Styren

styren
Všeobecné
Zkratky	PhVi
Chem. vzorec	C8H8 _ _ _
Fyzikální vlastnosti
Molární hmotnost	104,15 g/ mol
Hustota	0,906 g/cm³
Ionizační energie	8,4 ± 0,1 eV [1]
Tepelné vlastnosti
Teplota
•  tání	-30,6 °C
•  vroucí	145 °C
•  bliká	88±1℉ [1]
Meze výbušnosti	0,9 ± 0,1 obj. % [1]
Tlak páry	5 ± 1 mmHg [jeden]
Klasifikace
Reg. Číslo CAS	100-42-5
PubChem	7501
Reg. číslo EINECS	202-851-5
ÚSMĚVY	c1cccc1C=C
InChI	InChI=1S/C8H8/cl-2-8-6-4-3-5-7-8/h2-7H,1H2PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N
RTECS	3675000 WL
CHEBI	27452
ChemSpider	7220
Bezpečnost
NFPA 704	3 2 2
Údaje jsou založeny na standardních podmínkách (25 °C, 100 kPa), pokud není uvedeno jinak.
Mediální soubory na Wikimedia Commons

Styren ( fenylethylen, vinylbenzen, ethenylbenzen ), hrubý vzorec , racionální vzorec , zkrácené chemické označení  je bezbarvá toxická kapalina se specifickým zápachem.

Styren je prakticky nerozpustný ve vodě, snadno rozpustný v organických rozpouštědlech, dobré rozpouštědlo pro polymery .

Používá se především pro syntézu polystyrenu a styren-butadienového kaučuku .

Podle hygienické normy GN 2.1.6.3492-17 (obsah v ovzduší obydlených oblastí) patří styren do druhé třídy nebezpečnosti, podle klasifikace nebezpečných věcí OSN  - do třetí [2] .

Získání

Většina styrenu (asi 85 %) v průmyslu se získává dehydrogenací ethylbenzenu :

při teplotě 600-650 °C , atmosférickém tlaku a zředěný přehřátou vodní párou faktorem 3-10. Katalyzátory na bázi oxidů železa a chromu se používají s přídavkem uhličitanu draselného .

Další průmyslovou metodou, kterou se získá zbývajících 15 % , je dehydratace methylfenylkarbinolu , který vzniká při procesu získávání propylenoxidu z ethylbenzenhydroperoxidu . Ethylbenzenhydroperoxid se získává z ethylbenzenu nekatalytickou oxidací vzduchem .

Vyvíjejí se alternativní způsoby výroby styrenu. Katalytická cyklodimerizace butadienu na vinylcyklohexen s následnou dehydrogenací . Oxidační vazba toluenu za vzniku stilbenu ; metatéza stilbenu s ethylenem vede ke styrenu. Styren lze také získat reakcí toluenu s methanolem . Kromě toho byly aktivně vyvíjeny metody pro izolaci styrenu z kapalných produktů pyrolýzy . Dosud žádný z těchto procesů není ekonomicky životaschopný a nebyl implementován v průmyslovém měřítku.

V laboratorních podmínkách jej lze získat zahřátím polystyrenu na 320 °C s jeho okamžitým ochlazením.

Vlastnosti

Styren snadno oxiduje, váže halogeny , polymeruje (vytváří pevnou skelnou hmotu - polystyren ) a kopolymeruje s různými monomery. Polymerace probíhá již při pokojové teplotě (někdy s explozí), proto je styren při skladování stabilizován antioxidanty (např. terc-butylpyrokatechol , hydrochinon ).

Halogenace například při reakci s bromem na rozdíl od anilinu neprobíhá podél benzenového kruhu, ale podél vinylové skupiny za vzniku 1,2-dibromethylbenzenu.

Aplikace

Styren se používá téměř výhradně k výrobě polymerů . Mezi četné typy polymerů na bázi styrenu patří polystyren , styrofoam (expandovaný polystyren), styrenem modifikované polyestery, ABS (akrylonitril-butadien-styren) a SAN (styren-akrylonitril) plasty.

Kopolymerační reakcí butadienu a styrenu vzniká butadienstyrenový kaučuk používaný při výrobě pneumatik a při výrobě lisovaných a nelisovaných pryžových výrobků. Styren-butadienové kaučuky se díky své odolnosti vůči záření používají při výrobě kaučuků, které jsou odolné vůči gama záření.

Polystyrenové hobliny rozpuštěné ve styrenu tvoří ideální lepidlo pro polystyren: vlivem tepla a zbytků polymerizátoru styren v linii lepidla poměrně rychle polymeruje a přechází v polystyren, takže ze dvou lepených dílů se stane monolitický díl.

