Styreeni

Kokeneet kirjoittajat eivät ole vielä tarkistaneet sivun nykyistä versiota, ja se voi poiketa merkittävästi 15. joulukuuta 2019 tarkistetusta versiosta . tarkastukset vaativat 48 muokkausta .
Styreeni
Kenraali
Lyhenteet PhVi
Chem. kaava C 8 H 8
Fyysiset ominaisuudet
Moolimassa 104,15 g/ mol
Tiheys 0,906 g/cm³
Ionisaatioenergia 8,4 ± 0,1 eV [1]
Lämpöominaisuudet
Lämpötila
 •  sulaminen -30,6 °C
 •  kiehuva 145 °C
 •  vilkkuu 88±1℉ [1]
Räjähdysrajat 0,9 ± 0,1 tilavuusprosenttia [1]
Höyryn paine 5 ± 1 mmHg [yksi]
Luokitus
Reg. CAS-numero 100-42-5
PubChem 7501
Reg. EINECS-numero 202-851-5
Hymyilee   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
Turvallisuus
NFPA 704 NFPA 704 nelivärinen timantti 3 2 2
Tiedot perustuvat standardiolosuhteisiin (25 °C, 100 kPa), ellei toisin mainita.
 Mediatiedostot Wikimedia Commonsissa

Styreeni ( fenyylieteeni, vinyylibentseeni, etenyylibentseeni ), bruttokaava , rationaalinen kaava , lyhennetty kemiallinen nimitys  on väritön myrkyllinen neste, jolla on erityinen haju.

Styreeni on käytännössä liukenematon veteen, liukenee helposti orgaanisiin liuottimiin, hyvä liuotin polymeereille .

Sitä käytetään pääasiassa polystyreenin ja styreeni-butadieenikumin synteesiin .

Hygieniastandardin GN 2.1.6.3492-17 (pitoisuus asuttujen alueiden ilmassa) mukaan styreeni kuuluu toiseen vaaraluokkaan YK :n vaarallisten aineiden luokituksen mukaan  - kolmanteen [2] .

Haetaan

Suurin osa teollisuuden styreenistä (noin 85 %) saadaan dehydraamalla etyylibentseeniä :

lämpötilassa 600-650 °C , ilmakehän paineessa ja laimennettuna tulistetulla vesihöyryllä kertoimella 3-10. Rauta-kromioksidikatalyyttejä käytetään lisäten kaliumkarbonaattia .

Toinen teollinen menetelmä, jolla loput 15 % saadaan , on dehydratoida metyylifenyylikarbinolia , joka muodostuu propyleenioksidin saamiseksi etyylibentseenihydroperoksidista . Etyylibentseenihydroperoksidia saadaan etyylibentseenistä ei-katalyyttisellä ilmahapetuksella .

Vaihtoehtoisia menetelmiä styreenin valmistamiseksi kehitetään. Butadieenin katalyyttinen syklodimerointi vinyylisyklohekseeniksi, jota seuraa sen myöhempi dehydraus . Tolueenin oksidatiivinen kytkentä stilbeeniksi ; stilbeenin metateesi eteenin kanssa johtaa styreeniin. Styreeniä voidaan saada myös saattamalla tolueeni reagoimaan metanolin kanssa. Lisäksi kehitettiin aktiivisesti menetelmiä styreenin eristämiseksi nestemäisistä pyrolyysituotteista . Tähän mennessä mikään näistä prosesseista ei ole taloudellisesti kannattavaa, eikä sitä ole toteutettu teollisessa mittakaavassa.

Laboratorio-olosuhteissa se voidaan saada kuumentamalla polystyreeni 320 °C :seen sen välittömällä jäähdytyksellä.

Ominaisuudet

Styreeni hapettuu helposti, kiinnittyy halogeeneihin , polymeroituu (muodostaa kiinteän lasimaisen massan - polystyreeni ) ja kopolymeroituu erilaisten monomeerien kanssa. Polymeroituminen tapahtuu jo huoneenlämmössä (joskus räjähdyksellä), joten varastoinnin aikana styreeni stabiloidaan antioksidanteilla (esim. tert-butyylipyrokatekoli , hydrokinoni ).

Halogenointi esimerkiksi reaktiossa bromin kanssa, toisin kuin aniliini, ei etene pitkin bentseenirengasta, vaan pitkin vinyyliryhmää, jolloin muodostuu 1,2-dibromietyylibentseeniä.

