Просмотр кода страницы Стирол

{{Значения|Стирол (значения)}}
{{Вещество
 | картинка                  = Styrene.svg
 | картинка3D                = 
 | хим. формула              = C<sub>8</sub>H<sub>8</sub>
 | сокращения                = PhVi
 | молярная масса            = 104,15
 | темп. плавления           = −30,6
 | темп. кипения             = 145
 | плотность                 = 0,906
 | теплоёмкость   = 
 | показатель преломления = 1,5458 (20 °C) 
 | CAS                       = 100-42-5
 | SMILES                    = c1ccccc1C=C
}}
'''Стиро́л''' ('''фенилэтиле́н, винилбензо́л, этенилбензо́л'''), брутто-формула <chem>C8H8</chem>, рациональная формула <chem>C6H5-CH=CH2</chem>, сокращённое химическое обозначение <chem>PhVi</chem> — бесцветная ядовитая жидкость со специфическим запахом.

Стирол практически нерастворим в воде, хорошо растворим в органических растворителях, хороший растворитель [[Полимеры|полимеров]].

Применяется в основном для синтеза [[полистирол]]а и [[Бутадиен-стирольные каучуки|бутадиен-стирольного каучука]].

По гигиеническому нормативу САНПИН 1.2.3685-21 (содержание в воздухе населённых мест) стирол относится ко второму классу опасности, по классификации опасных грузов [[ООН]] — к третьему<ref>{{Cite web |url=http://www.safework.ru/content/cards/RUS0073.HTM |title=ICSC0073|access-date=2018-06-25 |archive-date=2018-11-10 |archive-url=https://web.archive.org/web/20181110183248/http://www.safework.ru/content/cards/RUS0073.HTM |deadlink=no }}</ref>.

== Получение ==
Большую часть стирола (около 85 %) в промышленности получают [[дегидрирование]]м [[этилбензол]]а:

: <math>\mathsf{C_6H_5C_2H_5\ \xrightarrow{^ot}\ C_6H_5CH{=}CH_2 + H_2\!\uparrow}</math>

при температуре {{nobr|600—650 °С}}, атмосферном давлении и разбавлении перегретым водяным паром в 3—10 раз. Используются оксидные железо-хромовые [[катализатор]]ы с добавкой [[Карбонат калия|карбоната калия]].

Другой промышленный способ, которым получают оставшиеся {{nobr|15 %}}, заключается в [[реакция дегидратации|дегидратации]] [[метилфенилкарбинол]]а, образующегося в процессе получения [[оксид пропилена|оксида пропилена]] из гидропероксида [[этилбензол]]а. Гидропероксид этилбензола получают из этилбензола некаталитическим [[окисление]]м воздухом.

Разрабатываются альтернативные способы получения стирола. Каталитическая циклодимеризация [[бутадиен]]а в винилциклогексен, с его последующим [[дегидрирование]]м. Окислительное сочетание [[толуол]]а с образованием [[стильбен]]а; [[метатезис олефинов|метатезис]] стильбена с [[этилен]]ом приводит к стиролу. Взаимодействием толуола с [[метанол]]ом также может быть получен стирол. Кроме того, активно разрабатывались способы выделения стирола из жидких продуктов [[пиролиз]]а. На сегодняшний день ни один из этих процессов не является экономически выгодным и в промышленном масштабе не реализован.

В лабораторных условиях может быть получен нагреванием до {{nobr|320 °С}} полистирола с его моментальным охлаждением.

== Свойства ==
Стирол легко окисляется, присоединяет [[галогены]], [[полимеризация|полимеризуется]] (образуя твёрдую стекловидную массу — [[полистирол]]) и сопополимеризуется с различными мономерами. Полимеризация происходит уже при комнатной температуре (иногда со взрывом), поэтому при хранении стирол стабилизируют [[антиоксиданты|антиоксидантами]] (например, [[третбутилпирокатехин]]ом, [[гидрохинон]]ом).