Styren je také součástí napalmu .

Toxicita a bezpečnost práce

Styren je obecný toxický jed . Příměs styrenu ve vzduchu může dráždit sliznice horních cest dýchacích a ve vysokých koncentracích způsobuje i podráždění očí. Nejvýraznějším toxickým účinkem styrenu je účinek na centrální nervový systém. Specifickým projevem neurotoxicity styrenu je porušení barevného vidění (schopnosti rozlišovat barvy). Mezi subjektivní stížnosti osob pracujících se styrenem na pracovišti patří bolesti hlavy, závratě, poruchy paměti a intoxikace. Se zvýšením koncentrace styrenu se zvyšuje frekvence subjektivních příznaků, objevují se i stížnosti na únavu a podrážděnost. Několik studií zaznamenalo zvýšení hladin prolaktinu v séru korelované s hladinou styrenu v krvi a jeho metabolitů v moči (nepřekračující fyziologickou normu). Údajné účinky dávek styrenu typických pro chemické pracovníky na další systémové funkce lidského těla nebyly spolehlivě prokázány. Předpokládaná karcinogenita styrenu také nebyla důsledně prokázána, protože provedené studie neumožňují vyloučit účinek dalších možných karcinogenů [3] .

Normy přípustných koncentrací

Styren patří do třetí třídy nebezpečnosti (podle GOST 10003-90). Maximální přípustné koncentrace (MPC) styrenu [4] [5] [6] :

• MPCm = 30 mg/m3;
• MPC.s. = 10 mg/m³ (průměrný posun) [7] ;
• MPCm.r. = 0,04 mg/m3;
• MPCs.s. = 0,002 mg/m3;
• MPCv. = 0,02 mg/l.

Skutečný čich[ objasnit ] zápach začíná při koncentraci 258 mg/m³ , která 25krát překračuje průměrný posun MPC. Je třeba také vzít v úvahu, že zápach zbytků pěny z pěnového plastu je často mylně zaměňován za zápach styrenu jako pentan , který má díky své extrémní těkavosti velmi vysoké emise z pěny, dokud se z ní zcela neodpaří [8 ] Pentan je málo toxický plyn, který při vysoké koncentraci způsobuje pouze mírné podráždění sliznic.

Je třeba poznamenat, že ruské normy MPC pro styren odpovídají jednoduše obvyklé průměrné naměřené koncentraci styrenu v místnostech, kde se polystyreny používají, ale nemají nic společného s dopadem na lidské tělo. Rozdíl mezi touto normou a platnými normami je podrobně popsán v oficiální práci Ministerstva zdravotnictví USA známé jako „Toxický profil styrenu“. [3]

Tabulka 2-1 poskytuje přehled asi 40 vědeckých prací o toxicitě styrenu, které udávaly různé hodnoty v závislosti na studii a typu expozice styrenu v těle.

Jak je vidět z tabulky, skutečný toxický účinek styrenu na člověka je opojný účinek a připomíná účinek alkoholu. Jak vidíte, do koncentrace 10 ppm (43 mg/m³) podle moderních vědeckých údajů nemá styren na člověka žádný účinek. Tato koncentrace zhruba odpovídá nejpřísnějšímu ruskému MPCm 30 mg/m³. I norma LOAEL však ukazuje koncentraci, při které jsou omamné účinky styrenu ještě sotva postřehnutelné a pouze pro profesionálního vědce. Znatelný opojný účinek styrenu začíná při koncentraci asi 100 ppm (430 mg/m³). Většina pracovníků vystavených této koncentraci styrenu po dobu 2-8 let však nevykazuje žádné účinky na nervovou soustavu a jen málo lidí ano. Je zcela zřejmé, že taková koncentrace překračuje asi 1000krát ruské standardy pro koncentrace styrenu a vysvětlení je uvedeno v části 1.5 práce "Toxický profil styrenu", kde je uvedeno, že často jsou formulovány "MAC". od průměrné úrovně přítomnosti styrenu v prostorách, zatímco to, jak se toxická úroveň styrenu skutečně liší v koncentraci asi 1000krát od průměru v interiéru. V tabulce 8-1 americký regulátor uvádí, že WHO používá podobný přístup s použitím normy 0,26 mg/m³. Americký regulátor s tím nesouhlasí kvůli nedostatku vědeckého zdůvodnění pro přijetí průměrné koncentrace styrenu v prostory jako norma MPC. Americký regulátor poznamenává, že téměř celá americká odborná komunita, od odborových organizací až po různé úřady práce a životního prostředí, nesouhlasí s postojem WHO. Americký regulátor poskytuje v tabulce 8-1 názor americké expertní komunity na přiměřenou MPC pro styren.

