Стирол

Стирол

Стирол представляет собой бесцветную или желтую жидкость со сладким и резким запахом. Впервые был выделен из смолы под названием storax, полученной из коры восточного дерева (Liquidambar orientalis).

Историческая справка

В 1839 году немецкий аптекарь Эдуард Симон получил стирол путем дистилляции из storax и назвал его стиролом. Саймон наблюдал, как после хранения он затвердел в эластичное вещество, и полагал, что оно окислилось до оксида стирола. Последующий анализ показал, что твердое вещество не содержало кислорода и было переименовано в метастирол. Это был первый описанный химический опыт процесса полимеризации.

В 1845 году английский химик Джон Блит и немецкий химик Август Вильгельм фон Хофманн наблюдали как стирол превращался в полистирол под действием солнечного света и поняли, что стирол можно полимеризовать в полистирол путем нагревания при отсутствии кислорода. Потребовалось еще 70 лет, чтобы полимеризация стирола была подробно описана Германом Штаудингером в 1920-х годах. Это заложило основу для индустрии коммерческого полистирола, которая начала активно развиваться в 1930-х годах.

В начале 1940-х годов началась разработка пенополистирола. Пенополистирол был случайно обнаружен Рэем Макинтайром, инженером-химиком компании Dow в 1944 году. Макинтайр пытался создать искусственный каучук для электроизоляции. При сочетании изобутена с полистиролом, изобутен образовывал пузырьки в стироле, что приводило к легкой ячеистой структуре. Dow зарегистрировала торговую марку «Пенополистирол» в 1954 году, но теперь это название используется в основном для пенопластовой изоляции. Мировая потребность в мономере стироле составляет около 25 миллионов тонн.

Химические свойства

Стирол получают при алкилировании бензола этиленом. Мономер стирола широко используется в производстве промежуточных химических продуктов, компонентов наполнителей, пластмасс, смол и стабилизаторов.

Физические свойства

Стирол (мономер) представляет собой вязкую легковоспламеняющуюся жидкость, которая легко испаряется и легко полимеризуется в полистирол, если не добавить стабилизатор. 

Средняя пороговая концентрация запаха и самая низкая концентрация, при которой можно почувствовать запах, составляли при 40 С 65 и 37 мкг / л соответственно. При 25 C самая низкая концентрация, при которой определялся запах, составляет 94 мкг / л. 

Стабильность

Материал стабилен, но может полимеризоваться под воздействием света. Обычно поставляется с растворенным ингибитором. Вещества, которых следует избегать, включают сильные кислоты, хлорид алюминия, сильные окислители, медь, медные сплавы, соли металлов, катализаторы полимеризации. 

Использование

Стирол имеет множество применений. Твердый и прозрачный гомополимер используется для изготовления пластиковой столовой посуды, футляров для CD / DVD и пластмассовых моделей. Наиболее распространенные формы полистирола – это пенополистирол (EPS) и экструдированный пенополистирол (XEPS). EPS производится с использованием смеси шариков полистирола, пентана и вспенивателя. Смесь нагревают паром, в результате чего шарики расширяются в 10-100 раз по сравнению с их первоначальным объемом по мере испарения пентана. После этого смесь вводится в вакуумную форму, где тепло и частичный вакуум вызывают ее дальнейшее расширение. EPS можно придать самые разные формы. 

Экструдированный пенополистирол получается при смешивании кристаллов с добавками и вспенивателями в экструдере, где смесь нагревается под давлением до состояния расплава пластика. Экструдированный пенополистирол нельзя формовать, он производится в листах. Когда-то хлорфторуглероды (CFC) были предпочтительными вспенивающими агентами, используемыми для производства пенополистиролов, но они были заменены гидрохлорфторуглеродами из-за опасений по поводу воздействия CFC на озоновый слой. 

Полистирол используется в качестве сополимера с рядом других материалов. Примерами сополимеров являются акрилонитрил-бутадиен-стирол, стирол-акрилонитрил и стирол-бутадиеновый каучук. Полистирол используется в красках, покрытиях, клеях и смолах.

Полимеры и сополимеры стирола широко используются в производстве полистирольных пластиков, полиэфиров, защитных покрытий, смол и синтетического каучука (стирол-бутадиеновый каучук).

Стирол используется во многих отраслях промышленности, особенно в производстве армированных пластиков (например, лодок из стекловолокна), и широко используется для изготовления пластмасс, резины, упаковочных материалов, изоляции зданий, пластиковых труб, пищевых контейнеров.

Угроза здоровью

Как и все ароматические углеводороды, стирол вызывает раздражение кожи, глаз и слизистых оболочек, а в высоких концентрациях является наркотическим средством. Воздействие его паров может вызвать сонливость, тошноту, головную боль, утомляемость и головокружение. Вдыхание 10 000 ppm в течение 30-60 минут может быть смертельным для человека.

Поглощение стирола при вдыхании является основным путем абсорбции в организм, где он может накапливаться из-за высокой растворимости в жирах. 

Стирол дал положительный результат в исследовании мутагенности. Канцерогенность стирола для человека неизвестна. Доказательства канцерогенности как мономера, так и полимера для животных ограничены.

Контактная аллергия

Присутствие стирола в упакованных пищевых продуктах в первую очередь связано с выщелачиванием мономера из полистирольных контейнеров. Полистирол (ПС) широко используется в производстве материалов, контактирующих с пищевыми продуктами, таких как лотки для мяса, печенья и конфет, одноразовые тарелки, стаканчики и т.д. Около 50% потребления ПС приходится на упаковку пищевых продуктов и предметов общественного питания. В процессе производства мономер стирола может окклюзироваться в продуктах из полистирола и мигрировать из этих материалов в пищу. Скорость миграции мономера стирола из контейнеров из полистирола зависит главным образом от липофильности продукта, площади поверхности контейнера на единицу объема продукта, продолжительности контакта и температуры продукта.

Стирол был обнаружен в 24 материалах, контактирующих с пищевыми продуктами, из различных категорий (экструдированный пенополистирол, вспенивающийся полистирол, высокопрочный полистирол) в концентрациях от 9,3 до 3100 мг / кг, при средней концентрации 340 мг / кг. Кроме того, были обнаружены димеры и тримеры стирола, которые также являются остаточными материалами, образующимися в процессе полимеризации. 

Стирол был обнаружен в различных пищевых продуктах, таких как йогурт, круассаны, печенье, сырая курица и сырая говядина, контактировавших с упаковкой из полистирола (противни для мяса, подносы для печенья и подносы для шоколадных конфет) в концентрациях от 2,6 нг / г в сырой курице до 163 нг / г в сэндвич-печенье. 

Профиль безопасности

Подтвержденный канцероген. Яд при приеме внутрь и внутривенном введении. Умеренно токсичен при внутрибрюшинном введении и при вдыхании. Может вызывать раздражение и сильный зуд глаз при концентрации 200 ppm, слезотечение и серьезные травмы глаз. 

Условия хранения

Высокая опасность возгорания при воздействии пламени, тепла или окислителей. Взрывоопасен в виде пара при воздействии тепла или пламени. Реагирует с кислородом при температуре выше 40 C с образованием термочувствительной взрывоопасной перекиси. Интенсивно Реагирует с хлорсульфоновой кислотой, серной кислотой, хлором, хлоридом железа (IⅡ) (выше 50 C).


Этилен пропиленовый каучук (EPDM, EPM, EPR)

Хлоропреновый каучук (CR)

Фторуглеродный каучук (FPM)

Оставьте комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.

3 + восемь =

Пролистать наверх