甲基丙烯酸甲酯的合成與應用

王 璐，郭宇萱，張伊晗

（河北農業大學 渤海校區，河北 滄州 061100）

甲基丙烯酸甲酯是一種化工原料，又可作為一種化工產品直接用于生產[1]。本研究在國內外研究的基礎上，對異丁烯合成甲基丙烯酸甲酯的3種方法進行了對比[2]，并說明了異丁烯氧化法的優勢所在。乙烯工業的大力發展為甲基丙烯酸甲酯提供了大量的原料異丁烯，同時也為C4提供了出路，減少了資源的浪費。

1 異丁烯合成甲基丙烯酸甲酯的方法

（1）異丁烯→甲基丙烯醛→甲基丙烯酸→甲基丙烯酸甲酯。 此方法的優點是生產工藝簡單，催化劑活性高，選擇性好，使用壽命長。在較小規模上有很強的競爭力，但該工藝復雜，設備多，甲基丙烯酸甲酯的產率較低。同時這個過程已經實現了工業化，并逐步完善和成熟。

（2）異丁烯→甲基丙烯酸→甲基丙烯酸甲酯。該工序大大簡化，異丁烯一步氧化制備甲基丙烯酸甲酯的催化劑是該工藝的核心。一旦找到合適的催化劑，此工藝將得到廣泛的應用，并具有很好的發展[1,3,4]。

（3）異丁烯→甲基丙烯醛→甲基丙烯酸甲酯。又稱為直接甲基化工藝。該法的優點是工藝相對簡單，產品產率高，甲醇可以回收利用。缺點是催化劑壽命短。譚捷[5]開發出一種新型的催化劑用于甲基丙烯酸甲酯一步氧化酯化生產甲基丙烯酸甲酯，其研究的鈀復合物催化劑能有效減少副產物的生成，提高了甲基丙烯醛甲基丙烯醛的轉化率。胡玉才等[6]對Pd/CaCO3(Lindlar) 催化劑進行改性，提高了甲基丙烯酸甲酯的選擇性。日本旭日成公司開發了一種方法使得該工藝實現了工業化。

氧化法成本低、副產物少，但是，工藝生產中的催化劑[7]是近年來人們研究的重點，也是制約異丁烯氧化法生產MMA的關鍵因素。

2 甲基丙烯酸甲酯的應用

甲基丙烯酸甲酯在中國市場需求強勁，它被廣泛應用在有機玻璃、涂料以及改性劑等領域[8]。

甲基丙烯酸甲酯主要用于制作有機玻璃[9]，具有較好的光澤度、透明性、韌性、穩定性，易加工，并且具有更好的采光性和耐老化的優良性能。它的應用日趨廣泛，目前它廣泛用于汽車車燈、光學鏡片、透明管道等。聚甲基丙烯酸甲酯溶于有機溶劑如苯&甲醚等，可以形成良好的薄膜和良好的介電性能，可以作為有機場效應管的介質層。

甲基丙烯酸甲酯涂料被譽為“路用液體有機玻璃”，具有優良的耐磨性、耐候性等[10]。因此它常被應用在加油站標識引導系統，起到警示行人車輛和引導車流方向的作用；城市綠道建設，有效提升道路行人和行車安全；敏感路段警示系，高效提醒駕駛員安全行駛。

甲基丙烯酸甲酯[11]還可以作為聚氯乙烯（PVC）抗沖擊改性劑 MBS和ACR。

ACR為甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸酯等單體的共聚物，具有優良的抗沖擊效果，因此，它極大地增加了材料的抗沖擊強度。它提高了制品的內在質量和表面光澤，具有極好的穩定性。添加ACR的PVC具有加工性能好、熱變形溫度高、耐候性優異等優點，因而，國際上ACR的需求量逐年增加。

MBS是一種高透明度、高強度的工程塑料，與其他加入相同量的抗沖改性劑相比，MBS提升制品韌度的效果更好。

3 甲基丙烯酸甲酯的市場前景

2017年上半年，甲基丙烯酸甲酯企業裝置爆發檢修事件及不可抗力事件，造成全球性甲基丙烯酸甲酯供應短缺。中國市場對其有著強烈需求，推動甲基丙烯酸甲酯價格走勢，甲基丙烯酸甲酯市場供應有限，國內企業積極擴充產能。在終端市場需求支撐下，2018年，甲基丙烯酸甲酯維持穩定[12]。

甲基丙烯酸甲酯[8]憑借優異的性能、廣泛的用途已成為極具市場價值的產品。異丁烯下游產品的開發和利用使得在車用燃油和燃料油添加劑需求量大量減少的情況下有效地利用了石油和石油加工產物餾分資源。