Podle amerického regulátora, pokud jsou vědecké práce o toxicitě styrenu interpretovány, pak by norma 86 mg / m³ pro 8hodinový pracovní den měla být přijata s rezervou,

Samostatně se v „Toxickém profilu styrenu“ uvádí, že kromě omamných účinků jsou všechny ostatní uváděné toxické účinky, zejména účinky na játra a reprodukční funkce, většinou smyšlené a nejsou potvrzeny ani pokusy na zvířatech, ani pozorováním na lidech. .

Pro analýzu účinku styrenu na játra byly experimentální krysy vystaveny koncentraci 160 ppm styrenu po dobu delší než 2 roky, nebyly zjištěny žádné účinky na játra krys (viz část 2.2 „profilu“). Pracovníci vystavení 40 ppm po dobu 5 let nevykazují žádné abnormální jaterní funkce. Lidé také nevykazují žádné poškození čichových buněk, stejně jako potkani. Americký regulátor samostatně poznamenává, že pokusy rozšířit pokusy s myší na člověka z hlediska zničení čichu jsou chybné, u lidí nebylo experimentálně zjištěno žádné poškození a ani se teoreticky nepředpokládá kvůli odlišné konstrukci čichových receptorů v myší a lidí. Americký regulátor poznamenává, že ačkoliv bylo hlášeno, že styren má negativní účinky na březost u křečků při velmi vysokých koncentracích 1000 ppm po dobu 18 dnů, u všech větších zvířat vdechované a orální formy neměly ani velké dávky styrenu na březost žádný vliv. Statisticky ve Spojených státech také neexistuje žádná korelace mezi těhotenstvím žen, které byly pod vlivem velkých dávek styrenu, a případnými defekty plodu. Jedna studie (Kolstad et al. 1999a) dokumentovala abnormality spermií u pracovníků vystavených styrenu, ale jak sami vědci poznamenávají, „anomálie“ neovlivnila plodnost ani žádné defekty plodu. Tyto anomálie jsou pozorovány při 6 hodinách denně při koncentraci styrenu nad 500 ppm.

Karcinogenní účinky

Americké ministerstvo zdravotnictví v „Toxickém profilu styrenu“ zároveň poznamenává, že podle údajů WHO se zkoumá karcinogenní účinek styrenu na člověka. Samotné americké ministerstvo zdravotnictví v „profilu“ poznamenává, že existují jen velmi nepřímé údaje z vědeckých studií. Rakovinná onemocnění byla zjištěna pouze u myší pod vlivem velkých dávek styrenu, ale malí hlodavci mají velmi často onkologická onemocnění. Údaje za pracovníky chemických závodů obvykle nevykazovaly žádný přebytek ve statistice rakoviny. Na stejném místě, kde občas badatelé zaznamenali mírný přebytek, pak zapadl do rámce směrodatné odchylky , tzn. nepřekročil statistický šum. Americké ministerstvo zdravotnictví zvlášť poznamenává, že mezi těmito jednotlivými formami rakoviny nebyl nalezen jediný případ se skutečně závažnými život ohrožujícími formami rakoviny. Podle WHO je odhadované riziko rakoviny způsobené styrenem mezi 1 z 50 000 lidí vystavených styrenu a 1 z 1 000 000 lidí.

