Proizvodnja stirena

Uvod

Plastomeri (termoplasti, termoplastične mase) su polimerni materijali sa granatim i linearnim makromolekulima. Oni su topljivi. Zagrejavanjem do temperature topljenja ne menjaju svoju hemijsku strukturu pa njihova prerada predstavlja samo reverzibilnu promenu stanja. To znači da, kad su u toplom stanju, omekšaju, postaju plastični, daju se lako obrađivati, a kad se ohlade postanu tvrdi i čvrsti i ne menjaju hemijsku strukturu. Proces zagrejavanja i hlađenja se može ponavljati bez bitnih promena osnovnih karakteristika.
Plastomeri mogu biti amorfni ili kristalasti.
Amorfni plastomeri, npr. poliizobuten, tvrdi poli (vinil-hlorid) i polistiren, strukturno su nesređene (amorfne) materije u staklastom stanju koje izgrađuju makromolekule nepravilne građe (ataktični polimeri, statistički kopolimeri). Od ostalih amorfnih polimernih materijala (elastomera, duromera) razlikuju se po neumreženoj strukturi linearnih i granatih makromolekula. Od elastomera, koji su na sobnoj temperaturi visokoelastični, razlikuju se po visokom staklištu (Tg), koje je više od temperaturnog područja upotrebe (Tu), obično sobne temperature (Tg > Tu). Zbog ukrućenosti makromolekula, materijal je na sobnoj temperaturi krut, staklast. U staklastom stanju mogu se pri sobnoj temperaturi naći i neki kristalasti polimeri visokog staklišta, npr. izotaktički polistiren. Naglim hlađenjem otopine (Tm = 220°C) na temperaturu nižu od staklišta (Tg = 100°C), izotaktički polistiren prelazi u prostorno nesređeno, staklasto stanje.
Kristalasti plastomeri sadrže, osim amorfne, i kristalastu fazu. S obzirom na staklište amorfne faze oni mogu biti:

a) kristalasti plastomeri s plastičnom amorfnom fazom, Tg < Tu u koje spadaju i polietilen, polipropilen i polioksimetilen i
b) kristalasti plastomeri s staklastom amorfnom fazom, Tg > Tu u koje spadaju poliamidi i polikarbonati.

Građa makromolekula, udeo kristalne prema amorfnoj fazi, i struktura tih područja određuju mnoga svojstva materijala. Veći udo kristalne faze povećava im gustoču, tvrdoču, i postojanost prema rastvaračima, a veći udeo amorfne faze povečava im fleksibilnost i obradivost.
Od danas korištenih polimernih materijala (preko 10 000 komercijalnih), s masenim udelom od 80 %, dominira grupa s četiri “masovna” plastomera: PE, PP, PS i PVC.
U tabeli 1 su obuhvaćeni najčešće korišteni plastomeri. Navedene oznake plastomera izvedene su iz njihovih naziva na engleskom jeziku i međunarodno su prihvaćene.

Stiren – opšti podaci

Stiren (drugi nazivi: vinil-benzen, cinamen, stirol, etenbenzen, fenetilen, fenileten, stiropol) je hemijsko organsko jedinjenje koje spada u grupu aromatičnih ugljovodonika. To je derivat benzena.Stiren je prvi put izolovan iz smole drveta orijentalnog platana (Likuidambar orientalis), a ne iz porodice Stirak tropskog drveća (kako se to zbog naziva često misli), iz kojih se proizvodi benzoin smola. Hemijska formula mu je:

C6H5CH=CH2

Pod normalnim uslovima stiren je uljasta tečnost, koja lako isparava (slika 1). Ima slatkast miris ako je čist, a zbog nekih primesa može imati i neugodan miris.

Stiren je veoma važan međuproizvod u proizvodnji sintetičkog materijala polistirena (ili ekspandiranog polistirena -stiropor). Manje količine stirena se mogu prirodno naći u nekim namirnicama poput voća, povrća, oraha, pića i mesa. Proizvodnja stirena se povećala u svetu tokom 1940-ih, kada je popularizovan kao sirovina za sintetičke gume.
Komercijalno značajni materijalai tj. proizvodi koji uključuju stiren su:

• polistiren (najviše se koristi i to za proizvodnju stiropora – stiroporske ambalaže, posudica i čaša, u kućnoj izolaciji, kao punjenje unutar kacige motocikla, za izolaciju enterijera automobila i dr.)
• ABS,
• stiren-butadien (SBR) guma,
• stiren-butadien lateks,
• SIS (stiren-izopren-stiren),
• S-EB-S (stirene-ethilene/butilene-stirene),
• stiren-divinilbenzena (S DVB-),
• stiren-akrilonitril smola (SAN) i
•  nezasićeni poliestri.

Ovi materijali se koriste u proizvodnji gume, plastike, fiberglas izolacija, cevi, automobilskih delova, kontejnera za brodsku hranu, proizvodnju podloge za tepih i sl.