استایرن چه تفاوتی با پلی استایرن دارد؟
استایرن و پلی استایرن دو ترکیب آلی بسیار مهم می باشند و از مصارف بسیار متعددی نیز برخوردارند ولی تمایز اصلی بین استایرن و پلی استایرن در این مورد خلاصه می شود که روند بسپارشی استایرن باعث تولید پلی استایرن میشود که خود نوعی الاستومر ترموپلاستیک ترکیبی است. استایرن از نظر شیمیایی با نام وینیل بنزین شناخته می شود و یکی از قدیمی ترین ترکیبات وینیلی در دنیا می باشد. این ترکیب آروماتیک اولین بار از رزین های طبیعی ویژه در سال ۱۸۳۹ گرفته شد. پس از آن در دهه ۳۰ شیمیدان ها توانستند تا پلی استایرن را به حالت تجاری با استفاده از روش بسپارشی اضافی واحدهای مونومری استایرن تولید کنند. پلی استایرن به یکی از پلاستیک هایی تبدیل شد که در دنیا بیشترین مصرف را داشت به خصوص در طی جنگ جهانی دوم. حتی امروزه نیز استایرن و پلی استایرن نقش بسیار مهمی در صنعت پلیمر ایفا می کنند که به دلیل ویژگی های شیمیایی و فیزیکی خاص آنها می باشد.
استایرن چیست؟
استایرن که با نام اتنیل بنزین، وینیل بنزین و فنیل اتن نیز شناخته می شود نوعی ترکیب ارگانیگ میباشد و فرمول شیمیایی آن نیز C6H5CH=CH2 است. این ماده ی مشتق شده از بنزین نوعی مایع روغنی بدون رنگ است و این در حالی است که نمونه های قدیمی ان می توانند رنگی زرد مانند داشته باشند. ماده یاد شده به راحتی تبخیر شده و بوی شیرینی دارد ولی غلظت بسیار بالای آن ممکن است بویی نامطلوب داشته باشد. استایرن به عنوان پیش ماده پلی استایرن و انواعی از همبسپارش های آنها شناخته می شود. در سال ۲۰۱۰ نیز حدود ۲۵ میلیون تن از استایرن تولید شد و تا سال ۲۰۱۸ به ۳۵ میلیون تن رسید.
تاریخچه استایرن
در سال ۱۸۳۹ یک داروساز آلمانی با نام Eduard Simon توانست یک مایع فرار را از رزین درخت شیرین ژد امریکایی بگیرد. وی نام این مایع را استایرول گذاشت که امروزه با نام استایرن شناخته می شود. همچنین متوجه شد که زمانی که ماده یاد شده در معرض هوا، نور و یا حرارت قرار می گیرد، به تدریج به یک ماده لاستیک مانند و سخت تبدیل می شود که نام آن را استایرول اکسید گذاشت. در سال ۱۸۴۵ شیمیدان آلمانی با نام August Hofmann توانست فرمول تجربی استایرن را تعیین کند: C8H8 . همچنین آنها متوجه شدند که مادهای با نام استایرول اکسید که پیش از این معرفی شده بود دارای فرمول تجربی یکسانی با استایرن می باشد. در سال ۱۸۶۵ یک شیمیدان آلمانی دیگر متوجه شد که استایرن میتواند یک دو پار را تولید کند و در سال ۱۸۶۶ نیز یک شیمیدان فرانسوی عنوان کرد که متا استایرول نوعی پلیمر به وجود آمده از استایرن می باشد. این در حالی است که سایر شیمیدان ها در حال انجام تحقیقاتی به روی یکی دیگر از ترکیبات استوراکس بودند که با نام سینامیک اسید شناخته میشود. آنها متوجه شدند که سینامیک اسید می تواند دی کربوکسیله شود تا سینامن را تولید کند که در واقع خود نوعی استایرن است. در سال ۱۸۴۵یک شیمیدان فرانسوی عنوان کرد که دو ترکیب شباهت بسیار زیادی با یکدیگر دارند و در سال ۱۸۶۶ نیز وی پیشنهاد کرد که سینامول و استایرن می توانند هر دو جز وینیل بنزینها باشند. اگر چه نوعی از استایرن که ازسینامیک اسید گرفته شده بود از استایرنی که از تفطیر رزین استوراکس به دست می آمد متفاوت بود. مورد دوم از نظر نوری فعال شناخته میشد. در سال ۱۸۷۶ شیمیدان هلندی توانست تمام ابهامات را از بین ببرد. فعالیت نوری مشاهده شده در انواعی از استایرن که از تقطیر رزینهای استارباکس گرفته می شدند، به دلیل وجود مواد آلاینده بود.
