丙烯酸 Acrylic acid

編號系統

CAS號：79-10-7

MDL號：MFCD00004367

EINECS號：201-177-9

RTECS號：AS4375000

BRN號：635743

PubChem號：24845189

物性數據

1.性狀：無色液體，有刺激性氣味。^[1]

2.熔點（℃）：13^[2]

3.沸點（℃）：141^[3]

4.相對密度（水=1）：1.05^[4]

5.相對蒸氣密度（空氣=1）：2.45^[5]

6.飽和蒸氣壓（kPa）：1.33（39.9℃）^[6]

7.燃燒熱（kJ/mol）：-1366.9^[7]

8.臨界壓力（MPa）：5.66^[8]

9.辛醇/水分配系數：0.36^[9]

10.閃點（℃）：54（CC）；54.5（OC）^[10]

11.引燃溫度（℃）：360^[11]

12.爆炸上限（%）：8.0^[12]

13.爆炸下限（%）：2.4^[13]

14.溶解性：與水混溶，可混溶于乙醇、乙醚。^[14]

15.黏度（mPa·s,25oC）：1.149

16.汽化熱（KJ/mol）：45.6

17.熔化熱（KJ/mol,13oC）：11.1

18.相對密度（20℃，4℃）：1.050

19.相對密度（25℃，4℃）：1.044

20.常溫折射率（n²⁰）：1.422

21.溶度參數(J·cm^-3)^0.5：26.229

22.van der Waals面積（cm²·mol^-1）：6.000×10⁹

23.van der Waals體積（cm³·mol^-1）：39.930

24.液相標準燃燒熱(焓)(kJ·mol^-1)：-1368.43

25.液相標準聲稱熱(焓)( kJ·mol^-1)：-383.76

26.液相標準熵(J·mol^-1·K^-1) ：226.4

27.液相標準熱熔(J·mol^-1·K^-1)：144.2

28.氣相標準燃燒熱(焓)(kJ·mol^-1)：-1428.7

29.氣相標準聲稱熱(焓)( kJ·mol^-1) ：-323.5

30.氣相標準熵(J·mol^-1·K^-1) ：307.73

31.氣相標準生成自由能( kJ·mol^-1)：-271.0

32.氣相標準熱熔(J·mol^-1·K^-1)：81.80

毒理學數據

1.急性毒性^[15]

LD50：2520mg/kg（大鼠經口）；2400mg/kg（小鼠經口）；950mg/kg（兔經皮）

LC50：1200ppm（大鼠吸入，4h）；5300mg/m³（小鼠吸入，2h）

2.刺激性^[16]

家兔經皮：500mg，重度刺激（開放性刺激試驗）。

家兔經眼：250μg（24h），重度刺激。

3.致突變性^[17]  細胞遺傳學分析：小鼠淋巴細胞450mg/L。哺乳動物體細胞突變：小鼠淋巴細胞500mg/L。細胞遺傳學分析：倉鼠卵巢116mg/L。

4.致癌性^[18]  IARC致癌性評論：G3，對人及動物致癌性證據不足。

5.其他^[19]  大鼠腹腔最低中毒劑量（TDLo）：73216μg/kg（孕5~15d），致胚胎毒性，肌肉骨骼發育異常。

生態學數據

1.生態毒性^[20]

IC50：41mg/L（72h）（藻類）

2.生物降解性^[21]

好氧生物降解（h）：24~168

厭氧生物降解（h）：672~4320

3.非生物降解性^[22]

光解最大光吸收（nm）：250

空氣中光氧化半衰期（h）：2.5~23.8

分子結構數據

1、摩爾折射率：17.23

2、摩爾體積（cm³/mol）：67.7

3、等張比容（90.2K）：162.3

4、表面張力（dyne/cm）：32.8

5、極化率（10^-24cm³）：6.83

計算化學數據

1、疏水參數計算參考值（XlogP）：0.3

2、氫鍵供體數量：1

3、氫鍵受體數量：2

4、可旋轉化學鍵數量：1

5、拓撲分子極性表面積（TPSA）：37.3

6、重原子數量：5

7、表面電荷：0

8、復雜度：55.9

9、同位素原子數量：0

10、確定原子立構中心數量：0

11、不確定原子立構中心數量：0

12、確定化學鍵立構中心數量：0

13、不確定化學鍵立構中心數量：0

14、共價鍵單元數量：1

性質與穩定性

1.化學性質活潑，遇光、熱、過氧化物等容易發生聚合。有較強的腐蝕性，易燃。受熱易分解產生有毒氣體。具有雙鍵及羧基官能團的聯合反應，可發生加成反應、官能團反應以及酯交換反應。常用以制備多環和雜環化合物。易被氫還原成丙酸，遇堿能分解成甲酸和乙酸。

