苯乙烯
百科名片
苯乙烯结构式
苯乙烯是用苯取代乙烯的一个氢原子形成的有机化合物,乙烯基的电子与苯环共轭,不溶于水,溶于乙醇、乙醚中,暴露于空气中逐渐发生聚合及氧化。工业上是合成树脂、离子交换树脂及合成橡胶等的重要单体。
苯乙烯分子球棍模型
芳烃的一种。分子式C8H8,结构简式C6H5CH=CH2 。存在于苏合香脂(一种天然香料)中。无色、有特殊香气的油状液体。熔点-30.6℃,沸点145.2℃,相对密度0.9060(20/4℃),折光率1.5469,黏度0.762 cP at 68 °F。不溶于水(<1%),能与乙醇、乙醚等有机溶剂混溶。苯乙烯在室温下即能缓慢聚合,要加阻聚剂[对苯二酚或叔丁基邻苯二酚(0.0002%~0.002%)作稳定剂,以延缓其聚合]才能贮存。苯乙烯自聚生成聚苯乙烯树脂,它还能与其他的不饱和化合物共聚,生成合成橡胶和树脂等多种产物。例如,丁苯橡胶是丁二烯和苯乙烯的共聚物;ABS树脂是丙烯腈(A)、丁二烯(B)和苯乙烯(S)的共聚物;离子交换树脂的原料是苯乙烯[1]和少量1,4-二(乙烯基)苯的共聚物。苯乙烯还可以发生烯烃所特有的加成反应。
苯乙烯分子比例模型
在工业上,苯乙烯可由乙苯催化去氢制得。实验室可以用加热肉桂酸的办法得到。
编辑本段基本信息
苯乙烯性质反应
化学品中文名称: 苯乙烯[2]
化学品英文名称: phenylethylene ,Ethenylbenzene, Styrol, Vinyl benzene, Cinnamene, Styrolene, Cinnamol?
中文名称2:乙烯基苯,乙烯苯,苏合香烯,斯替林
英文名称2: styrene
英文名简称:ST
俄文名称:Стирол
技术说明书编码: 236
CAS No.: 100-42-5
EINECS号: 202-851-5[3]
分子式: C8H8
分子量: 104.14
编辑本段物化性质
性状 无色油状液体,有芳香气味。 Boiling_point 145℃ 凝固点 -30.6℃ 相对Density 0.9059 折射率 1.5467 flash_point 31.11℃ 溶解性 不溶于水,溶于乙醇及乙醚。
熔点:-31℃
相对密度:0.902g/cm3
溶解性:0.3 g/L (20℃)
苯乙烯 ≥99.5% 一级≥99.5%;二级≥99.0%。
苯乙烯中主要的阻聚剂是对苯二酚,可以通过减压蒸馏除去。先用10%NaOH洗一到两次,再用水洗直至检测到水为中性,用无水硫酸镁干燥一夜,过滤以后再减压蒸馏。用水泵一直抽,温度大约为68-70度。纯的苯乙烯是无色液体,如果聚了会变成淡黄色,并且液体黏度也会变大,所以需要低温保存。
编辑本段危险性
危险性类别:
侵入途径:
健康危害: 对眼和上呼吸道粘膜有刺激和麻醉作用。急性中毒:高浓度时,立即引起眼及上呼吸道粘膜的刺激,出现眼痛、流泪、流涕、喷嚏、咽痛、咳嗽等,继之头痛、头晕、恶心、呕吐、全身乏力等;严重者可有眩晕、步态蹒跚。眼部受苯乙烯液体污染时,可致灼伤。慢性影响:常见神经衰弱综合征,有头痛、乏力、恶心、食欲减退、腹胀、忧郁、健忘、指颤等。对呼吸道有刺激作用,长期接触有时引起阻塞性肺部病变。皮肤粗糙、皲裂和增厚。[4]
环境危害: 对环境有严重危害,对水体、土壤和大气可造成污染。
燃爆危险: 本品易燃,为可疑致癌物,具刺激性。[5]
编辑本段急救措施
皮肤接触: 脱去污染的衣着,用肥皂水和清水彻底冲洗皮肤。
眼睛接触: 立即提起眼睑,用大量流动清水或生理盐水彻底冲洗至少15分钟。就医。
吸入: 迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难,给输氧。如呼吸停止,立即进行人工呼吸。就医。