آیا استایرن برای سلامتی خطرناک است؟
منابع مختلفی نشان می دهند که استایرن به عنوان یک ماده سرطان زا شناخته می شود به خصوص زمانی که در معرض چشم یا پوست قرار گیرد و یا از طریق تنفس و بلع وارد بدن شود. این ماده در بدن انسان به استایرن اکسید تجزیه می شود و به عنوان ماده سمی و سرطانزا نیز شناخته می شود. استایرن اکسید در بدن انسان توسط آنزیم اپوکسید هیدرولاز به استایرن گلیکول تجزیه می شود. آژانس حفاظت از محیط زیست آمریکا استایرن را به عنوان نوعی ماده سمی برای مجرای گوارشی، کلیه ها و سیستم تنفسی اعلام کرده است. در تاریخ ۱۰ ژوئن سال ۲۰۱۱ نیز برنامه سمشناسی ملی آمریکا استایرن را به عنوان یکی از مواد احتمالی موثر در بروز سرطان های انسانی شناسایی کرد. مقاله ای علمی نیز در این خصوص نوشته شد و در آن نتیجه گیری شد که شواهد همگی شناختی موجود درخصوص این ماده می تواند ارتباطی بین قرارگیری در معرض استایرن و انواعی از سرطان های انسانی را پشتیبانی کند. برخلاف تمامی این ادعاها، فعالیتهایی توسط محققان دانمارکی انجام گرفت تا ارتباط بین قرارگیری کاری در معرض استایرن و سرطان در انسان را مشخص سازند و آنها نتیجه گرفتند که اطلاعات به دست آمده در این خصوص باید با احتیاط زیادی تفسیر گردد اما ارتباط ممکن بین قرارگیری در معرض صنعت پلاستیک های تقویت شده به خصوص استایرن و اختلالات تحلیل کننده سیستم عصبی و سرطان پانکراس باید مورد توجه قرار گیرد. برنامه سم شناسی ملی اژانس سلامتی و خدمات انسانی آمریکا عنوان کرد که استایرن به عنوان یکی از مواد سرطان زای انسانی شناخته می شود. سیستم های قانونگذاری متفاوتی نیز در مطالب مختلف از این ماده به عنوان یک سرطان زای احتمالی یاد کردند. مسمومیت عصبی ناشی از قرارگیری در معرض استایرن نیز مورد مطالعه قرار گرفت و مشخص شد که میتواند این ماده اثراتی بر روی توانایی بینایی و یا شنیداری فرد داشته باشد. مطالعات انجام گرفته بر روی حیوانات بهمراه مطالعات همگیر شناختی نیز نشان میدهند که این ماده میتواند اختلالات شنیداری را به وجود آورد.
