增长。据IMS Health 统计,2008年全球药品市场销售额为7,730亿美元,比2007年增长了4.8%,2003-2008年,全球制药业的销售额平均年增幅为6.6%,增长速度高于全球GDP的增速。

1.6.2 国内市场

(1)生产情况

我国PVP 的生产和应用起步较晚,但产品的生产开发和应用研究较为活泼,发展速度较快。近年来,国内生产厂家逐渐增加,已成为世界上少数几个PVP 生产国之一。特别是随着国内顺酐常减压气相加氢和1,4-丁二醇脱氢环化生产γ-丁内酯的开发成功和推广应用,使γ-丁内酯的产量逐年增加,同时也为PVP 的生产提供了原料基础。

国内现有PVP 生产厂家主要是:河南博爱县开源精细化工厂、山东胜利油田东胜星华化工有限责任公司、北京清华永昌精细化工厂等。河南玉源公司与浙江省化工研究院于1987 年承担了国家“七五”重点科技攻关项目,将浙江省化工研究院的PVP 合成小试成果转中试生产,成功地开发了以γ-丁内酯、乙醇胺为原料合成PVP。并于20 世纪90 年代初建成了我国第一个PVP 系列生产线,年生产能力50t/a。

2003 年,河南省博爱县开源精细化工厂和焦作市开源制药厂经股份制改造成立博爱新开源制药有限公司。可生产工业级PVP、医药级PVP 及PVP-I(PVP 与碘的络合物)、CAP树脂(乙烯基吡咯烷酮/醋酸乙烯共聚物)等5 大类产品。该公司计划将主导产品工业级PVP、药用级PVP 规模提升至1500 t/a,并规划成为河南省的精细化工生产基地。

胜利油田东胜星华化工有限责任公司是专门从事PVP 系列产品开发、生产、销售的公司。其在山东省东营市开发区建设1000 t/a PVP 生产工厂和技术应用推广中心,并在上海

设立PVP 专业销售公司。目前,该公司已有20 多种规格的PVP 产品投放市场,用于医药行业的品种主要有PVP-K、PVP-P、PVP-A 和PVP-I 等。

北京清华永昌精细化工厂是由清华大学、河南省化工厅等共同筹建。从1995 年初开始,该厂建立了一套PVP 试验装置,经过几年的摸索,1999 年该试验装置的生产能力约100 t/a。该公司在原有试验装置的基础上又建一套500 t/a 的PVP 装置。焦作市源海精细化工有限公司于2005年建成2000 t/a的聚乙烯吡咯烷酮的生产装置,主导产品涵盖乙烯基吡咯烷酮(NVP)、均聚物PVP-K、交联聚合物PVP-P 和络合物PVP-I等。

此外,南京金龙化工厂、湖州展望化学药业有限公司、天津华东试剂厂等企业也有少量生产。

(2)消费情况

虽然我国PVP的生产和应用起步较晚,由于PVP产品附加值较高,市场前景广阔,得到国家产业政策的大力扶持,产品的生产和开发速度较快。2008年,中国PVP企业生产PVP 共计约为5,000吨。公司08年产能约占国内市场的40%。

①日用化工

我国在20 世纪90 年代初开发出含PVP 及其共聚物产品的发胶、洗发、美容等日化产品。目前,上海庄臣、上海霞飞、北京日化以及天津、广东、武汉、山东、河北等众多日化厂家均使用PVP 和CAP 树脂生产发胶、摩丝及护发美容用品,产品畅销全国各地。随着人民生活水平和质量的提高,对中高档洗发、护发、美容等日用化妆品的需求增加,对PVP 的需求将有较大增长。

②医药行业

我国PVP 在医药中的应用已有近20 年历史,主要是作为聚维酮碘(PVP-I)使用的。聚维酮碘是PVP 与碘的络合物,是医药行业重要的消毒杀菌剂,具有低毒、高效、缓释等特点,在我国广泛应用于外科手术、预防术后感染及各种炎症等治疗。近些年,我国PVP-I 产品得到迅速推广,发展较快。主要聚维酮碘生产企业有:天津普光医用有限公司、上海洪菲生物技术有限公司、杭州龙丰医疗保健用品有限公司、广州白云山中药厂、杭州沐田实业有限公司等。

另外,PVP 与纤维素衍生物、丙烯酸类并列为当今三大主要医用合成材料,已广泛用于医药的粘结剂、共沉淀剂、助溶剂、分散稳定剂、包衣剂、缓释剂、眼药助剂、胶囊助流剂等。国内医药企业,如上海施贵宝制药公司、无锡华瑞制药公司、西安杨森制药有限公司、天津力生制药厂、杭州民生制药厂等已将PVP 应用于药物剂型中,并收到良好的效果。

③酿酒及饮料工业

我国酿酒及饮料工业中,PVP 主要作啤酒的澄清剂和稳定剂。目前,不溶性PVP 系列产品已被国内大型啤酒生产企业使用,如北京、上海、杭州、四川、长春、合肥、长沙等地大型啤酒厂均使用PVP 或PVP-P 作啤酒澄清剂。若按通常添加量0.1-0.2g/L 计,单就大中型啤酒厂需PVP 上千吨。PVP-P 在白酒、葡萄酒中也展现了其独特的性能,北京葡萄酒厂使用PVP-P 处理成品葡萄酒,也取得十分满意的效果,具有一定的市场潜力。

④其它

PVP 在聚合物中作为分散剂、稳定剂、乳化剂、增稠剂等,在我国还用于涂料、颜料、油墨、高分子合成及加工、洗涤剂、胶粘剂、感光材料、纺织印染、采油泥浆、酸化压裂、造纸、农药等行业。

1.7 行业竞争格局

全球范围看表现为寡头垄断竞争格局,德国BASF 公司和美国ISP 公司两家公司占全球市场份额约为80%,新开源占有3.80%的市场份额,位居第三位。

国内PVP 生产厂商的主要竞争对手是杭州南杭化工有限公司,竞争主要体现在研究开发能力、产品质量、生产规模、市场推广和销售服务体系等方面。新开源和杭州南杭化工有限公司等少数大的生产厂商具有一定的竞争优势。不同PVP 产品的竞争呈现出不同的竞争态势。具体来看,高端PVP K30、高端聚维酮碘和PVP 系列其它新产品因生产厂家少和产品技术含量高,竞争程度相对较低;而低端PVP K30、低端聚维酮碘等产品因生产厂家多和产品技术含量低,竞争相对激烈,并且主要体现在价格方面的竞争。

PVP 生产工艺分析

2.1 PVP 的单体NVP 的合成

2.1.1 NVP 的合成方法

到目前为止,PVP 的单体NVP 的合成方法主要有以下几种:

(1)乙炔法

该法是在约110℃和加压的条件下,以乙炔、甲醛等为主要起始原料,经反应生成1,4-丁炔二醇,用Ni作催化剂加氢生成1,4-丁二醇;在铜催化剂(乙炔酮)作用下脱氢生成γ-丁内酯,然后在无水氨气的作用下生成吡咯烷酮;吡咯烷酮和乙炔通过加成反应生成乙烯基吡咯烷酮(NVP)。主要反应式如下式2-1:

(2)γ-丁内酯法(NHP脱水法)

由于乙炔法存在着诸多的问题,20世纪40年代以后,人们开始研究开发新的合成方法,其中研究最多的就是以γ-丁内酯和乙醇胺为主要原料生产NVP的γ-丁内酯法。γ-丁内酯(GBL)和乙醇胺(MEA)进行胺解即可得到NHP。胺解需要在较高的温度或催化剂存在下进行。用过量的MEA和GBL反应,首先生成N-羟乙基-ω-羟丁酰胺(HHBA)和水,如在反应系统中逐步分离出水,反映温度可提高到190~220℃,使HHBA闭环脱水得NHP,收率90~95%。NHP脱去一份子水即生成NVP,但β-羟乙基的脱水形成双键并不十分容易。根据具体的合成路线不同,又分为γ-丁内酯直接脱水法和γ-丁内酯间接脱水法。γ-丁内酯法反应式如式2-2

(a)卤代法

卤代法是间接脱水法中被研究得较多的方法,用氯化亚砜或盐酸作卤化剂,与NHP(羟乙基吡咯烷酮)反应生成氯代乙基吡咯烷酮,然后再进行消除反应而得到NVP。反应式如式2-3:

(b)乙酐法

该法是乙酐和NHP在135℃、400Pa的低压下分离出中间产物,然后在460℃下进行热解反应得到NVP,反应式如式2-4:

乙酐法需在高温下进行热解,会使部分产物分解,而中间产物的分离需要在真空下进行,造成操作上的困难,且收率较低,因此该法并不具备工业化的前景。

(3)吡咯烷酮法

该法是直接以吡咯烷酮为原料和羧酸乙烯酯等乙烯基化合物在催化剂的存在下进行加成反应,然后通过加热脱除羧酸等物质而得到NVP。按照与吡咯烷酮反应的物质不同又分为羧酸乙烯酯-吡咯烷酮法、乙烯基醚-吡咯烷酮法、环氧乙烷-吡咯烷酮法等。反应式如式2-5:

(4) 琥珀酸法

该法是由琥珀酸和乙醇胺、氢气在高温下直接制取羟乙基吡咯烷酮(NHP),然后再由NHP脱水制得NVP。反应式如式2-6:

