Metoda polimeryzacji NVP
Monomer winylopirolidonu nie ma praktycznego zastosowania w przemyśle. Można go stosować w przemyśle dopiero po spolimeryzacji lub kopolimeryzacji NVP w związek polimerowy o określonej strukturze, składzie i masie cząsteczkowej.
Monomer NVP bardzo łatwo ulega reakcji polimeryzacji. Ogrzanie monomeru NVP do temperatury powyżej 140 stopni lub dodanie inicjatora do monomeru może łatwo zainicjować polimeryzację NVP w celu wytworzenia poliwinylopirolidonu (PVP). Ponieważ NVP bardzo łatwo ulega polimeryzacji w masie, do monomeru VP należy dodać inhibitor podczas-długiego okresu przechowywania i transportu, a przed polimeryzacją należy go destylować i oczyszczać. NVP można polimeryzować na kilka sposobów, w tym polimeryzację w masie, polimeryzację pływającą i polimeryzację w roztworze.
Metoda polimeryzacji w masie
NVP można ogrzać do 140 stopni lub wyższej, aby zainicjować uwalnianie monomeru przez ciepło. Proces polimeryzacji jest procesem egzotermicznym. Ciepło uwalniane w reakcji nie jest łatwe do rozproszenia, co powoduje gwałtowny wzrost temperatury układu reakcyjnego i otrzymuje się stopiony PVP. Po ochłodzeniu układu reakcyjnego do temperatury pokojowej, proszek PVP o dużej higroskopijności można otrzymać poprzez kruszenie.
Polimer otrzymany w procesie polimeryzacji w masie ma wady w postaci niskiej wartości K, wysokiej zawartości resztkowego monomeru i złej jakości produktu z powodów takich jak trudności w dyfuzji ciepła reakcji polimeryzacji, duży układ reakcyjny, trudności w dyspersji polimeru i lokalne przegrzanie. Nie może spełniać wymagań produktów komercyjnych i nie ma wartości użytkowej w produkcji przemysłowej.
Polimeryzacja suspensyjna
Polimeryzacja suspensyjna to polimeryzacja, w której monomery są zawieszone w wodzie w postaci małych kropelek. Inicjatory rozpuszczają się w monomerach, a mała kropelka odpowiada jednostce polimeryzacji w masie. Aby zapobiec sklejaniu się cząstek, do układu należy dodać dyspergator, aby na powierzchni cząstek utworzył się film ochronny. Dlatego układ polimeryzacji suspensyjnej składa się z czterech podstawowych części: monomeru, inicjatora, wody i środka dyspergującego.
Firma GAF doniosła kiedyś o procesie polimeryzacji suspensyjnej NVP, który jest ciągły, przy użyciu środka powierzchniowo czynnego o nazwie Gen-texV-516 jako środka dyspergującego, rozpuszczając inicjator w mieszaninie NVP i małej ilości wody i zawieszając go w fazie ciągłej do polimeryzacji. Polimeryzacja suspensyjna jest najbardziej idealną metodą wytwarzania PVP i pozwala na otrzymanie PVP o bardzo dużej masie cząsteczkowej, do 670 000.
Zasada polimeryzacji wolnorodnikowej
Winylopirolidon ma doskonałe właściwości roztworu. Oprócz tego, że jest rozpuszczalny w wodzie, jest również rozpuszczalny w wielu rozpuszczalnikach organicznych, takich jak metanol, etanol, propanol, izopropanol, glicerol, chloroform, tetrahydrofuran, a także może być rozpuszczany w układach aromatycznych, takich jak toluen, co zapewnia większy zakres rozpuszczalników do polimeryzacji NVP. Generalnie nie używamy wody, etanolu, toluenu i innych rozpuszczalników, ale etanol jest podatny na reakcje przeniesienia łańcucha, a środki benzenowe są na ogół toksyczne. Biorąc pod uwagę różne czynniki, woda jest tanim i bezpiecznym rozpuszczalnikiem, dlatego zazwyczaj używamy wody jako rozpuszczalnika.