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1,3-丁二烯（BD）作为主要的石油化工产品之一,广泛应用于合成橡胶、精细化工等领域。BD具有共轭双键,化学性质活泼,容易发生氧化反应和聚合反应。氧化和聚合反应生成的过氧化物具有爆炸危险性,聚合物容易堵塞阀门管道,给工业化生产带来很大的安全隐患。为了BD生产、储存和运输、使用上的安全,有必要开展其热稳定性、聚合反应特性、聚合产物和反应途径研究。主要研究内容和结果如下:（1）BD热稳定性和聚合反应特性采用自行设计的小型密闭压力容器试验（MCPVT）装置跟踪监测BD聚合反应过程中的压力和温度行为,考察它的热稳定性和聚合反应特性。实验结果表明,在氮气氛围下的BD升温实验中,MCPVT检测到温度为119℃时,压力开始减少,即聚合反应开始温度为119℃,该温度以下BD比较稳定。在氧气氛围下,BD容易发生氧化反应,即使氧气非常少,也能引发聚合反应,聚合反应温度显著降低,65℃已经观察到显著的聚合反应,即有氧条件下,BD是不稳定的。采用碘量法分析了BD与氧气反应生成的过氧化物浓度,结果显示,在反应温度为60℃左右,反应时间为27h,氧烯摩尔比为1.4时,生成过氧化物的浓度为13.717mmol/kg,且随着氧气含量的增加,其浓度有快速增加的趋势。进而,考察了过氧化物引发剂下BD聚合反应特性。实验结果表明,不同过氧化物对BD初期聚合反应温度有显著影响,当过氧化物为H2O2、DCP和TBHP时,发生聚合反应的初始温度分别为39.5℃,62℃和55℃。（2）BD聚合反应动力学采用MCPVT分别测定了氮气氛围下、少量氧气条件下、过氧化物引发下的聚合反应动力学。实验结果表明,氮气氛围下,BD在135℃-175℃温度范围内的聚合反应属于二级反应,速率常数k与温度T的关系为:lnk=-6.845×103T-1+11.73,活化能Ea为56.91k J·mol-1;少量氧气存在下,在65℃-85℃温度范围内,聚合反应分两阶段,前期为氧引发聚合反应,动力学呈现二级反应,速率常数k与温度T的关系为:lnk=-2.480×103T-1+3.481,活化能Ea为20.62k J·mol-1;后期过氧化物分解自由基引发聚合反应也是二级反应,速率常数k与温度T的关系为:lnk=-2.659×103T-1+3.787,活化能Ea为20.11k J·mol-1;过氧化物引发剂下,在132℃-170℃温度范围内,H2O2引发聚合反应属于二级反应,速率常数k与温度T的关系为:lnk=-2.752×103T-1+2.516,活化能Ea为22.88k J·mol-1;在85℃-120℃温度范围内,DCP引发聚合反应属于二级反应,速率常数k与温度T的关系为:lnk=-2.445×103T-1+2.484,活化能Ea为20.33k J·mol-1。（3）聚合反应产物及其聚合反应途径分别采用气相色谱-质谱联用仪（GC-MS）和顶空进样气相色谱质谱联用仪（HS-GC-MS）新技术分别测定聚合反应的气体产物和固体产物中的挥发性成分,考察不同条件下的聚合反应途径。实验结果表明,氮气下BD初期聚合产物气相产物有,1,2-二乙烯基环丁烷,4-乙烯基环己烯和1,5-环辛二烯;固体产物主要有:1,2-二乙烯基环丁烷,4-乙烯基环己烯和1,5-环辛二烯。由聚合反应产物推测可能的反应途径是,BD在低温下通过顺反中间体（cis,trans）生成4-乙烯基环己烯,之后随着温度升高,1,2-二乙烯基环丁烷和1,5-环辛二烯进一步生成。过氧化物引发剂存在时,主要聚合反应产物有4-乙烯基环己烯,1,2-二乙烯基环丁烷、1,5-环辛二烯、1,2-环氧基-5-环辛烯、1,5,9-环十二烯。由聚合反应产物推测可能的反应途径是,过氧化物发生热分解产生自由基,BD在自由基的作用下生成BD单体自由基,进而反应生成二聚体、三聚体以及长链聚合物;另外自由基之间的反应可生成醇、醛、酮等化合物。