Styren

Den aktuella versionen av sidan har ännu inte granskats av erfarna bidragsgivare och kan skilja sig väsentligt från versionen som granskades den 15 december 2019; kontroller kräver 48 redigeringar .
Styren
Allmän
Förkortningar PhVi
Chem. formel C8H8 _ _ _
Fysikaliska egenskaper
Molar massa 104,15 g/ mol
Densitet 0,906 g/cm³
Joniseringsenergi 8,4 ± 0,1 eV [1]
Termiska egenskaper
Temperatur
 •  smältning -30,6°C
 •  kokande 145°C
 •  blinkar 88±1℉ [1]
Explosiva gränser 0,9 ± 0,1 vol.% [1]
Ångtryck 5 ± 1 mmHg [ett]
Klassificering
Reg. CAS-nummer 100-42-5
PubChem 7501
Reg. EINECS-nummer 202-851-5
LEDER   c1cccc1C=C
InChI   InChI=1S/C8H8/c1-2-8-6-4-3-5-7-8/h2-7H,1H2PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N
RTECS WL3675000
CHEBI 27452
ChemSpider 7220
Säkerhet
NFPA 704 NFPA 704 fyrfärgad diamant 3 2 2
Data baseras på standardförhållanden (25 °C, 100 kPa) om inget annat anges.
 Mediafiler på Wikimedia Commons

Styren ( fenyletylen, vinylbensen, etenylbensen ), bruttoformel , rationell formel , förkortad kemisk beteckning  är en färglös giftig vätska med en specifik lukt.

Styren är praktiskt taget olösligt i vatten, lättlösligt i organiska lösningsmedel, ett bra lösningsmedel för polymerer .

Det används främst för syntes av polystyren och styren-butadiengummi .

Enligt den hygieniska standarden GN 2.1.6.3492-17 (innehåll i luften i befolkade områden) tillhör styren den andra faroklassen, enligt FN :s klassificering av farligt gods  - till den tredje [2] .

Får

Det mesta av styrenet (cirka 85%) i industrin erhålls genom dehydrering av etylbensen :

vid en temperatur av 600-650 ° C , atmosfärstryck och utspädd med överhettad vattenånga med en faktor 3-10. Järn-kromoxidkatalysatorer används med tillsats av kaliumkarbonat .

En annan industriell metod, genom vilken de återstående 15% erhålls , är dehydrering av metylfenylkarbinol , som bildas i processen för att erhålla propylenoxid från etylbensenhydroperoxid . Etylbensenhydroperoxid erhålls från etylbensen genom icke-katalytisk luftoxidation .

Alternativa metoder för att framställa styren utvecklas. Katalytisk cyklodimerisering av butadien till vinylcyklohexen, följt av dess efterföljande dehydrering . Oxidativ koppling av toluen för att bilda stilben ; stilbenmetates med eten leder till styren. Styren kan också erhållas genom att reagera toluen med metanol . Dessutom utvecklades aktivt metoder för att isolera styren från flytande pyrolysprodukter . Hittills är ingen av dessa processer ekonomiskt lönsam och har inte implementerats i industriell skala.

Under laboratorieförhållanden kan den erhållas genom att värma polystyren till 320 ° C med sin omedelbara kylning.

Egenskaper

Styren oxideras lätt, fäster halogener , polymeriserar (bildar en fast glasmassa - polystyren ) och sampolymeriserar med olika monomerer. Polymerisering sker redan vid rumstemperatur (ibland med en explosion), därför stabiliseras styren under lagring med antioxidanter (till exempel tert-butylpyrokatekol , hydrokinon ).

Halogenering, till exempel, i reaktionen med brom, till skillnad från anilin, fortskrider inte längs bensenringen, utan längs vinylgruppen med bildning av 1,2-dibrometylbensen.

Applikation

Styren används nästan uteslutande för framställning av polymerer . Många typer av styrenbaserade polymerer inkluderar polystyren , styrofoam (expanderad polystyren), styrenmodifierade polyestrar, ABS (akrylnitril-butadien-styren) och SAN (styren-akrylnitril) plast.

Sampolymerisationsreaktionen av butadien och styren ger butadien-styrengummi som används vid tillverkning av däck och vid tillverkning av formade och icke-formade gummiprodukter. På grund av sin strålningsbeständighet används styren-butadiengummin vid tillverkning av gummin som är resistenta mot gammastrålning.