2.本品有較強的腐蝕性，中等毒性。其水溶液或高濃度蒸氣會刺激皮膚和黏膜。大鼠口服LD50為590mg/kg。注意不得與丙烯酸溶液或蒸汽接觸，操作時要佩戴好工作服和工作帽、防護眼鏡和膠皮手套。生產設備應密閉。工作和貯存場所要具有良好的通風條件。

3.穩定性^[23]  穩定

4.禁配物^[24]  強氧化劑、強堿

5.避免接觸的條件^[25]  受熱、光照、接觸空氣

6.聚合危害^[26]  聚合

貯存方法

1.密封陰涼避光保存。遠離火種、熱源，防水、防潮、防凍。貯存溫度最好在15-20℃之間。為防止貯存時凍結，一般使其水溶液含量保持在80%（凝固點-5.5℃）或用溶劑稀釋。

2.采用聚乙烯襯里的鐵桶包裝，每桶重200kg，也可用不銹鋼或碳鋼貯槽，但必須防止水分和濕氣，以防生銹造成丙烯酸聚合。在貯存和運輸時都要添加200*10-6的阻聚劑。按“腐蝕性化學品規定”貯運。

3.儲存注意事項^[27] 通常商品加有阻聚劑。儲存于陰涼、通風的庫房。遠離火種、熱源。庫溫不宜超過5℃（裝于受壓容器中例外）。包裝要求密封，不可與空氣接觸。應與氧化劑、堿類分開存放，切忌混儲。不宜大量儲存或久存。采用防爆型照明、通風設施。禁止使用易產生火花的機械設備和工具。儲區應備有泄漏應急處理設備和合適的收容材料。

合成方法

1.氰乙醇法 該法以氯乙醇和氰化鈉為原料，反應生成氰乙醇，氰乙醇在硫酸存在下于175℃水解生成丙烯酸：若水解反應在甲醇中進行，則生成丙烯酸甲酯。

2.丙烯腈水解法 丙烯腈先以硫酸水解生成丙烯酰胺的硫酸鹽，再水解生成丙烯酸，副產硫酸氫銨。此法在美國羅姆-哈斯公司得到了很大發展。

第一步水解溫度為90～100℃。向丙烯腈中加入稍稍過量的55%～85%的硫酸,1h后丙烯腈即完全轉化;然后加水進行第二次水解，并將反應溫度提高到125～135℃；水解產物經減壓蒸餾而得丙烯酸。此法實際上是早期氰乙醇法的發展。由于水解后生成的副產品酸性硫酸銨處理困難，原料丙烯腈的價格較貴，因而影響生產成本。

3.高壓雷佩法將溶于四氫呋喃中乙炔，在溴化鎳和溴化銅組成的催化劑存在下，與一氧化碳和水反應，制得丙烯酸。此法的特點是：用四氫呋喃為溶劑，可以減少高壓處理乙炔的危險；同時催化劑不用原雷佩法所用的羰基鎳，只需用鎳鹽。將丙烯與空氣及水蒸氣按一定摩爾比混合，在鉬-鉍等復合催化劑存在下，反應溫度310-470℃，常壓氧化制得丙烯醛，收率達90%。再將丙烯醛與空氣及水蒸氣按一定摩爾比混合，在鉬-釩等復合催化劑存在下，反應溫度300-470℃，常壓氧化制得丙烯酸，收率可達98%。此法分一步和兩步法。一步法是丙烯在一個反應器內氧化生成丙烯酸；兩步法是丙烯先在第一反應器內氧化生成丙烯醛，丙烯醛再進入第二反應器氧化生成丙烯酸。兩步法根據反應器結構，又分固定床和流化床法兩種。丙烯酸的工業生產方法中，氰乙醇法，高壓雷佩法已經基本淘汰，以前采用的以乙酸為原料裂解為乙烯酮，然后與無水甲醛反應生成丙內酯，再與熱磷酸接觸異構為丙烯酸。稱烯酮法或β-丙內酯法也基本淘汰，丙烯腈法只有少數老裝置采用。目前工業上采用的主要是改良雷佩法和丙烯氧化法，而后者更為普通且最有發展前途。專利報道中，還有丙酸為原料的生產方法。

