Hızlı Arama
Stiren Monomeri, C6H5CH=CH2 kimyasal formülüne sahip organik bir bileşiktir.
Stiren Monomerinin yapısı, benzen üzerinde bir vinil grubu ikamesinden oluşur.
Stiren Monomeri renksiz, yağlı bir sıvıdır, ancak eski numuneler sarımsı görünebilir.
CAS: 100-42-5
MF: C8H8
MW: 104.15
EINECS: 202-851-5
Eş anlamlılar:
SM;STİROL;STİREN MONOMER;FENİLETİLEN;VİNİLBENZEN;FEMA 3233;ETENİLBENZEN;SİNAMEN
Stiren Monomeri kolayca buharlaşır ve tatlı bir kokuya sahiptir, ancak yüksek konsantrasyonlarda daha az hoş bir kokuya sahiptir.
Stiren Monomeri, polistirenin ve çeşitli kopolimerlerin öncüsüdür ve bu amaçla genellikle benzenden yapılır.
2010 yılında yaklaşık 25 milyon ton Stiren Monomeri üretilmiş ve 2018 yılına kadar bu sayı yaklaşık 35 milyon tona çıkmıştır.
Stiren Monomeri, kimyasal formülü C8H8 ve yapısal formülü CH2=CHC6H5 olan, stirol, vinilbenzen, fenileten, feniletilen, stiren, stiren vb. olarak da bilinen belirli bir organik kimyasal bileşiktir.
Stiren Monomerinin kimyasal yapısı, bir vinil grubuna bağlı bir benzen halkasından oluşur.
Oda sıcaklığında ve basıncında stiren, berrak, renksiz bir sıvıdır.
Stiren Monomeri, sentetik kauçuk, yapıştırıcılar ve stiren levha gibi plastiklerin önemli bir monomeridir.
Stiren Monomeri, son derece nüfuz edici, karakteristik, tatlı, balzamik, neredeyse çiçeksi bir kokuya sahiptir.
Stiren Monomeri bitkilerde doğal olarak bulunur.
Stiren Monomeri ilk olarak Bonastre tarafından, Doğu sakız ağacının (Liquidambar orientalis) iç kabuğundan elde edilen storaks adı verilen bir reçineden izole edilmiştir.
1839'da Alman eczacı Eduard Simon, storaks'tan damıtarak stireni hazırladı ve buna stirol adını verdi.
Simon, stirenin depolandıktan sonra kauçuksu bir maddeye dönüştüğünü gözlemledi ve Stiren Monomerinin stirol okside oksitlendiğine inandı.
Daha sonraki analizler, katının oksijen içermediğini gösterdi ve metastyrol olarak yeniden adlandırıldı. Stiren Monomeri, kimyada polimerizasyonun ilk yazılı kaydıdır.
1845'te İngiliz kimyager John Blyth ve Alman kimyager August Wilhelm von Hofmann (1818-1892), stirenin güneş ışığıyla polistirene dönüştüğünü ve oksijen yokluğunda ısıtılarak polistirene polimerize edilebileceğini gözlemlediler.
Stiren Monomeri, stirenin polimerizasyonunun 1920'lerde Hermann Staudinger (1881-1965) tarafından tanımlanması için 70 yıl daha gerekti.
Bu, 1930'larda gelişen ticari polistiren endüstrisinin temelini attı.
Vinil grubu taşıyan benzen olan bir vinilaren.
Stiren Monomeri, Styrax türleri tarafından üretilen benzoin reçinesinden izole edilmiştir.
Aromatik kokulu, berrak, renksiz ila koyu renkli bir sıvı.
Parlama noktası 90°F. Yoğunluk 7,6 lb/gal.
Havadan daha ağır buharlar ve gözleri ve mukoza zarlarını tahriş eder.
Polimerizasyona tabidir.
Polimerizasyon kapalı bir kap içinde gerçekleşirse, kap şiddetle patlayabilir.
Sudan daha az yoğundur ve suda çözünmez.
Plastik, boya ve sentetik kauçuk yapımında kullanılır.
Stiren Monomer Kimyasal Özellikleri
Erime noktası: -31 °C (lit.)
Kaynama noktası: 145-146 °C (lit.)
Yoğunluk: 25 °C'de 0,906 g/mL
Buhar yoğunluğu: 3,6 (havaya karşı)
Buhar basıncı: 12,4 mm Hg (37,7 °C)
Kırılma indisi: n20/D 1,546 (lit.)
Fp: 88 °F
Saklama sıcaklığı: <= 20°C'de saklayın.
