中文名: 丙烯酸
英文名: Acrylic acid
別 稱: 2-丙烯酸 聚合級丙烯酸 敗脂酸 乙烯基甲酸
化學式: C3H4O2
分子量: 72.06
CAS登錄號: 79-10-7
EINECS登錄號: 201-177-9
熔 點: 13.5℃
沸 點: 140.9℃
水溶性: 與水混溶,可混溶于乙醇、乙醚
密 度: 1.0611g/cm3
外 觀: 無色液體,有刺激性氣味
閃 點: 54℃
危險品運輸編號: UN 2218 8/PG 2
應 用: 粘合劑、涂料、樹脂等的原料
概述
又稱2-丙烯酸、乙烯基甲酸、乙烯羧酸、敗脂酸。1843年Redtenbach J.首次制得。
理化性質
無色液體。強有機酸。有刺激性酸味,產生煙霧。熔點以下成針狀結晶。相對分子質量72.06。相對密度1.0511。熔點13.5℃。沸點141.6℃、122℃(53.329×103Pa)、103.3℃(26.664×103Pa)、86.1℃(13.332× 103Pa)、66.2℃(5.333×103Pa)、48.5℃(2.000× 103Pa)、39℃(1.333×103Pa)、27.3℃(0.667×103Pa)。閃點68.3℃。折射率1.4224。溶于丙酮、苯,與水、乙醇、乙醚混溶。有腐蝕性,化學性活 潑,不穩(wěn)定,遇氧易聚合,保存時可加入氫醌或甲氧基氫醌等阻聚劑。
毒性
煙霧對眼睛、鼻粘膜有刺激性,沾在皮膚上對皮膚有腐蝕及刺激性,操作時應注意。大鼠經口LD502590mg/kg。
主要用途
本品的α、β位的氫容易被取代,其羧基可以生成酯、酰胺、酰氯、酸酐等;其雙鍵有雙鍵的通性,化學性活潑,可以均聚及共聚,聚合物用途十分廣泛,是一種重要的化工原料;本品及其酯類可作為高分子的單體;此外,還可作為粘合劑、涂料、樹脂等的原料;由本品合成的樹脂可分別用于制藥、皮革、紡織、造紙、化纖、橡膠、建材、塑料、包裝材料、水處理、石油開采等工業(yè)方面。
丙烯酸下游產品
丙烯酸是一種不飽和有機酸, 分子內含有碳-碳雙鍵和羧基結構,因而可衍生出一系列化合物,形成一大類丙烯酸產品。 目前在現(xiàn)代化工領域中構成了獨具特色的丙烯酸行業(yè),其與聚丙烯、丙烯腈、環(huán)氧丙烷一樣成為丙烯重要的衍生物。 丙烯酸優(yōu)異的聚合和酯化能力, 為各種精細化學品的合成與制備提供了極為重要的中間體。
丙烯酸主要下游產品及應用情況介紹如下:
丙烯酸酯
分通用丙烯酸酯和特種丙烯酸酯。 通用丙烯酸酯包括丙烯酸甲酯(MA)、丙烯酸乙酯(EA)、丙烯酸丁酯(BA)、丙烯酸辛酯(EHA)。 特種丙烯酸酯包括一個或幾個官能團的酯,可含有羥基、環(huán)氧基、氨基和各種多元醇等。 丙烯酸酯是丙烯酸下游第一大應用領域,因其具有涂膜保光保色性能好、耐熱耐候抗老化、附著力強,其耐水性、耐酸堿性和耐粘污性和對環(huán)境友好的特性,廣泛應用于涂料和膠黏劑行業(yè),國內市場分別占有 40%和 44%的市場份額。 在建筑領域用于水泥改性劑和建筑密封膠,其力學性能、粘結強度和防水性能優(yōu)于聚醋酸乙烯膠。 在壓敏膠黏劑行業(yè),主要用于紙、布、非織造布、PE、PVC、OPP等涂布。 另外,在汽車內裝飾、電子元件、彩色擴印、電工絕緣、 可再剝離膠帶等領域也得到了廣泛的應用。 國外壓敏膠黏粘劑平均每年以 8%~10%的速率增長。
特種丙烯酸酯中,丙烯酸烷羥酯主要是 HEA和 HPA 二種,這是一種含羥基的丙烯酸官能團單體,主要用于熱交聯(lián)型的丙烯酸涂料、油墨和織物加工方面;氨基-丙烯酸酯用于汽車面漆中;烷基氨醇酯用于水處理、紙加工和涂料。特種單體中發(fā)展最快的是多元醇和丙烯酸酯化的二、三官能的極性單體,其特點是用于輻射固化,具有快干、高強度、高裝飾性和無污染排放外,適用于不能受高溫烘烤固化的涂料。 輻射固化的第二大用途是用于塑料表面的裝飾性涂層, 并使其具有更好的硬度、 耐久性和耐磨性。