4.β -丙內酯法　此法原料為乙烯酮，故又稱乙烯酮法，其反應式如下：

 

 先將乙酸裂解為乙烯酮，然后與無水甲醛反應生成β  丙內酯；用作催化劑在140～180℃、2.5～25MPa下，丙內酯再與熱的100%磷酸接觸，異構為丙烯酸。用β -丙內酯法生產丙烯酸，產品純度高，收率亦較高，副產物和未反應物料能循環使用，并適于連續生產，但它需用乙酸為原料，特別是由于丙內酯被認為是一種致癌物質，故此法已不在工業上采用。

5.丙烯氧化法　其反應式如下:

將丙烯與空氣及水蒸氣按一定摩爾比混合，在鉬鉍系復合催化劑存在下，氧化制得丙烯醛，再將丙烯醛與空氣及水蒸氣按一定摩爾比混合，在鉬-釩-鎢系復合催化劑存在下，氧化制得丙烯酸。此法根據反應器結構，又分固定床法和流化床法兩種。除美國索亥俄法采用流化床外，其他都采用列管式固定床。
① 固定床法。制法是：第一反應器進料丙烯含量為4%～7%，水蒸氣20%～50%，其余為空氣，空速1300～2600h－1，反應溫度320～340℃，壓力0.1～0.3MPa；第二反應器空速為1800～3600h－1，反應溫度280～300℃，壓力0.1～0.2MPa，丙烯和丙烯醛的轉化率都在95%以上，丙烯酸的選擇性以丙烯計為85%～90%。工藝過程為：使丙烯、水蒸氣與經過預熱的空氣混合后進入第一反應器。丙烯被氧化成丙烯醛。再進入第二反應器反應，得到丙烯酸。第一、第二反應器均為列管式反應器，用熔鹽作熱載體，從第二反應器出來的反應氣與原料空氣換熱后進入急冷塔，與塔頂加入的水逆向接觸，獲得含量為20%～30%的丙烯酸水溶液。該水溶液進入萃取塔，以乙酸丁酯或二甲苯為萃取劑，使水與丙烯酸分離。富含水的萃取液從萃取塔塔頂出來，進入溶劑回收塔，將萃取劑從塔頂蒸出，送回萃取塔循環使用。塔底排出廢水。萃取塔中的萃余液進入溶劑蒸餾塔。從塔頂蒸出溶劑 （萃取劑） ，送回萃取塔循環使用；塔底得到粗丙烯酸，再經脫去輕組分和重組分后得到丙烯酸產品。丙烯經氣相接觸氧化反應制造丙烯酸過程中，除產物丙烯酸外，還存有微量丙烯醛、乙酸、戊酮酸、蟻酸以及其他醛類雜質。醛類是丙烯氧化副產物或由于丙烯原料中含有的雜質氧化而生成的，如乙醛、甲醛、苯甲醛、糠醛、丙烯醛等，含有這些副產物的反應氣體，經冷卻、抽提蒸餾后，殘留于丙烯酸產品中。采用常規方法精制的丙烯酸產品中，仍含有約 （50～500） ×10－6的醛物質。為了適應高純丙烯酸需要，北京東方化工廠以該廠聚合級丙烯酸為原料，開發出一種制備高純丙烯酸的方法，使其總醛含量小于5×10－6，達到或超過國外有關文獻報道的數據要求 （ 國外小于10×10－6） 。其實驗方法是：向燒瓶中加入一定量的聚合級丙烯酸，添加試劑DL，在常壓下經10～80℃范圍處理后，再進入填料塔中處理蒸餾，塔釜中溫度為60～80℃，塔頂溫度為50～70℃，真空93.33～99.99KPa，采用補加阻聚劑及氣相阻聚劑方法，可防止丙烯酸在精餾過程中聚合。用此法收集的蒸餾品即為高純丙烯酸。
② 流化床法。制法是丙烯、空氣、水經過第一沸騰床反應器生成丙烯醛，再進入第二沸騰床反應器生成丙烯酸，然后經噴淋、冷卻、萃取蒸餾，再在減壓塔中脫除乙酸而得丙烯酸。氧化混合物配比為丙烯∶空氣∶水＝1∶12∶8（ 摩爾比） 。第一沸騰床反應器溫度370℃，接觸時間2s；第二沸騰床反應器溫度260℃，接觸 時 間 2.25s 。丙 烯 轉 化 率75%～80%，總 收 率40%，丙烯酸含量97%，平均含量93%。國內在第一反應器中采用七元組分 （ 鉬-釩-磷-鐵- 鈷-鎳-鉀）的催化劑，丙烯氧化制丙烯醛；在第二反應器中采用三元組分 （ 鉬- 釩-鎢）的催化劑，丙烯醛氧化制丙烯酸，當丙烯∶空氣∶水＝1∶10∶6，接觸時間5.5s，線速度0.6m /s反應溫度：一段為370-390 ℃，二段為270～300℃時，以進料丙烯計，一段丙烯轉化率為78.7%～87%，丙烯 醛 收 率 為 51.9%～57.2%，二 段 丙 烯 轉 化 率 為79.3%～89.4%，丙烯酸收率為48.3%～49.8%，丙烯酸的空時收率為55～60kg/（m3催化劑·h） 。