食入: 饮足量温水,催吐。就医。
编辑本段消防措施
危险特性: 其蒸气与空气可形成爆炸性混合物,遇明火、高热或与氧化剂接触,有引起燃烧爆炸的危险。遇酸性催化剂如路易斯催化剂、齐格勒催化剂、硫酸、氯化铁、氯化铝等都能产生猛烈聚合,放出大量热量。其蒸气比空气重,能在较低处扩散到相当远的地方,遇火源会着火回燃。
有害燃烧产物: 一氧化碳、二氧化碳。
灭火方法: 尽可能将容器从火场移至空旷处。喷水保持火场容器冷却,直至灭火结束。灭火剂:泡沫、干粉、二氧化碳、砂土。用水灭火无效。遇大火,消防人员须在有防护掩蔽处操作。
粗苯乙烯的分离和精制流程
苯乙烯反应器
主要成分: 含量: 一级≥99.5%;二级≥99.0%。
外观与性状: 无色透明油状液体。
非极性有机物
pH:
熔点(℃): -30.6
沸点(℃): 146
相对密度(水=1): 0.91
相对蒸气密度(空气=1): 3.6
饱和蒸气压(kPa): 1.33(30.8℃)
燃烧热(kJ/mol): 4376.9
临界温度(℃): 369
临界压力(MPa): 3.81
辛醇/水分配系数的对数值: 3.2
闪点(℃): 34.4
引燃温度(℃): 490
爆炸上限%(V/V): 6.1
爆炸下限%(V/V): 1.1
溶解性: 不溶于水,溶于醇、醚等多数有机溶剂。
主要用途: 用于制聚苯乙烯、合成橡胶、离子交换树脂等。
其它理化性质:
编辑本段质量指标
指标名称[6]优等品 一等品 合格品
外观 清澈透明,无机械杂质和游离水
色度(铂-钴色号)≤ 10 15 30
苯乙烯的质量分数%≥ 99.7 99.5 99.3
聚合物/(mg/Kg)≤ 10 10 50
过氧化物(以过氧化氢计)/(mg/kg)≤ 100 100 100
总醛(以苯甲醛计)/%≤0.01 0.02 0.02
阻聚剂(TBC)/(mg/kg)≤ 10~15 10~15 10~115
玻璃转化温度 100度
编辑本段化学特性
苯乙烯纯度的测定
稳定性:
禁配物: 强氧化剂、酸类。
避免接触的条件: 光照、空气。
其它有害作用: 该物质对环境有严重危害,应特别注意对地表水、土壤、大气和饮用水的污染,对水生生物应给予特别注意。由于其挥发性强,在大气中易被光解,也可被生物降解和化学降解,即能被特异的菌丛所破坏,亦能被空气中的氧所氧化成苯甲醚、甲醛及少量苯乙醇。
交联剂对不饱和聚酯树脂固化后产品的性能有着重要的影响。在实际中应用得最多的交联剂就是苯乙烯,与聚酯的共聚反应活性高,且用苯乙烯做稀释剂的树脂固化速度快、粘度较低,便于施工。固化后的产物电性能也比较好,但耐热性较差,实践证明,苯乙烯对固化后的产品性能起着举足轻重的作用,探讨苯乙烯对固化产物性能的影响是十分必要的。
1 混溶及其反应活性
1.1 苯乙烯与聚酯的混溶
苯乙烯一方面在聚酯中做为交联剂使用,另一方面也起到稀释的作用。适当的稀释过程有助于得到高质量的产品,一般稀释温度不超过95cI=。反之就会影响产品的一系列性能,甚至凝胶不能使用。苯乙烯中含的聚合物应尽可能的少,苯乙烯中含有聚合物也会影响苯乙烯与聚脂的混溶性。如苯乙烯中含有聚合物较多,要将其蒸馏后再使用,并加入阻聚剂,使苯乙烯中阻聚剂的含量在(5一l5)×10I6之间,苯乙烯中常用的阻聚剂是对苯二酚和对叔丁基邻苯二酚。
1.2 苯乙烯的活性
从苯乙烯的结构中可以看出,它与其它不饱和单体比较,活性较大。研究化学性通常用最高放热温度来度量,通过放热曲线的研究可以定性的判断反应后产物性能的好坏。从放热曲线可以看出(图略),苯乙烯与聚酯反应的放热温度最高,故其反应活性也较大,生产出的不饱和聚酯性能也很好。另外,放热峰温度也与苯乙烯在树脂中的含量有关。放热峰温度随着苯乙烯含量的增加而增加。同时也随着不饱和度的增加而增大。
