الستايرين (C6H5CH=CH2) هو مادة كيميائية متعددة الاستخدامات تستخدم في إنتاج البلاستيك والمطاط والراتنجات. لديها مجموعة واسعة من التطبيقات في مختلف الصناعات بسبب خصائصها.
| اسم الأيوباك | إيثينيل بنزين |
| الصيغة الجزيئية | C₆H₅CH=CH₂ |
| CAS رقم | 100-42-5 |
| المرادفات | فينيل بنزين، فينيل إيثيلين، قرفة، إيثينيل بنزين |
| إنتشي | إنشي=1S/C8H8/c1-2-8-6-4-3-5-7-8/h2-7H,1H2 |
خصائص صيغة الستايرين
صيغة الستايرين
الصيغة الكيميائية للستايرين هي C₈H₈. ويتكون من ثماني ذرات كربون وثماني ذرات هيدروجين. تمثل الصيغة ترتيب الذرات في جزيء ستايرين واحد.
الكتلة المولية للستايرين
تبلغ الكتلة المولية للفينيل بنزين حوالي 104.15 جرامًا لكل مول. ويتم حسابه عن طريق إضافة الكتل الذرية لجميع الذرات الموجودة في مول واحد من جزيئات فينيل بنزين.
نقطة غليان الستايرين
تبلغ درجة غليان الفينيل بنزين حوالي 145 درجة مئوية. عند درجة الحرارة هذه، يخضع الفينيلبنزين لتغير طوري من السائل إلى الغاز. نقطة الغليان هي خاصية مهمة تحدد مدى تقلب المادة.
نقطة انصهار الستايرين
تبلغ درجة انصهار الستايرين حوالي -31 درجة مئوية. هذه هي درجة الحرارة التي يتحول عندها الفينيل بنزين الصلب إلى الحالة السائلة. توفر نقطة الانصهار معلومات حول الخصائص الفيزيائية للمادة وقدرتها على الخضوع لتغيرات الطور.
كثافة الستايرين جم/مل
تبلغ كثافة فينيل بنزين حوالي 0.91 جرام لكل ملليلتر. تمثل الكثافة كتلة المادة لكل وحدة حجم. تساهم كثافة الستايرين المنخفضة نسبيًا في خفة وزنه وقابليته للطفو.
الوزن الجزيئي للستايرين
الوزن الجزيئي للفينيل بنزين هو 104.15 جرام لكل مول. وهو مجموع الأوزان الذرية لجميع الذرات الموجودة في الجزيء. الوزن الجزيئي أمر بالغ الأهمية في تحديد كمية المادة في التفاعلات الكيميائية.
هيكل الستايرين
يتكون هيكل فينيل بنزين من حلقة بنزين متصلة بها مجموعة فينيل. ترتبط مجموعة الفينيل، الممثلة بـ -CH=CH₂، مباشرة بحلقة البنزين. يمنح هذا الهيكل الفينيلبنزين خصائصه المميزة.
ذوبان الستايرين
الستايرين قليل الذوبان في الماء ولكنه يذوب جيدًا في المذيبات العضوية مثل البنزين والتولوين. تتأثر قابليته للذوبان بقطبية المذيب والقوى الجزيئية بين فينيل بنزين وجزيئات المذيب.
| مظهر | سائل واضح عديم اللون |
| جاذبية معينة | 0.91 |
| لون | عديم اللون |
| يشم | حلو، عطري |
| الكتلة المولية | 104.15 جم/مول |
| كثافة | 0.91 جرام/مل |
| نقطة الانصهار | -31 درجة مئوية |
| نقطة الغليان | 145 درجة مئوية |
| نقطة فلاش | 32 درجة مئوية |
| الذوبان في الماء | ضعيف |
| الذوبان | قابل للذوبان في المذيبات العضوية |
| ضغط البخار | 5.6 ملم زئبق عند 25 درجة مئوية |
| كثافة بخار | 3.6 (الهواء = 1) |
| pKa | 11.24 |
| الرقم الهيدروجيني | حيادي |
السلامة ومخاطر الستايرين
يشكل الستايرين بعض مشكلات السلامة والمخاطر التي يجب أخذها في الاعتبار. من المهم التعامل مع الفينيلبنزين بحذر. قد يؤدي التعرض المباشر لبخار أو سائل فينيل بنزين إلى تهيج الجلد والعينين والجهاز التنفسي. التعرض لفترات طويلة أو متكررة قد يسبب آثارا صحية أكثر خطورة. الستايرين أيضًا قابل للاشتعال ويمكن أن يشكل مخاليط متفجرة مع الهواء. يجب استخدام التهوية الكافية ومعدات الحماية الشخصية عند العمل مع الفينيلبنزين. بالإضافة إلى ذلك، من الضروري اتباع بروتوكولات السلامة، مثل تخزين الفينيل بنزين بعيدًا عن المواد غير المتوافقة وضمان التخلص المناسب من النفايات لتقليل المخاطر البيئية.