Sovellus

Styreeniä käytetään lähes yksinomaan polymeerien valmistukseen . Lukuisia styreenipohjaisia ​​polymeerejä ovat polystyreeni , styreeni (paisutettu polystyreeni), styreenimodifioidut polyesterit, ABS (akryylinitriili-butadieeni-styreeni) ja SAN (styreeni-akrylonitriili) -muovit.

Butadieenin ja styreenin kopolymerointireaktiossa syntyy butadieeni-styreenikumia , jota käytetään renkaiden valmistuksessa sekä muovattujen ja muovautumattomien kumituotteiden valmistuksessa. Styreeni-butadieenikumia käytetään säteilynkestävyytensä vuoksi gammasäteilyä kestävien kumien valmistuksessa.

Styreeniin liuotetut polystyreenilastut muodostavat ihanteellisen liiman polystyreenille: lämmön ja polymerointijäämien vaikutuksesta liimalinjassa oleva styreeni polymeroituu melko nopeasti ja muuttuu polystyreeniksi, jolloin kaksi liimattua osaa muuttuu monoliittiseksi osaksi.

Styreeni on myös osa napalmia .

Myrkyllisyys ja työturvallisuus

Styreeni on yleinen myrkyllinen myrkky . Ilmassa oleva styreenin seos voi ärsyttää ylempien hengitysteiden limakalvoja ja aiheuttaa korkeina pitoisuuksina myös silmien ärsytystä. Styreenin selkein myrkyllinen vaikutus on vaikutus keskushermostoon. Erityinen styreenin neurotoksisuuden ilmentymä on värinäön (värien erottamiskyvyn) rikkominen. Styreenin kanssa työpaikalla työskentelevien subjektiivisia valituksia ovat päänsärky, huimaus, muistin heikkeneminen ja päihtymys. Styreenipitoisuuden kasvaessa subjektiivisten oireiden esiintymistiheys lisääntyy, ja myös väsymystä ja ärtyneisyyttä ilmenee. Useat tutkimukset ovat havainneet seerumin prolaktiinipitoisuuden nousun korreloivan veren styreenin ja sen metaboliittien pitoisuuden kanssa virtsassa (ei ylitä fysiologista normia). Kemian työntekijöille tyypillisten styreeniannosten väitettyjä vaikutuksia ihmiskehon muihin systeemisiin toimintoihin ei ole luotettavasti todistettu. Styreenin oletettua karsinogeenisuutta ei myöskään ole tiukasti todistettu, koska suoritettujen tutkimusten perusteella ei voida sulkea pois muiden mahdollisten karsinogeenien vaikutusta [3] .

Sallittujen pitoisuuksien normit

Styreeni kuuluu kolmanteen vaaraluokkaan (GOST 10003-90:n mukaan). Styreenin suurimmat sallitut pitoisuudet (MPC) [4] [5] [6] :

Todellinen hajuaisti[ selventää ] haju alkaa pitoisuudesta 258 mg/m³ , mikä ylittää keskimääräisen siirtymän MPC:n 25 kertaa. On myös otettava huomioon, että vaahtomuovivaahtojäämien haju erehdytään usein styreenin hajuksi pentaaniksi , jolla on äärimmäisen haihtuvuuden vuoksi erittäin suuri päästö vaahdosta, kunnes se haihtuu siitä kokonaan [8 ] Pentaani on vähän myrkyllinen kaasu, joka aiheuttaa vain lievää limakalvojen ärsytystä korkeissa pitoisuuksissa.

On huomattava, että venäläiset styreenin MPC-standardit vastaavat yksinkertaisesti tavallista keskimääräistä mitattua styreenin pitoisuutta tiloissa, joissa käytetään polystyreeniä, mutta niillä ei ole mitään tekemistä ihmiskehoon kohdistuvan vaikutuksen kanssa. Tämän normin ja toimintanormien välinen ero on kuvattu yksityiskohtaisesti Yhdysvaltain terveysministeriön virallisessa työssä, joka tunnetaan nimellä "Styreenin myrkyllinen profiili". [3]

Taulukko 2-1 tarjoaa yleiskatsauksen noin 40:stä styreenin myrkyllisyyttä käsittelevästä tieteellisestä artikkelista, jotka antoivat erilaisia ​​arvoja riippuen tutkimuksesta ja kehon styreenille altistumisesta.

