丙烯酸酯被廣泛用于制造各種聚合物材料，這主要是因?yàn)樗哂械蜏厝犴g性，耐熱，耐老化，高透明性和顏色穩(wěn)定性等性能特點(diǎn)。這些性能使得它可以被用于極為廣泛的用途，包括塑料、地板清漆，涂料，紡織，油漆和粘合劑等。所使用的丙烯酸酯單體的種類和用量對(duì)于最終產(chǎn)品的性能，包括玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，粘性，硬度和耐久性等性能都有重大的影響。和帶有羥基、甲基或羧基官能團(tuán)的單體進(jìn)行共聚可以得到更多適合于不同應(yīng)用的聚合物。

　　丙烯酸酯單體通過聚合所得到的材料在工業(yè)中有著非常廣泛的應(yīng)用，但在聚合材料中常常會(huì)發(fā)現(xiàn)有殘留的單體存在。這些殘留的單體不僅可能會(huì)帶來皮膚刺激性等問題，而且由于這些單體本身會(huì)發(fā)出令人不悅的氣味，從而導(dǎo)致最終的產(chǎn)品也會(huì)存在令人不悅的氣味。

　　人體的嗅覺系統(tǒng)對(duì)于很低濃度的丙烯酸酯單體都可以感知到。對(duì)于很多丙烯酸酯類聚合物材料來說，產(chǎn)品的異味大多都來自于丙烯酸酯單體。不同的單體具有不同的氣味，但是單體結(jié)構(gòu)和氣味之間的關(guān)系是什么?來自德國(guó)埃爾朗根-紐倫堡大學(xué)(Friedrich-Alexander-Universit?t Erlangen-Nürnberg, FAU)的Patrick Bauer等人對(duì)一系列商品化及合成的丙烯酸酯單體的氣味類型和氣味閾值進(jìn)行了研究。

　　該研究一共對(duì)20個(gè)單體的氣味進(jìn)行了測(cè)試。這些單體包括商品化的和實(shí)驗(yàn)室合成的。測(cè)試表明，這些單體的氣味可以被分為具有硫磺、打火機(jī)氣體、天竺葵及蘑菇類等氣味。

　　1,2-丙二醇二丙烯酸酯(no. 16)，丙烯酸甲酯(no. 1)，丙烯酸乙酯(no. 2)和丙烯酸丙酯(no. 3)被主要描述為硫磺和大蒜氣味。另外，后面兩種物質(zhì)還被描述為具有打火機(jī)氣體氣味，丙烯酸乙酯和1,2-丙二醇二丙烯酸酯則還有一點(diǎn)膠水氣味的印象。丙烯酸乙烯酯(no. 5)和丙烯酸丙烯酯(no. 6)則被描述為氣體燃料氣味，丙烯酸-1-羥基異丙酯(no. 10)和丙烯酸-2-羥基正丙酯(no. 12)被描述為天竺葵和打火機(jī)氣體的氣味。丙烯酸正丁酯(no. 4)，丙烯酸-3-(Z)戊烯酯(no. 7)，丙烯酸仲丁酯(天竺葵，蘑菇味;no. 8)，丙烯酸-2-羥乙酯(no. 11)，丙烯酸4-甲基戊酯(蘑菇，水果味;no. 14)和乙二醇二丙烯酸酯(no. 15)被描述為蘑菇氣味。丙烯酸異丁酯(no. 9)，丙烯酸-2-乙基己酯(no. 13)，丙烯酸環(huán)戊烷酯(no. 17)和丙烯酸環(huán)己烷酯(no. 18)則被描述為胡蘿卜氣味和天竺葵氣味。丙烯酸-2-甲氧基苯基酯(no. 19)則是天竺葵和熏火腿氣味，而其異構(gòu)體丙烯酸4-甲氧基苯基酯(no. 20)卻被描述為茴芹和茴香氣味。