Галогенирование, например, в реакции с бромом, в отличие от анилина, идёт не по бензольному кольцу, а по виниловой группе с образованием 1,2-дибромэтилбензола.

== Применение ==
Стирол применяют почти исключительно для производства [[полимеры|полимеров]]. Многочисленные виды полимеров на основе стирола включают [[полистирол]], пенопласт (вспененный полистирол), модифицированные стиролом полиэфиры, [[АБС-пластик|пластики АБС]] (акрилонитрил-бутадиен-стирол) и САН (стирол-акрилонитрил).

Реакцией сополимеризации [[бутадиен]]а и стирола получают [[бутадиен-стирольные каучуки]], используемые в производстве шин и в производстве формовых и неформовых резиновых изделий. Благодаря своей [[Радиационной стойкость|радиационной стойкости]], бутадиен-стирольные каучуки применяются в производстве резин, устойчивых к гамма-излучению{{Нет АИ|07|10|2019}}.

Стружка из полистирола, растворённая в стироле, является эффективным клеем для полистирола: под действием тепла и остатков полимеризаторов стирол в клеевом шве достаточно быстро полимеризуется и превращается в полистирол, таким образом две склеенные детали превращаются в монолитную деталь.

Также стирол входит в состав [[напалм]]а.

== Токсичность и охрана труда ==
Стирол — [[яд]] общетоксического действия. Примесь стирола в воздухе может оказывать раздражающее действие на слизистые оболочки верхних дыхательных путей, а в высокой концентрации также вызывает раздражение глаз. Наиболее выраженным токсическим эффектом стирола является воздействие на центральную нервную систему. Специфическим проявлением нейротоксичности стирола является нарушение цветного зрения (способности различать цвета). Субъективные жалобы работающих со стиролом на производстве включают головную боль, головокружение, нарушение памяти и опьянение. При повышении концентрации стирола частота субъективных симптомов возрастает, появляются также жалобы на утомляемость и раздражительность. В нескольких исследованиях было отмечено коррелирующее с уровнем стирола в крови и его метаболитов в моче повышение уровня [[пролактин]]а в сыворотке крови (не выходящее за пределы физиологический нормы). Предполагаемые воздействия типичных для работников химического производства доз стирола на другие системные функции человеческого организма достоверно не доказаны. Предполагаемая канцерогенность стирола также строго не доказана, поскольку проведённые исследования не позволяют исключить действие других возможных канцерогенов<ref name=":0" />.