Styreenialtistus Keskittyminen ilman havaintoja

vaikutukset (NOAEL, ppm)

Keskittyminen on minimaalista

haitalliset vaikutukset (LOAEL, ppm)

Vähentynyt värin havaitseminen kahdeksan kaksikymmentä
Älyllisten kykyjen heikkeneminen

kuinka ratkaista logiikkaongelmia

kymmenen viisikymmentä
Tasapainon menetys ei opiskellut 25
Alennettu reaktioaika kahdeksan viisikymmentä
Kuulon menetys kahdeksantoista viisikymmentä
Vähentynyt hermojen johtuminen 40 viisikymmentä

Kuten taulukosta voidaan nähdä, styreenin todellinen myrkyllinen vaikutus ihmiseen on huumaava vaikutus ja muistuttaa alkoholin vaikutusta. Kuten näette, 10 ppm:n (43 mg/m³) pitoisuuteen asti nykyaikaisten tieteellisten tietojen mukaan styreenillä ei ole vaikutusta ihmisiin. Tämä pitoisuus vastaa suurin piirtein Venäjän tiukinta MPCm-arvoa 30 mg/m³. Kuitenkin jopa LOAEL-standardi osoittaa pitoisuuden, jossa styreenin päihdyttävät vaikutukset ovat vielä tuskin havaittavissa ja vain ammattitutkijalle. Styreenin huomattava huumaava vaikutus alkaa noin 100 ppm:n (430 mg/m³) pitoisuudella. Suurin osa työntekijöistä, jotka ovat altistuneet tälle styreenipitoisuudelle 2–8 vuoden ajan, eivät kuitenkaan osoita hermostoon kohdistuvia vaikutuksia, ja vain harvat ihmiset eivät. On aivan selvää, että tällainen pitoisuus ylittää noin 1000 kertaa venäläiset styreenipitoisuuksien standardit, ja tämä on selitetty työn "Styreenin myrkyllinen profiili" osiossa 1.5, jossa todetaan, että usein "MAC:t" formuloidaan. styreenin keskimääräisestä läsnäolon tasosta tiloissa, kun taas kuinka styreenin myrkyllisyys todella poikkeaa pitoisuudeltaan noin 1000-kertaisesti sisätilojen keskiarvosta. Taulukossa 8-1 Yhdysvaltain sääntelijä osoittaa, että WHO käyttää samanlaista lähestymistapaa 0,26 mg/m³:n normin mukaisesti. Yhdysvaltain sääntelijä ei ole samaa mieltä tästä, koska styreenin keskimääräisen pitoisuuden hyväksymiselle ei ole tieteellistä perustetta. MPC-normina. Yhdysvaltain sääntelijä toteaa, että lähes koko Yhdysvaltain asiantuntijayhteisö ammattiliittojärjestöistä eri työ- ja ympäristövirastoihin ei ole samaa mieltä WHO:n näkemyksestä. Yhdysvaltain sääntelyviranomainen esittää taulukossa 8-1 Yhdysvaltain asiantuntijayhteisön lausunnon styreenin kohtuullisesta MPC-arvosta.

Säädin Styreenin MAC

mg/m³

Päivässä käytetty aika

ilmoitetussa pitoisuudessa

WHO 0,26 Ei määritelty WHO:n standardissa
ACGIH 85 kello 8
AIHA 213 kello 8
EPA 85 kello 8
NIOSH 200 10 tuntia
OSHA 400 kello 8

Yhdysvaltain sääntelyviranomaisen mukaan jos styreenimyrkyllisyyttä koskevia tieteellisiä julkaisuja tulkitaan, 86 mg / m³ normi 8 tunnin työpäivälle tulisi hyväksyä marginaalilla,

Erikseen "Styreenin myrkyllisyysprofiilissa" on todettu, että päihdyttävien vaikutusten lisäksi kaikki muut väitetyt myrkylliset vaikutukset, erityisesti vaikutukset maksaan ja lisääntymistoimintoihin, ovat enimmäkseen fiktiota, eivätkä ne ole vahvistettu eläinkokeilla tai ihmishavainnoilla. .