پلی استایرن به چه ماده ای گفته می شود؟
پلی استایرن نوعی الاستومر ترموپلاستیک ارگانیک می باشد که از بسپارش استایرن و یا وینیل بنزین تولید میشود. این ماده نوعی الاستومر بدون شکل، سبک وزن و سخت میباشد و مقاومت بسیار بالایی در برابر رطوبت و جریان الکتریسیته دارد. علاوه بر آن میتوان عنوان کرد که این ماده سخت و شفاف بوده و بسادگی قالب گیری می شود و بر عکس انواع مختلفی از پلاستیک های معمول عمل می کند. این امکان نیز وجود دارد که خواص فیزیکی پلی استایرن را با ایجاد تفاوتی در توزیع جرم مولکولی، متدهای های تولیدی و یا انواع مواد افزودنی در طی فرآیندهای تولیدی تغییر داد. پلی استایرن از مصارف مختلفی برخوردار است که از آن جمله می توان به کاشی دیوار، لنز، درپوش بطری، قطعات الکتریکی، ظروف کوچک مربا و سایر موارد اشاره کرد. علاوه بر آن پلی استایرن از مصارف بسیار متعددی در تولید بسته بندی های ارزان قیمت مواد غذایی نیز برخوردار است. پلی استایرن های گسترش یافته و یا انواع فومی با حرارت دهی به پلی استایرن در حضور عامل های بادی و یا مایعات فرار همانند پروپیلن، بوتیلن و یا فلورو کربن تولید می شوند. پلی استایرن های گسترش یافته به میزان زیادی برای عایق سازی گرمایی یخچال ها، اتاق های فضای سرد و فضای بین دیوارهای ساختمان به کار برده می شوند و علاوه بر آن قابلیت بسیار زیادی در جذب شوک دارند. ماده یاد شده در تولید بسته بندی های سبک وزن نیز نقش دارد که این مورد باعث می شود تا هزینه های تعمیراتی بسته ها و هزینه های حمل و نقل آنها کاهش پیدا کند.
تفاوت پلی استایرن و استایرن
زمانی که مولکولهای استایرن به یکدیگر متصل می شوند و یک ماده پلیمری را به وجود میآورند، در واقع پلی استایرن خلق میشود که نوعی پلاستیک بی اثر بوده و می تواند برای تولید انواع محصولات همانند فوم های پلی استایرنی به کار برده شود. فومهای پلی استایرن نیز معمولاً در تولید بشقاب های یکبار مصرف، فنجان ها و سایر بسته بندی های مواد غذایی کاربرد دارند. به همان طور که پیش از این نیز گفته شد پلی استایرن از مصارف بسیار متعددی برخوردار بوده و یکی از مصارف آن مواد غذایی می باشد زیرا فوم های ساخته شده از این ماده گزینه های مقرون به صرفه و پاکیزه ای هستند که میتوان با آنها مواد غذایی را به صورت کاملی عایق ساخت و آن را برای مدت زمان طولانی تری تازه نگه داشت. فومهای پلی استایرنی موادی سبک هستند و حدود ۹۵ درصد از ترکیبات آنها را هوا تشکیل میدهد و خاصیت عایق پذیری بسیار خوبی داشته که از آن در تولید بسیاری از محصولات بهره گرفته می شود همانند فنجان هایی که باید نوشیدنی را سرد و یا گرم نگه دارند. از سایر مصارف این فوم ها می توان به تولید انواعی از ضربه گیرها و یا بسته بندی های محافظ اشاره کرد که باعث میشود تا قطعات الکتریکی و کامپیوترها در طی حمل و نقل از ضربه حفظ شوند.
اما استایرن مایعی بدون رنگ و شفاف می باشد و به عنوان یکی از بخش های کاربردی در تولید محصولات متفاوتی به کار برده می شود. استایرن به صورت طبیعی در بسیاری از مواد غذایی وجود دارد همانند دارچین، گوشت گاو، دانه های قهوه، بادام زمینی، گندم، غلات، هلو و توت فرنگی. سایر داروهای ترکیبی که از نظر شیمیایی شباهت بسیار زیادی با انواع طبیعی دارند به عنوان مواد سازنده شیمیایی برای بسیاری از محصولاتی به کار برده می شوند که در ساخت بسته بندی، عایق سازی، صنعت خودروسازی، برق و الکترونیک و خودروهای تفریحی نقش دارند.