[[Ототоксичность|Ототоксичен]] (может ухудшать слух)<ref name="Campo-2009">{{Книга|ссылка=https://library.by/portalus/modules/medecine/readme.php?subaction=showfull&id=1702135988&archive=&start_from=&ucat=&|автор=Пьер Кампо, Кэти Маген, Стефан Габриэль, Анжела Мёллер, Эберхард Нис, Мария Долорес Соле Гомес и Эско Топпила|заглавие=Ухудшение слуха при воздействии промышленного шума и химикатов. Обзор|ответственный=Эусебио Риал Гонсалес и Джоанна Коск-Биенко (ред)|год=2009|оригинал=Combined exposure to Noise and Ototoxic Substance|язык=en|место=Люксембург|издательство=Европейское агентство по безопасности и гигиене труда|страниц=63|isbn=978-92-9191-276-612|doi=10.2802/16028|access-date=2023-12-09|archive-date=2023-12-09|archive-url=https://web.archive.org/web/20231209181723/https://library.by/portalus/modules/medecine/readme.php?subaction=showfull&id=1702135988&archive=&start_from=&ucat=&|url-status=live}} {{Книга|ссылка=https://osha.europa.eu/en/publications/combined-exposure-noise-and-ototoxic-substances|автор=P. Campo, K. Maguin, S. Gabriel, A. Möller, E. Nies, M. Dolores, S. Gómez, E. Toppila|заглавие=Combined Exposure to Noise and Ototoxic Substances|ответственный=E.R. González, J. Kosk-Bienko|год=2009|язык=en|место=Luxembourg|издательство=European Agency for Safety and Health|allpages=62|серия=Literature reviews|isbn=978-92-9191-276-6|doi=10.2802/16028}}</ref><ref name="Morata-2010">{{Книга|ссылка=https://gupea.ub.gu.se/handle/2077/23240|автор=Ann-Christin Johnson and Thais C. Morata|заглавие=142. Occupational exposure to chemicals and hearing impairment (The Nordic Expert Group for Criteria Documentation of Health Risks from Chemicals)|ответственный=Kjell Torén ed|год=2010|язык=en|издание=Arbete och Hälsa, Vetenskaplig skriftserie 2010; 44 (4) ISSN 0346-7821|место=Gothenburg, Sweden|издательство=University of Gothenburg|allpages=190|серия=Arbete och Hälsa / Work and Health|isbn=978-91-85971-21-3|archive-date=2023-05-11|archive-url=https://web.archive.org/web/20230511173930/https://gupea.ub.gu.se/handle/2077/23240}} [https://www.researchgate.net/publication/224851121_Johnson_AC_Morata_TC_2010_142_Occupational_exposure_to_chemicals_and_hearing_impairment_The_Nordic_Expert_Group_for_Criteria_Documentation_of_Health_Risks_from_Chemicals_Nordic_Expert_Group_Gothenburg PDF] {{Wayback|url=https://www.researchgate.net/publication/224851121_Johnson_AC_Morata_TC_2010_142_Occupational_exposure_to_chemicals_and_hearing_impairment_The_Nordic_Expert_Group_for_Criteria_Documentation_of_Health_Risks_from_Chemicals_Nordic_Expert_Group_Gothenburg |date=20230524224437 }}</ref>.

=== Нормы допустимых концентраций ===
Стирол относится к третьему классу опасности (по ГОСТ 10003-90). [[Предельно допустимая концентрация|Предельно допустимые концентрации]] (ПДК) стирола<ref>[[s:Гигиенические нормативы ГН 2.2.5.1313—03]]. «Предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ воздухе рабочей зоны»</ref><ref>[[s:Гигиенические нормативы ГН 2.1.6.1338—03]]. «Предельно допустимые концентрации (ПДК) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населённых мест».</ref><ref>[[s:Гигиенические нормативы ГН 2.1.5.1315—03]]. «Предельно допустимые концентрации (ПДК) химических веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования».</ref>:
* [[ПДКр.з.|ПДКм]] = 30 мг/м<sup>3</sup>;
* [[ПДКр.с.]] = 10 мг/м<sup>3</sup> (среднесменная)<ref name="ГН-2-2-5-3532-18">{{Книга|автор=''(Роспотребнадзор)''|заглавие=ГН 2.2.5.3532-18 «Предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ в воздухе рабочей зоны»|ответственный=утверждены [[Попова, Анна Юрьевна|А. Ю. Поповой]]|место=Москва|год=2018|страницы=163|страниц=170|язык=ru|ссылка=https://www.rospotrebnadzor.ru/documents/details.php?ELEMENT_ID=9967|часть=№ 2410. Этенилбензол (винилбензол; стирол)|серия=Санитарные правила|archive-date=2020-06-12|archive-url=https://web.archive.org/web/20200612125827/https://www.rospotrebnadzor.ru/documents/details.php?ELEMENT_ID=9967}}</ref>;
* [[ПДКм.р.]] = 0,04 мг/м<sup>3</sup>;
* [[ПДКс.с.]] = 0,002 мг/м<sup>3</sup>;
* [[ПДКв.]] = 0,02 мг/л.