Do roku 2018 neexistovaly žádné přímé důkazy o karcinogenitě styrenu. V podstatě existovaly pouze teoretické předpoklady, že chemické reakce zahrnující styren mohou poškodit DNA. [9] U lidí vystavených styrenu však nebylo možné detekovat prakticky žádné mutace, a to ani v případě, že byl styren nalezen v lidské krvi. Experimenty na myších byly smíšené kvůli jejich velkému přirozenému sklonu k onkologii a nebylo možné replikovat onkologický účinek na žádné jiné zvíře. Jediný přímý důkaz o možném karcinogenním účinku styrenu na člověka byl získán v roce 2018, což vedlo WHO a Mezinárodní agenturu pro výzkum rakoviny (IARC) k překlasifikování styrenu z „pravděpodobně“ na „možná“ karcinogenní. Bylo studováno 73 036 pracovníků, kteří pracovali v přímém kontaktu se styrenem v chemické továrně. Normální počet myeloidní leukémie (vzácná forma leukémie ) je přibližně 10 lidí na tento počet lidí, bylo zjištěno 25 případů myeloidní leukémie. Na základě toho byly zavedeny nové normy pro práci se styrenem v chemických podnicích. Je třeba poznamenat, že běžné celoživotní riziko rakoviny je přibližně 20 %, v tomto případě se diskutuje o hypotetickém riziku rakoviny přibližně 0,01 % a výhradně pro pracovníky v chemickém průmyslu. I riziko 0,01 % je hypotetické, protože pracovníci v chemickém průmyslu používají při své práci různé chemikálie a nebylo prokázáno, že by uvedený účinek způsobil styren a ne nějaké další související činidlo. [10] U výrobků na bázi polystyrenu v domácnostech jsou emise více než 10 000krát nižší a neexistují žádné důkazy ani omezení používání výrobků z polystyrenu v domácnostech. Jak poznamenaly FDA a Cancer Council, pro snížení rizika rakoviny není důležitější hysterie kolem styrenu, ale odmítání kouřit, opalovat se, pít alkohol a jíst nezdravá jídla. [jedenáct]

Poznámky

1. ↑ 1 2 3 4 http://www.cdc.gov/niosh/npg/npgd0571.html
2. ↑ ICSC0073 . Získáno 25. června 2018. Archivováno z originálu 10. listopadu 2018. (neurčitý)
3. ↑ 1 2 Agentura veřejného zdraví pro registr toxických látek a nemocí. TOXIKOLOGICKÝ PROFIL PRO  STYREN . AMERICKÉ ODDĚLENÍ ZDRAVÍ A LIDSKÝCH SLUŽEB (2010). Získáno 17. listopadu 2021. Archivováno z originálu dne 19. ledna 2022.
4. ↑ s: Hygienické normy GN 2.2.5.1313-03 . "Maximální přípustné koncentrace (MPC) škodlivých látek ve vzduchu v pracovní oblasti"
5. ↑ s: Hygienické normy GN 2.1.6.1338-03 . „Maximální přípustné koncentrace (MPC) znečišťujících látek v atmosférickém vzduchu obydlených oblastí“.
6. ↑ s: Hygienické normy GN 2.1.5.1315-03 . „Maximální přípustné koncentrace (MPC) chemických látek ve vodě vodních útvarů domácích pitných a kulturních a komunitních vod“.
7. ↑ (Rospotrebnadzor) . č. 2410. Ethenylbenzen (vinylbenzen; styren) // GN 2.2.5.3532-18 "Maximální přípustné koncentrace (MPC) škodlivých látek ve vzduchu v pracovní oblasti" / schváleno A. Yu. Popova . - Moskva, 2018. - S. 163. - 170 s. - (hygienická pravidla).  (Ruština) Archivováno 12. června 2020 na Wayback Machine
8. ↑ Wolf MA, Rowe VK, McCollister DD, Hollingsworth RL, Oyen F. Toxikologické studie určitých alkylovaných benzenů a benzenu; experimenty na laboratorních zvířatech  // American Medical Association AMA Archives of Industrial Health  . - Chicago, 1956. - Říjen (vol. 14 ( vydání 4 ). - S. 387-398. - ISSN 0567-3933 . - PMID 13361560
9. ↑ Trisia A. Farrelly, Ian C. Shaw. Polystyren jako nebezpečný domovní odpad . — IntechOpen, 2017-02-01. — ISBN 978-953-51-2910-3 . Archivováno 15. listopadu 2021 na Wayback Machine
10. ↑ Po 40 letech v limbu : Styren je pravděpodobně karcinogenní  . ScienceDaily . Získáno 15. listopadu 2021. Archivováno z originálu dne 15. listopadu 2021.
11. ↑ Způsobuje konzumace nebo pití z polystyrenových obalů na potraviny rakovinu?  (anglicky) . www.cancer.org.au . Získáno 15. listopadu 2021. Archivováno z originálu dne 15. listopadu 2021.

Literatura

• Donald L. Bardick, William L. Loeffler Petrochemie. - M: Olymp-Business, 2005.
• Chemická encyklopedie / Ed.: Knunyants I.L. a další - M .: Sovětská encyklopedie, 1995. - T. 4 (Pol-Three). — 639 s. — ISBN 5-82270-092-4 .

Slovníky a encyklopedie	Velká dánština velká čínština velká čínština Skvělý norský Velký Rus Britannica (online)
V bibliografických katalozích	GND : 4183889-0 J9U : 987007543856505171 LCCN : sh85129392 NDL : 00575493 NKC : ph187956