Çözünürlük: 0,24 g/l
Form: Sıvı
pka: >14 (Schwarzenbach ve ark., 1993)
Özgül Ağırlık: 0,909
Renk: Renksiz
Koku: triasetin içinde %0,10 oranında. Tatlı balsam çiçek plastiği
Koku Türü: balzamik
Biyolojik kaynak: sentetik
Koku Eşiği: 0,035 ppm
Patlama sınırı: %1,1-8,9 (V)
Suda Çözünürlük: 0,3 g/L (20 ºC)
Donma Noktası: -30,6 ℃
Hassas: Havaya Hassas
Merck: 14,8860
BRN: 1071236
Henry Yasası Sabiti: (x 10-3 atm?m3/mol): 25 °C'de 3,91 (statik boşluk-GC, Welke ve ark., 1998)
Maruziyet sınırları: TLV-TWA 50 ppm (～212 mg/m3) (ACGIH ve NIOSH), 100 ppm (～425 mg/m3) (OSHA ve MSHA); Tavan 200 ppm, tepe 600 ppm/5 dk/3 saat (OSHA); STEL 100 ppm (（～425 mg/m3) (ACGIH).
Dielektrik sabiti: 2,4300000000000002
Dielektrik sabiti: 2,4（25℃）
Kararlılık: Kararlıdır, ancak ışığa maruz kaldığında polimerleşebilir. Normalde çözünmüş bir inhibitörle birlikte gönderilir. Kaçınılması gereken maddeler arasında güçlü asitler, alüminyum klorür, güçlü oksitleyici maddeler, bakır, bakır alaşımları, metal tuzları, polimerizasyon katalizörleri ve hızlandırıcılar bulunur. Yanıcı - buhar, tutuşturma kaynağına önemli bir mesafe kat edebilir
InChIKey: PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N
LogP: 25℃'de 2,96
CAS Veritabanı Referansı: 100-42-5 (CAS Veritabanı Referansı)
NIST Kimya Referansı: Stiren (100-42-5)
IARC: 2A (Cilt 60, 82, 121) 2019
EPA Madde Kayıt Sistemi: Stiren Monomer (100-42-5)
Stiren Monomer, renksiz veya sarı, tatlı kokulu ve nüfuz edici bir kokuya sahip bir sıvıdır.
Stiren Monomer, benzenin etilen ile alkilasyonu sırasında üretilir.
Stiren Monomer oldukça reaktiftir ve şiddetli bir patlayıcı reaksiyonla hızla polimerize olur.
Bu, bu işlemler sırasında yeterli miktarda polimerizasyon inhibitörleri eklenerek uygun taşıma, taşıma ve depolama gerektirir.
Stiren monomer, kimyasal ara ürünler, dolgu bileşenleri, plastikler, reçineler ve stabilizatör maddelerin üretiminde yaygın olarak kullanılmaktadır.
Polimerizasyon Reaksiyonu
Stiren Monomer yaygın bir vinil monomeridir ve polistiren sentezinin hammaddesidir.
Toplu polimerlere ek olarak, kopolimerler akrilatlar ve akrilonitril gibi diğer monomerlerle de kopolimerize edilebilir.
Stiren Monomer, serbest radikal fotobaşlatıcı veya termal başlatıcı altında polimerize edilebilir ve ayrıca yüksek sıcaklıkta otopolimerize olabilir.
Vinil monomeri olarak Stiren Monomeri'nin polimerizasyon reaksiyon aktivitesi, akrilat, metakrilat ve diğer yüksek aktiviteli monomerlerden daha düşük, vinil asetat ve diğer düşük aktiviteli monomerlerden ise daha yüksektir.
Ayrıca, stiren anyonik polimerizasyon, katyonik polimerizasyon ve koordinasyon polimerizasyonu için monomer olarak da kullanılabilir.
Fiziksel özellikler
Berrak, renksiz, sulu, nüfuz edici veya keskin kauçuk benzeri bir kokuya sahip sıvı.
Havaya maruz kaldığında sarıdan sarımsı kahverengiye döner.
Deneysel olarak belirlenen havadaki koku eşiği konsantrasyonları, inhibe edilmiş ve inhibe edilmemiş Stiren Monomeri için sırasıyla 0,1 ve 0,047 ppmv idi.
Deneysel olarak belirlenen tespit ve tanıma koku eşiği konsantrasyonları sırasıyla 220-640 μg/m3 (52-150 ppbv) ve 64 μg/m3 (15 ppbv) idi.