Polystyrenspån löst i styren bildar ett idealiskt lim för polystyren: under påverkan av värme och polymerisatorrester polymeriserar styren i limlinjen ganska snabbt och förvandlas till polystyren, så två limmade delar förvandlas till en monolitisk del.

Styren är också en del av napalm .

Toxicitet och arbetssäkerhet

Styren är ett allmänt giftigt gift . Inblandningen av styren i luften kan irritera slemhinnorna i de övre luftvägarna och i höga koncentrationer orsaka ögonirritation. Den mest uttalade toxiska effekten av styren är effekten på det centrala nervsystemet. En specifik manifestation av styrenneurotoxicitet är en kränkning av färgseende (förmågan att särskilja färger). Subjektiva besvär från dem som arbetar med styren på arbetsplatsen inkluderar huvudvärk, yrsel, minnesstörning och berusning. Med en ökning av koncentrationen av styren ökar frekvensen av subjektiva symtom, och klagomål om trötthet och irritabilitet uppträder också. Flera studier har noterat en ökning av serumprolaktinnivåer korrelerad med nivån av styren i blodet och dess metaboliter i urinen (som inte överstiger den fysiologiska normen). De påstådda effekterna av styrendoser som är typiska för kemiska arbetare på andra systemiska funktioner i människokroppen har inte tillförlitligt bevisats. Styrens förmodade cancerogenicitet har inte heller noggrant bevisats, eftersom de genomförda studierna inte tillåter oss att utesluta effekten av andra möjliga cancerframkallande ämnen [3] .

Normer för tillåtna koncentrationer

Styren tillhör den tredje faroklassen (enligt GOST 10003-90). Maximalt tillåtna koncentrationer (MPC) av styren [4] [5] [6] :

Riktigt luktsinne[ klargöra ] lukt börjar vid en koncentration av 258 mg/m³ , vilket överstiger den genomsnittliga skift-MPC med 25 gånger. Man bör också ta hänsyn till att lukten av skumplastskumrester ofta förväxlas med lukten av styren som pentan , som på grund av sin extrema flyktighet har en mycket hög emission från skummet tills det helt avdunstar från det [8 ] Pentan är en lågtoxisk gas som endast orsakar lätt irritation av slemhinnorna vid hög koncentration.

Det bör noteras att de ryska MPC-standarderna för styren helt enkelt motsvarar den vanliga genomsnittliga uppmätta koncentrationen av styren i rum där polystyrener används, men har ingenting att göra med påverkan på människokroppen. Skillnaden mellan denna norm och de agerande normerna beskrivs i det officiella arbetet från det amerikanska hälsodepartementet , känt som "The Toxic Profile of Styrene". [3]

Tabell 2-1 ger en översikt över ett 40-tal vetenskapliga artiklar om styrentoxicitet, som gav olika värden beroende på studien och typen av exponering för styren i kroppen.

Styrenexponering Koncentration utan observerbara

effekter (NOAEL, ppm)

Koncentrationen är minimal

skadliga effekter (LOAEL, ppm)

Minskad färguppfattning åtta tjugo
Minskad intellektuella förmågor

hur man löser logiska problem

tio femtio
Förlust av balans inte studerat 25
Minskad reaktionstid åtta femtio
Hörselnedsättning arton femtio
Minskad nervledning 40 femtio

Som framgår av tabellen är den verkliga toxiska effekten av styren på en person en berusande effekt och liknar effekten av alkohol. Som du kan se, upp till en koncentration på 10 ppm (43 mg/m³), enligt moderna vetenskapliga data, finns det ingen effekt av styren på människor. Denna koncentration motsvarar ungefär den strängaste ryska MPCm på 30 mg/m³. Men även LOAEL-standarden visar den koncentration vid vilken berusningseffekterna av styren fortfarande knappt kan märkas och endast för en professionell vetenskapsman. Den märkbara berusningseffekten av styren börjar vid en koncentration av cirka 100 ppm (430 mg/m³). De flesta arbetare som exponerats för denna koncentration av styren i 2-8 år visar dock inga effekter på nervsystemet och det är bara ett fåtal personer som gör det. Det är ganska uppenbart att en sådan koncentration överskrider med cirka 1000 gånger de ryska standarderna för styrenkoncentrationer och en förklaring till detta ges i avsnitt 1.5 i arbetet "Toxic profile of styren", där det anges att ofta "MACs" formuleras från den genomsnittliga nivån av styrennärvaro i lokalerna, medan hur den giftiga nivån av styren egentligen skiljer sig med cirka 1000 gånger i koncentration från genomsnittet inomhus. I tabell 8-1 anger den amerikanska tillsynsmyndigheten att WHO använder ett liknande tillvägagångssätt , med normen 0,26 mg/m³. Den amerikanska tillsynsmyndigheten håller inte med om detta på grund av bristen på vetenskapligt underlag för att acceptera den genomsnittliga koncentrationen av styren i lokaler som MPC-norm. Den amerikanska tillsynsmyndigheten konstaterar att nästan hela det amerikanska expertsamfundet, från fackliga organisationer till olika arbets- och miljöbyråer, inte håller med om WHO:s ståndpunkt. Den amerikanska tillsynsmyndigheten ger i Tabell 8-1 yttrandet från det amerikanska expertsamfundet om en rimlig MPC för styren.

