中文名: 1,3-丁二烯
英文名: 1,3-Butadiene
化學式: C4H6
分子量: 54.0916
CAS登錄號: 106-99-0
EINECS登錄號: 271-039-0
熔 點: -108.9℃
水溶性: 微溶于水
密 度: 0.6149g/cm3
外 觀: 無色無味氣體
理化性質
物理性質
外觀與性狀:無色微弱芳香氣味氣體。
熔點(℃):-108.9
相對密度(水=1):0.62
相對蒸氣密度(空氣=1):1.84
分子式:C4H6
分子量:54.09
飽和蒸氣壓(kPa):245.27(21℃)
燃燒熱(kJ/mol):2541.0
臨界溫度(℃):152.0
臨界壓力(MPa):4.33
爆炸上限%(V/V):16.3
引燃溫度(℃):415
爆炸下限%(V/V):1.4
溶解性:溶于丙酮、苯、乙酸、酯等多數有機溶劑
環境危害:對環境有危害,對水體、土壤和大氣可造成污染。
化學性質
1,3丁二烯的雙鍵比一般的C=C雙鍵長一些,單鍵比一般的C-C單鍵短些,并且C-H鍵的鍵長比丁烷中要短。這正是1,3-丁二烯分子中發生了鍵的平均化的結果。這種存在于共軛體系中表現出來的原子間的互相影響,叫做共軛效應。由于C與C之間存在Σ鍵和π鍵,并且起到共軛效應的是π鍵,因此我們也稱1,3-丁二烯的共軛效應為派派共軛。由于共軛效應,π鍵電子成為一種離域電子,在分子軌道上運動,而不再局限于兩個碳原子之間。
由共軛效應引起的平均化是分子內的一種屬性。1,3--丁二烯分子不受外界影響時,其電子云的分布完全對稱的。但當與BR等試劑發生加成反應,由于受到BR離子的影響而引起了分子的極化。結果使C1原子的電子云密度增大,略帶部分負電荷,而C2的電子密度相應地降低,略帶部分正電荷,又由于C2略帶部分正電荷,要吸引電子,從二又影響到C3和C4的哌電子云,使C3略帶部分負電荷,C4略帶部分正電荷。
由此可見比較共軛二烯烴比較容易發生1,2或1,4加成。極性溶劑不利于1,4加成。在非極性溶劑中,升高溫度更有利于1,2結構含量的增加;而在極性添加劑的參與下的烴類溶劑的聚合中,升高溫度更有利于1,4結構含量的增加。當然具體的加成方式還受到反應物結構的影響。
作用與用途
丁二烯是生產合成橡膠(丁苯橡膠、順丁橡膠、丁腈橡膠、氯丁橡膠)的主要原料。隨著苯乙烯塑料的發展,利用苯乙烯與丁二烯共聚,生產各種用途廣泛的樹脂(如ABS樹脂、SBS樹脂、BS樹脂、MBS樹脂),使丁二烯在樹脂生產中逐漸占有重要地位。此外,丁二烯尚用于生產乙叉降冰片烯(乙丙橡膠第三單體)、1,4-丁二醇(工程塑料)、己二腈(尼龍66單體)、環丁砜、蒽醌、四氫呋喃等等。因而也是重要的基礎化工原料。丁二烯在精細化學品生產中也有很多用處。以丁二烯為原料制取的精細化學品。主要有以下幾個方面。
(1)與缺電子嗜雙烯化合物發生狄爾斯-阿爾德反應,制得蒽醌,其衍生物是重要染料中間體、殺菌劑和殺蟲劑。
(2)與順丁烯二酸酐(簡稱順酐)反應,進而縮合,制得四氫苯酐,可作聚酯樹酯、環氧樹脂的固化劑和增塑劑。四氫苯酐再經硝酸氧化,可得丁烷四羧酸,是制造水溶性漆的原料。同樣四氫苯酐加氫制得六氫苯二甲酸酐,可用作為環氧樹脂的固化劑。
(3)與二氧化硫作用,生成環丁烯砜,然后配制成水溶液在骨架鎳催化劑存在下加氫,制得環丁砜,是芳烴萃取用的選擇性溶劑。環丁砜和二異丙醇胺的混合物可用脫二氧化碳氣體用。
(4)丁二烯的線型調聚反應在工業上很有用處。線型二聚后得到八碳直鏈烯烴,再經醛化、加氫即得壬醇,在合成香料、表面活性劑、潤滑油添加劑方面都有
重要用途。用鈷絡合物作催化劑,其二聚、三聚、四聚體,都是合成高級醇和大環麝香的原料。
丁二烯行業市場發展現狀及未來前景
從2009-2012年我國丁二烯的消費趨勢可以看出,順丁橡膠的消費量占比增長迅速,值得一提的是2012年的順丁橡膠的消費量約占國內丁二烯總消費量的1/3。
根據調查由于行業內的SBS替代品較多,其發展已經發展遇到了一定的瓶頸近幾年產能增加緩慢, 與之對比,2012年ABS行業產能擴張明顯,同比增加30%左右。
受乙烯原料不斷輕質化、國內合成橡膠產能快速增長等因素的影響,近年國內丁二烯供應短缺,價格大幅攀升。在此背景下,丁二烯擴能迅速,沉寂了20年的丁烯氧化脫氫制丁二烯工藝也再度走進了行業視野。