Реальное восприятие обонянием запаха начинается с концентрации {{nobr|258 мг/м³}}, что превышает среднесменную ПДК в 25 раз. Часто за запах стирола ошибочно принимают запах остатков вспенивателей пенопласта как [[пентан]], который в силу своей экстремальной летучести имеет очень высокую эмиссию из пенопласта пока весь не испарится из него<ref name="Wolf-1956">{{Статья|ссылка=|автор=Wolf M. A., Rowe V. K., McCollister D. D., Hollingsworth R. L., Oyen F|заглавие=Toxicological studies of certain alkylated benzenes and benzene; experiments on laboratory animals|год=1956|язык=en|автор издания=American Medical Association|место=Chicago|издание=A.M.A. Archives of Industrial Health|месяц=October|выпуск=4|pages=387—398|volume=14|issn=0567-3933|pmid=13361560}}</ref> Пентан является низкотоксичным газом, вызывающим только лёгкое раздражение слизистых оболочек при высокой концентрации.

Российские нормы ПДК для стирола соответствуют обычной средней замеряемой концентрации стирола в помещениях, где используются полистиролы, но не имеет отношения к воздействию на организм человека. Отличие этой нормы от воздействующих норм подробно разобрано в официальной работе [[Министерство здравоохранения и социальных служб США|Департамента Здравоохранения США]] известной как «Токсический профиль стирола»<ref name=":0">{{Cite web|lang=en|url=https://www.atsdr.cdc.gov/toxprofiles/tp53.pdf|title=TOXICOLOGICAL PROFILE FOR  STYRENE|author=Public Health Service  Agency for Toxic Substances and Disease Registry|website=U.S. DEPARTMENT OF HEALTH AND HUMAN SERVICES|date=2010|access-date=2021-11-17|archive-date=2022-01-19|archive-url=https://web.archive.org/web/20220119070320/http://www.atsdr.cdc.gov/ToxProfiles/tp53.pdf|deadlink=no}}</ref>.

В таблице 2-1 "Профиля" приведён обзор около 40 научных работ по токсичности стирола, которые выдавали разные значения в зависимости от исследования и типа воздействия стирола на организм.
{| class="wikitable" align="right" style="margin-left:1em"
|+
!Воздействие<br>стирола
!Концентрация без<br>наблюдаемых<br>
эффектов<br>(NOAEL, ppm)
!Концентрация<br>минимально<br>вредных<br>эффектов<br>(LOAEL, ppm)
|-
|Снижения цветового<br>восприятия
|8
|20
|-
|Снижение<br>интеллектуальных<br>возможностей
как решение<br>логических задач
|10
|50
|-
|Потеря равновесия
|не изучалась
|25
|-
|Снижение времени<br>реакции
|8
|50
|-
|Снижение слуха
|18
|50
|-
|Снижение<br>проводимости нервов
|40
|50
|}
Токсическое воздействие стирола на человека имеет опьяняющий эффект и напоминает воздействие алкоголя. До концентрации 10 ppm (43 мг/м<sup>3</sup>) по современным научным данным не наблюдается никакого воздействия стирола на человека. Эта концентрация примерно соответствует самому жёсткому российскому [[ПДКр.з.|ПДКм]] как 30 мг/м<sup>3</sup>. Однако даже норма LOAEL показывает концентрацию с которой опьяняющие эффекты стирола становятся едва уловимыми и только для профессионального учёного. Заметное опьяняющее влияние стирола начинается с концентрации около 100 ppm (430 мг/м<sup>3</sup>). Тем не менее, большинство рабочих, работавших в такой концентрации стирола 2-8 лет не обнаруживают каких либо эффектов с нервной системой. Такая концентрация превышает примерно в 1000 раз российские нормы на концентрации стирола и пояснение этому дано в разделе 1.5 работы «Токсический профиль стирола», где указано, что часто «ПДК» формулируются от среднего уровня присутствия стирола в помещениях, в то время как токсичный уровень стирола отличается примерно в 1000 раз по концентрации от среднего в помещениях. В таблице 8-1 регулятор США указывает, что подобный подход использует и [[ВОЗ]], используя норму 0,26 мг/м<sup>3</sup> Регулятор США с этим не соглашается в виду отсутствия научного обоснования для принятия средней концентрации стирола в помещениях как именно нормы ПДК. Регулятор США отмечает, что с позицией ВОЗ не согласны почти всё экспертное сообщество США от профсоюзных организаций до различных агентств по охране труда и окружающей среды. Регулятор США приводит в таблице 8-1 мнение экспертного сообщества США о разумной норме ПДК для стирола.
{| class="wikitable" align="right" style="margin-left:1em"
|+
!Регулятор
!ПДК стирола<br>
мг/м<sup>3</sup>
!Время нахождения<br>в день в указанной<br>концентрации
|-
|ВОЗ
|0,26
|Не указано в стандарте ВОЗ
|-
|[[Американская ассоциация государственных промышленных гигиенистов|ACGIH]]
|85
|8 часов
|-
|[[:en:American Industrial Hygiene Association|AIHA]]
|213
|8 часов
|-
|[[Агентство по охране окружающей среды США|EPA]]
|85
|8 часов
|-
|[[Национальный институт охраны труда|NIOSH]]
|200
|10 часов
|-
|[[Управление по охране труда (Министерство труда США)|OSHA]]
|400
|8 часов
|}