高吸水性樹脂
按原料來源分,有淀粉接枝系列、纖維素系列、合成聚合物系列。
高吸水性樹脂(Super Absorbent Polymer, SAP)是一種含有羧基、羥基等強親水性基團,并具有一定交聯(lián)度網(wǎng)絡結構的高分子聚合物, 是一種特殊功能材料。它不溶于水,也不溶于有機溶劑,并具有獨特的性能,通過水合作用能迅速地吸收自身重量500~1000倍的水, 也能吸收幾十倍至100倍的食鹽水、血液和尿液等液體,同時具有較強的保水能力。其應用廣泛。
1)醫(yī)藥、衛(wèi)生
SAP廣泛應用于衛(wèi)生品領域。主要用作衛(wèi)生巾、嬰兒尿布、成人一次性尿褲、餐巾、醫(yī)用冰袋;用于調節(jié)室內空氣環(huán)境的膠狀日用芳香材料。用作軟膏、霜劑、擦劑、巴布劑等的基質醫(yī)用材料,具有保濕、增稠、皮膚浸潤、膠凝的作用。 還可以制作成控制藥物釋放量、釋放時間、釋放空間的智能載體。
2)農業(yè)、園藝
用于農業(yè)與園藝方面的高吸水性樹脂又稱為保水劑和土壤改良劑。 用于這方面的高吸水性樹脂主要是淀粉接枝丙烯酸鹽聚合交聯(lián)物和丙烯酰胺-丙烯酸鹽共聚交聯(lián)物,其中鹽已由鈉型轉向鉀型。使用的方法主要有拌種、噴撒、穴施、或用水調成糊狀后浸泡植物根部。 有實驗研究表明,用SAP處理過的種子,發(fā)芽率可提高20%以上。 同時,還可以利用高吸水性樹脂對化肥進行包衣后施肥, 充分發(fā)揮化肥的利用率,防止浪費和污染。國外還利用高吸水性樹脂作為水果、蔬菜、食品保鮮包裝材料。
3)工業(yè)、采油
利用高吸水性樹脂高溫吸水低溫釋放水的功能制作工業(yè)防潮劑。在油田采油作業(yè)中,尤其老油田的采油作業(yè), 利用超高相對分子質量的聚丙烯酰胺的水溶液進行驅油效果非常好。 還可以用于有機溶劑的脫水, 尤其對極性小的有機溶劑其脫水效果十分顯著。還有工業(yè)用的增稠劑、水溶性涂料等方面的應用。
4)建筑、水利
在水利工程使用的遇水快速膨脹材料,是純粹的高吸水性樹脂,主要用于汛期大壩洞的堵漏、地下室、隧道、地鐵預制縫的堵水;用于城市污水處理和疏竣工程的泥漿固化,以便于挖掘和運輸?shù)取?
丙烯酸橡膠
主要用于汽車、建筑等行業(yè),具有耐熱性、耐油性(特別是含硫油)、耐候性、抗彎曲龜裂性、耐臭氧性。其多項性能甚至由于高性能的丁晴橡膠,目前國內需求幾乎全部依賴進口。 另外還用于丙烯酸水性油墨、丙烯酸系光固化涂料及拋光材料等。
高阻尼材料
高分子阻尼減震材料以其優(yōu)異的性能越來越引起人們的重視。采用橡膠阻尼材料,不僅可以最大限度地降低機械噪聲和減輕機械振動,提高工作效率,而且十分利于提高產品質量。
其他丙烯酸類高性能材料
1)環(huán)氧丙烯酸酯樹脂
環(huán)氧丙烯酸酯樹脂又稱乙烯基酯樹脂,它不僅具有環(huán)氧樹脂的優(yōu)良特性,而且在固化性和成型性方面更為出色。。由于環(huán)氧丙烯酸酯樹脂被廣泛應用于許多領域, 因此成為科學家研究的熱點。
2)丙烯酸酯類吸附樹脂
丙烯酸酯類吸附樹脂一般是指樹脂骨架上含有大量酯基和羰基基團的大孔吸附樹脂, 其內部是交聯(lián)三維網(wǎng)狀結構的高分子球體。 這種樹脂可用于廢溶劑處理與回收、吸附原油。隨著保護環(huán)境的需求日益提高, 丙烯酸酯類吸附樹脂作為功能材料越來越受到人們的重視。