Nguyên lý đồng trùng hợp NVP
Cấu trúc phân tử của monome NVP chứa cấu trúc vinyl, dễ thực hiện phản ứng trùng hợp. Ngoài ra, monome NVP cũng rất dễ đồng trùng hợp với các monome không bão hòa khác có chứa vinyl để tạo ra các hợp chất polymer chứa cả đơn vị cấu trúc NVP và các đơn vị cấu trúc monome khác.
Nói chung, hiệu suất của copolyme có trọng lượng phân tử cao nằm giữa hiệu suất của các monome copolyme và hiệu suất của copolyme có thể được coi là kết quả lai của hiệu suất của các homopolyme của các monome cấu thành nó. Bằng cách sử dụng hiệu suất tuyệt vời của các đơn vị cấu trúc NVP để đồng trùng hợp các monome NVP với các monome khác, hiệu suất của các copolyme có thể tích hợp các đặc tính của PVP và các polyme khác. Nghiên cứu đồng trùng hợp NVP với các monome khác và ứng dụng copolyme của nó có ý nghĩa sau:
1. Các nhóm chức trong cấu trúc phân tử của NVP được kết hợp với các nhóm chức trên cấu trúc phân tử của các monome không bão hòa khác để thu được copolyme có trọng lượng phân tử cao với nhiều nhóm chức. Chất đồng trùng hợp này có thể có các đặc tính và ứng dụng không mong đợi, chẳng hạn như cải thiện tính ưa nước, điểm làm mềm, cải thiện khả năng nhũ hóa, khả năng nhuộm màu, giảm khả năng hút ẩm của copolyme và làm cho copolyme không còn-hòa tan trong nước trong dung dịch nước.
2. Sử dụng NVP để ghép copolyme hóa với các polyme khác và copolyme biến tính có hiệu suất tốt hơn và ứng dụng rộng hơn.
3. Sử dụng các monome không bão hòa giá rẻ để đồng trùng hợp với NVP và thay thế PVP đắt tiền bằng các chất đồng trùng hợp tương đối rẻ mà không làm thay đổi hiệu quả ứng dụng.
4. Nghiên cứu về quá trình đồng trùng hợp của NVP với các monome không bão hòa khác cũng có ý nghĩa về mặt lý thuyết, có thể thúc đẩy việc nghiên cứu lý thuyết về quá trình đồng trùng hợp và động học của quá trình đồng trùng hợp.
Ngoài ra, việc nghiên cứu copolyme NVP còn có thể mở rộng lĩnh vực ứng dụng NVP và mở ra một hướng mới cho việc ứng dụng NVP.
Monome đồng trùng hợp
Nhiều hợp chất không bão hòa có cấu trúc vinyl có thể đồng trùng hợp với các monome NVP, chẳng hạn như este như propylene axetat và vinyl axetat, ete như vinyl phenyl ether và vinyl butyl ete, hydrocarbon như ethylene và styrene, v.v..
Mặc dù có thể thu được nhiều copolyme NVP bằng cách trùng hợp gốc tự do nhưng hiện tại chỉ có một số ít được sản xuất hàng loạt trong công nghiệp. Trong số đó, phương pháp đồng trùng hợp NVP và vinyl axetat được sử dụng rộng rãi nhất.
Phương pháp đồng trùng hợp
Quá trình đồng trùng hợp NVP và VAc có thể được thực hiện bằng cách trùng hợp, trùng hợp dung dịch hoặc trùng hợp nhũ tương, v.v. Dung môi có thể là metanol, etanol, benzen, axeton, etyl axetat, etan, v.v.
Nếu các thành phần của mỗi comonome trong copolyme khác nhau thì tính chất của copolyme cũng khác nhau. Do đó, vấn đề then chốt trong quá trình tổng hợp copolyme NVP là kiểm soát các điều kiện quá trình đồng trùng hợp nhất định để giữ thành phần của chất đồng trùng hợp trong một phạm vi nhất định. Nói chung, trong kỹ thuật trùng hợp, có hai phương pháp để kiểm soát thành phần của chất đồng trùng hợp để giữ cho nó không đổi: một là phương pháp kiểm soát tốc độ chuyển đổi, nghĩa là chọn tỷ lệ monome phản ứng phù hợp và chấm dứt quá trình trùng hợp khi phản ứng đồng trùng hợp đạt đến một mức độ nhất định. Phương pháp này phù hợp với các hệ thống có đường cong tương đối phẳng giữa thành phần copolyme và tốc độ chuyển đổi; thứ hai là sử dụng phương pháp cấp liệu theo đợt, tức là thêm các đơn phân-phản ứng nhanh hơn theo đợt vào các đơn phân phản ứng-chậm hơn để trùng hợp. Phương pháp này phù hợp với các hệ thống có độ dốc đường cong tương đối lớn giữa chất đồng trùng hợp và tốc độ chuyển đổi. Vì vậy, khi nghiên cứu phản ứng đồng trùng hợp của NVP, điều quan trọng là phải hiểu tỷ lệ phản ứng và hằng số tốc độ đồng trùng hợp của từng monome.