基础理化特性
核心化学性质
聚合反应:这是其核心化学特性。碳碳双键可发生均聚反应生成聚甲基丙烯酸,也能与甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯等单体共聚,形成不同性能的共聚物,该特性是其在高分子领域应用的基础。
羧酸类反应:能与碱中和生成甲基丙烯酸盐,是水处理剂、混凝土减水剂的重要原料;与醇发生酯化反应,例如和甲醇反应生成甲基丙烯酸甲酯,是有机玻璃的核心原料;还可与胺反应生成甲基丙烯酰胺,用于合成高分子絮凝剂。
其他反应:碳碳双键可被高锰酸钾等氧化剂氧化,也能与卤素、卤化氢等发生加成反应,比如与 HCl 加成可生成 2 - 氯 - 2 - 甲基丙酸。
主流制备工艺
工业上以异丁烯或叔丁醇氧化法为主,流程分为两步,成本低且效率高。第一步,异丁烯或叔丁醇在钒 - 钼复合催化剂、300 - 400℃条件下氧化生成甲基丙烯醛;第二步,甲基丙烯醛再在磷 - 钼催化剂、250 - 350℃环境中进一步氧化,最后经精馏提纯得到纯度 98% 以上的甲基丙烯酸产品。此外,还有丙酮氰醇法、甲基丙烯腈水解法等工艺,但应用范围不如前者广泛。
主要应用领域
高分子材料制造:是有机玻璃生产的关键上游原料,其与甲醇酯化生成的甲基丙烯酸甲酯,聚合后可制成有机玻璃,用于航空航天透明件、建筑装饰和光学镜片等;自身聚合生成的聚甲基丙烯酸,可用于制备吸水性树脂、化妆品保湿剂和医用凝胶等。
涂料与胶粘剂行业:作为功能性单体参与合成丙烯酸树脂,用于生产高耐候外墙涂料、汽车修补漆和金属防腐漆,羧基能提升涂层硬度与附着力;同时也是胶粘剂中的交联单体,可改善对金属、皮革、塑料等基材的粘接强度和耐水性。
其他领域:其盐类与其他单体共聚可制成混凝土减水剂,降低混凝土用水量并提升强度;还可用于制备离子交换树脂,用于水质净化和贵金属回收;经共聚改性后,也能用于牙科填充材料、药物载体等医用材料的制造。
安全与储存要点
健康防护:具有强刺激性和腐蚀性,皮肤、眼睛直接接触会造成灼伤,吸入蒸汽会刺激呼吸道。操作时需佩戴防毒面具、化学安全防护眼镜和耐酸手套,若接触需立即用大量清水冲洗受影响部位并及时就医。
储存要求:用聚乙烯衬里铝桶或防腐塑料桶密封包装,通常添加 0.1%-0.5% 的氢醌或氢醌甲基醚作为阻聚剂;存放于 15 - 25℃的阴凉通风库房,远离火源、氧化剂和强碱,避免混存,且不宜大量久存。
泄漏处理:少量泄漏可用砂土等不燃吸附剂混合吸收后处理;大量泄漏需用围堤收容,再进行回收或无害化处置
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