| رموز الخطر | اللهب والجمجمة والعظمتين المتقاطعتين |
| وصف الأمان | الابتعاد عن الحرارة واللهب المكشوف. استخدام في منطقة جيدة التهوية. ارتداء ملابس واقية وقفازات. تجنب الاتصال المباشر مع العينين والجلد. |
| معرفات الأمم المتحدة | UN2055 |
| رمز النظام المنسق | 2902.50.00 |
| فئة الخطر | 3 |
| مجموعة التعبئة | ثانيا |
| تسمم | قد يسبب تهيجًا، وقد يكون ضارًا إذا تم ابتلاعه. |
طرق تصنيع الستايرين
تسمح الطرق المختلفة بتخليق الفينيلبنزين.
تتضمن الطريقة شائعة الاستخدام لتصنيع الفينيل بنزين تسخين إيثيل بنزين في وجود محفز، عادة ما يكون محفز أكسيد فلز. يسهل المحفز إزالة ذرات الهيدروجين من جزيء إيثيل بنزين، مما يؤدي إلى تكوين فينيل بنزين.
هناك طريقة أخرى لتصنيع فينيل بنزين تتضمن تفاعل إيثيل بنزين مع عامل مؤكسد، مثل الهواء أو الأكسجين الجزيئي. يحدث هذا التفاعل عند درجات حرارة عالية وبوجود محفز، مما يؤدي إلى إزالة ذرات الهيدروجين وتكوين الفينيلبنزين.
يتضمن تصنيع فينيل بنزين تفاعل البنزين والإيثيلين في وجود محفز، مثل كلوريد الألومنيوم. يسهل المحفز تكوين جزيء فينيل بنزين عن طريق الجمع بين جزيئات البنزين والإيثيلين.
يتضمن تخليق الفينيل بنزين من الموارد المتجددة، مثل الكتلة الحيوية أو النفايات، استخدام عمليات مثل تغويز الكتلة الحيوية متبوعًا بالتحويل الحفاز.
تلعب طرق التوليف هذه دورًا حاسمًا في إنتاج الفينيل بنزين، والذي يستخدم على نطاق واسع في صناعة البلاستيك والمطاط وغيرها من المواد. ومن المهم ضمان التنفيذ الفعال والآمن لهذه العمليات للحصول على فينيل بنزين عالي الجودة مع تقليل التأثيرات البيئية.
استخدامات الستايرين
يتمتع الفينيلبنزين بخصائص متعددة تجعله مناسبًا للعديد من التطبيقات في مختلف الصناعات. بعض الاستخدامات الشائعة للفينيل بنزين تشمل:
- البلاستيك: يلعب الفينيلبنزين دورًا حاسمًا في إنتاج البوليسترين، وهو بلاستيك يستخدم على نطاق واسع ومعروف بعزله الحراري الممتاز ومقاومته للصدمات. تستخدمه الصناعات في تصنيع مواد التعبئة والتغليف وأدوات المائدة التي تستخدم لمرة واحدة وألواح العزل والمنتجات الرغوية.
- المطاط: يتحد فينيل بنزين وبوتادين لتكوين مطاط فينيل بنزين بوتادين (SBR)، وهو مطاط صناعي يستخدم على نطاق واسع في صناعة الإطارات والأحزمة الناقلة والحشيات ومانعات التسرب. متانته ومقاومته للتآكل تجعله الخيار المفضل.
- الراتنجات: يستخدم الفينيلبنزين في إنتاج راتنجات مختلفة، بما في ذلك راتنجات البوليستر غير المشبعة (UPR). يستخدم المصنعون هذه الراتنجات على نطاق واسع في البلاستيك المقوى بالألياف الزجاجية (FRP) لإنتاج هياكل القوارب وقطع غيار السيارات ومواد البناء.
- المواد اللاصقة والمواد المانعة للتسرب: يقوم المصنعون بدمج البوليمرات المشتركة القائمة على الفينيلبنزين في تركيبات لاصقة ومانع للتسرب. توفر هذه المواد خصائص ترابط قوية، مما يجعلها مثالية للاستخدام في صناعات البناء والسيارات والسلع الاستهلاكية.
- الدهانات والطلاءات: الفينيلبنزين هو مادة مضافة في الدهانات والطلاءات، مما يحسن متانتها ولمعانها ومقاومتها للمواد الكيميائية والعوامل الجوية.