用途

1.丙烯酸及其系列產品，主要是其酯類，近年得到迅速發展。如象乙烯、丙烯、氯乙烯、丙烯腈等那樣，發展成為重要的高分子化學工業的原料。丙烯酸及其酯類作為高分子化合物的單體，世界總產量已超過百萬t，而由其制成的聚合物和共聚物(主要是乳液型樹脂)的產量將近500萬t。這些樹脂的應用遍及涂料，塑料、紡織、皮革、造紙、建材，以及包裝材料等眾多部門。丙烯酸及其酯類可供有機合成和高分子合成，而絕大多數是用于后者，并且更多地是與其他單體，如乙酸乙烯、苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯等進行共聚，制得各種性能的合成樹酯、功能高分子材料和各種助劑等。

2.主要應用領域：(1)經紗上漿料 由丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯腈、聚丙烯酸銨等原料配制的經紗上漿料，比聚乙烯醇上漿料容量退漿，節省淀粉。

(2)膠粘劑 用丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸-2-乙基己酯等共聚乳膠，可作靜電植絨、植毛的膠粘劑，其堅牢性和手感好。

(3)水稠化劑 用丙稀酸和丙烯酸乙酯共聚物制成高分子量的粉末。可作稠化劑，用于油田，每噸產品可增產500t原油，對老井采油效果較好。

(4)銅版紙涂飾劑 用丙烯酸、丙烯酸丁酯、丙烯酸-2-乙基己酯、苯乙烯等四元共聚乳膠作銅版紙涂料，保色不泛黃，印刷性能好，不粘輥，比丁苯膠乳好可節省干酷素。

(5)聚丙烯酸鹽類 利用丙烯酸可生產各種聚丙烯酸鹽類產品(如銨鹽、鈉鹽、鉀鹽、鋁鹽、鎳鹽等)。用作凝集劑、水質處理劑、分散劑、增稠劑、食品保鮮劑耐酸堿干燥劑，軟化劑等各種高分子助劑。

3.重要的有機合成原料及合成樹脂單體，是聚合速度非常快的乙烯類單體。大多數用以制造丙烯酸甲酯、乙酯、丁酯、羥乙酯等丙烯酸酯類。丙烯酸及丙烯酸酯可以均聚及共聚，也可以與丙烯腈、苯乙烯、丁二烯、氯乙烯及順酐等單體共聚。其聚合物用于合成樹脂、膠黏劑、合成橡膠、合成纖維、高吸水性樹脂、制藥、皮革、紡織、化纖、建材、水處理、石油開采、涂料等工業部門。丙烯酸是水溶性聚合物的重要原料之一，與淀粉接枝共聚可制得超強性吸水劑。

4.丙烯酸樹脂的制備，橡膠合成，涂料制備，制藥工業。

5.用于樹脂制造。^[28]

安全信息

危險運輸編碼：UN 2218 8/PG 2

危險品標志：腐蝕 危害環境

安全標識：S26 S45 S61 S36/S37/S39

危險標識：R10 R35 R50 R20/21/22

文獻

[1~28]參考書：危險化學品安全技術全書.第一卷/張海峰主編.—2版.北京；化學工業出版社，2007.6 ISBN 978-7-122-00165-8

備注

暫無

表征圖譜