По мнению регулятора США, если интерпретировать научные работы по токсичности стирола, то следует принять с запасом норму 86 мг/м<sup>3</sup> для 8 часового рабочего дня,

Отдельно в «Токсический профиль стирола» отмечается, что кроме опьяняющих эффектов все остальные заявляемые токсичные явления, в частности воздействие на печень и репродуктивную функцию являются по больше части выдумкой и не подтверждаются ни экспериментами над животными, ни наблюдениями за человеком.

Для анализа воздействия стирола на печень подопытные крысы находились в концентрации стирола 160ppm более 2х лет, никаких эффектов воздействия на печень крыс не было обнаружено (см. раздел 2.2 «профиля»). У рабочих, находившихся в концентрации 40ppm в течение 5 лет, не обнаруживается никаких нарушений функционирования печени. У людей также не обнаруживается повреждений клеток обоняния, как и у крыс. Регулятор США отдельно отмечает, что попытки распространять опыты с мышами на человека в части деструкции обоняния являются ошибочными, экспериментально повреждений у человека не обнаруживается и даже теоретически не ожидается из-за разной конструкции рецепторов обоняния у мышей и людей. Регулятор США отмечает, что хотя отмечено негативное воздействие стирола на беременность хомяков при очень высокой концентрации 1000 ppm в течение 18 дней, но у всех более крупных животных в ингаляционных и оральных формах даже крупные дозы стирола не оказывали влияния на беременность. Статистически в США также не фиксируется никакой корреляции между беременностью женщин, находившихся под воздействием крупных доз стирола и каких-либо пороков плода. Одно из исследований (Kolstad et al. 1999a) зафиксировало аномалии сперматозоидов у рабочих под действием стирола, но как отмечают сами исследователи «аномалия» никак не повлияла на способность к зачатию или к каким-либо дефектам плода. Данные аномалии наблюдаемы при нахождении 6 часов в день при концентрации стирола свыше 500 ppm.

