一种基于溶液聚合法制备PVPK90的方法与流程

本发明属于高分子精细化学品，具体涉及一种基于溶液聚合法制备pvpk90高分子材料的方法。

背景技术：

1、聚乙烯吡咯烷酮（pvpk90）是一种性能优异、用途广泛的非离子型水溶性高分子精细化学品，pvp具有许多优良的物理化学性能，如优异的溶解性、低毒性、成膜性、增溶性、络合性、生理相容性、表面活性和化学稳定性等。根据用途一般分为工业级、食品级和医药级三种规格，其平均分子量一般用k表示，分别k-15、k-30、k-90表示分子量为1万、4万、63万，被广泛地应用于医药卫生、日用化工、食品化工、办公用品、纺织印染、新材料等重要领域。

2、pvp的制备方法有本体聚合、溶液聚合和悬浮聚合等。本体聚合方法会出现反应热不容易移走，局部过热进而导致产品残单高，色度较差的缺点。悬浮聚合目前研究较少，所以目前k60以下pvp的制备一般选用水作为溶剂，过氧化物作为引发剂，通过调节反应液ph进而实现nvp单体聚合。pvpk90产品的制备目前工艺残单含量都比较高，一般多采用后处理降低产品的残单含量，这样一来不但使工艺流程变得复杂，而且会增加设备和技术成本。基于此，研发了本申请。

技术实现思路

1、本发明目的在于克服现有技术缺陷，提供一种基于溶液聚合法制备低残单pvpk90高分子材料的方法。该方法主要通过控制聚合过程引发剂添加时间和添加用量进而使聚合过程链引发和链增长阶段得到充分反应，从而提高聚合效率，解决了现有技术中产品残单含量较高的缺点，同时也大大降低pvpk90产品残单含量后续处理带来的设备和技术成本。

2、为实现以上目的，本发明通过以下方案予以实现：

3、一种基于溶液聚合法制备低残单pvpk90的方法，其采用控制引发剂添加时间和添加用量进而使链引发和链增长得到充分反应，具体包括如下步骤：

4、1)在惰性气体保护下，搅拌升温至反应温度，然后将引发剂偶氮二异丁腈溶解在n-乙烯基吡咯烷酮nvp中，按照溶剂、nvp单体和偶氮二异丁腈的相关比例添加到反应器中；

5、2)当反应进行30-60min后，补加引发剂偶氮二异丁腈，以后每隔60-120min补加一次偶氮二异丁腈，共补加3-5次；

6、3)总反应持续进行300-420min后，添加适量氨水终止聚合反应，经真空干燥并研磨即得到低残单的pvpk90，可应用于高分子精细品。

7、具体的，步骤1)所述溶剂可以为甲醇、乙醇、异丙醇、醋酸乙酯、苯和水等中的一种。

8、进一步的，步骤1)所述惰性气体可以为氮气或氦气等，优选氮气。

9、具体的，步骤1)所述反应温度可以为40-60℃，优选为60℃。

10、上述制备方法中，以重量计，步骤1)中，溶剂与nvp的重量比可以为2~5：1，如2:1、3:1、4:1、5:1等，优选为3:1；偶氮二异丁腈与nvp的重量比可以为2~5：500，如可以为2:500、3:500、4:500、5:500等，优选为3:500。

11、具体的，步骤2)中，补加偶氮二异丁腈与nvp的重量比为1~3：500。首次补加偶氮二异丁腈间隔为30-60min，接下来间隔时间为60-120min，引发剂补加次数可以为3-5次，优选为4次。

12、进一步的，步骤3)中，聚合反应时间为300-420min，优选为360min。添加的终止剂氨水（质量分数26%）与nvp的质量比为1~3：50，优选为2：50。步骤3)中，所述真空干燥的温度可以为40-60℃，优选为50℃；所述真空干燥的时间可以为12-24h，优选为18h。

13、本发明提供了一种低残单pvpk90的制备方法，该方法主要用于k值为90的pvp制备，其主要通过控制聚合过程引发剂添加时间和添加用量进而使聚合过程链引发和链增长阶段得到充分反应，从而提高聚合效率，解决了现有技术中产品残单含量较高的缺点，也大大降低pvpk90产品残单含量后续处理带来的设备成本和工艺技术成本。

14、和现有技术相比，本发明方法的有益效果如下：

15、1）本发明方法通过控制聚合过程引发剂添加时间和添加用量，进而使聚合过程链引发和链增长阶段得到充分反应，使pvpk90的产品残单含量≤6.7ppm；同时符合医药级和化妆品指标；

16、2）本发明方法通过直接在聚合工艺上降低pvp残单含量，大大降低pvpk90产品残单含量后续处理带来的设备成本和工艺技术成本，且工艺流程简单，易操作。

技术特征：

1.一种基于溶液聚合法制备pvpk90的方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.如权利要求1所述基于溶液聚合法制备pvpk90的方法，其特征在于，步骤1)所述溶剂为甲醇、乙醇、异丙醇、醋酸乙酯、苯和水中的一种。

3.如权利要求1所述基于溶液聚合法制备pvpk90的方法，其特征在于，步骤1)所述惰性气体为氮气或氦气。

4.如权利要求1所述基于溶液聚合法制备pvpk90的方法，其特征在于，步骤1)所述反应温度为40-60℃。

5.如权利要求1所述基于溶液聚合法制备pvpk90的方法，其特征在于，以重量计，步骤1)中，溶剂与nvp的重量比为2~5：1，偶氮二异丁腈与nvp的重量比为2~5：500。

6.如权利要求1所述基于溶液聚合法制备pvpk90的方法，其特征在于，步骤2)中，每次补加的偶氮二异丁腈与nvp的重量比为1~3：500。

7.如权利要求1所述基于溶液聚合法制备pvpk90的方法，其特征在于，步骤3)中，添加的氨水与nvp的重量比为1~3：50。

8.如权利要求1所述基于溶液聚合法制备pvpk90的方法，其特征在于，步骤3)中，所述真空干燥的温度为40-60℃。

9.如权利要求1所述基于溶液聚合法制备pvpk90的方法，其特征在于，步骤3)中，所述真空干燥的时间为12-24h。

技术总结本发明涉及一种基于溶液聚合法制备PVPK90的方法，其包括如下步骤：1)在惰性气体保护下，搅拌升温至反应温度，然后将引发剂偶氮二异丁腈溶解在NVP中，按照溶剂、NVP单体和偶氮二异丁腈的相关比例添加到反应器中；2)当反应进行30‑60min后，补加引发剂偶氮二异丁腈，以后每隔60‑120min补加一次偶氮二异丁腈，共补加3‑5次；3)总反应持续进行300‑420min后，添加适量氨水终止聚合反应，经真空干燥并研磨即得。该方法主要通过控制聚合过程引发剂添加时间和添加用量进而使聚合过程链引发和链增长阶段得到充分反应，从而提高聚合效率，解决了现有技术中产品残单含量较高的缺点，同时也大大降低PVPK90产品残单含量后续处理带来的设备和技术成本。技术研发人员：谢傲杰,陈玮,赖玉龙,吴通达,苗淑兰,刘利萍,杨志远,孙鹏翔受保护的技术使用者：河南省生物基材料产业研究院有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/18