- المنسوجات: يساهم الفينيلبنزين بشكل فعال في إنتاج الألياف الاصطناعية، بما في ذلك ألياف الستايرين-أكريلونيتريل (SAN)، والتي تجد تطبيقات في المنسوجات والسجاد والمفروشات.
- الإلكترونيات: تعتبر الراتنجات المعتمدة على الستايرين ضرورية في التطبيقات الإلكترونية، بما في ذلك تغليف المكونات الإلكترونية وتصنيع لوحات الدوائر المطبوعة (PCBs).
- الأجهزة الطبية: التوافق الحيوي وسهولة المعالجة يجعل من الفينيل بنزين عنصرًا قيمًا في إنتاج الأجهزة الطبية مثل المحاقن والقسطرة وأنابيب الاختبار.
تثبت التطبيقات المتنوعة للستيرين أهميته في مختلف الصناعات، مما يعزز تطوير منتجات مبتكرة وعملية.
أسئلة:
س: أين يمكنني شراء صفائح الستايرين؟
ج: يمكن شراء صفائح الفينيلبنزين من مجموعة متنوعة من المصادر مثل متاجر مستلزمات البلاستيك أو تجار التجزئة عبر الإنترنت أو متاجر الأجهزة المحلية.
س: ما هو الستايرين؟
ج: الفينيلبنزين هو مركب كيميائي متعدد الاستخدامات يستخدم في إنتاج البلاستيك والمطاط والراتنجات ومواد أخرى مختلفة.
س: ما هو زجاج الستايرين؟
ج: زجاج الفينيلبنزين، المعروف أيضًا باسم زجاج الأكريليك أو زجاج شبكي، عبارة عن لوح بلاستيكي شفاف مصنوع من بوليمرات الستايرين. إنه خفيف الوزن ويوفر مقاومة عالية للصدمات.
س: ما هو بلاستيك الستايرين؟
ج: يشير بلاستيك الفينيلبنزين إلى مجموعة واسعة من المواد البلاستيكية التي تحتوي على مونومرات الستايرين في تركيبها الكيميائي. هذه المواد البلاستيكية لها تطبيقات متنوعة بسبب خصائصها المطلوبة.
س: كيف يتم تصنيع الستايرين؟
ج: يتم إنتاج فينيل بنزين بشكل عام عن طريق نزع الهيدروجين من إيثيل بنزين أو نزع الهيدروجين التأكسدي من إيثيل بنزين، باستخدام محفزات وشروط محددة.
س: أي جزء من الرشاش يحتوي على الستايرين؟
ج: يمكن العثور على الفينيلبنزين في جسم أو غلاف الرشاش، والذي غالبًا ما يكون مصنوعًا من مادة بلاستيكية أساسها الستايرين.
س: هل الستايرين مادة كيميائية؟
ج: نعم، الفينيل بنزين مركب كيميائي ينتمي إلى عائلة المركبات العضوية.
س: هل الستايرين أفضل من الزجاج؟
ج: الفينيل البنزين، كونه بلاستيك خفيف الوزن ومقاوم للصدمات، يوفر فوائد مثل المتانة والسلامة، لكنه قد لا يتمتع بنفس الوضوح البصري مثل الزجاج.
س: هل الستايرين مستو؟
ج: نعم، يمتلك الفينيل البنزين بنية مستوية بسبب وجود رابطة مزدوجة بين ذرات الكربون في مجموعة الفينيل.
س: هل الستايرين قابل للذوبان في الماء؟
ج: الفينيلبنزين ذو قابلية منخفضة للذوبان في الماء، مما يعني أنه لا يذوب بسهولة في الماء ولكن يمكن أن يمتزج بدرجة محدودة.
س: هل الستايرين عطري؟
ج: نعم يعتبر الفينيل البنزين مركبا عطريا لوجود حلقة البنزين في تركيبه.
س: هل الستايرين لدن بالحرارة؟
ج: نعم، يتم تصنيف الفينيل البنزين على أنه مادة لدنة بالحرارة، مما يعني أنه يمكن صهره وإعادة تشكيله عدة مرات دون التعرض للتحلل الكيميائي.
س: ما هو الكربون الموجود في الستايرين الذي سيصبح جذرًا حرًا؟
ج: إن ذرة الكربون المجاورة لمجموعة الفينيل في الفينيل بنزين (كربون بيتا) هي التي يمكن أن تخضع لتفاعلات جذرية حرة.
س: هل يمكن للنيترومرات أن تذيب الستايرين؟
ج: إن مادة النيترومورس عبارة عن مادة مزيلة للطلاء قد تؤثر على المواد البلاستيكية التي تحتوي على مادة الستايرين. ولذلك ينبغي توخي الحذر لتجنب الأضرار المحتملة.