Styreenin maksaan kohdistuvan vaikutuksen analysoimiseksi koerotat altistettiin 160 ppm styreenipitoisuudelle yli 2 vuoden ajan, eikä rottien maksaan havaittu mitään vaikutuksia (katso "profiilin" kohta 2.2). Työntekijät, jotka ovat altistuneet 40 ppm:lle 5 vuoden ajan, eivät osoita epänormaalia maksan toimintaa. Ihmisillä ei myöskään ole vaurioita hajusoluissa, kuten myös rotilla. Yhdysvaltain sääntelijä huomauttaa erikseen, että yritykset laajentaa kokeita hiirillä hajuaistin tuhoamiseksi ovat virheellisiä, ihmisillä ei ole kokeellisesti havaittu vaurioita, eikä niitä ole edes teoriassa odotettavissa hajureseptorien erilaisen suunnittelun vuoksi. hiiret ja ihmiset. Yhdysvaltain sääntelyviranomainen huomauttaa, että vaikka styreenin on raportoitu vaikuttavan kielteisesti hamstereiden raskauteen erittäin korkeilla pitoisuuksilla 1000 ppm 18 päivän ajan, kaikissa suuremmissa eläimissä hengitetyissä ja suun kautta annetuissa muodoissa edes suurilla styreeniannoksilla ei ollut vaikutusta raskauteen. Tilastollisesti Yhdysvalloissa ei myöskään ole korrelaatiota suurten styreeniannosten vaikutuksen alaisena olevien naisten raskauden ja sikiövaurioiden välillä. Eräässä tutkimuksessa (Kolstad et al. 1999a) dokumentoitiin siittiöiden poikkeavuuksia styreenille altistuneilla työntekijöillä, mutta kuten tutkijat itse huomauttavat, "poikkeama" ei vaikuttanut hedelmällisyyteen tai mihinkään sikiövaurioihin. Nämä poikkeavuudet havaitaan, kun 6 tuntia päivässä styreenipitoisuudella yli 500 ppm.

Karsinogeeniset vaikutukset

Samaan aikaan Yhdysvaltain terveysministeriö "Styreenin toksisessa profiilissa" toteaa, että WHO:n tietojen mukaan styreenin syöpää aiheuttavaa vaikutusta ihmisiin tutkitaan. Yhdysvaltain terveysministeriö itse "profiilissa" huomauttaa, että tieteellisistä tutkimuksista on vain hyvin epäsuoraa tietoa. Syöpäsairauksia havaittiin vain hiirillä suurten styreeniannosten vaikutuksesta, mutta pienillä jyrsijöillä on hyvin usein onkologisia sairauksia. Kemiantehtaiden työntekijöiden tiedot eivät yleensä osoittaneet ylijäämää syöpätilastoissa. Samassa paikassa, jossa ajoittain tutkijat havaitsivat pientä ylimäärää, niin se sopisi keskihajonnan kehykseen , ts. ei ylittänyt tilastollista melua. Yhdysvaltain terveysministeriö huomauttaa erikseen, että näiden yksittäisten syöpämuotojen joukossa ei löydetty yhtään tapausta, jossa olisi todella vakavia hengenvaarallisia syövän muotoja. WHO:n mukaan arvioitu styreenin aiheuttama syöpäriski on 1 50 000 styreenille altistuneesta ihmisestä 1 1 000 000 ihmiseen.

Vuoteen 2018 asti ei ollut suoria todisteita styreenin syöpää aiheuttavuudesta. Pohjimmiltaan oli vain teoreettisia oletuksia, että kemialliset reaktiot, joihin liittyy styreeniä, voivat vahingoittaa DNA:ta. [9] Styreenille altistuneilla ihmisillä ei kuitenkaan havaittu käytännöllisesti katsoen yhtään mutaatiota, vaikka styreeniä löydettiin ihmisten verestä. Hiirillä tehtyjä kokeita on sekoitettu niiden suuren luonnollisen syöpäalttiuden vuoksi, eikä onkologista vaikutusta ole voitu toistaa mihinkään muuhun eläimeen. Ainoa suora todiste styreenin mahdollisesta syöpää aiheuttavasta vaikutuksesta ihmisiin saatiin vuonna 2018, mikä johti WHO :n ja Kansainvälisen syöväntutkimuskeskuksen (IARC) luokittelemiseen uudelleen styreenistä "todennäköisesti" "mahdollisesti" karsinogeeniseksi. Tutkittiin 73 036 työntekijää, jotka työskentelivät suorassa kosketuksessa styreenin kanssa kemiantehtaassa. Myelooisen leukemian (harvinainen leukemian muoto ) normaalilukumäärä on noin 10 henkilöä tälle ihmismäärälle, 25 myelooista leukemiatapausta on löydetty. Tämän perusteella kemianalan yrityksissä otettiin käyttöön uudet standardit styreenin kanssa työskentelylle. On huomattava, että normaali elinikäinen syöpäriski on noin 20 %, tässä tapauksessa keskustellaan hypoteettisesta noin 0,01 %:n syöpäriskistä ja ainoastaan ​​kemianteollisuuden työntekijöille. Jopa 0,01 prosentin riski on hypoteettinen, koska Kemianteollisuuden työntekijät käyttävät työssään erilaisia ​​kemikaaleja, eikä ole todistettu, että styreeni, ei jokin muu siihen liittyvä reagenssi, aiheuttaisi ilmoitettua vaikutusta. [10] Polystyreenipohjaisten tuotteiden kotitalouskäytössä päästöt ovat yli 10 000 kertaa pienemmät, eikä polystyreenituotteiden käytölle kotitalouksissa ole näyttöä tai rajoituksia. Kuten FDA ja Cancer Council ovat todenneet, styreenin ympärillä oleva hysteria ei ole tärkeämpää syöpäriskin vähentämisessä, vaan tupakoinnin, rusketuksen, alkoholin ja epäterveellisten ruokien syömisen kieltäminen. [yksitoista]