Regulator MAC av styren

mg/m³

Tillbringad tid per dag

i den angivna koncentrationen

VEM 0,26 Inte specificerat i WHO-standarden
ACGIH 85 klockan 8
AIHA 213 klockan 8
EPA 85 klockan 8
NIOSH 200 10 timmar
OSHA 400 klockan 8

Enligt den amerikanska tillsynsmyndigheten, om vetenskapliga artiklar om styrentoxicitet tolkas, bör normen på 86 mg / m³ för en 8-timmars arbetsdag accepteras med en marginal,

Separat, i "Toxic Profile of Styrene" noteras det att förutom berusande effekter är alla andra påstådda toxiska effekter, i synnerhet effekter på levern och reproduktionsfunktionen, mestadels fiktion och bekräftas inte av vare sig djurförsök eller mänskliga observationer .

För att analysera effekten av styren på levern exponerades försöksråttor för en koncentration av 160 ppm styren i mer än 2 år, inga effekter på levern på råttor hittades (se avsnitt 2.2 i "profilen"). Arbetare som exponerats för 40 ppm i 5 år visar ingen onormal leverfunktion. Människor visar inte heller några skador på luktceller, liksom råttor. Den amerikanska tillsynsmyndigheten noterar separat att försök att utvidga experiment med möss till människor i termer av förstörelse av luktsinnet är felaktiga, inga skador har experimentellt upptäckts hos människor och inte ens teoretiskt förväntas på grund av den olika utformningen av luktreceptorer i möss och människor. Den amerikanska tillsynsmyndigheten noterar att även om styren har rapporterats ha negativa effekter på graviditeten hos hamstrar vid mycket höga koncentrationer av 1000 ppm under 18 dagar, i alla större djur inhalerade och orala former, hade inte ens stora doser styren någon effekt på graviditeten. Statistiskt sett finns det i USA inte heller någon korrelation mellan graviditeten hos kvinnor som var påverkade av stora doser styren och eventuella fosterdefekter. En studie (Kolstad et al. 1999a) dokumenterade spermieavvikelser hos arbetare som exponerades för styren, men som forskarna själva konstaterar påverkade "anomalin" inte fertiliteten eller några fosterdefekter. Dessa anomalier observeras när 6 timmar om dagen vid en styrenkoncentration på över 500 ppm.

Cancerframkallande effekter

Samtidigt konstaterar det amerikanska hälsodepartementet i "Toxic Profile of Styrene" att enligt WHO-data studeras styrens cancerframkallande effekt på människor. Det amerikanska hälsodepartementet självt i "profilen" konstaterar att det bara finns mycket indirekta data från vetenskapliga studier. Cancersjukdomar upptäcktes endast hos möss under påverkan av stora doser styren, men smågnagare har mycket ofta onkologiska sjukdomar. Data för arbetare i kemiska fabriker visade vanligtvis inte något överskott i statistiken över cancer. På samma ställe där forskarna ibland märkte ett litet överskott, passade det in i ramen för standardavvikelsen , dvs. översteg inte det statistiska bruset. Separat noterar det amerikanska hälsodepartementet att bland dessa enskilda cancerformer hittades inte ett enda fall med riktigt allvarliga livshotande cancerformer. Enligt WHO är den uppskattade risken för cancer från styren mellan 1 av 50 000 personer som exponeras för styren, till 1 av 1 000 000 personer

