双乙烯酮有强烈的刺激性臭味，催泪性强，能引起肺气肿、肺水肿。大鼠经口LD50为560mg／kg。在室温下，聚合为黑色树脂状物。无机酸和碱金属的氢氧化物及脂肪族叔胺对聚合起显著的催化作用，引起高聚，同时放出大量的热，甚至会引起爆炸。本品化学性质活泼，遇水生成丙酮和二氧化碳，在500～600℃分解为无色有毒乙烯酮气体。
纯双乙烯酮在没有酸或碱催化剂存在时，在室温以下是稳定的。液体双乙烯酮在0℃时，在几个星期内是稳定的，在15℃以上时能缓慢聚合。在更高温度时，双乙烯酮慢慢分解并褪色。加入某些试剂能使双乙烯酮稳定，如水、硫黄、醇、酚、硼酸盐、硫酸盐等，也可以用乳酸作为稳定剂。用1％的无水硫酸铜稳定化处理的双乙烯酮在25℃可以保存1年。双乙烯酮用冷藏罐车并在氮气保护下运输。要保持低温（0～5℃），并且不能含有游离的酸性或碱性物质。要尽量减少运输时间并且保证到达目的地时立即被使用掉。双乙烯酮被划归为易燃液体，在装卸时必须具有足够的通风和保护性的安全设备。由于运输的潜在危险，美国已禁止运输该产品。双乙烯酮的有关反应大多是强放热的，要防止双乙烯酮在设备中累积。双乙烯酮不能贮存在玻璃瓶中，因为玻璃有碱性，有助于其分解。可以用不锈钢或铝质容器贮存。
纯双乙烯酮是无色液体。工业品为无色或微黄色透明液体，能溶于乙酸酐、一些酮类和酯类（如丙酮、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯）、乙醚、四氢呋喃、氯代烃、乙腈和甲苯，微溶于脂肪烃，极微溶于水。在水中能缓慢地分解。双乙烯酮具有刺激性气味，具有强催泪性。人能感觉到气味的最低浓度是0．019mg／m3。
双乙烯酮的一些物理性质见表9－2。
表9－2 双乙烯酮的物理性质
| 项目 | 数值 |
| 熔点／℃ | －7.5 |
| 沸点／℃ | |
| 101.3kPa | 127 |
| 13. 3kPa | 69~71 |
| 5.5kPa | 50.5 |
| 3.1kPa | 38.5 |
| 液体密度／（g／cm3） | |
| 20℃ | 1.09471 |
| 25℃ | 1.088754 |
| 折射率nD20 | 1.4379 |
| 比热容／[kJ/(kg·K)] | 0.1990 |
| 蒸气压（20℃）／kPa | 1.07 |
| 黏度／mPa·s | 0.88 |
| 闪点（开杯）／℃ | 33 |
| 燃点（空气）／℃ | 291 |
| 临界压力／MPa | 5.47 |
| 临界温度／℃ | 310 |
| 在空气中的爆炸极限／％（体积） | |
| 下限 | 2 |
| 上限 | 11.7 |
| 标准生成焓△Gf／J | －233.41 |
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