　　所測(cè)試單體的氣味閾值則表現(xiàn)出很大的差異。這里的氣味閾值是指產(chǎn)生對(duì)人氣味感知的最小刺激的物質(zhì)濃度，也被稱為嗅覺閾值。氣味閾值越高，那么氣味就越低。從實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，氣味閾值受官能團(tuán)的影響比鏈長(zhǎng)的影響更大。在所測(cè)試的20個(gè)單體中，氣味閾值最低的是丙烯酸-2-甲氧基苯基酯(no. 19)和丙烯酸仲丁酯(no. 8)，氣味閾值分別為0.068ng/Lair和0.073ng/Lair。丙烯酸-2-羥基正丙酯(no. 12)和丙烯酸-2-羥乙酯(no. 11)則表現(xiàn)出最高的氣味閾值，分別為106 ng/Lair和178 ng/Lair，分別為丙烯酸-2-乙基己酯(no. 13)的5和9倍多。

　　如果分子中存在手性中心，那么不同的手性結(jié)構(gòu)對(duì)分子的氣味也存在影響。不過這個(gè)研究暫時(shí)沒有對(duì)手性進(jìn)行研究。分子中存在的側(cè)鏈也會(huì)對(duì)單體的氣味存在一定的影響，但也有存在例外的情況。

　　丙烯酸甲酯(no. 1)，丙烯酸乙酯(no. 2)，和丙烯酸丙酯(no. 3)等短鏈單體表現(xiàn)出硫磺和大蒜一樣的氣味，但隨著鏈長(zhǎng)的增加氣味會(huì)逐漸降低。鏈長(zhǎng)增加之后，大蒜類氣味會(huì)降低，同時(shí)會(huì)產(chǎn)生一些打火機(jī)氣體類的氣味。側(cè)鏈上羥基的引入對(duì)分子間作用產(chǎn)生影響，并會(huì)對(duì)氣味接收細(xì)胞產(chǎn)生較大的影響，從而產(chǎn)生不同的氣味感覺。對(duì)于引入了乙烯基或丙烯基不飽和雙鍵的單體，即丙烯酸乙烯酯(no. 5)和丙烯酸丙烯酯(no. 6)，則僅僅表現(xiàn)出氣體燃料氣味。也就是說，第二個(gè)封端不飽和雙鍵的引入導(dǎo)致了硫磺或大蒜氣味的消失。

　　當(dāng)碳鏈增加到4或5個(gè)碳原子的時(shí)候，所感知到的氣味會(huì)從硫磺、大蒜氣味明顯地變?yōu)槟⒐胶吞祗每臍馕?。脂環(huán)族的單體丙烯酸環(huán)戊烷酯(no. 17)和丙烯酸環(huán)己烷酯(no. 18)整體來說表現(xiàn)出相似的氣味(天竺葵和胡蘿卜氣味)，它們?cè)诩?xì)微上存在稍許差別。脂肪環(huán)側(cè)鏈的引入并不會(huì)對(duì)氣味的感覺產(chǎn)生大的影響。

　　對(duì)丙烯酸-2-羥乙酯(no. 11)引入第二個(gè)丙烯酸酯基團(tuán)，即乙二醇二丙烯酸酯(no. 15)，并沒有帶來氣味上的太大變化。前者表現(xiàn)出蘑菇類味道，后者表現(xiàn)出蘑菇和苔蘚類氣味。不過，對(duì)于丙烯酸-1-羥基異丙酯(no. 10)/丙烯酸-2-羥基正丙酯(no. 12)引入第二個(gè)丙烯酸酯基團(tuán)后的1,2-丙二醇二丙烯酸酯(no. 16)，單酯所表現(xiàn)出的天竺葵和打火機(jī)氣體類氣味在二酯中消失了，并且在二酯中產(chǎn)生了大蒜和膠水的氣味。