Muistiinpanot

  1. ↑ 1 2 3 4 http://www.cdc.gov/niosh/npg/npgd0571.html
  2. ↑ ICSC0073 . Haettu 25. kesäkuuta 2018. Arkistoitu alkuperäisestä 10. marraskuuta 2018.
  3. ↑ 1 2 Myrkyllisten aineiden ja tautien rekisteri. STYREENIN TOKSIKOLOGINEN PROFIILI  . YHDYSVALTAIN TERVEYS- JA HENKILÖPALVELUJEN LAITOS (2010). Haettu 17. marraskuuta 2021. Arkistoitu alkuperäisestä 19. tammikuuta 2022.
  4. ↑ s: Hygieniastandardit GN 2.2.5.1313-03 . "Haitallisten aineiden suurimmat sallitut pitoisuudet (MPC) työalueen ilmassa"
  5. ↑ s: Hygieniastandardit GN 2.1.6.1338-03 . "Maksimi sallitut epäpuhtauksien pitoisuudet (MPC) asuttujen alueiden ilmakehän ilmassa".
  6. ↑ s: Hygieniastandardit GN 2.1.5.1315-03 . "Kemiallisten aineiden suurimmat sallitut pitoisuudet (MPC) kotitalouksien juomaveden sekä kulttuurin ja yhteisön vedenkäytön vesistöissä".
  7. ↑ (Rospotrebnadzor) . Nro 2410. Etenyylibentseeni (vinyylibentseeni; styreeni) // GN 2.2.5.3532-18 "Haitallisten aineiden suurimmat sallitut pitoisuudet (MPC) työalueen ilmassa" / hyväksynyt A. Yu. Popova . - Moskova, 2018. - S. 163. - 170 s. - (hygieniasäännöt). Arkistoitu 12. kesäkuuta 2020 Wayback Machinessa
  8. ↑ Wolf MA, Rowe VK, McCollister DD, Hollingsworth RL, Oyen F. Tiettyjen alkyloitujen bentseenien ja bentseenin toksikologiset tutkimukset; kokeet koe-eläimillä  // American Medical Association AMA Archives of Industrial Health  . - Chicago, 1956. - lokakuu (nide 14 ( iss. 4 ). - P. 387-398. - ISSN 0567-3933 . - PMID 13361560
  9. ↑ Trisia A. Farrelly, Ian C. Shaw. Polystyreeni vaarallisena kotitalousjätteenä . - IntechOpen, 2017-02-01. — ISBN 978-953-51-2910-3 . Arkistoitu 15. marraskuuta 2021 Wayback Machinessa
  10. ↑ 40 vuoden epävarmuuden jälkeen : Styreeni on todennäköisesti syöpää aiheuttavaa  . ScienceDaily . Haettu 15. marraskuuta 2021. Arkistoitu alkuperäisestä 15. marraskuuta 2021.
  11. ↑ Aiheuttaako polystyreenipakkausten syöminen tai juominen syöpää?  (englanniksi) . www.cancer.org.au . Haettu 15. marraskuuta 2021. Arkistoitu alkuperäisestä 15. marraskuuta 2021.

Kirjallisuus

  Siirry Wikidata-kohteeseen  Sanakirjat ja tietosanakirjat
Bibliografisissa luetteloissa