2.1.2 NVP 主要合成路线的对比

(1)乙炔法是最早合成NVP的方法,目前仍是世界上工业化生产PVP的主要方法之一。乙炔法的化学反应过程如前述。在得到α-吡咯烷酮(α-P)后,首先将α-P与氢氧化钾作用,脱除成盐时所生成的水,生成的钾盐作为乙烯基化的催化剂,随同α-P加压注入一温度为150~160℃的反应器中,器底鼓入乙炔和氮气的混合气体,保持在2.2-2.5MPa压力下与α-P 反应,生成的NVP产物在反应器顶部冷凝收集,未反应的乙炔经富集后循环使用。NVP收率位70%左右。一般控制α-P的转化率50%,以避免副反应的发生。实际上乙烯基化的深度和原料α-吡咯烷酮的纯度有关。如果原料中含水,则在碱金属的氧化物或氢氧化物纯在的条件下,即使反应温度较低,也难以避免α-P的开环自聚。

乙炔的气液相反应过程,必然造成气相空间,因此在常压情况下,乙炔的爆炸危险性应特别引起注意。虽然用惰性气体稀释乙炔的方法可以降低其爆炸性,但实际上爆炸危险性仍是存在的。J.Hedwick提出,利用象α-P这类对乙炔有良好溶解性的反应物(30℃时为13.1V/V)可先在低温下将乙炔溶于α-P中,然后再和其钾盐同时注入一蛇管式反应器中,控制其压力在1.5-2.0MPa,使乙炔在反应温度下不能从α-P中逸出。这样的液相乙烯基化过程可以显著降低爆炸危险性,转化率达50~60%,收率高达90~95%。同理,若采用一对乙炔有相当大的溶解性而又在反应条件下不会和反应物作用的溶剂——四氢呋喃也可进行上述液相乙烯基化反应,转化率可达75%,收率可达90%。

Shoettabo SKY等提出乙炔气液相乙烯基化反应采用高速机械搅拌,约2500~2800r.p.m.,使两相搅成均匀乳状,使乙炔压力<0.05MPa,乙炔爆炸危险大大降低,但只有40~50%转化率。

乙炔法的优点是原料易得,产品成本较低,技术发展成熟。同时乙炔法生产工艺存在两个不可克服的缺点:一是主要原料乙炔是一种易燃易爆的气体,对操作要求十分苛刻;二是工艺流程长、固定投资大、设备要求高。所以乙炔法适合于大规模的生产而不适合于中小企业选用,这也是迄今为止世界上只有BASF公司和ISP公司采用该技术生产PVP的主要原因。

(2)与乙炔法相比,γ-丁内酯直接脱水法具有反应条件温和、步骤少的优点不足之处是γ-丁内酯价格较高,不适合于大规模工业化生产,同时NHP脱水时的催化剂在催化活性、选择性、反应收率等方面都不甚理想。若能在催化剂方面取得重大突破,γ-丁内酯直接脱水法还是具有良好的工业化前景的。同时直接脱水法优于间接脱水法,是未来PVP单体合成方法的发展趋势。

(3)吡咯烷酮法实际上是乙炔法的延伸,主要优点在于操作条件比较温和,避免了乙炔法的爆炸危险。缺点是在加热条件下,反应原料可能会分解,产物收率低,催化剂价格昂贵,且选择性也不理想。因此,吡咯烷酮法工业化的前景不被看好,目前只有少量研究报道。

2.2 PVP 的合成

N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)可以均聚,也可和很多乙烯基单体共聚或接枝,生成各种均聚物和共聚物,各自具有不同的性能和不同的用途,各有特色。均聚物PVP 的分子量可以从1,000 到1,000,000 不等,可行成不同规格的系列产品,以满足不同的应用要求。NVP 很容易用本体聚合,溶液聚合或悬浮聚合方法进行聚合。阳离子型催化剂,如BF3;阴离子型催化剂,如酰胺的钾盐;游离基型引发剂,如过氧化物及偶氮类化合物都可使NVP 聚合。纯净的NVP 中溶解微量的氧能促使NVP 自聚。

2.2.1 NVP 的均聚

这种方法又可分为三种:

(1)本体聚合。

NVP可以在140℃和更高温度下由热引发聚合。NVP和过氧化物共热至110℃时,很快发生聚合,反应温度自行上升到110-190℃,生成熔融状态的聚合物,冷却后,粉碎即成有稀释性的聚合物粉末。但此法制聚合过程为放热反应,采用本体聚合,聚合反应热不容易移走,聚合过程中反应体系的黏度增大,聚合物不易扩散,局部过热等原因,带有黄色,K值低、残单高、产品不好等缺点,在工业生产上并没有实际的生产价值。

(2)溶液聚合。

由本体聚合制得的PVP,必须经过提纯,否则不能满足商业产品的要求,因此发展了NVP的溶液聚合。NVP可以在很多溶剂,如异丙醇、甲醇、醋酸乙酯、苯、水等溶剂中聚合。由于水是最便宜和安全的溶剂,一帮采用水溶液聚合较多。NVP可单独用过氧化物作引发剂,用铵或胺作活化剂进行水溶液聚合。

(3)悬浮聚合。NVP的悬浮聚合报道的比较少见,GAF公司曾经报道过一种NVP的悬浮聚合工艺,即在庚烷中加入一种叫做Gentex-V-516的表面活性剂为分散剂,使NVP和少量水一起分散呈油滴状,悬浮于庚烷中,再用AIBN在25℃下引发聚合,可制得平均分子量高达67万的PVP.其中,自由基溶液聚合得到的聚合物组成、结构较均匀,性能也比较稳定,是NVP均聚最常用的方法,调节单体浓度、聚合温度、引发剂用量等反应条件即可以得到不同分子量和不同水溶性的PVP均聚物。

2.2.2 NVP 的共聚

NVP不仅可以进行自身聚合,也可以与其他不饱和单体进行共聚得到二元或者多元共聚物,其中研究较多和较深入的有NVP/乙酸乙烯酯共聚物、NVP/甲基丙烯酸-β-羟乙酯等。现在NVP共聚物的合成、性能研究以及新的应用领域的开发成为相关研究最主要的领域,新型的共聚物不断涌现,应用领域不断拓宽。

2.2.3 NVP 的交联聚合

NVP交联聚合是为满足一些对NVP使用性能要求较高的场合,例如,作为生物材料的高分子水凝胶,要求聚合物形成立体网络,这些高分子聚合物网络不溶解于水中,但能够吸收数倍于自身重量的水而溶胀。从目前的文献报道和发展趋势来看,交联PVP产品的应用

更为广泛。悬浮聚合中加入二乙烯苯等双官能团乙烯基单体进行共聚合成交联型PVP,具有高吸水性能,但不再溶于水和其他溶剂。GAF公司报导了多种交联PVP的制备技术。不容性PVP还可用离子型催化剂的聚合技术制得。国硫酸盐也能使NVP聚合成交联的不溶性聚合物。

2.3 PVP 的生产工艺

几十年来,单体NVP 生产技术由德国BASF 和美国ISP 这两家公司所垄断,工艺技术路线均沿用乙炔法。进入六十年代以来,一些化学家探索新的合成路线,但未见工业化报道。浙江化工研究院从80 年代开始接受国家科技计划项目研究,开发了N-β羟乙基吡咯烷酮(简称NHP)催化脱水制取单体NVP 的工业路线。该方法经过小试、模试、中试(50吨/年)(国家七五科技攻关项目)和多年的试生产,获取了技术、经济和工程等方面的数据,产品质量指标达到BASF 公司和ISP 公司同类产品的质量指标。乙炔法与上述方法不同点在于首先将Υ-丁内酯与氨反应获得α-吡咯烷酮(简称α-P),再将α-P 与乙炔进行乙烯基化反应,制取NVP,比较这两条工艺路线,有下列优缺点:

(1)、两法起始原料均采用Υ-丁内酯,乙炔法中其他原料为乙炔和胺,廉价易得,而催化脱水法中乙醇胺原料价格相对较高,因此乙炔法具有原料成本低的优点;

(2)乙炔法在高温下操作,安全技术要求较催化脱水法高,为避免乙炔在反应过程中的爆炸危险性,需要配备特种防护装置和专门生产设备及控制仪器,生产条件苛刻,设备投资较大;而催化脱水法安全性高,使用普通设备,设备投资小。

(3)、乙炔法中氨与Υ-丁内酯反应的摩尔比约为2 左右,为避免副反应,乙烯基化的转化率控制在50-60%左右,因此两步反应都有大量物料要回收套用,因此,乙炔法反应时,需预先制备碱性催化剂,处理吡咯烷酮原料,操作较复杂,而催化脱水法胺解反应的乙醇胺过量只有10%左右,脱水反应转化率在80%以上,回收套用量较小,因而催化催化脱水法的操作费用比乙炔法低。

(4)、催化脱水法所用催化剂价格低廉,原料立足国内,资源丰富。

新开源:

公司成立于2009年5月,主要从事PVP系列产品的研发、生产和销售的企业,是中国最大的PVP制造商,2007 年公司PVP 产量为1,391.83 吨,占全国总产量的34.80%,占全球总产量的2.94%,2008 年公司PVP 产量为1,943.18吨,占全国总产量的38.86%,占全球总产量的3.80%,连续两年位居中国第一,世界第三。2009 年公司PVP 产量为2,577.24 吨。2010年1-3 月公司PVP 产量为660.28 吨。公司产品约50%出口,向全球六十多个国家和地区的一千多家客户销售产品。