Fram till 2018 fanns det inga direkta bevis för styrens cancerogenicitet. I grund och botten fanns det bara teoretiska antaganden om att kemiska reaktioner som involverar styren kunde skada DNA. [9] Men praktiskt taget inga mutationer kunde upptäckas hos människor som exponerades för styren, även när styren hittades i människors blod. Experiment på möss har blandats på grund av deras stora naturliga benägenhet för onkologi, och det har inte varit möjligt att replikera den onkologiska effekten på något annat djur. Det enda direkta beviset på en möjlig cancerframkallande effekt av styren hos människor erhölls 2018, vilket ledde till att WHO och International Agency for Research on Cancer (IARC) omklassificerade styren från "sannolikt" till "möjligen" cancerframkallande. 73 036 arbetare studerades som arbetade i direktkontakt med styren i en kemisk fabrik. Det normala antalet myeloid leukemi (en sällsynt form av leukemi ) är cirka 10 personer för det antalet personer, 25 fall av myeloid leukemi har hittats. Utifrån detta infördes nya standarder för arbete med styren på kemiska företag. Det bör noteras att den normala livstidsrisken för cancer är cirka 20 %, i detta fall diskuteras en hypotetisk cancerrisk på cirka 0,01 % och uteslutande för arbetare inom den kemiska industrin. Även en risk på 0,01% är hypotetisk, eftersom arbetare inom den kemiska industrin använder en mängd olika kemikalier i sitt arbete, och det har inte visats att styren, och inte något annat associerat reagens, orsakade den indikerade effekten. [10] För hushållsanvändning av polystyrenbaserade produkter är utsläppen mer än 10 000 gånger lägre, och det finns inga bevis eller begränsningar för användningen av polystyrenprodukter i hushållsbruk. Som påpekats av FDA och Cancer Council är det inte hysterin kring styren som är viktigare för att minska risken för cancer, utan vägran att röka, garva, dricka alkohol och äta ohälsosam mat. [elva]

Anteckningar

  1. ↑ 1 2 3 4 http://www.cdc.gov/niosh/npg/npgd0571.html
  2. ↑ ICSC0073 . Hämtad 25 juni 2018. Arkiverad från originalet 10 november 2018.
  3. ↑ 1 2 Folkhälsomyndigheten för giftiga ämnen och sjukdomsregistret. TOXIKOLOGISK PROFIL FÖR  STYREN . US DEPARTMENT OF HEALTH AND HUMAN SERVICES (2010). Hämtad 17 november 2021. Arkiverad från originalet 19 januari 2022.
  4. ↑ s: Hygieniska standarder GN 2.2.5.1313-03 . "Maximala tillåtna koncentrationer (MPC) av skadliga ämnen i luften i arbetsområdet"
  5. ↑ s: Hygieniska standarder GN 2.1.6.1338-03 . "Maximala tillåtna koncentrationer (MPC) av föroreningar i den atmosfäriska luften i befolkade områden".
  6. ↑ s: Hygieniska standarder GN 2.1.5.1315-03 . "Maximala tillåtna koncentrationer (MPC) av kemiska ämnen i vattnet i vattenförekomster av hushållsdrickande och kulturell och gemenskapsvattenanvändning".
  7. ↑ (Rospotrebnadzor) . Nr 2410. Etenylbensen (vinylbensen; styren) // GN 2.2.5.3532-18 "Maximala tillåtna koncentrationer (MPC) av skadliga ämnen i luften i arbetsområdet" / godkänd av A. Yu. Popova . - Moskva, 2018. - S. 163. - 170 sid. - (Sanitära regler). Arkiverad 12 juni 2020 på Wayback Machine
  8. ↑ Wolf MA, Rowe VK, McCollister DD, Hollingsworth RL, Oyen F. Toxikologiska studier av vissa alkylerade bensener och bensen; experiment på laboratoriedjur  // American Medical Association AMA Archives of Industrial Health  . - Chicago, 1956. - Oktober (vol. 14 ( utgåva 4 ). - P. 387-398. - ISSN 0567-3933 . - PMID 13361560
  9. ↑ Trisia A. Farrelly, Ian C. Shaw. Polystyren som farligt hushållsavfall . — IntechOpen, 2017-02-01. — ISBN 978-953-51-2910-3 . Arkiverad 15 november 2021 på Wayback Machine
  10. ↑ Efter 40 år i limbo : Styren är förmodligen cancerframkallande  . ScienceDaily . Hämtad 15 november 2021. Arkiverad från originalet 15 november 2021.
  11. ↑ Orsakar det cancer att äta eller dricka ur matförpackningar i polystyren?  (engelska) . www.cancer.org.au . Hämtad 15 november 2021. Arkiverad från originalet 15 november 2021.

Litteratur

  Gå till Wikidata-objektet  Ordböcker och uppslagsverk
I bibliografiska kataloger