化学性质

中文名 甲醛
外文名 Formaldehyde
别名 蚁醛,亚甲基氧
化学式 HCHO
分子量 30.03  
CAS登录号 50-00-0
EINECS登录号 200-001-8

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理化性质

甲醛通常为无色气体,有刺激性气味。易溶于水和乙醚,水溶液浓度最高可达55% ,能与乙醇、丙酮等有机溶剂按任意比例混溶,不溶于石油醚。液体在较冷时久贮易混浊,在低温时则形成三聚甲醛沉淀。蒸发时有一部分甲醛逸出,但多数变成三聚甲醛。
可燃,于1859 年首次制得。相对分子质量30.03。 相对密度1.067(空气=1)、密度0.8153g/cm3(-20℃)。熔点-92℃。沸点-19.5℃、-33.0℃ (53.329×103Pa)、-46.0℃(26.664×103Pa)、 -57.3℃(13.333×103Pa)、-65.0℃(6.666×103Pa)、-70.6℃(5.333×103Pa)、-79.6℃(2.666× 103Pa)、-88.0℃(1.333×103Pa)。临界压力6.81~6.66MPa。临界温度137.2~141.2℃。燃点约300℃。与空气组成爆炸混合物,爆炸极限7.0%~73%(体积分数)。
在酸催化剂作用下,与烯烃可进行加成反应(普林斯反应)。甲醛通常以福尔马林或多聚物形式进行使用。福尔马林是甲醛含量为35%~40%(通常37%)浓度的水溶液,甲醛在其中以水合物或齐聚物的形式存在。
氧化还原性
甲醛化学性质十分活泼。在金属或金属氧化物催化作用下,易被还原为甲醇;氧化时可生成甲酸或二氧化碳和水。甲醛为强还原剂,在微量碱性时还原性更强,在空气中能缓慢被氧化成甲酸。
缩合反应
甲醛自身能进行缩合反应,在一般商品中,都加入10%-12%的甲醇作为抑制剂,否则会发生聚合。能与醛和酮进行醇醛缩合反应。容易与氨或胺化合物缩合,例如与氨反应,生成乌洛托品,与尿素缩合生成二羟甲基脲。甲醛与合成气缩合,可生产乙二醇。

 

安全信息

中毒处理
接触机会
甲醛在工业中有很多用途,室内装修常用的板材、油漆、地毯、壁纸等多含有并释放甲醛。燃料和烟叶的不完全燃烧也释放甲醛。 医学上,甲醛还常被用作防腐剂和消毒剂。人类接触甲醛的主要途径为经呼吸道吸入、经口食入和经皮肤接触。
中毒症状
甲醛中毒会造成眼睛流泪,眼结膜充血发炎,皮肤过敏,鼻咽不适,咳嗽,急慢性支气管炎等呼吸系统疾病,亦可造成恶心、呕吐、肠胃功能紊乱。
急性中毒是由接触高浓度甲醛蒸汽引起的,以损害眼和呼吸系统为主。表现为视物模糊、持续性头痛、咳嗽、声音嘶哑、胸痛、呼吸困难等症状,甚至因昏迷、血压下降、休克而危及生命。
应急措施
1.立即使患者脱离现场,必要时应输氧。
2.及时更换被污染的衣物,过敏者给予抗过敏治疗。
3.皮肤、粘膜接触后,先用大量的清水冲洗,再用2%的碳酸氢钠或肥皂水清洗。

 

合成方法

 甲醛属用途广泛、生产工艺简单、原料供应充足的大众化工产品,是甲醇下游产品树中的主干,世界年产量在2500万吨左右,30%左右的甲醇都用来生产甲醛。但甲醛是一种浓度较低的水溶液,从经济角度考虑不便于长距离运输,所以一般都在主消费市场附近设厂,进出口贸易也极少。工业上主要采用甲醇氧化法和天然气直接氧化法:

 1、甲醇氧化法:在600~700℃下,使甲醇、空气和水通过银催化剂或铜、五氧化二矾等催化剂,直接氧化生成甲醛,甲醛用水吸收得甲醛溶液:

总反应是放热反应,但50~60%的甲醛是通过氧化反应生成,而其余部分是通过氢反应生成。副产物为一氧化碳和二氧化碳、甲酸甲酯及甲酸。甲醇转化率80%,收率以甲醇计为85%~90%。该法技术成熟,收率高,国内外生产厂广为采用。

 

 2、天然气氧化法:在600~680℃下,使天然气和空气的混合物通过铁、钼等的氧化物催化剂,直接氧化生成甲醛,用水吸收得甲醛溶液:

                   

