Stüreen (CAS 100-42-5) ja polüstüreen (CAS 9003-53-6) on kaks erinevat keemilist ainet, mida aetakse sageli segamini nende sarnaste nimetuste tõttu. Lihtsamalt öeldes on stüreen polüstüreeni sünteesimiseks kasutatav vedel monomeer ja polüstüreen on stüreenist polümeriseeritud tahke plast. Need erinevad oluliselt keemilise struktuuri, füüsikaliste omaduste, keemilise stabiilsuse ja rakenduste poolest.
Mis on stüreen ja polüstüreen?
Stüreen, mida nimetatakse ka vinüülbenseeniks või fenüületüleeniks, on orgaaniline ühend molekulaarse valemiga C8H8. See on toatemperatuuril värvitu läbipaistev õline vedelik, millel on iseloomulik terav lõhn ja üks tähtsamaid tööstuslikke monomeere maailmas. Polüstüreen on sünteetiline aromaatne polümeer, mis on toodetud stüreeni monomeeride vabade radikaalide liitpolümerisatsioonil korduva valemiga (C8H8)n. See on värvitu, läbipaistev, jäik ja rabe termoplast, mida kasutatakse laialdaselt igapäevastes plasttoodetes.
Keemiline struktuur ja koostis
Stüreen sisaldab vinüülrühmaga seotud benseenitsüklit, mis annab molekulile süsinik-süsinik kaksiksideme ja asetab selle küllastumata süsivesinike klassi. See kaksikside on reaktiivne sait, mis võimaldab polümerisatsiooni. Polüstüreen moodustub, kui tuhanded stüreeni molekulid ühenduvad oma kaksiksidemete kaudu pikkadeks ahelateks. Pärast polümerisatsiooni kuluvad kaksiksidemed ära, nii et polümeeriahelal ei ole enam kaksiksideme reaktsioonivõimet ja see kuulub küllastunud kõrgpolümeeride klassi.
Füüsikaliste omaduste võrdlus
| Kinnisvara | Stüreen (CAS 100-42-5) | Polüstüreen (CAS 9003-53-6) |
|---|---|---|
| Seisu toatemperatuuril | Värvitu läbipaistev vedelik | Värvitu läbipaistev tahke aine |
| Lõhn | Tugev terav aromaatne lõhn | Praktiliselt lõhnatu |
| Keemistemperatuur | Umbes 145 kraadi | Fikseeritud sulamistemperatuur puudub |
| Pehmenemistemperatuur | Ei kohaldata | Umbes 80-100 kraadi |
| Klaasistumistemperatuur | Ei kohaldata | Üle 100 kraadi |
| Tihedus | Veelähedane, umbes 0,91 g/cm3 | 1,04-1,13 g/cm3 |
| Lahustuvus | Vees halvasti lahustuv, etanoolis ja eetris lahustuv | Vees lahustumatu, kloroformis ja tolueenis lahustuv |
Keemilised ja mehaanilised omadused
Stüreen on oma kaksiksideme tõttu keemiliselt reaktiivne. See on altid oksüdatsioonile ja spontaansele polümerisatsioonile, õhuga kokkupuutel järk-järgult kollaseks ja paksemaks muutudes, seetõttu lisatakse ladustamise ja transpordi ajal tavaliselt polümerisatsiooni inhibiitoreid, nagu hüdrokinoon või tert-butüülkatehhool. Polüstüreeni selgroos seevastu pole kaksiksidet ja see on keemiliselt stabiilne: see on vastupidav oksüdatsioonile ning on tugevalt vastupidav hapetele ja leelistele, kuigi seda ründavad paljud orgaanilised lahustid ja see pehmeneb suhteliselt madalatel temperatuuridel. Mehaaniliselt pakub polüstüreen kasulikku jäikust ja mõõtmete stabiilsust ning on kergesti vormitav, kuid see on rabe ja piiratud löögikindlusega võrreldes kummiga modifitseeritud klassidega.
Stüreeni ja polüstüreeni kasutusalad
Stüreeni kasutatakse peamiselt keemilise toorainena: see on polüstüreeni peamine monomeer, samuti kopolümeriseeritakse see butadieeni ja akrüülnitriiliga, et saada stüreen-butadieenkummi, ABS-vaiku ja küllastumata polüestervaiku.
Polüstüreeni kasutatakse pakendite, ühekordsete konteinerite, soojusisolatsioonivahtude, elektriseadmete korpuste, mänguasjade, kirjatarvete ja meditsiinilaboritarvete valmistamiseks.
Paisuvast polüstüreenist töödeldakse vahtplastist tooteid hoonete soojustamiseks ja kaitsepakenditeks, mida hinnatakse selle kerge kaalu ja madala soojusjuhtivuse poolest.
Polüstüreenkilet ja -lehte kasutatakse elektriseadmetes toidualuste, vitriinkastide ja kondensaatoridielektrikute jaoks.
Korduma kippuvad küsimused
Kas stüreeni saab muuta polüstüreeniks?
Jah. Polüstüreeni toodetakse stüreeni monomeeri polümerisatsioonil, kasutades vabade radikaalide initsiaatoreid, nagu orgaanilised peroksiidid. Protsessi võib läbi viia lahtiselt, suspensioonina, lahusena või emulsioonina, olenevalt toote kvaliteedist ja morfoloogiast.
Kas polüstüreen on sama materjal kui stüreen?
Ei. Stüreen on monomeer, kaksiksidemega vedelik, samas kui polüstüreen on tahke polümeer, mis on valmistatud paljudest stüreeniühikutest. Nendel kahel materjalil on täiesti erinev füüsikaline olek, keemiline reaktsioonivõime ja kasutusala.
Miks tuleb stüreeni säilitada koos polümerisatsiooni inhibiitoritega?
Stüreen polümeriseerub spontaanselt kuumuse, valguse või hapnikuga kokkupuutel. Enneaegse polümerisatsiooni vältimiseks ladustamise ja transportimise ajal lisatakse inhibiitoreid, nagu hüdrokinoon või tert-butüülkatehhool, ning materjali tuleb hoida jahedas ja eemal süttimisallikatest.
Kas polüstüreen on taaskasutatav?
Polüstüreen on tehniliselt taaskasutatav. Puhast postindustriaalset jääki saab uuesti granuleerida ja taaskasutada ning osa tarbimisjärgset polüstüreeni võetakse mehaaniliselt ümber. Vahtpolüstüreeni saab ka tihendada ja töödelda ringlussevõetud vaiguks, kuigi kogumismäärad on piirkonniti erinevad.
Millised on polüstüreeni peamised kasutusalad?
Polüstüreeni kasutatakse ühekordselt kasutatavates toidupakendites, soojusisolatsioonivahus, seadmete korpustes, mänguasjades, kirjatarvetes, meditsiinilaborinõudes ja elektrikomponentides. Suure löögikindlusega klasse kasutatakse seal, kus on vaja suuremat sitkust.