公司PVP产品包括PVP K 系列、PVP-I、PVPP 和PVP/V A 共聚物四大系列,涵盖工业级、化妆品级、食品级和医药级四种规格。PVP由于具备许多优良的物理化学性能,如生物相容性、增溶性、成膜性、安全环保性等,PVP在许多领域都具有独特的用途,其丰富的功能被越来越广泛地应用到工农业各个领域主要包括:日用化工、医药工业、酿酒和饮料工业、颜料涂料、纺织工业、造纸工业、采油、感光材料和电子工业等领域。

公司多项工艺技术改造填补了国内空白,处于国内领先水平。特别是PVP 低温连续真空干燥工艺和非苯/甲苯溶剂的PVME/MA 共聚物聚合技术处于国际领先水平。先后取得了ISO9001:2000 认证、HACCP 认证和Kosher 认证,完成了美国FDA食品设施注册和欧洲化学品REACH 预注册等市场准入。公司已取得6 项实用新型专利,另有5 项发明专利申请和

1 项实用新型专利申请已为国家知识产权局受理,公司还拥有分步结晶法提纯NVP 技术等11 项专有技术,并被河南省科技厅认定为“高新技术企业”。

PVP 生产工艺

目前主要有两种工艺方法生产PVP单体-NVP。一种是Rappe法(乙炔法),另一种是γ-丁内酯法。

在生产单体NVP方面,占据垄断地位的德国BASF和美国ISP公司采用的是Rappe法工艺生产单体NVP和PVP系列产品,该方法以乙炔、甲醛等为起始原料,经过乙炔的醛加成、

催化加氢、催化脱氢成环、氨解、炔加成等五步反应最后得到PVP 单体NVP。该法主要优点是工艺成熟、原料便宜易得,适合大规模工业化生产等;另外,乙炔法具有工艺流程长、固定资产投资大、操作条件要求严格、主要的原料乙炔存在爆炸危险性等特点。因此,需要

具备一定的规模、较高的管理水平、控制技术、研发实力、完善的销售网络和售后服务的企业才能选择这种方法。目前全球只有BASF、ISP 和国内少数大型厂家采用该生产工艺。

另外一种是γ-丁内酯法生产单体NVP,该法是由γ-丁内酯与乙醇胺反应生成胺解产物羟乙基吡咯烷酮(N-hydroxyethy-2-pyrrolidone,简称NHP),然后NHP 在脱水催化剂的存在下直接或间接脱水生产目标单体NVP 的方法。该方法在经济,环保等方面不如Rappe方法,但适合中小企业生产,特别是原料γ-丁内酯目前竞争比较激烈,价格较低。

新开源采用的是改进的Rappe方法,利用γ-丁内酯和氨水反应得到α-吡咯烷酮,然后和乙炔反应,经过还原得到单体NVP,该方法利用国内的资源优势电石和主要原料γ-丁内酯的价格优势,缩短了反应步骤,提升了成本。

公司是国内最具规模和综合竞争力的PVP龙头企业,研究开发和市场销售能力在国内PVP行业中均处于领先地位。PVP 产品包括PVP K 系列、PVP-I、PVPP 和PVP/V A 共聚物四大系列,四十多个品种,涵盖工业级、化妆品级、食品级和医药级四种规格,是目前国内品种规格最全的PVP 生产企业。

3.1 竞争优势

公司的竞争对手主要是美国ISP公司和德国的巴斯夫以及国内的杭州南杭化工有限公司。与同行业其他企业竞争中形成了自己的优势,主要体现在以下方面;

1. 品种齐全,技术一流

公司研究开发了三十多个新产品,其中:PVP K12、PVP K17、食品级PVPP、PVP K60、PVP K90、PVP/VA 系列产品、PVME/MA 高、中、低共聚物和维酮白系列产品为国内首创。公司PVP K12 产品于2008 年12 月通过了河南省科学技术成果鉴定,食品级PVPP 产品于2009 年6 月通过了中国轻工业总会委托广东省轻工业协会举办的科技成果鉴定,PVME/MA 共聚物于2009 年9 月通过了河南省科学技术成果鉴定。在工艺改造和技术创新方面填补了多项国内空白,包括欧洲药典/美国药典级PVP K 系列高端产品的生产工艺、PVP K17 粉生产工艺、水溶性PVP/V A64粉生产工艺、PVPP 连续式真空压榨脱水工艺、NVP 塔板式多级环流反应器技术、α-吡咯烷酮与乙炔反应催化体系技术、NVP 旋转分离闪蒸技术、NVP 精馏塔回流分布技术、分步结晶法提纯NVP技术、超低分子量产品恒温高压聚合技术、超高分子量产品恒温低压聚合技术、聚合物降残技术、非苯/甲苯溶剂的PVME/MA 共聚物聚合技术、生产PVP 和过氧化物络合物产品技术、PVP 低温连续真空干燥工艺等。其中,PVP 低温连续真空干燥工艺和非苯/甲苯溶剂的PVME/MA 共聚物聚合技术处于国际领先。

2. 质量优良

公司通过研究开发投入和工艺技术改造,提高了产品质量,先后取得了ISO9001:2000 认证、HACCP 认证、Kosher 认证,完成了美国FDA 食品设施注册、欧洲化学品REACH预注册等市场准入。

3. 成本低廉

公司地处河南焦作,紧邻山西晋城,原料γ-丁内酯和电石的主产区都在山西,运输成本相对低廉,主要能源消耗的煤炭也是从山西晋城采购为主,因此在各项原料的采购运输成本方面具有优势。

(1)单位产品成本中γ-丁内酯成本变动、销售量变动、汇率变动对主营业务成本影响分析原材料(主要是γ-丁内酯)价格对公司产品售价有一定的传导作用,即γ-丁内酯单价下降会导致产品单价下降,γ-丁内酯单价上升会导致产品单价上升。以下为报告期公司产品单价与γ-丁内酯市场价格变动趋势比较图:

聚乙烯吡咯烷酮

聚乙烯吡咯烷酮 聚烷酮 本专著内容中属于美国药典正文但不属于协调正文的部分已用()符号标记出。 (C6H9NO)n 2-吡咯烷酮,1-乙烯基-,均聚物 1-乙烯基-2-吡咯烷酮聚合物9003-39-8 定义 聚乙烯吡咯烷酮:实际上是由线型1-乙烯-2-吡咯烷酮组成的合成型聚合物,聚合度不同导致聚合物分子量不同。K值是与聚乙烯吡咯烷酮的水溶液的相对粘度有关的特征值,该参数可表示不同规格的聚乙烯吡咯烷酮。具有标示K值为15或更低的聚乙烯吡咯烷酮的K值为标示值的85.0%-115.0%。具有标示K值或K值范围平均值高于15的聚乙烯吡咯烷酮的K值为标示值或标示范围平均值的90.0%-108.0%。聚乙烯基吡咯烷酮包含不低于11.5%,不高于12.8%的氮(14.01)(以无水物计算)。其标示K值不低于10不高于120。标签上显示标示K 值。 鉴定 A 样品溶液:聚乙烯吡咯烷酮溶液20mg/ml 分析:向10ml样品溶液中加入20ml 1mol/l盐酸和5ml重铬酸钾试液 验收准则:生成橘黄色沉淀 B 溶液A:溶解75mg硝酸钴和300mg硫氰酸铵于2ml水中 样品溶液:聚乙烯吡咯烷酮溶液20mg/ml 分析:混合溶液A和5ml样品溶液,向该溶液中加3mol/l盐酸溶液使其呈酸性 验收准则:淡蓝色沉淀生成 C 样品溶液:聚乙烯吡咯烷酮溶液5mg/ml 分析:向5ml样品溶液中加入几滴碘试液 验收准则:溶液变为深红色 D 样品溶液:聚乙烯吡咯烷酮水溶液50mg/ml 验收准则:完全溶解 化验 氮测定方法Ⅱ(461) 样品:0.1g聚乙烯吡咯烷酮 分析:该过程中忽略双氧水的使用,用硫酸钾,硫酸铜,二氧化钛(33:1:1)的粉状混合物代替硫酸钾,硫酸铜(10:1)。加热混合物直到得到一个澄清,浅绿色溶液。继续加热45min,并按指示的程序操作,从“向消化混合物小心加入70ml水”开始。 验收准则:无水物含氮量11.5%-12.8% 杂质

