Ngành công nghiệp sản xuất nhựa và cao su hiện nay sử dụng rất nhiều hóa chất để cải thiện tính chất sản phẩm. Trong đó, styren với tính chất đặc trưng ở dạng lỏng không màu, mùi ngọt nhẹ, dễ bay hơi là nguyên liệu chính hỗ trợ quá trình sản xuất ra các sản phẩm đa dạng. Trong bài viết dưới đây, Hanimex sẽ giải đáp kỹ hơn “styrene là gì” cùng những thông tin liên quan đến ứng dụng, lưu ý khi sử dụng hóa chất này.
I. Styren – Giới thiệu chung và phân loại
Styrene monomer là gì?
Styren là hợp chất hữu cơ thuộc nhóm hydrocarbon thơm không no, có nhiều tên gọi khác nhau như styren monomer, vinyl benzene, phenyl ethene. Đây là một chất lỏng không màu, mùi ngọt nhẹ, dễ bay hơi và được ứng dụng rộng rãi trong ngành sản xuất nhựa, cao su. Hiện styrene gồm các phân loại phổ biến là styren nguyên chất (pure styrene) – nguyên liệu trong sản xuất polymer và nhựa; nhựa styrene (polystyrene) dạng cứng và dạng xốp; cao su styren-butadien (SBR); copolymers.
II. Tính chất của Styren
Tính chất vật lý
Trạng thái: Chất lỏng (ở điều kiện thường)
Màu sắc: Không màu
Mùi vị: Mùi hơi ngọt (ở nồng độ cao mùi gây khó chịu)
Độ hòa tan: Không tan trong nước, tan nhiều trong dung môi hữu cơ
Điểm sôi: Thấp, dễ bay hơi
Tính cháy: Dễ cháy
Tính chất hóa học
Tính chất hóa học đặc trưng của hóa chất styren
Styren là hợp chất hữu cơ có công thức hóa học C₆H₅CH=CH₂, cấu trúc phân tử gồm vòng benzen và nhóm vinyl có chứa liên kết đôi C=C. Cấu trúc này giúp hóa chất thể hiện nhiều tính chất hóa học đặc trưng như sau:
- Vinyl benzene dễ cháy và có điểm sôi thấp, trọng lượng riêng thấp hơn nước nên dễ bay hơi.
- Hóa chất có thể tham gia các phản ứng cộng nhờ đặc trưng cấu trúc liên kết đôi C=C. Phản ứng cộng hydro tạo thành ethylbenzene; cộng halogen (brom hoặc clo) tạo thành dẫn xuất dihalo; cộng HX (HCl, HBr) theo quy tắc Markovnikov.
- Phản ứng hóa học đặc trưng của hóa chất này là phản ứng trùng hợp khi có tác động từ chất xúc tác, các phân tử sẽ kết hợp với nhau tạo thành một mạch polime dài (polystyrene)
- Cấu trúc vòng benzen giúp phenyl ethene tham gia vào các phản ứng thế trên vòng benzen như thế nitro, thế halogen,… Tuy nhiên, vì cấu trúc có bao gồm nhóm vinyl nên khi phản ứng thế diễn ra thì vị trí thế ưu tiên sẽ là ortho và para.
- Styren bị oxy hóa hoàn toàn nếu đốt cháy trong không khí và sản phẩm tạo thành là CO₂ cùng H₂O. Các chất oxy hóa mạnh có thể tác động gây ra phản ứng oxy hóa không hoàn toàn tạo thành các sản phẩm oxy hóa phức tạp.
III. Điều chế Styren bằng phương pháp công nghiệp
Trong công nghiệp, styren có thể được điều chế bằng nhiều phương pháp như dehydrogen hóa ethylbenzene, oxydehydrogen hóa, tổng hợp toluen. Tuy nhiên dehydrogen hóa ethylbenzene là phương pháp phổ biến nhất, được ứng dụng trên toàn thế giới. Phương pháp điều chế theo 2 giai đoạn:
Giai đoạn 1:
Thực hiện phản ứng benzen với etilen có thêm xúc tác axit (H₃PO₄) để tạo thành ethylbenzen. Điều kiện phản ứng ở nhiệt độ 200-300°C, áp suất vừa phải.
Phương trình phản ứng:
C₆H₆ + CH₂=CH₂ → C₆H₅CH₂CH₃
Giai đoạn 2:
Thực hiện phản ứng đun nóng ethylbenzene cùng một lượng hơi nước nhỏ để phản ứng dehydrogen hóa xảy ra chuyển đổi thành sản phẩm gồm styrene và khí hydro. Điều kiện phản ứng ở mức nhiệt độ cao 600-700°C, có thêm xúc tác oxit kim loại
Phương trình phản ứng:
C₆H₅CH₂CH₃ → C₆H₅CH=CH₂ + H₂
IV. Ứng dụng của Styren
Trong sản xuất nhựa:
Ứng dụng hóa chất styrene monomer sản xuất sản phẩm nhựa
Với nhiều phân loại khác nhau, ứng dụng của styren trong hóa chất ngành nhựa cũng rất đa dạng. Hóa chất này là thành phần chính để sản xuất polystyrene, đem đến những ứng dụng cụ thể như:
- Polystyrene dạng cứng là nguyên liệu sử dụng để sản xuất bao bì thực phẩm, đồ gia dụng hay các dụng cụ y tế, xét nghiệm.
