甲基丙烯酸甲酯的合成与应用

王 璐，郭宇萱，张伊晗

（河北农业大学 渤海校区，河北 沧州 061100）

甲基丙烯酸甲酯是一种化工原料，又可作为一种化工产品直接用于生产[1]。本研究在国内外研究的基础上，对异丁烯合成甲基丙烯酸甲酯的3种方法进行了对比[2]，并说明了异丁烯氧化法的优势所在。乙烯工业的大力发展为甲基丙烯酸甲酯提供了大量的原料异丁烯，同时也为C4提供了出路，减少了资源的浪费。

1 异丁烯合成甲基丙烯酸甲酯的方法

（1）异丁烯→甲基丙烯醛→甲基丙烯酸→甲基丙烯酸甲酯。 此方法的优点是生产工艺简单，催化剂活性高，选择性好，使用寿命长。在较小规模上有很强的竞争力，但该工艺复杂，设备多，甲基丙烯酸甲酯的产率较低。同时这个过程已经实现了工业化，并逐步完善和成熟。

（2）异丁烯→甲基丙烯酸→甲基丙烯酸甲酯。该工序大大简化，异丁烯一步氧化制备甲基丙烯酸甲酯的催化剂是该工艺的核心。一旦找到合适的催化剂，此工艺将得到广泛的应用，并具有很好的发展[1,3,4]。

（3）异丁烯→甲基丙烯醛→甲基丙烯酸甲酯。又称为直接甲基化工艺。该法的优点是工艺相对简单，产品产率高，甲醇可以回收利用。缺点是催化剂寿命短。谭捷[5]开发出一种新型的催化剂用于甲基丙烯酸甲酯一步氧化酯化生产甲基丙烯酸甲酯，其研究的钯复合物催化剂能有效减少副产物的生成，提高了甲基丙烯醛甲基丙烯醛的转化率。胡玉才等[6]对Pd/CaCO3(Lindlar) 催化剂进行改性，提高了甲基丙烯酸甲酯的选择性。日本旭日成公司开发了一种方法使得该工艺实现了工业化。

氧化法成本低、副产物少，但是，工艺生产中的催化剂[7]是近年来人们研究的重点，也是制约异丁烯氧化法生产MMA的关键因素。

2 甲基丙烯酸甲酯的应用

甲基丙烯酸甲酯在中国市场需求强劲，它被广泛应用在有机玻璃、涂料以及改性剂等领域[8]。

甲基丙烯酸甲酯主要用于制作有机玻璃[9]，具有较好的光泽度、透明性、韧性、稳定性，易加工，并且具有更好的采光性和耐老化的优良性能。它的应用日趋广泛，目前它广泛用于汽车车灯、光学镜片、透明管道等。聚甲基丙烯酸甲酯溶于有机溶剂如苯&甲醚等，可以形成良好的薄膜和良好的介电性能，可以作为有机场效应管的介质层。

甲基丙烯酸甲酯涂料被誉为“路用液体有机玻璃”，具有优良的耐磨性、耐候性等[10]。因此它常被应用在加油站标识引导系统，起到警示行人车辆和引导车流方向的作用；城市绿道建设，有效提升道路行人和行车安全；敏感路段警示系，高效提醒驾驶员安全行驶。

甲基丙烯酸甲酯[11]还可以作为聚氯乙烯（PVC）抗冲击改性剂 MBS和ACR。

ACR为甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸酯等单体的共聚物，具有优良的抗冲击效果，因此，它极大地增加了材料的抗冲击强度。它提高了制品的内在质量和表面光泽，具有极好的稳定性。添加ACR的PVC具有加工性能好、热变形温度高、耐候性优异等优点，因而，国际上ACR的需求量逐年增加。

MBS是一种高透明度、高强度的工程塑料，与其他加入相同量的抗冲改性剂相比，MBS提升制品韧度的效果更好。

3 甲基丙烯酸甲酯的市场前景

2017年上半年，甲基丙烯酸甲酯企业装置爆发检修事件及不可抗力事件，造成全球性甲基丙烯酸甲酯供应短缺。中国市场对其有着强烈需求，推动甲基丙烯酸甲酯价格走势，甲基丙烯酸甲酯市场供应有限，国内企业积极扩充产能。在终端市场需求支撑下，2018年，甲基丙烯酸甲酯维持稳定[12]。

甲基丙烯酸甲酯[8]凭借优异的性能、广泛的用途已成为极具市场价值的产品。异丁烯下游产品的开发和利用使得在车用燃油和燃料油添加剂需求量大量减少的情况下有效地利用了石油和石油加工产物馏分资源。