聚乙烯吡咯烷酮的研究

药 用 高 分 子 材 料 学 综 述 12药学 陈章捷 学号:2

聚乙烯吡咯烷酮的研究 陈章捷 12药学 [摘要]目的:对聚乙烯吡咯烷酮的研究进行综述。方法:通过查阅国内相关文献,对聚乙烯吡咯烷酮进行各方面的研究。结果:初步了解聚乙烯吡咯烷酮的合成、性质、应用、前景。结论:为聚乙烯吡咯烷酮更好的应用提供参考。 关键词:聚乙烯吡咯烷酮;合成;性质;应用;前景 1 前言 聚乙烯吡咯烷酮(polyvinyl pyrrolidone)简称PVP,是一种非离子型高分子化合物,是N-乙烯基酰胺类聚合物中最具特色,且被研究得最深、广泛的精细化学品品种。已发展成为非离子、阳离子、阴离子3大类,工业级、医药级、食品级3种规格,相对分子质量从数千至一百万以上的均聚物、共聚物和交联聚合物系列产品,并以其优异独特的性能获得广泛应用。 2 合成 2.1 NVP的合成[1-2] 2.1.1 乙炔法由乙炔和甲醇合成丁炔二醇,加氢生成1,4-丁烯二醇,脱氢生成7-丁内酯(GBL),再和氨合成吡咯烷酮,吡咯烷酮和乙炔反应生成N一乙烯基毗咯烷酮。 2.1.2 NHP脱水法由γ-丁内酯(GBL)和乙醇胺(MEA)在催化剂和较高温度下反应生成N-羟乙基-1O-羟丁酰胺(HHBA),

闭环脱水得NHP( N-羟乙基-吡咯烷酮),再脱水生成NVP。 2.1.3 琥珀酸法琥珀酸在高温高压下和乙醇胺、氢直接在催化剂作用下制得NHP,再脱水生成NVP。 2.1.4 乙炔和乙烯基醚法在二氧六环中用汞盐作催化剂进行乙烯基交换,可制得NYP。 2.1.5 琥珀酸酐和MEA反应法制得(-OCCH2CH2CO-)2NCH2CH2OH,而后在稀硫酸溶液中以铅电极电解还原成NVP。 2.1.6 乙烯和吡咯烷酮钯的催化法直接乙烯基化反应制得NVP。 以上方法,工业上成熟的路线是乙炔法。 2.2 PVP的合成N-乙烯基吡咯烷酮可以均聚,在140℃以上由热引发本体聚合;由过氧化物引发的水溶液聚合、悬浮聚合.也可共聚NVP广泛地用作共聚单体以改变某些价格较低的聚合物的性质,提高亲水性,增加对金属、玻璃、尼龙等基材的粘接性,提高软化点,改进乳化能力和染色能力等。反应可以本体、溶液成乳液状态进行,溶剂包括水、苯、甲苯、丙酮等,引发剂为偶氨二异丁腈。均聚物PVP的相对分子质量可以从1000到1000000不等,可形成不同规格的系列产品,以满足不同的应用要求。 3 性质 3.1 物理性质[3-4] 3.1.1 溶解性和互溶性PVP除不溶于乙醚、丙酮、松节油、脂肪烃脂环烃等少数溶剂外,可溶于各种醇、胺、酰胺、卤代烃、硝基烷烃及低分子脂肪酸,还能与大多数无机盐和少

国内外光纤光缆现状及发展趋势分析

国内外光纤光缆现状及发展趋势分析 光缆通信在我国已有20多年的使用历史,这段历史也就是光通信技术的发展史和光纤光缆的发展史。光纤光缆在我国的发展可以分为这样几个阶段:对光缆可用性的探讨;取代市内局间中继线的市话电缆和PCM电缆;取代有线通信干线上的高频对称电缆和同轴电缆。这两个取代应该说是完成了;现正在取代接入网的主干线和配线的市话主干电缆和配线电缆,并正在进入局域网和室内综合布线系统。目前,光纤光缆已经进入了有线通信的各个领域,包括邮电通信、广播通信、电力通信和军用通信等领域。 1 光纤 符合ITU-T G.652.A规定的普通单模光纤是最常用的一种光纤。随着光通信系统的发展,光中继距离和单一波长信道容量增大,G.652.A光纤的性能还有可能进一步优化,表现在1550nm区的低衰减系数没有得到充分的利用和光纤的最低衰减系数和零色散点不在同一区域。符合ITU-T G.654规定的截止波长位移单模光纤和符合G.653规定的色散位移单模光纤实现了这样的改进。G.653光纤虽然可以使光纤容量有所增加,但是,原本期望得到的零色散因为不能抑制四波混频,反而变成了采用波分复用技术的障碍。 为了取得更大的中继距离和通信容量,采用了增大传输光功率和波分复用、密集波分复用技术,此时,传输容量已经相当大的G.652普通单模光纤显得有些性能不足,表现在偏振模色散(PMD)和非线性效应对这些技术应用的限制。在10Gb/s及更高速率的系统中,偏振模色散可能成为限制系统性能的因素之一。光纤的PMD通过改善光纤的圆整度和/或采用“旋转”光纤的方法得到了改

善,符合ITU-T G.652.B规定的普通单模光纤的PMDQ通常能低于0.5ps/km1/2,这意味着STM-64系统的传输距离可以达到大约400km。G.652.B光纤的工作波长还可延伸到1600nm区。G.652.A和G.652.B光纤习惯统称为G.652光纤。 光纤的非线性效应包括受激布里渊散射、受激拉曼散射、自相位调制、互相位调制、四波混频、光孤子传输等。为了增大系统的中继距离而提高发送光功率,当光纤中传输的光强密度超过光纤的阈值时则会表现出非线性效应,从而限制系统容量和中继距离的进一步增大。通过色散和光纤有效芯面积对非线性效应影响的研究,国际上开发出满足ITU-T G.655规定的非零色散位移单模光纤。利用低色散对四波混频的抑制作用,使波分复用和密集波分复用技术得以应用,并且使光纤有可能在第四传输窗口1600nm区(1565nm-1620nm)工作。目前,G.655光纤还在发展完善,已有TrueWave、LEAF、大保实、TeraLight、PureGuide、MetroCor等品牌问世,它们都力图通过对光纤结构和性能的细微调整,达到与传输设备的最佳组合,取得最好的经济效益。 为了在一根光纤上开放更多的波分复用信道,国外开发出一种称为“全波光纤”的单模光纤,它属于ITU-T 652.C规定的低水吸收峰单模光纤。在二氧化硅系光纤的谱损曲线上,在第二传输窗口1310nm区(1280nm-1325nm)和第三传输窗口1550nm区(1380nm-1565nm)之间的1383nm波长附近,通常有一个水吸收峰。通过新的工艺技术突破,全波光纤消除了这个水吸收峰,与普通单模光纤相比,在水峰处的衰减降低了2/3,使有用波长范围增加了100nm,即打开了第五个传输窗口1400nm区(即1350nm-1450nm区),使原来分离的两个传

《河南省地方标准工业用N-乙烯基吡咯烷酮》

《河南省地方标准工业用N-乙烯基吡咯烷酮》 编制说明 汇报单位:博爱新开源医疗科技集团股份有限公司 二〇一八年五月十日

一、任务来源及制定标准的原则和依据 (一)任务来源 2017年8月11日,根据河南省质量技术监督局下达的《河南省质量技术监督局关于下达2017年第三批河南省地方标准制修订计划的通知》(豫质监标发[2017]263号),批准《工业用N-乙烯基吡咯烷酮》地方标准的制定,立项编号为20173210421。本标准负责起草单位为博爱新开源制药股份有限公司(2018年2月12日经焦作市工商局批准,公司名称改为博爱新开源医疗科技集团股份有限公司),协作单位为博爱县质量技术监督局。 (二)标准制定的依据和原则 本标准主要依据国家有关法律、法规及河南省地方标准管理办法和工业用N-乙烯基吡咯烷酮的实际标准制定而成。 工业用N-乙烯基吡咯烷酮的外观、理化指标、分子质量、性质、检验方法等要素是以现有工业用N-乙烯基吡咯烷酮实际标准为基础,依据《液体化工产品采样通则》GB/T 6680、《分析试验室水规格和试验方法》GB/T 6682、《化学试剂 pH值测定通则》GB/T 9724、《化工产品中水分含量的测定卡尔?费休法(通用方法)》GB/T 6283-2008、《化学试剂气相色谱法通则》GB/T 9722等进行多次取样、检验、数据采集与分析进行编写。并在制标过程中广泛征求专家与社会意见和建议等情况,编制了本标准的送审稿。

本标准按照GB/T 1.1-2009《标准化导则第1部分:标准的结构和编写》规则起草。下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准。鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注明日期的引用文件,其最新版本适用于本标准。 GB/T 191 包装储运图示标志 GB/T 6680 液体化工产品采样通则 GB/T 6682 分析试验室水规格和试验方法 GB/T 6488 液体化工产品折光率的测定(20℃) GB/T 9724 化学试剂 pH值测定通则 GB/T 6283-2008 化工产品中水分含量的测定卡尔·费休法(通用方法)(ISO 760:1978,NEQ) GB/T 9722 化学试剂气相色谱法通则 二、制定标准的目的和意义 本标准适用于以2-吡咯烷酮和乙炔为主要原料,在氢氧化钾等催化剂存在下,经乙烯基化反应而制成的工业用N-乙烯基吡咯烷酮。外观为无色或浅黄色液体,相对分子质量(按2012年国际相对原子质量计)为111.14,该产品在化妆品、感光材料等诸领域有广泛应用,还可用于头发定型凝胶、药房消毒剂等。本标准是为了适应和规范工业用N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)的生产而