3、将甲醇蒸气在300℃时,通入铜或银的催化剂,甲醇脱氢而制得。甲醛气体吸收水含量达36%~40%,即为甲醛溶液。将市售甲醛溶液蒸馏去除杂质,并补充甲醇即为试剂甲醛溶液。

4、二甲醚氧化法 系采用合成气高压法合成甲醇副产的二甲醚为原料,以金属氧化物为催化剂氧er而成。

5、甲醇脱氢法 甲醇直接脱氢可得到无水甲醛,同时副产氢气。该工艺是极具吸引力的甲醛制备方法。其进展关键在于过程催化剂性能的提高。

6、将气化的甲醇与经碱洗后的空气、水蒸气以1∶1.8~2.0∶0.8~1.0( 体积比)混合后,加热至115~120℃进行反应,在银催化剂作用下控制反应温度 为600~650℃,压 力0.3~0.5MPa:

反应结束后,将反应物急冷至80~85℃,用水吸收,然后蒸馏,蒸出未反应的甲醇,釜液经阴离子交换树脂处理,所得甲醛溶液加入适量阻聚剂,搅拌混合,即得成品。

7、气体甲醛在常温下自动聚合为环状三聚甲醛。

8、甲醛很容易与氨或铵盐作用,缩合成六亚甲基四胺,所称乌洛托品。

 

用途

化工原料
(1)胶粘剂
胶粘剂是我国甲醛最主要的消费领域,其消费量所占的比重最大,约占总消费量的40%。生产的胶粘剂产品主要有脲醛树脂胶、酚醛树脂胶和三聚氰胺甲醛树脂胶3种,主要用于木材加工、模塑料、涂料、纺织及纸张的处理剂。其中,用于木材加工的胶粘剂约占胶粘剂总量的80%。2007年和2008年产量为313.5万吨和344.8万吨,产量不断增长,应用领域不断扩展。据不完全统计,目前我国胶粘剂和密封胶生产厂家有3500多家,但上规模企业不足100家,品种牌号约3000多个。从应用情况看,胶合板和木工用胶量最大,约占总胶量的46.97%,建筑材料用胶粘剂占26.12%,包装及商标用胶粘剂约占12.14%,制鞋及皮革用胶粘剂占6.07%,其他胶粘剂使用量占8.7%。
(2)聚甲醛
我国POM(聚甲醛)需求增长相当快,2004年中国聚甲醛市场需求量已超过西欧总需求量,成为世界最大的POM需求国家,随着国内电子电气工业和汽车工业的迅速发展,聚甲醛作为综合性能十分优异的工程塑料,对聚甲醛的需求量将进一步增加。
(3)多聚甲醛
多聚甲醛是生产除草剂甘膦、乙草胺、丁草胺、草克胺等和农药三环唑等的主要原料。此外,低聚甲醛在替代工业甲醛方面也显示出巨大潜力,一些制药、涂料和树脂企业已成功地采用低聚合度多聚甲醛替代工业甲醛,并已取得良好效果。长期以来由于国内多聚甲醛生产技术不过关、产品质量不稳定, 一直没有规模生产的能力,无法满足国内的消费需求,仍有60%依赖进口。
(4)MDI
MDI(二苯甲烷二异氰酸酯)是生产聚氨酯产品的主要原料之一,广泛应用于生产PU(聚氨基甲酸酯)硬泡产品,此为MDI作为皮革生产中必不可少的原料,可增强皮革的柔软性,仿真效果好,由于其制品兼有塑料和橡胶的双重优点,已经成为世界上发展迅速的高分子合成材料之一。
纺织产业
服装的面料生产,为了达到防皱、防缩、阻燃等作用,或为了保持印花、染色的耐久性,或为了改善手感,就需在助剂中添加甲醛。用甲醛印染助剂比较多的是纯棉纺织品,因为纯棉纺织品容易起皱,使用含甲醛的助剂能提高棉布的硬挺度。含有甲醛的纺织品,在人们穿着和使用过程中,会逐渐释放出游离甲醛,通过人体呼吸道及皮肤接触引发呼吸道炎症和皮肤炎症,还会对眼睛产生刺激。甲醛能引发过敏,还可诱发癌症。厂家使用含甲醛的染色助剂,特别是一些生产厂家为降低成本,使用甲醛含量极高的廉价助剂,对人体十分有害。
防腐溶液
35%~40%的甲醛水溶液俗称福尔马林,具有防腐杀菌性能,可用来浸制生物标本,给种子消毒等但是由于使蛋白质变性的原因易使标本变脆。甲醛具有防腐杀菌性能的原因主要是甲醛能跟构成生物体蛋白质上的氨基发生反应。