40 °C'de, ortalama koku eşiği konsantrasyonu ve kokunun tespit edildiği en düşük konsantrasyon sırasıyla 65 ve 37 μg/L idi.
25 °C'de, tat algılanan en düşük konsantrasyon sırasıyla 94 μg/L idi (Young ve ark., 1996).
60 °C'de suda ve 40 °C'de havada ortalama en düşük tespit edilebilir koku eşiği konsantrasyonları sırasıyla 3,6 ve 120 μg/L idi.
Kullanım Alanları
Stiren Monomer, sentetik kauçuk, yapıştırıcılar ve plastiklerin önemli bir monomeridir.
Stiren Monomer, stiren bütadien kauçuğu ve polistiren reçinesi, polyester cam elyaf takviyeli plastikler ve kaplamaların sentezinde kullanılır.
Stiren Monomer, polistiren, iyon değişim reçinesi ve köpük polistiren hazırlamak için kullanılır.
Stiren Monomeri, çeşitli mühendislik plastikleri üretmek için diğer monomerlerle kopolimerizasyon yoluyla da kullanılır. Örneğin, akrilonitril ve bütadien kopolimerizasyonuyla çeşitli ev aletleri ve endüstrilerde yaygın olarak kullanılan ABS reçinesi üretilir.
Akrilonitril ile kopolimerizasyondan elde edilen SAN, darbeye dayanıklı ve parlak renkli bir reçinedir.
Bütadien ile kopolimerizasyonla üretilen Stiren Monomeri, polivinil klorür ve akrilik modifiye edici olarak yaygın olarak kullanılan bir termoplastik kauçuktur.
Stiren Monomeri ve SIS termoplastik elastomerleri, bütadien ve izopren kopolimerizasyonu ile üretilir ve çapraz bağlayıcı bir monomer olarak stiren, PVC, polipropilen ve doymamış polyesterin modifikasyonunda kullanılır.
Stiren Monomeri, stiren akrilik emülsiyonu ve solvent basınca duyarlı yapıştırıcı üretiminde sert bir monomer olarak kullanılır.
Emülsiyon yapıştırıcı ve boya, vinil asetat ve akrilik ester ile kopolimerizasyon yoluyla hazırlanabilir.
Stiren Monomeri, çeşitli modifiye ve kompozit malzemelerde kullanılan, bilimsel alanda en yaygın kullanılan vinil monomerlerinden biridir.
Ayrıca, az miktarda stiren parfüm ve diğer ara ürünler olarak da kullanılır.
Stiren Monomerinin klorometilasyonu ile sinnamil klorür, anestezik olmayan analjezik ve şiddetli ağrı kesici olarak bir ara ürün olarak kullanılır ve stiren ayrıca öksürük kesici, balgam söktürücü ve mide ekşimesinde antikolinerjik bir ilaç olarak kullanılır.
Stiren Monomeri, antrakinon boya ara ürünleri, pestisit emülgatörleri ve stiren fosfonik asitler, cevher hazırlama maddesi ve bakır kaplama parlatıcıları sentezlemek için kullanılabilir.
Stiren Monomeri, bir dizi aromatik monomerin en basit ve açık ara en önemli üyesidir.
Ticari olarak stiren monomeri (SM) olarak da bilinen stiren, polimerizasyon için büyük miktarlarda üretilir.
Stiren Monomeri, kristal polistiren, kauçuk modifiyeli darbe polistireni, genleşebilen polistiren, akrilonitril-bütadien-stiren kopolimeri (ABS), stiren-akrilonitril reçineleri (SAN), stiren-bütadien lateks, stiren-bütadien kauçuk (SBR) ve doymamış polyester reçineleri dahil olmak üzere plastiklerin üretiminde yaygın olarak kullanılan çok yönlü bir monomerdir.
Stiren Monomer polimerleri ve kopolimerleri, polistiren plastikler, polyesterler, koruyucu kaplamalar, reçineler ve sentetik kauçuk (stiren-bütadien kauçuk) üretiminde yaygın olarak kullanılır.
Stiren Monomer, kolayca buharlaşan ve stabilizatör eklenmedikçe kolayca polistirene polimerize olan viskoz, oldukça yanıcı bir sıvıdır.
Stiren Monomer, özellikle takviyeli plastiklerde (örneğin fiberglas tekneler) olmak üzere birçok endüstride kullanılır ve plastik ve kauçuk, ambalaj malzemeleri (örneğin ambalaj fıstığı), bina yalıtımı, plastik borular, gıda kapları (örneğin paket servis kapları) ve halı altlığı üretiminde yaygın olarak kullanılır.