=== Канцерогенные эффекты ===
При этом [[Министерство здравоохранения и социальных служб США|Департамент Здравоохранения США]] в «Токсический профиль стирола» отмечает, что по данным ВОЗ изучается канцерогенное влияние стирола на человека. Сам Минздрав США в «профиле» отмечает, что имеются только весьма косвенные данные из научных исследований. Раковые заболевания удалось выявить под действием больших доз стирола только у мышей. Данные же по работникам химических предприятий обычно не показывали никакого превышения по статистике раковых заболеваний. По данным ВОЗ оценочный риск рака от стирола оценивается между 1 случай на 50.000 человек под воздействием стирола, до 1 случай на 1.000.000 человек на основе теоретических предположений, таких как химические реакции с участием стирола способные повредить ДНК, но не доказательство того, что это наблюдалось на людях где либо как онкологический эффект.<ref>{{Книга|ссылка=https://www.intechopen.com/chapters/52793|автор=Trisia A. Farrelly, Ian C. Shaw|заглавие=Polystyrene as Hazardous Household Waste|год=2017-02-01|издательство=IntechOpen|isbn=978-953-51-2910-3|archive-url=https://web.archive.org/web/20211115230044/https://www.intechopen.com/chapters/52793|archive-date=2021-11-15}}</ref>

До 2018 года никаких прямых доказательств о канцерогенности стирола не было. Единственное прямое доказательство возможного канцерогенного воздействия стирола на человека было получено в 2018, что повлекло со стороны [[Всемирная организация здравоохранения|ВОЗ]] и Международного агентства по исследованию рака (IARC) пересмотра классификации стирола с «вероятно» до «возможно» канцерогенного. Было исследовано 73036 рабочих, которые работали в прямом контакте со стиролом на химическом производстве. Нормальное количество миелоидного лейкоза (редкая форма [[Лейкоз|лейкемии]]) составляет примерно 10 человек на такое количество людей, было обнаружено 25 случаев миелоидного лейкоза. На основании этого были введены новые нормы по работе со стиролом на химических предприятиях. Нормальный риск возникновения рака составляет примерно 20 % в течение жизни, в данном случае обсуждается гипотетический риск рака примерно 0,01 % и исключительно для работников химической промышленности. Даже риск 0,01 % является гипотетическим, так как работники химической промышленности используют множество химических веществ в работе и что именно стирол, а не какой-то другой сопутствующий реактив вызвал указанный эффект не доказано.<ref>{{Cite web|lang=en|url=https://www.sciencedaily.com/releases/2018/05/180530113105.htm|title=After 40 years in limbo: Styrene is probably carcinogenic|website=ScienceDaily|access-date=2021-11-15|archive-date=2021-11-15|archive-url=https://web.archive.org/web/20211115230044/https://www.sciencedaily.com/releases/2018/05/180530113105.htm|deadlink=no}}</ref> Для бытового использования продуктов на основе полистирола эмиссия составляет более чем в 10.000 раз меньшую дозу, и какие либо доказательства или ограничения по применению продуктов полистирола в бытовом использовании отсутствуют. Как отмечает [[Food and Drug Administration|FDA]] и Cancer Council, куда большее значение для снижения риска возникновения рака имеет не истерия вокруг стирола, а отказ от курения, загара, алкоголя и употребления нездоровой пищи.<ref>{{Cite web|lang=en|url=https://www.cancer.org.au/iheard/does-eating-or-drinking-out-of-polystyrene-food-packaging-cause-cancer|title=Does eating or drinking out of polystyrene food packaging cause cancer?|website=www.cancer.org.au|access-date=2021-11-15|archive-date=2021-11-15|archive-url=https://web.archive.org/web/20211115230047/https://www.cancer.org.au/iheard/does-eating-or-drinking-out-of-polystyrene-food-packaging-cause-cancer|deadlink=no}}</ref>

== Примечания ==
{{примечания}}

== Литература ==
* ''Доналд Л. Бардик, Уильям Л. Леффлер'' Нефтехимия. — М: Олимп-Бизнес, 2005.
* {{книга |заглавие = Химическая энциклопедия |ответственный = Редкол.: Кнунянц И.Л. и др. |место = М. |издательство = Советская энциклопедия |год = 1995 |том = 4 (Пол-Три)|страниц = 639 |isbn = 5-82270-092-4 }}

{{Углеводороды}}
{{ВС}}

[[Категория:Ароматические углеводороды]]
[[Категория:Продукция основного органического синтеза]]
[[Категория:Олефины]]