- Polystyrene dạng xốp là nguyên liệu sản xuất các loại bao bì đóng gói, sản xuất sản phẩm xốp hay làm vật liệu cách nhiệt hỗ trợ xây dựng.
Ngoài ra, styren monomer còn tham gia sản xuất acrylonitrile butadiene styrene (ABS) và nhựa SAN (styrene acrylonitrile). ABS là loại nhựa kỹ thuật có độ bền cao, khả năng chịu lực tốt, ứng dụng trong sản xuất linh kiện, vỏ máy móc, thiết bị hay đồ chơi lego. Nhựa SAN là loại nhựa trong suốt có độ bền cao, ứng dụng sản xuất bình nước, hộp đựng thức ăn cùng sản phẩm y tế.
Trong sản xuất cao su:
Ngành công nghiệp hoá chất cao su cũng ứng dụng styren rất phổ biến, là nguyên liệu để sản xuất cao su styren-butadiene (SBR). Đây là loại cao su tổng hợp được sử dụng rất nhiều trong quá trình sản xuất cao su công nghiệp hay các sản phẩm lốp xe, giày dép nhờ độ đàn hồi, khả năng chịu mài mòn và duy trì độ bền tốt.
Ngoài ra, loại cao su SBR với nguyên liệu chính là styrene còn được ứng dụng trong sản xuất ống dẫn nhiên liệu, gioăng cao su, lớp phủ mặt đường cùng các sản phẩm có khả năng chịu ma sát tốt.
V. Tác động của Styren đến môi trường và sức khỏe
Lưu ý sử dụng hóa chất đúng cách giảm tác động tới sức khỏe và môi trường
Tuy được ứng dụng rộng rãi trong sản xuất công nghiệp nhưng styren cũng là hóa chất tiềm ẩn nguy cơ gây ảnh hưởng không tốt tới sức khỏe và môi trường nếu không sử dụng đúng cách.
- Tác động tới sức khỏe: Nếu làm việc, tiếp xúc hay hít phải hóa hơi hóa chất trong thời gian dài sẽ gây kích ứng cho da, mắt, hệ hô hấp và khiến bạn bị đau đầu, chóng mặt, mệt mỏi. Ngoài ra, phenyl ethene còn gây ảnh hưởng tới khả năng sinh sản, sự phát triển của thai nhi và tiềm ẩn nguy cơ gây ung thư, đặc biệt là ung thư phổi cùng ung thư hệ thống lympho.
- Tác động tới môi trường: Nồng độ hơi hóa chất quá cao nếu phát tán trong không khí sẽ gây ô nhiễm, phản ứng với các hợp chất khác tạo ra chất độc hại, làm xuất hiện sương mù quang hóa, ảnh hưởng sức khỏe con người. Còn nếu xử lý và xả thải hóa chất không đúng quy định sẽ làm ô nhiễm nguồn nước ngầm, đất đai và khiến cây cối cùng các sinh vật trong hệ sinh thái không thể phát triển.
Bởi các tác động không tốt tới sức khỏe và môi trường nên trong quá trình xử lý hóa chất styren, người lao động cần trang bị đồ bảo hộ cá nhân để giảm thiểu tiếp xúc, hít hơi trong không khí. Đồng thời, các nhà xưởng cần lắp đặt hệ thống thông gió, thiết lập quy trình xử lý xả thải hóa chất an toàn để hạn chế gây ô nhiễm môi trường.
VI. Kết luận
Hanimex chuyên cung cấp hóa chất đa dạng, chính hãng, giá cả cạnh tranh
Như vậy, bài viết của Hanimex đã cung cấp những thông tin liên quan về styren – hóa chất được ứng dụng phổ biến trong ngành sản xuất nhựa và cao su. Với bất kỳ thắc mắc về bài viết và các yêu cầu cần tư vấn, giới thiệu các giải pháp hóa chất phù hợp, quý khách hãy liên hệ trực tiếp với Hanimex.
Hanimex là địa chỉ uy tín có hơn 9 năm phân phối hóa chất trên toàn quốc. Chúng tôi sở hữu đội ngũ tư vấn chuyên nghiệp, nhập khẩu hóa chất chính hãng, cam kết cung cấp sản phẩm chất lượng với mức giá tối ưu, đem lại trải nghiệm hài lòng cho khách hàng!