　　在所有直鏈的正烷基丙烯酸酯中，丙烯酸乙酯(no. 2)表現(xiàn)出最低的氣味閾值，僅為0.83ng/Lair，隨著鏈長(zhǎng)的增加閾值略有升高，丙烯酸正丁酯(no. 4) 達(dá)到了2.4ng/Lair。不過這一規(guī)律并不總是有效，因?yàn)?個(gè)單體中最短鏈的丙烯酸甲酯(no. 1)的閾值卻最高(11 ng/Lair)。將丙烯酸乙烯酯(no. 5)和丙烯酸丙烯酯(no. 6)這兩個(gè)含有不飽和雙鍵的丙烯酸酯單體同他們對(duì)應(yīng)的飽和鍵丙烯酸酯單體丙烯酸乙酯(no. 2)和丙烯酸丙酯(no. 3)相比，飽和鍵的版本表現(xiàn)出了20和3.5倍更低的氣味閾值。這說明碳鏈上面不飽和雙鍵的引入會(huì)大大增加其氣味閾值，降低氣味感知程度。不過如果這個(gè)不飽和雙鍵不是在端基上的話效果則不明顯，比如丙烯酸-3-(Z)戊烯酯(no. 7)的氣味閾值則僅為(1.3 ng/Lair)。

　　在所有的丙烯酸烷基酯中，丙烯酸-2-乙基己酯(no. 13)表現(xiàn)出最高的氣味閾值20ng/Lair，這和2-乙基己基的位阻效應(yīng)導(dǎo)致其和氣味接受體的相互作用較弱有關(guān)。丙烯酸-2-乙基己酯的高氣味閾值，以及它可以用來改善丙烯酸樹脂分散體的軟度和柔韌性，使得它適合于用作低氣味涂料和粘合劑的添加劑或共聚單體。不過長(zhǎng)期和丙烯酸-2-乙基己酯的接觸有導(dǎo)致腫瘤或者致癌的可能，其高氣味閾值反而可能成為一個(gè)缺點(diǎn)，因?yàn)檫@會(huì)讓它不那么容易被人體所感知。

　　含有環(huán)戊烷和環(huán)己烷結(jié)構(gòu)的丙烯酸酯(no. 17和18)和具有相同碳原子個(gè)數(shù)的非環(huán)烷基結(jié)構(gòu)相比，氣味閾值并不會(huì)更低。同時(shí)丙烯酸環(huán)戊烷酯(no. 17)的氣味閾值比丙烯酸環(huán)己烷酯(no. 18)高出30倍。

　　對(duì)丙烯酸-2-羥乙酯(no. 11)和丙烯酸-2-羥基正丙酯(no. 12)，結(jié)構(gòu)中羥基的引入使得氣味閾值得到了大大的提高，分別為178和106ng/Lair，這使得他們的氣味變得很低。從丙烯酸仲丁酯(no. 8)和丙烯酸-1-羥基異丙酯(no. 10)的氣味閾值差別，也可以看出同樣的趨勢(shì)。

　　仲丁基的引入，使得丙烯酸酯的氣味閾值大幅度降低，僅為0.073ng/Lair，表現(xiàn)出在所有烷基丙烯酸酯中最低的氣味閾值，也就是最強(qiáng)的氣味。

　　在所有測(cè)定的20個(gè)單體中，丙烯酸-2-甲氧基苯基酯(no. 19)表現(xiàn)出最低的氣味閾值，僅為0.068ng/Lair。在食品工業(yè)及香料工業(yè)中被廣泛作為香精使用的2-甲氧基苯基酯的氣味閾值為0.088ng/Lair。這說明這兩種含有2-甲氧基苯基結(jié)構(gòu)的酯對(duì)于相同的氣味接受體發(fā)揮了作用。

　　Patrick Bauer等人對(duì)這20個(gè)丙烯酸酯單體的研究表明，短鏈單體主要表現(xiàn)出類似于硫磺、打火機(jī)氣體類和大蒜的氣味，長(zhǎng)鏈單體則主要表現(xiàn)為類似于蘑菇、天竺葵和胡蘿卜的氣味。所有的丙烯酸酯單體都表現(xiàn)出相對(duì)較低的氣味閾值，也就是說都?xì)馕遁^大。丙烯酸仲丁酯和丙烯酸-2-甲氧基苯基酯的氣味閾值特別低，表現(xiàn)出最強(qiáng)的氣味。丙烯酸-2-羥乙酯和丙烯酸-2-羥基正丙酯的氣味閾值最高，表現(xiàn)出最低的氣味。