Endüstriyel üretim
Etilbenzenden
Stiren Monomerinin büyük çoğunluğu etilbenzenden üretilir ve dünya çapında üretilen etilbenzenin neredeyse tamamı stiren üretimi için tasarlanmıştır.
Bu nedenle, iki üretim süreci genellikle oldukça entegredir.
Etilbenzen, benzen ve eten arasında bir Friedel-Crafts reaksiyonu ile üretilir; başlangıçta bu reaksiyonda katalizör olarak alüminyum klorür kullanılmaktaydı, ancak modern üretimde bunun yerini zeolitler almıştır.
Dehidrojenasyon yoluyla
Stiren Monomerinin yaklaşık %80'i etilbenzenin dehidrojenasyonu ile üretilir.
Stiren Monomeri, bir demir(III) oksit katalizörü üzerinde aşırı ısıtılmış buhar (600 °C'ye kadar) kullanılarak elde edilir.
Tepkime oldukça endotermik ve geri dönüşümlüdür ve tipik verimi %88-94'tür.
Ham etilbenzen/Stiren Monomer ürünü daha sonra damıtma yoluyla saflaştırılır.
İki bileşiğin kaynama noktası farkı ortam basıncında sadece 9 °C olduğundan, bir dizi damıtma kolonunun kullanılması gerekir.
Bu işlem enerji yoğundur ve stirenin termal olarak indüklenen polistirene polimerizasyon eğilimi nedeniyle daha da karmaşıklaşır ve sisteme sürekli olarak polimerizasyon inhibitörü eklenmesini gerektirir.
Üretim
Doğada, Stiren Monomeri bazı bitkilerde ve meyvelerinde (tarçın, kahve çekirdeği ve yer fıstığı gibi) çok az bulunur ve kömür katranında stiren bulunur.
İlk olarak, 19. yüzyılda, stiren depolardan damıtılarak ayrıştırıldı.
Laboratuvarda, stiren genellikle sinnamik asidin dekarboksilasyonu ile hazırlanır.
Stiren Monomeri, endüstriyel üretimde hammadde olarak kullanılır ve etilbenzenin katalitik dehidrojenasyonu ile üretilebilir.
Stiren Monomeri üretmenin en yaygın yolu, etilbenzenin 550-600°C'de dehidrojenasyonunu katalize etmektir.
Etilbenzen, dehidrojenasyonu sağlamak için katı faz katalitik yatak aracılığıyla kendi hacminin 10-16 katı yüksek sıcaklıktaki su buharına karıştırılır.
Tepkimenin ana yan ürünleri benzen ve toluendir. Stiren Monomer prosesi, 1930'larda BASF (Almanya) ve Dow Chemical (ABD) tarafından geliştirilmiştir.
Sürekli iyileştirmelerin ardından, çeşitli yardımcı katalizörlerle birlikte bir demir serisi katalizör eklenmiş ve stirenin seçiciliği 1978'de %95'e ulaşmıştır.
Eklenen katalizör çoğunlukla potasyum, vanadyum, molibden, tungsten, seryum ve krom gibi alkali metal veya toprak alkali metaldir.
Etilbenzen dehidrojenasyon reaktörünün iki türü vardır: izotermal ve adiabatik.
İzotermal reaktör, nadiren kullanılan boru tipi bir reaktördür.
Günümüzde genellikle adiabatik bir reaktör kullanılmaktadır.
Proses iki bölümden oluşur: etilbenzen dehidrojenasyonu ve Stiren Damıtma Ayırma.
Şu anda, negatif basınçlı adiabatik dehidrojenasyonun en olgun ve gelişmiş teknolojisi Lummus teknolojisi ve Fina teknolojisidir.
Reaktörde etilbenzenin dönüşümü yaklaşık %35 ila %40'tır.
Dehidrojenasyon çözeltisi %55 ila %60 etilbenzen, %35 ila %40 stiren ve az miktarda benzen, toluen ve katran içerir.
Bu nedenle, stiren ürünlerinin damıtma yoluyla fraksiyonlanması için Stiren Monomeri gereklidir.
Etilbenzen ve stirenin kaynama noktaları nispeten yakın olduğundan, ayırma için gereken plaka sayısı daha fazladır ve stiren daha yüksek sıcaklıklarda yüksek oranda polimerize olabilir.
