Styren (CAS 100-42-5) og polystyren (CAS 9003-53-6) er to forskjellige kjemiske stoffer som ofte forveksles på grunn av deres lignende navn. Enkelt sagt er styren den flytende monomeren som brukes til å syntetisere polystyren, og polystyren er den faste plasten polymerisert fra styren. De varierer betydelig i kjemisk struktur, fysiske egenskaper, kjemisk stabilitet og bruksområder.
Hva er styren og polystyren?
Styren, også kalt vinylbenzen eller fenyletylen, er en organisk forbindelse med molekylformelen C8H8. Det er en fargeløs, gjennomsiktig, oljeaktig væske ved romtemperatur med en karakteristisk skarp lukt og er en av de viktigste industrielle monomerene i verden. Polystyren er en syntetisk aromatisk polymer produsert ved fri-radikaladdisjonspolymerisering av styrenmonomerer, med den gjentatte formelen (C8H8)n. Det er en fargeløs, gjennomsiktig, stiv og sprø termoplast som er mye brukt i daglige plastprodukter.
Kjemisk struktur og sammensetning
Styren inneholder en benzenring bundet til en vinylgruppe, som gir molekylet en karbon-karbondobbelbinding og plasserer det i klassen umettede hydrokarboner. Denne dobbeltbindingen er det reaktive stedet som muliggjør polymerisering. Polystyren dannes når tusenvis av styrenmolekyler kobles sammen gjennom sine dobbeltbindinger til lange kjeder. Når de er polymerisert, forbrukes dobbeltbindingene, så polymerkjeden har ikke lenger dobbel-bindingsreaktivitet og tilhører klassen mettede høypolymerer.
Sammenligning av fysiske egenskaper
| Eiendom | Styren (CAS 100-42-5) | Polystyren (CAS 9003-53-6) |
|---|---|---|
| Oppgi ved romtemperatur | Fargeløs gjennomsiktig væske | Fargeløst gjennomsiktig fast materiale |
| Lukt | Sterk skarp aromatisk lukt | Praktisk talt luktfri |
| Kokepunkt | Omtrent 145 grader | Ikke noe fast smeltepunkt |
| Mykgjørende temperatur | Ikke aktuelt | Omtrent 80-100 grader |
| Glassovergangstemperatur | Ikke aktuelt | Over 100 grader |
| Tetthet | Nær vann, ca 0,91 g/cm3 | 1,04-1,13 g/cm3 |
| Løselighet | Lite løselig i vann, løselig i etanol og eter | Uløselig i vann, løselig i kloroform og toluen |
Kjemiske og mekaniske egenskaper
På grunn av sin dobbeltbinding er styren kjemisk reaktivt. Den er utsatt for oksidasjon og spontan polymerisering, gradvis gulning og fortykning når den utsettes for luft, så polymerisasjonshemmere som hydrokinon eller tert-butylkatekol tilsettes normalt under lagring og transport. Polystyren, derimot, har ingen dobbeltbindinger i ryggraden og er kjemisk stabil: den motstår oksidasjon og viser sterk motstand mot syrer og alkalier, selv om den angripes av mange organiske løsningsmidler og mykner ved relativt lave temperaturer. Mekanisk gir polystyren nyttig stivhet og dimensjonsstabilitet og er lett å støpe, men det er sprøtt og har begrenset slagfasthet sammenlignet med gummi-modifiserte kvaliteter.
Bruk av styren og polystyren
Styren forbrukes hovedsakelig som et kjemisk råmateriale: det er nøkkelmonomeren for polystyren, og det er også kopolymerisert med butadien og akrylnitril for å produsere styren-butadiengummi, ABS-harpiks og umettede polyesterharpikser.
Polystyren brukes til å produsere emballasje, engangsbeholdere, varmeisolasjonsskum, hus til elektriske apparater, leker, skrivesaker og medisinsk laboratorieutstyr.
Utvidbar polystyren bearbeides til skumprodukter for bygningsisolasjon og beskyttende emballasje, verdsatt for sin lette vekt og lave varmeledningsevne.
Polystyrenfilm og -ark brukes til matbrett, utstillingsbokser og kondensatordielektrikk i elektriske applikasjoner.
Ofte stilte spørsmål
Kan styren omdannes til polystyren?
Ja. Polystyren produseres ved polymerisering av styrenmonomer ved bruk av frie-radikalinitiatorer som organiske peroksider. Prosessen kan utføres i bulk, suspensjon, løsning eller emulsjon, avhengig av kvaliteten og morfologien til produktet som kreves.
Er polystyren det samme materialet som styren?
Nei. Styren er monomeren, en væske med dobbeltbinding, mens polystyren er den faste polymeren bygget opp av mange styrenenheter. De to materialene har helt forskjellige fysiske tilstander, kjemisk reaktivitet og bruksområder.
Hvorfor må styren lagres med polymerisasjonshemmere?
Styren polymeriserer spontant når det utsettes for varme, lys eller oksygen. Inhibitorer som hydrokinon eller tert-butylkatekol tilsettes for å forhindre for tidlig polymerisering under lagring og forsendelse, og materialet bør oppbevares kjølig og borte fra antennelseskilder.
Er polystyren resirkulerbart?
Polystyren er teknisk resirkulerbart. Rent post-industriskrap kan gjen-granuleres og gjenbrukes, og noe post-polystyren resirkuleres mekanisk. Skumpolystyren kan også fortettes og bearbeides til resirkulert harpiks, selv om innsamlingshastigheten varierer fra region til region.
Hva er de viktigste bruksområdene for polystyren?
Polystyren brukes i engangsmatemballasje, termisk isolasjonsskum, apparathus, leker, skrivesaker, medisinsk laboratorieutstyr og elektriske komponenter. Høy-slagkraft brukes der det kreves større seighet.
