丙烯酸
有机化合物
丙烯酸(Acrylic acid)是一种有机化合物,最简单的不饱和脂肪酸,化学式为C3H4O2,常温常压下为无色、有刺激性气味的液体,易溶于(混溶)、乙醇乙醚等。由于在结构中含有不饱和键,其化学性质较为活泼,在空气中易聚合,可与氢气发生还原反应,可与类发生酯化反应,亦可与卤化氢发生加成反应
理化性质
物理性质
注:05~08、10~13的数据源于Aspen Plus V14物性数据库。
化学性质
由于在结构中含有碳碳不饱和双键和羧基,其化学性质较为活泼,可与氢气发生还原反应生成丙酸,可与甲醇发生酯化反应生成丙烯酸甲酯,亦可于卤化氢(如氯化氢HCl)发生亲和加成反应引入卤素原子,在空气中易发生聚合反应生成聚丙烯酸(Polyacrylic acid,PAA),与碱(如氢氧化钠NaOH)可发生中和反应生成盐和水,与足量氧气(燃烧)反应生成CO2H2O
(1)还原反应
CH2 = CH – COOH + H2 → CH3CH2COOH
(2)酯化反应
CH3OH + CH2 = CH – COOH → CH2 = CHCOOCH3 + H2O
(3)加成反应
HCl + CH2 = CH – COOH → HOOC – CHCl – CH3
(4)聚合反应
nCH2 = CH – COOH → [CH2-CH(COOH)]n
(5)中和反应
CH2 = CH – COOH + NaOH → CH2 = CH – COONa + H2O
(6)氧化反应
CH2 = CH – COOH + 2O2 → 3CO2 + 2H2O
分子结构数据
计算化学数据
合成
丙烯酸最早是通过丙烯醛氧化的方式制得。
HOC = CH-CH2 + 0.5O2 → CH2 = CH – COOH
1931年,美国罗姆-哈斯公司开发成功的乙醇水解制丙烯酸工艺,在很长一段时间内是工业上唯一的生产方法。
1939年,德国人(乙炔化学专家)W·J.雷佩(1892-1969)发明了以乙炔为原料的乙炔化法(又称Reppe法)制丙烯酸,此外,1954年,雷佩在美国建立了工业装置,与此同时还成功地开发了丙烯腈(C3H3N)在酸性环境下水解制丙烯酸工艺。
HC ≡ CH + CO + H2O → CH2 = CH – COOH
CH2 = CH – CN + 2H2O + H+ → CH2 = CH – COOH + NH4+
此外,还有以氯乙醇和氰化钠为原料通过水解反应制取丙烯酸的的氯乙醇法,但该法的残留物及副产物毒性较大,投资成本较高。
自1969年美国联合碳化物公司建成以丙烯氧化法制丙烯酸工业装置后,各国相继采用此法进行生产。近年来,丙烯氧化(两步)法在催化剂和工艺方面进行了许多改进,已成为生产丙烯酸的主要方法,丙烯被氧化为丙烯醛,再被氧化为丙烯酸,总吸热量约为595 kJ/mol。
CH2 = CH – CH3 + O2 → HOC = CH-CH2 + H2O ∆H = + 340.8 kJ/mol
CH2 = CH - CH3 +1.5O2 → CH2 = CH - COOH + H2O ∆H = + 594.9 kJ/mol
目前,我国丙烯酸产能占全球总产能近四成左右,截至2022年,我国生产丙烯酸的企业共15家,主要分布在华北(丙烯酸企业全部位于山东省)和华中,累计产量为305万吨。
用途
丙烯酸主要用于制备以丙烯酸树脂为代表的高分子吸水树脂(Super Absorbent Polymer,SAP)、丙烯酸酯,以及用于污水处理和清洗剂等。
其中,SAP因具有吸收比自身重几百到几千倍水的特点被广泛用于卫生用品,例如卫生巾、纸尿布等,该产业也是近年来丙烯酸消费领域增长较快的产品;此外,丙烯酸酯因其优良的耐热和耐水性,被广泛用于涂料胶粘剂等行业。
毒理学数据
生态学数据
安全信息
储运
丙烯酸产品应存储在干燥、通风、阴凉之地,避免阳光直射和高温,需与食品、易燃易爆品、危险品等相隔一定距离;运输时应避免碰撞和挤压,保持产品标识清晰易于识别。
标准法规
(1)化学危险物品安全管理条例(1987年2月17日国务院发布);
(2)化学危险物品安全管理条例实施细则(化劳发[1992] 677号);
(3)工作场所安全使用化学品规定([1996]劳部发423号);
(4)常用危险化学品的分类及标志(GB 13690-92);
(5)车间空气中丙烯酸卫生标准(GB 16213-1996);
(6)丙烯酸清漆(HG/T 2593-94);
(7)丙烯酸磁漆(Q/0911 TYX001-2014);
(8)工业丙烯酸及酯(GB/T 17529.1~17529.5-1998)。
最新修订时间:2024-12-20 19:02
目录
概述
理化性质
参考资料