Polimerizasyon oluşumunu azaltmak için, basıncı düşürmek amacıyla hidrokinon veya kükürt inhibitörü ilavesi kullanılabilir. Kontrol kulesi sıcaklığı 90 oC'yi geçmemelidir.
Stiren Monomeri ayrıca POSM prosesi ile ticari olarak da üretilmektedir. Stiren ve propilen oksit, etilbenzen ve propilenden elde edilir.
Bu üretim yönteminde, etilbenzen, etilbenzen peroksitine oksitlenir ve ardından peroksit, 1-fenil etanol ve propilen oksit elde etmek için propileni oksitlemek için kullanılır.
Son olarak, 1-fenil etanolün dehidrasyonundan sonra Stiren Monomeri elde edilebilir.
Bu yöntem, 0,4 t propilen oksit üretimi ile karakterize edilir.
Stiren Monomeri, dehidrojenasyon gibi yüksek sıcaklık gerektirmez ve klorohidrin işlemiyle propilen oksit üretme sorununu ortadan kaldırır.
Ancak reaksiyon süresi karmaşıktır, yan ürünler büyüktür ve teknolojik süreç uzundur.
Etilbenzen tüketimi, dehidrojenasyondan daha yüksektir.
Üretim Yöntemleri
Stiren Monomeri, metal katalizörler kullanılarak yüksek sıcaklıkta etilbenzenin dehidrojenasyonuyla üretilir: C6H5CH2CH2(g)→ C6H5CH = CH2(g) + H2(g).
Buna EB/SM (etilbenzen/stiren monomeri) işlemi denir.
Stiren Monomeri ayrıca PO/SM (propilen oksit/stiren monomeri) işlemiyle de üretilebilir.
Bu işlem, etilbenzenin (C6H5CH2CH2) hidroperokside (C6H5CH(OOH)CH3) oksitlenmesiyle başlar ve bu daha sonra propileni (CH3CH = CH2) oksitleyerek propilen oksit (CH3CH2CHO) ve feniletanol (C6H5CH(OH)CH3) üretmek için kullanılır.
Feniletanol daha sonra dehidrate edilerek stiren ve su elde edilir.
Stiren Monomeri, benzen ve etilen veya doğal gazın reaksiyona girmesiyle de sentezlenebilir.
Temas alerjenleri
Ambalajlı gıdalarda Stiren Monomerinin bulunması, esas olarak polistiren kaplardan monomerin sızmasından kaynaklanır.
Polistiren (PS), et tepsileri, kurabiyeler ve tek kullanımlık tabaklar, bardaklar vb. gibi gıda ile temas eden malzemelerin üretiminde yaygın olarak kullanılır ve PS tüketiminin yaklaşık %50'si gıda ambalajları ve gıda servis ürünleriyle ilgilidir.
Üretim süreci sırasında Stiren Monomer monomeri, PS ürünlerinde tıkanabilir ve bu malzemelerden gıdaya geçebilir.
Stiren monomerinin polistiren kaplardan geçiş hızı, esas olarak gıdanın lipofilisitesine, gıda hacmi başına kabın yüzey alanına, temas süresine ve gıda sıcaklığına bağlıdır.
Stiren Monomeri, farklı kategorilerdeki 24 gıda temas malzemesinde (ekstrüde polistiren köpük, genleşebilen polistiren, yüksek darbeye dayanıklı polistiren) 9,3 ila 3100 mg/kg arasında değişen konsantrasyonlarda, ortalama 340 mg/kg konsantrasyonda bulunmuştur.
Bu konsantrasyon, yağlı gıdalar için 5000 mg/kg ve sulu gıdalar için 10000 mg/kg olan gıda ambalaj malzemelerinde stiren için belirlenen USFDA limitinin altındadır.
Ayrıca, polimerizasyon sırasında oluşan kalıntı malzemeler olan Stiren Monomer dimerleri ve trimerleri de tespit edilmiştir.
Stiren Monomeri, PS ambalajlarla temas halinde tutulan yoğurt, kruvasan, kurabiye, çiğ tavuk ve çiğ sığır eti gibi çeşitli gıdalarda (et tepsileri, kurabiye tepsileri ve çikolatalı şekerleme tepsileri) çiğ tavukta 2,6 ng/g'dan sandviç kurabiyelerde 163 ng/g'a kadar değişen konsantrasyonlarda bulunmuştur.
Stiren Monomerinin insan kanserojeni olduğu makul bir şekilde tahmin ediliyor.
Birçok uluslararası marka, ürünlerindeki polistiren köpük ambalajları aşamalı olarak kaldırmaya başlıyor.