国内外聚乙烯的生产技术、产品开发现状及趋势

国内外聚乙烯的生产技术、产品开发现状及趋势-3 近年来,国内石化企业逐渐加深了对专用料生产开发工作落后于国外同行的认识,各大型石化企业都开始投入大量精力在自己企业已有装置上的技术革新工作,试图改善目前产品品种单一,质量不尽如人意的局面。利用技术革新手段发挥生产装置在某些或某一个方面的领先优势,以此来开拓市场、求得生存,增加企业的生产经营效益。三国内聚乙烯市场的特点 1. 市场容量大,发展快,自给率低随着国内塑料加工业的迅速发展,我国对PE 近年来,国内石化企业逐渐加深了对专用料生产开发工作落后于国外同行的认识,各大型石化企业都开始投入大量精力在自己企业已有装置上的技术革新工作,试图改善目前产品品种单一,质量不尽如人意的局面。利用技术革新手段发挥生产装置在某些或某一个方面的领先优势,以此来开拓市场、求得生存,增加企业的生产经营效益。 三国内聚乙烯市场的特点 1. 市场容量大,发展快,自给率低 随着国内塑料加工业的迅速发展,我国对PE的需求也大幅度增长。相对巨大的市场容量,我国PE的生产能力还远远不能满足市场的需求,自给率一直仅在50%左右,只好进口大量国外产品来满足国内需求。 2. 薄膜制品为PE最大的消费市场 由于其优越的性能,PE一直被广泛应用于薄膜制品这一领域,尤其是包装薄膜。PE的另外两个应用领域为注塑制品和中空制品。 3. 加工制品将逐渐向中高档方向发展 在调查中,我们发现产品向中高档方向发展己成为一种趋势。一些高档产品(如燃气管材、缠绕膜、大型中空制品等)的产量正在逐渐提高;而一些中低档产品,如编织袋、普通包装薄膜等,也正在调整其产品结构,以逐渐缩小其低档制品的生产比例,增加其中档制品的生产比例。

聚乙烯吡咯烷酮的用途

聚乙烯吡咯烷酮的用途(Useage) PVP作为一种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质,胶体保护作用、成膜性、粘结性、吸湿性、增溶或凝聚作用,但其最具特色,因而受到人们重视的是其优异的溶解性能及生理相容性。在合成高分子中像PVP这样既溶于水,又溶于大部分有机溶剂、毒性很低、生理相溶性好的并不多见,特别是在医药、食品、化妆品这些与人们健康密切相关的领域中,随着其原料丁内酯价格的降低,必将展示其发展的良好前景。以下是其应用领域的具体介绍: (1)医药卫生 PVP有优良的生理惰性,不参与人体新陈代谢,又具有优良的生物相容性,对皮肤、粘膜、眼等不形成任何刺激。从生物学的观点来看,PVP的分子结构特色类似于用简单的蛋白质模型的那种结构,甚至于它的水溶性对某些小分子的配合能力以及能够被某些蛋白质的沉淀剂硫酸铵、三氯乙酸、丹宁酸和酚类所沉淀等特性也和蛋白质相溶。以致于使PVP被广泛地用作药物制剂的辅料。具体应用如下:①用作制剂的粘结剂②共沉淀剂③作为注射液中的助溶剂或结晶生成阻止剂④包衣或成膜剂⑤延缓剂、缓释剂药物的可控释放可延长药物的作用时间⑥人工玻璃体和角膜⑦外科包扎带。另外,PVP还可以作为着色剂和X光造影剂;可用于片剂、颗粒剂、水剂等多种剂型药物,具有解毒、止血、提高溶解浓度、防止腹膜粘连、促进血沉等作用。 (2)食品加工方面 PVP本身不会致癌,有良好的食物安全性,能与特定多酚化合物(如单宁)形成络合物,在食品加工方面主要作为啤酒、果汁、葡萄酒等食品澄清剂和稳定剂。 (3)日用化妆品方面 在PVP的消费结构中,发达国家的化妆品工业占30%~50%,我国占70%~80%。由于PVP具有极低的毒性和生理惰性,它对皮肤、眼睛无刺激,在医药领域中有长期使用的记录,所以用于化妆品等很安全。在日用化妆品中,PVP及共聚物具有良好分散性及成膜性,PVP在乳液中有保护胶体的作用,可用于脂肪性和非脂肪性膏体中,用作定型液、喷发胶及摩丝的定型剂、护发剂的遮光剂、香波的泡沫稳定剂、波浪定型剂及染发剂中的分散剂和亲合剂。在雪花膏、防晒霜、脱毛剂中添加PVP,可增强湿润和润滑效果。 (4)洗涤剂领域 PVP具有抗污垢再沉淀性能,可用于配制透明液体或重污垢洗涤剂,在洗涤剂中添加PVP 有很好的防转色效果,而且可以增强净洗能力,洗涤织物时可防止合成洗涤剂对皮肤的刺激,尤其对合成纤维,此性能比羧甲基纤维素(CMC)类洗涤剂更为突出。PVP可与硼砂复配,作为含酚消毒清洁剂配方中的有效成分。PVP与过氧化氢固体复配的洗涤剂中,具有漂白、杀灭病菌的作用。 (5)纺织印染 PVP与许多有机染料有很好的亲和力,它可以与聚丙烯腈、酯、尼龙和纤维性材料等疏水性合成纤维结合,提高染色力和亲水性。 (6)涂料和颜料 用PVP包覆的油漆、涂料成膜透明而不影响本色,改善涂料和颜料的光泽和分散性,提高热稳定性并能改善油墨和墨水的分散性等。 (7)聚合物工艺 聚乙烯基吡咯烷酮作为高分子表面活性剂,在不同的分散体系中,可作为分散剂、乳化剂、增稠剂、流平剂、粒度调节剂、抗再沉淀剂、凝聚剂、助溶剂和洗涤剂。 (8)其它方面 PVP可作为三次采油的胶凝剂,提高油田的采油率。作为感光材料的助剂有助于降低乳

聚乙烯吡咯烷酮

聚乙烯吡咯烷酮 摘要:聚乙烯吡咯烷酮简称PVP,是一种非离子型水溶性高分子化合物。具有优良的物理化学性能,极易溶于水,安全无毒;能与多种高分子、低分子物质互溶或复合;具有优良的吸附性、成膜性、粘接性及生物相容性,而且热稳定性良好。目前它被广泛用于医药、化妆品、酿造、饮料、食品和纺织等领域。 关键词:聚乙烯、吡咯烷酮、合成、应用 一、概述 1、简介 聚乙烯吡咯烷酮(Poly Vinyl Pyorrlidone)简称PVP,是一种非离子型高分子化合物,是N一乙烯基酞胺类聚合物中最具特色,且被研究得最深人、广泛的精细化学品品种。目前已发展成为非离子、阳离子、阴离子3大类,工业级、医药级、食品级3种规格,相对分子质量从数千至一百万以上的均聚物、共聚物和交联聚合物系列产品,并以其优异独特的性能获广泛应用。PVP作为一种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质,胶体保护作用、成膜性、粘结性、吸湿性、增溶或凝聚作用。但其最具特色,因而受到人们重视的是其优异的溶解性能及生理相容性。在合成高分子中像PVP这样既溶于水,又溶于大部分有机溶剂、毒性很低、生理相溶性好的并不多见,特别是在医药、食品、化妆品这些与人们健康密切相关的领域中。 2、聚乙烯吡咯烷酮的物化性质 聚乙烯毗咯烷酮是由乙烯基毗咯烷酮均聚而成的一种水溶性白色树脂状固体,分 子式,有K15、K30、K60、K90等种类,相对分子质量为l0000、40000、160000以及360000四个等级。K值是与PVP水溶液的相对粘度有关的特征值。PVP相对分子质量愈大,粘度愈大,K值愈大,反之则相反。PVP分子中含有极性较大的内酸胺基,具有亲极性基团的能力。PVP既可溶于水,又能溶于醇、梭酸、醇胺、卤代烃等极性有机溶剂。固体PVP及其水溶液化学性能均很稳定。PVP可在水、甲(乙)醇、氯仿或二氯乙烷中成膜,薄膜无色透明、硬而光亮。PVP具有较强的吸湿性。与聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚乙烯醇、虫胶和糊精等相容性良好。 二、聚乙烯吡咯烷酮的合成 1、传统乙炔法工艺路线(Reppe合成法)

世界聚乙烯工业的发展状况

世界聚乙烯工业的发展 状况 Document number【980KGB-6898YT-769T8CB-246UT-18GG08】

世界聚乙烯工业的发展状况 特约作者石公 摘要介绍了聚乙烯的供需状况及技术发展特点,对世界聚乙烯的市场前景进行了分析和预测。同时指出,由于我国聚乙烯产品品种单一,且专用料品种偏少,限制了市场占有率。因此,国内企业应积极应对市场需求,努力提 高产品质量,提高聚乙烯的产品竞争力。 关键词聚乙烯产品技术市场预测 1前言 聚乙烯(PE)是通用合成树脂中产量最大的品种,主要包括低密度聚乙烯(LDPE)、线性低密度聚乙烯(LLDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)及一些具有特殊性能的产品。其特点是价格便宜,性能较好,可广泛应用于工业、农业、包装及日常生活中,在塑料工业中占有举足轻重的地位。 2002年,全球聚乙烯生产能力达到67530kt/a,产量为54580kt,消费量为53150kt。除非洲、亚洲、大洋洲、中南美和西欧有缺口外,其他地区基本上是产能大于需求。 从消费结构来看,低密度聚乙烯的主要用途仍将集中在膜、片制品和注塑制品;而在高密度聚乙烯的消费结构中,吹塑制品、注塑和膜片制品仍是其主要应用领域。 近年来,我国聚乙烯的发展也进入了快车道。1995年,我国聚丙烯生产能力为1400kt,产量为1350kt;到2002年,生产能力达到了3650kt/a,产量达到3552kt,分别增长了161%和163%。从国内聚乙烯使用状况来看,薄膜、中空容器、电线电缆、涂层料是目前聚乙烯最主要的用途。 2世界聚丙烯工业发展状况 世界聚乙烯供需状况 上世纪90年代,世界聚乙烯工业经历了快速发展时期,产能平均增幅达到了6%。特别是亚洲和中东地区石化工业的发展,为聚乙烯的发展带来了机遇。1998年亚洲金融危机及后来的世界经济低迷,降低了对石化工业的投资热情。在此情况下,亚洲和中东一些乙烯项目被迫下马和推迟。预计到2007年,世界聚乙烯能力增幅为%,低于需求%的增幅。因此,未来世界聚乙烯装置的开工率将会不断提高。 1997~2012年世界PE供需状况见表1。 表1 1997~2012年世界PE供需状况