2 苯乙烯含量的影响
2.1 对固化产物机械性能的影响
固化物的性能不仅决定于树脂分子链结构,而且也与参加交联反应的单体结构及数量有关。对于浇铸树脂,弯曲强度随着苯乙烯量的增加而减少,而对于玻璃纤维增强的层压制品,弯曲强度随着苯乙烯含量的增加而增加。抗张强度随着苯乙烯含量的增加而增大,直到最大值,然后开始下降,也就是说,加入适量的苯乙烯可使其抗张强度达到最大值。一般模压塑料用的树脂,苯乙烯含量在30% 一40%左右为最佳。在苯乙烯用量允许的范围内,适当地增加苯乙烯的量对机械性能是有利的。这是因为固化物即可交联完全。又有利于提高机械性能,降低收缩率,减小树脂的粘度,便于使用。
2.2 对电性能的影响
苯乙烯含量对固化产物电性能的影响是很显著的。苯乙烯含量过高或过低对电性能都是不利的。苯乙烯含量在30%一50%之间往往可获得较高的综合电性能。
2.3 对吸水性的影响
不饱和聚酯树脂的吸水性主要取决于聚酯分子链的结构、树脂的酸值、羟值等,但与苯乙烯含量也有一定的关系。总的来说,固化产物的吸水性通常是随着苯乙烯含量的增加而减少的。
2.4 对固化产物耐化学性的影响
影响固化产物耐化学性的一个因素是分子链结构,如间苯二甲酸型聚酯就比较耐化学腐蚀。而影响固化产物耐化学性的另一个因素就是稀释剂的类型和含量。用苯乙烯做为交联剂的聚酯,随着苯乙烯含量的增加,提高了交联密度使其能更有效的阻止化学溶剂的“进攻”。
苯乙烯的沿革
液态碳氢化合物的芳香族有机化合物,因易发生聚合反应而倍受瞩目,苯乙烯则是用来制造塑料、树脂、橡胶等由单分子体构成的大分子物质的,同时也可用于制造聚脂和乳胶漆。
纯净的苯乙烯透明、无色、易燃、略带毒性,沸点为145,冰点为-30.6。它的方程式是C8H8,早在1850年人们就已知道苯乙烯不与天然树脂发生反应但要发生聚合作用。但直到19世纪30年代,它才被应用于工业生产,苯乙烯是通过对乙苯进行除氢作用而生成的(乙苯是汽油中提取的乙烯和苯的化合物)。德国法本公司和美国陶氏化学公司于1937年采用乙苯脱氢法进行了苯乙烯工业化生产。第二次世界大战期间,由于生产合成橡胶的需要,产量迅速扩大。战后,由于苯乙烯系塑料的发展,苯乙烯产量直线上升,并出现了一些其他的生产方法。例如:1966年,美国哈康公司开发了乙苯共氧化法;70年代初,日本等国采用萃取精馏从裂解汽油中分离苯乙烯,制得的苯乙烯量取决于乙烯生产的规模。1981年,世界苯乙烯装置的总能力达17.13Mt,其中90%以上采用乙苯催化脱氢法制造的。
在不受辐射的催化剂的作用下,苯乙烯迅速生成一种广泛用于模压制品的塑料,聚苯乙烯,它还可以与丁二烯发生化学反应形成一种异分子聚合物,即合成橡胶,还有一些单分子体(如氯乙烯)可与苯乙烯发生共聚反应,生成化聚苯乙烯质量更好的塑料或树脂。
最重要的用途是作为合成橡胶和塑料的单体,用来生产丁苯橡胶、聚苯乙烯、泡沫聚苯乙烯;也用于与其他单体共聚制造多种不同用途的工程塑料。如与丙烯腈、丁二烯共聚制得ABS树脂,广泛用于各种家用电器及工业上;与丙烯腈共聚制得的SAN是耐冲击、色泽光亮的树脂;与丁二烯共聚所制得的SBS是一种热塑性橡胶,广泛用作聚氯乙烯、聚丙烯的改性剂等。
苯乙烯主要用于生产苯乙烯系列树脂及丁苯橡胶,也是生产离子交换树脂及医药品的原料之一,此外,苯乙烯还可用于制药、染料、农药以及选矿等行业。
本文来源:https://www.2haoxitong.net/k/doc/70633de04693daef5ef73dd8.html
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