乙烯基吡咯烷酮均聚物与共聚物的制备新方法研究

乙烯基吡咯烷酮均聚物与共聚物的制备新方法研究 全文目录 第一章概述 1.1 聚乙烯基吡咯烷酮的研究进展及分类 1.2 乙烯基吡咯烷酮的性质及合成方法 1.2.1 NVP的物理性质 1.2.2 NVP的化学性质 1.2.3 NVP合成方法 1.3 PVP的性质及用途 1.3.1 PVP的物理性质 1.3.2 PVP的化学性质及应用 1.4 VAP的性质及用途 1.4.1 VAP树脂的物理性质 1.4.2 VAP树脂的应用 1.5 乙烯基吡咯烷酮与季胺盐的共聚物 1.6 乙烯基吡咯烷酮与其它单体的共聚 1.6.1 乙烯基吡咯烷酮与甲基二甲胺乙酯共聚物 1.6.2 乙烯基吡咯烷酮与苯乙烯的共聚物 1.7 本课题的研究内容及主要目的 第二章溶液法制备聚乙烯基吡咯烷酮 2.1 NVP的聚合方法 2.1.1 本体聚合法 2.1.2 悬浮聚合法 2.2 自由基聚合原理 2.3 实验部分 2.3.1 实验主要原料 2.3.2 实验主要仪器 2.3.3 实验操作 2.4 结果与讨论 2.4.1 红外光谱表征 2.4.2 引发剂的影响 2.4.3 单体浓度的影响 2.4.4 温度的影响 2.4.5 初始pH值的影响 2.4.6 聚合时间的影响 2.4.7 其他影响因素 第三章乙烯基吡咯烷酮与醋酸乙烯酯的共聚研究 3.1 NVP共聚的原理 3.2 共聚的单体 3.3 共聚方法 3.4 实验药品和实验装置

3.4.1 实验主要药品 3.4.2 实验仪器 3.5 实验操作 3.5.1 乙烯基吡咯烷酮单体和醋酸乙烯酯共聚的工艺流程3.5.2 实验后期处理 3.6 结果与讨论 3.6.1 红外光谱表征 3.6.2 引发剂浓度等因素对转化率和共聚产物η的影响3.6.3 反应时间对转化率和η的影响 3.6.4 投料比对共聚物溶解性能的影响 3.6.5 投料比对反应速率及分子量的影响 3.6.6 投料比对转化率和共聚产物η的影响 3.6.7 共聚物组成分布及共聚机理探讨 3.6.8 共聚物的结构性能研究 3.6.9 产物的立体规整性及序列分布 3.6.10 单体的Q-e值对共聚的影响 第四章乙烯基吡咯烷酮与季胺盐的共聚制备 4.1 反应原理 4.2 实验部分 4.2.1 主要原料 4.2.2 实验仪器 4.2.3 实验操作 4.3 结果与表征 4.3.1 红外光谱表征 4.3.2 引发剂用量的影响 4.3.3 反应温度的影响 4.3.4 投料比的影响 4.3.5 絮凝剂的最佳投加量 4.3.6 pH值的影响 第五章结论 参考文献

聚乙烯吡咯烷酮

聚乙烯吡咯烷酮

该试验以蝴蝶兰原优良品种满天红花梗为外植体,对休眠芽萌发诱导、叶片原球茎诱导、原球茎增殖、根诱导和组培苗的移栽等方面进行初步研究,得出以下结果:1、花梗休眠芽的诱导在夏季、秋季、春季三个季节选取含休眠芽的花梗节段进行培养,对污染率、休眠芽萌发诱导率和芽生长状况进行了比较.试验表明秋季选取的花梗外植体灭菌效果最好,休眠芽萌发诱导率最高.MS+BA 5.0培养基较适合休眠芽的诱导.2、无菌苗叶片的原球茎诱导该试验以无菌苗叶片为外植体诱导原球茎产生,结果表明,BA浓度5.0mg·L-1最适合叶片原球茎诱导,添加15%(V/V)椰乳(CW)能提高原球茎的诱导率,并有利于原球茎的生长.MS+BA 5.0+CW 15%培养基较适合诱导叶片产生原球茎,诱导率最高达到38%.3、原球茎的增殖在MS培养基中添加一定浓度的BA和果汁能提高原球茎的增殖率.另外,添加聚乙烯吡咯烷酮(PVP)100~200mg·L<'-1>能有效控制培养基的酚污染、提高原球茎的增殖率.MS+BA 5.0+CW 15%培养基较适合原球茎的增殖.4、根的诱导在1/2MS 培养基中附加一定浓度NAA(0.1~0.5 mg·L<'-1>)和多效唑MET(0.1~0.5 mg·L<'-1>)与BA配合,能诱导小苗生根.用多效唑诱导生根,幼苗矮壮,叶片较绿,有利提高幼苗的移栽成活率.添加0.3g·L<'-1>活性炭(AC)能大大提高生根苗的平均根数和平均根长.对根诱导较适合的培养基是:1/2MS+BA 2.0+NAA 0.1+AC或1/2MS+BA 2.0+MET 0.3.5、组培苗移栽基质透气性及水分对组培苗成活率影响较大.基质水分多,基质透气性不好,易造成组培苗死亡蝴蝶兰原优良品种满天红花

聚乙烯工业发展现状及展望

聚乙烯工业发展现状及 展望 文档编制序号:[KKIDT-LLE0828-LLETD298-POI08]

作者联系方式:地址:杭州市西湖大道193号定安名都三层 E-mail: 中国聚乙烯工业发展现状及展望 南华期货史明珠 一、聚乙烯市场分析 聚乙烯(PE)是中国通用中应用最广泛的品种,主要用来制造薄膜、电线电缆、注塑、涂层、纤维、管材等。随着业的发展,聚乙烯生产得到迅速发展,产量约占塑料总产量的1/4。 目前,中国的聚乙烯生产能力已具备相当规模,在国内前20家聚乙烯生产商中,产量超过20万吨的有13家,最大的生产企业是茂名石化、赛科、兰州石化、燕山、吉化等,产量前10位的产量合计占全国总产量的81%。尽管如此,国内的产量仍无法满足不断增长的需求,仍有40%以上需要进口,中国仍然是全球最大的聚乙烯进口国。2007年中国聚乙烯产能占全世界的11%,需求则占全世界的20%。 2002-2007年,中国乙烯工业保持快速发展势头,带动了聚乙烯工业始终处于上升态势,生产能力从万吨/年增长至710万吨/年,年均增长率%;产量从万吨增至万吨,年均增长率达%。近三年来,国内新增了上海赛科、扬子巴斯夫、中海壳牌三家聚乙烯供应商,同时中石化和中石油也大量新增了聚乙烯装置。2008年1-7月,PE 产量为万吨,同比增长%,进口万吨。 中国聚乙烯供需状况 近10年中国聚乙烯需求也较快增长,2007年表观消费量达到1162万吨,其中进口万吨,国内自给率为%。2002至2007年间,中国聚乙烯增速明显高于世界水平,

但国内供不应求的局面仍然不会改变,仍需大量进口。中国主要的进口来源是韩国、新加坡、沙特、台湾、日本、美国等地,2007年来自中东的进口量达到了130万吨以上,约占国内进口量的%。 全球的产能也一直在增加,而且产能的增速大于需求的增加速,导致产能过剩、开工率下降。2007年全球产能约为6500万吨,预计到2010年世界聚乙烯的总产能将达到约8800万吨。 二、聚乙烯上下游产业链发展状况 聚乙烯作为化工产业,有着较长的产业链:原油-石脑油-乙烯-聚乙烯-塑料制品,影响价格的因素从原油到塑料制品,纷繁复杂。既要考虑到原油价格波动对聚乙烯成本的影响,又要考虑到下游制品的需求,同时还要兼顾产业链中间环节的供需状况。供求关系是决定价格的根本,但市场对终端产品价格的承受能力是上下游成本顺利传导的关键。 上游乙烯工业发展情况:国内供不应求全球逐步过剩 近年来,中国快速的经济增长对乙烯产生了很大的需求。2007年我国乙烯产量突破1000万吨,达到1050万吨,比上年增长11%以上。预计,2010年我国乙烯当量需求量为2500万~2600万吨,供需缺口将保持在1000万吨以上,自给率将提高到%~56%,供不应求的局面仍然不会改变。我国的乙烯产量与需求量相比仍有较大差距,面临装置布局分散,规模小;原料不优、不足的困难。 但全球来看,2009-2010年随着中东和亚洲新增乙烯产能的投产,全球乙烯产能增速将超过需求增速。乙烯产能利用率将从2006年的92%降至87%~88%,这标志着下一个利润低谷期的到来。全球乙烯生产格局正在发生变化,发展重心继续向具有廉价原料优势的中东和消费中心亚洲地区转移。

聚乙烯吡咯烷酮在石英表面吸附性能的研究

聚乙烯吡咯烷酮在石英表面吸附性能的研究 朱林英1,莫红兵2 (1.宁波市化工研究设计院有限公司,宁波 315040;2.中南大学化学化工学院,长沙410083) 摘要:本文主要研究了聚乙烯吡咯烷酮(PVP)在石英表面的吸附性能,并对其吸附机理进行了探讨。研究发现,PVP对石英的吸附以化学吸附为主,且其吸附量随着分子量的增大而增加,与溶液pH大小无关。同时,研究还发现PVP吸附石英的量受固体比表面积影响,随着石英颗粒比表面积的增加,PVP对其吸附量缓慢下降。 关键词:聚乙烯吡咯烷酮(PVP);石英;吸附 中图分类号:TQ326.6文献标识码:A PVP是一种水溶性聚酰胺,其具有优异的溶解性、低毒性、成膜性、化学稳定性、生理惰性、粘接能力等性能,广泛用于医药医疗卫生、化妆品、食品、饮料、酿造、造纸、纺织印染、新材料、悬浮及乳液聚合、分散稳定剂等领域[1,2]。在PVP的结构中,形成其链和吡咯烷酮环上的亚甲基是非极性基团,具有亲油性。分子中的内酰胺是强极性基团,具有亲水和极性基团作用。这种结构特征使PVP易吸附在很多界面上,形成稳定的界面吸附膜。当前,PVP在黏土矿物及氧化物间的吸附性能引起了很多科学家的兴趣[3-8]。国内外已经有很多关于PVP与白炭黑之间吸附的研究文献报道,然而迄今为止,没有任何关于PVP与石英之间吸附作用的文献报道。因此,我们的研究工作将探讨PVP在石英表面的吸附并初步考察其吸附机理。 1实验部分 1.1实验药品 PVP的来源及规格如表1。 表1 PVP样品的来源 供应商规格分子量 Alfa Aesar Chemicals Alfa Aesar Chemicals 上海源聚生物科技有限公司K-120 K-17 K-30 1300 000 8 000 30 000 天然石英微粉(800目,1250目,3000目,6000目)由河南海龙微粉厂提供,实验前用6 mol/L盐酸浸泡一小时,再用去离子水洗涤至中性,然后在110℃的烘箱中干燥,备用;盐酸、氢氧化钠均为分析纯。 1.2实验方法 不同目数的石英粉BET比表面积和粒径分布见表2,表中数据由Beckman Coulter SA3000 比表面分析仪测得。 石英的Zeta电位的测定:称取一定量石英颗粒加至含电解质的水溶液中,配成一定固液比的悬浮液。将之超声分散10 min后分为等量的12组,分别调节pH形成一定梯度后用Zatasizer 3000HS型微电泳仪测定其Zeta电位。数据见图1。

2017年国内聚乙烯市场发展现状分析

中投顾问产业研究中心 中投顾问·让投资更安全 经营更稳健 2017年国内聚乙烯市场发展现状分析 一、产能产量现状 中投顾问《2017-2021年中国聚乙烯市场投资分析及前景预测报告》中数据指出,截至2017年1月份,国内聚乙烯产能已达到1615.8万吨,年内暂无新产能投产。2017年1月国内PE 产量约136.32万吨,环比2016年12月增长1.35%,同比增长14.05%。其中LLDPE 产量65.4万吨,LDPE 产量21.82万吨,HDPE 产量49.11万吨。 二、装置检修现状 2017年1月,PE 石化装置检修多因计划内停车及装置故障问题。检修涉及石化企业与2016年12月相比有所增加,但检修时间均相对较短,停车检修涉及年产能在268万吨,损失产量在4.7万吨,环比减少0.55万吨。 2017年1月,石化大修涉及装置主要有:兰州石化6万吨老全密度装置继续停车、燕山石化12万吨老高压装置1/2线检修、茂名石化25万吨2#高压装置检修、武汉乙烯30万吨HDPE 装置检修、中沙天津30万吨HDPE 装置检修、四川石化30万吨HDPE 装置检修、大庆石化10万吨HDPE 装置C 线检修、抚顺石化45万吨LLDPE 和35万吨新HDPE 装置检修、上海金菲15万吨HDPE 装置检修和蒲城清洁能源30万吨全密度装置检修。整体来看,2017年1月虽涉及检修企业不少,但检修时间不长,损失量相应环比减少。 2017年2月,国内聚乙烯装置检修涉及企业较少:兰州石化6万吨老全密度装置继续停车;上海金菲15万吨低压装置停车检修,预计2月16日左右重启;抚顺石化春节期间因故障45万吨全密度装置和35万吨低压装置于1月30日停车,分别在2月2日和30日恢复生产;中韩石化30万吨线性装置计划在2月8日至14日检修;另外茂名石化25万吨高压装置2月6日至9日小修,11万吨高压装置预计14日至16日例行小修;扬子石化低压A 线计划18日至21日例行消缺。总体来看2016年2月损失量预计在2.4万吨左右,环比减少。下游需求方面,春节节后归来,地膜处于需求的旺季,厂家开工处于高位,不过棚膜需求逐渐减弱,厂家开工维持低位。整体上仍能给予原料市场一定支撑。 三、新品研发动态 2017年2月,天津石化聚乙烯拳头产品TJZS-2650突破技术瓶颈,连续生产550小时、产量8054吨,优级品率超目标值近3个百分点,较之此前平均240小时的连续生产时间大幅刷新纪录,且产品品质不断提升。

聚乙烯吡咯烷酮PVP催化水解反应研究

聚乙烯基吡咯烷酮催化水解反应研究 张世杰1,2 刘述梅2 赵建青 2 章明秋1 1.中山大学化学与化学工程学院,广州,510275 2.华南理工大学材料科学与工程学院,广州, 510640 尼龙6纤维(锦纶)具有耐磨、染色性好、比重轻、弹性好等许多优异的性能。但与棉麻等天然纤维相比,吸湿性较低,穿着舒适性较差,限制了其在服装工业中的应用[1]。为解决这个问题,人们对共聚、纤维后处理等改性方法[2,3]进行P V P 水解率(%) 反应 温 度(℃) Fig.1 Relationship between PVP hydrolysis Fig.2 Influence of reaction time on PVP conversion and reaction temperature hydrolysis conversion and pH value (NaOH / PVP (mol ratio)=1.25,reaction time 3h) (NaOH / PVP (mol ratio)=1.25,30℃)

从图1中看出在纳米金属催化剂存在下,随着水解反应温度的提高,原料PVP的水解转化率逐渐增大,当温度超过30℃后逐渐趋于恒定。从图2中看出NaOH溶液加入后,随着反应时间的延长,PVP逐渐发生开环水解反应,水解率不断提高。同时溶液碱性降低,当反应进行150min后,水解反应逐渐达到平衡状态,此时PVP水解率最高,溶液pH值最小。以上现象符合化学反应一般规律。 Fig.4 Localization of C atoms Fig.5 13C-NMR spectra of PVP and PVP hydrolysis product in PVP molecule

聚乙烯吡咯烷酮

聚乙烯吡咯烷酮 基本信息 中文全称:聚乙烯醇吡咯烷酮 聚乙烯吡咯烷酮[1] Polyvinylpyrrolidone, 英文缩写: PVP 基本资料(Basic Information) 分子式(Formula): (C6H9NO)n 分子量(Molecular Weight): CAS No.: 9003-39-8 结构式(Struction): 质量指标(Specification) 外观(Appearance):白色或乳白色粉末或颗粒 含量(Purity): PVPP 包装(Package): 25公斤/桶 产地(Orgin):德国BASF、美国ISP、中国河南新开源(NKY)等。分别为世界三大PVP 生产商。 物化性质(Physical Properties) PVP的性质 聚乙烯吡咯烷酮(polyvinyl pyrrolidone)简称PVP,是一种非离子型高分子化合物,是N-乙烯基酰胺类聚合物中最具特色,且被研究得最深、广泛的精细化学品品种。目前已发展成为非离子、阳离子、阴离子3大类,工业级、医药级、食品级3种规格,相对分子质量从数千至一百万以上的均聚物、共聚物和交联聚合物系列产品,并以其优异独特的性能获得广泛应用。 PVP按其平均分子量大小分为四级,习惯上常以K值表示,不同的K值分别代表相应的PVP 平均分子量范围。其分子量有8000(K-15),40 000(K-30),200 000(K-60)等规格。K值实际上是与PVP水溶液的相对粘度有关的特征值,而粘度又是与高聚物分子量有关的物理量,因此可以用K值来表征PVP的平均分子量。通常K值越大,其粘度越大,粘接性越强。 PVP生产聚合 PVP是以单体乙烯基吡咯烷酮(NVP)为原料,通过本体聚合、溶液聚合等方法得到。在本

聚乙烯吡咯烷酮(PVP)发展现状

一、概述 聚乙烯吡咯烷酮(英文名Polyvinyl Pyrrolidone,缩写名称为PVP)是由单体N-乙烯基吡咯烷酮经均聚、共聚、交联聚合等方法,得到的一系列性能优异的高分子精细化工产品。PVP无毒,对皮肤、眼睛无刺激或过敏,对中枢神经系统、呼吸系统、血液循环系统无影响,通常PVP可分为医药级(食品级)、化妆品级和工业级三种。它具有优异的溶解性、生理相溶性、络合性、成膜性、粘接能力、吸水保湿性等性能,因而在生物医药、医疗卫生、化妆品、日用化学品、食品饮料、新材料、颜料涂料、纺织工业、造纸工业、采油、感光材料和电子工业等领域具有广泛而重要的作用。 1.1 NVP 和PVP 的性质 (1)NVP 的性质 NVP 是N-乙烯基吡咯烷酮(N-vinylpyrrolidone)的简称,是合成PVP 的单体。NVP 在常温下是一种无色或者淡黄色、略有气味的透明液体,易溶于水,分子式为C6H9NO,其主要物理性质如下: 分子量:111.143;相对密度:1.04g/mL(25℃);熔点:13.5℃;沸点:148℃(13332.24Pa);闪点:98.33℃;NVP 除易溶于水外,还易溶于许多有机溶剂,如甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、三氯甲烷、甘油、四氢呋喃、乙酸乙烯酯等,还能溶于甲苯等芳香类溶剂,所以NVP 具有优良的溶液特性,这也为NVP 溶液聚合的溶剂提供了较大的选择范围。 (2)PVP 的性质 PVP 是聚乙烯吡咯烷酮(polyvinylpyrrolidone)的简称,是由NVP 均聚而生成的聚合物,PVP 分子式如右:(C6H9NO)n商品PVP 是白色、乳白色或者略带黄色的固体粉末,也有以30~60%水溶液出售的供不同用途的工业品。根据用途一般分为医药级、食品级、工业级 3 种规格。其平均分子量一般用K 值表示,分为K-15、K-30、K-90 分别代表PVP 平均分子量范围是 1 万、4 万、63 万。 PVP 的结构中,形成链和吡咯烷酮环的亚甲基是非极性基团,具有亲油性,分子中的内酰胺是强极性基团,具有亲水作用。这种结构特征使PVP 能溶于水和许多有机溶剂,如:醇类,醚类,酯类,胺类,卤代烃类等。PVP 具有优异的溶解性、低毒性、成膜性、化学稳定性、生理惰性、粘接能力等,广泛用于医药医疗卫生、化妆品、食品、饮料、酿造、造纸、纺织印染、新材料、悬浮及乳液聚合分散稳定剂等领域。例如:PVP 在二战期间作为人造血浆增溶剂;现在的医药工业中PVP 与I2结合形成优良的杀菌消毒剂,具有与碘酒精溶液同等的杀菌消毒能力而又不会对皮肤产生刺激性;在食品、饮料工业中,添加PVP 作为饮料澄清剂和稳定剂。 1.2 PVP 及其作用 聚乙烯吡咯烷酮(Ployvinylpyrrolidone)简称PVP,是由N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)线性聚合而成的高分子聚合物,他随着聚合过程中控制聚合度的不同,可有各种不同牌号的产品,各种主要牌号的产品及其平均分子量如表1-1 所示。

药剂中聚乙烯吡咯烷酮(PVP)的用法用量

PVP作为药物辅料的作用 PVP具有很好的粘接性和很强的溶解能力。PVP形成的片剂,服用后在消化道中,首先快速溶解,使药片局部膨胀而崩解,释放出药物碎片,进而加速了药物的溶解吸收,起到迅速发挥药效的作用。PVP能溶于水及多数有机溶剂。正由于这些原因,PVP已在药物片剂中广泛使用,尤其是在国外,使用PVP做片剂粘合的常见药物举例如下:复方磺胺甲恶唑、阿司匹林、复方阿司匹林、扑热息痛、维生素C、潘生丁、二甲基四环素、可乐定、苯磺酰胺、复方止痛、咀嚼片为例加以说明,其配方如下:氢氧化铝干胶0.4g 氢氧化镁细粉0.08g 甘露醇细粉0.2g 糖粉0.02g 10%PVP乙醇(50%)溶液0.03g 硬脂酸镁0.015g 薄荷油0.0005g

作为药物片剂黏接剂的PVP主要是PVP-K30,其用量随药物片剂机械强度的要求和药物本身的性质而定,一般为0.5%-5%。 PVP作为药物辅料的经一个重要的用途是共沉淀剂,有些药物药效好,反其致命的缺点是在水中的溶解度很小,导致其生物利用率大大降低,使用某些水溶性物质与这些药物共沉淀,进而提高药物的溶解度和溶解速度,达到减小剂量、提高疗效的效果。作为难溶药物的共沉淀剂,PVP正得到广泛的应用。 PVP作为药物共沉淀剂的主要原因是利用PVP分子中的羰基可以与难溶药物分子中的活泼氢结合在一起,一方面使相对较小药物分子成为无定形的状态进入PVP大分子,另一方面,氢键并没有改变PVP易溶于水的性质,所以结果就使得难溶的药物分子通过氢键分散于PVP大分子中,使其变得容易溶解,一些难溶药物与PVP形成共沉淀物后溶解度的变化情况如下: 难溶药物在人体内溶解度的提高也相应的提高了药物的生物利用度,如苯妥英与PVP 共沉淀后生物利用率增加了1.55倍,难溶药物共沉淀后溶解度提高的倍数与PVP分子量及PVP用量有关。在PVP用量(质量)相同的情况下,药物溶解度增加幅度按PVP-K15>PVP-K30>PVP-K90的顺序减小,这是因为PVP本身的增溶作用按PVP-K15>PVP-K30>PVP-K90的顺序变化,一般情况下PVP-K15用的比较多。 难溶药物与PVP共沉淀物溶解度增加随PVP用量的变化比较复杂,对于一定分子量的PVP,每个PVP分子能结合的药物分子数是一定的,难溶药物往往具有一定的晶体形态,PVP的用量不足以结合一定量的药物而使其处于无定形分散状态时,药物仍以结晶状态为主,而溶解度变化不大。PVP必须达到一定含量才能使药物表现为无定形分散体系,其溶解度才能明显增加,才能达到快速溶解吸收的目的。而不同的药物,达到与PVP共沉淀时无定形分散的PVP含量是不一样的,如乙酸环己胺的这一数值是70%,可以通过PVP共沉淀的方法来增加在人体的溶解度和生物利用率的药物还有b-萝卜素。氯霉素、地塞米松、氢化泼尼松、链霉素、四环素、睾丸素。 同样,利用PVP分子与药物分子间的请见底和作用可以起到与增溶、速效相反的延效、缓释作用、控制PVP分子与药物分子间的缔合程度,可以使缔合后药物分子在人体内缓慢

聚乙烯吡咯烷酮

聚乙烯吡咯烷酮 目录 基本信息 PVP的性质 PVP生产聚合 用途(Useage) 基本信息 PVP的性质 PVP生产聚合 用途(Useage) 展开 编辑本段 基本信息 中文全称:聚乙烯醇吡咯烷酮 聚乙烯吡咯烷酮[1] Polyvinylpyrrolidone, 英文缩写: PVP 基本资料(Basic Information) 分子式(Formula): (C6H9NO)n 分子量(Molecular Weight): CAS No.: 9003-39-8

结构式(Struction): 质量指标(Specification) 外观(Appearance):白色或乳白色粉末或颗粒 含量(Purity): PVPP 包装(Package): 25公斤/桶 产地(Orgin):德国BASF、美国ISP、中国河南新开源(NKY)等。分别为世界三大PVP生产商。 物化性质(Physical Properties) 编辑本段 PVP的性质 聚乙烯吡咯烷酮(polyvinyl pyrrolidone)简称PVP,是一种非离子型高分子化合物,是N-乙烯基酰胺类聚合物中最具特色,且被研究得最深、广泛的精细化学品品种。目前已发展成为非离子、阳离子、阴离子3大类,工业级、医药级、食品级3种规格,相对分子质量从数千至一百万以上的均聚物、共聚物和交联聚合物系列产品,并以其优异独特的性能获得广泛应用。 PVP按其平均分子量大小分为四级,习惯上常以K值表示,不同的K值分别代表相应的PVP平均分子量范围。K值实际上是与PVP水溶液的相对粘度有关的特征值,而粘度又是与高聚物分子量有关的物理量,因此可以用K值来表征PVP的平均分子量。通常K值越大,其粘度越大,粘接性越强。 编辑本段 PVP生产聚合 PVP是以单体乙烯基吡咯烷酮(NVP)为原料,通过本体聚合、溶液聚合等方法得到。在本体聚合制备过程中,由于存在反应体系粘度大,聚合物不容易扩散,聚合反应热不容易移走导致局部过热等问题,因此得到的产品分子量低,残留单体的含量高,而且多呈黄色,没有太大实用价值。目前,工业上一般都采用溶液聚合法合成PVP。

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