«استایرن» و «پلی استایرن» نام‌هایی شبیه هم دارند و در بازار هم زیاد با هم اشتباه گرفته میشوند، اما یکی مایعی فرّار و واکنشپذیر است که در بشکه حمل میشود و دیگری پلاستیکی جامد که از آن لیوان یکبار مصرف و یونولیت می‌سازند. در این مقاله تفاوت مونومر استایرن و پلی استایرن را از نظر ساختار، خواص، کاربرد، نگهداری و ایمنی کنار هم مقایسه می‌کنیم.
پاسخ کوتاه: مونومر استایرن (C8H8) یک مولکول کوچک و مایع با نقطه جوش ۱۴۵ درجه است و پلی استایرن (C8H8)n پلیمری جامد است که از به هم پیوستن هزاران مولکول استایرن در فرایند پلیمریزاسیون ساخته میشود. استایرن ماده اولیه است و پلی استایرن محصول نهایی؛ به همین دلیل استایرن در صنایع پتروشیمی و پلیمر خریداری میشود و پلی استایرن در صنایع بسته‌بندی، ظروف یکبار مصرف، لوازم خانگی و عایق‌کاری.
مونومر استایرن چیست؟
مونومر استایرن یا وینیل بنزن، هیدروکربنی آروماتیک با یک پیوند دوگانه در گروه وینیل است. همین پیوند دوگانه به استایرن اجازه می‌دهد با مولکول‌های دیگر خود یا با مونومرهایی مثل بوتادین و اکریلونیتریل واکنش دهد و زنجیرهای بلند بسازد. استایرن در دمای اتاق مایعی بی‌رنگ و روغنی با بوی شیرین است و بیشتر از هیدروژن‌زدایی اتیل بنزن تولید میشود. برای آشنایی کامل با خواص و نگهداری آن، مقالهٔ مونومر استایرن چیست؟ را بخوانید.
پلی استایرن چیست؟
پلی استایرن (Polystyrene یا PS) پلیمری است که از اتصال زنجیروار مولکول‌های استایرن به هم ساخته میشود. در این فرایند پیوند دوگانه وینیلی باز میشود و مولکول‌ها پشت سر هم قرار می‌گیرند تا زنجیرهایی با جرم مولکولی بسیار بالا تشکیل شود. نتیجه، پلاستیکی جامد، سبک، عایق و نسبتاً سخت است که به شکل گرانول به کارخانه‌های تزریق و اکستروژن فروخته میشود. پلی استایرن در سه گروه اصلی عرضه میشود: GPPS (پلی استایرن معمولی، شفاف و شکننده)، HIPS (پلی استایرن مقاوم به ضربه که با لاستیک بوتادین اصلاح شده) و EPS (پلی استایرن انبساطی یا همان یونولیت). جزئیات بیشتر در مقالهٔ پلی استایرن چیست؟ آمده است.
جدول مقایسه مونومر استایرن و پلی استایرن
| ویژگی | مونومر استایرن (SM) | پلی استایرن (PS) |
|---|---|---|
| نوع ماده | مونومر (مولکول کوچک) | پلیمر (زنجیر بلند) |
| فرمول | C8H8 | (C8H8)n |
| حالت فیزیکی | مایع روغنی و بی‌رنگ | جامد؛ گرانول، ورق یا فوم |
| چگالی | حدود ۰٫۹۱ گرم بر سانتی‌متر مکعب | حدود ۰٫۹۶ تا ۱٫۰۵ (فوم EPS بسیار سبک‌تر) |
| رفتار حرارتی | نقطه جوش ۱۴۵ درجه، نقطه اشتعال حدود ۳۱ درجه | دمای انتقال شیشه‌ای حدود ۹۰ تا ۱۰۰ درجه؛ نقطه ذوب مشخص ندارد |
| فراریت و بو | فرّار با بوی شیرین و تند | غیرفرّار و تقریباً بی‌بو |
| واکنش‌پذیری | خودبهخود پلیمر میشود؛ نیاز به بازدارنده TBC | پایدار و بی‌اثر در شرایط معمول |
| حلالیت | با حلال‌های آلی مخلوط میشود؛ در آب تقریباً نامحلول | در آب نامحلول؛ در استون، تولوئن و برخی حلال‌ها حل یا متورم میشود |
| بسته‌بندی و حمل | بشکه یا تانکر دربسته؛ کالای خطرناک کلاس ۳ (UN 2055) | کیسه‌های ۲۵ کیلویی گرانول؛ کالای غیرخطرناک |
| خریداران اصلی | تولیدکنندگان PS، ABS، SBR، SAN و رزین پلی‌استر | صنایع بسته‌بندی، ظروف یکبار مصرف، لوازم خانگی و عایق |
استایرن چطور به پلی استایرن تبدیل میشود؟
پلی استایرن صنعتی بیشتر با روش پلیمریزاسیون رادیکالی تولید میشود. در این روش ابتدا بازدارنده TBC از استایرن جدا یا اثر آن خنثی میشود، سپس با حرارت یا یک آغازگر (معمولاً پراکسید) واکنش زنجیری شروع میشود. در هر مرحله یک مولکول استایرن به انتهای زنجیر در حال رشد اضافه میشود تا زنجیرهای بلند پلیمری شکل بگیرد. واکنش گرمازاست و باید دمای آن دقیق کنترل شود.
- GPPS: از پلیمریزاسیون استایرن خالص به دست می‌آید.
- HIPS: استایرن در حضور لاستیک پلی‌بوتادین پلیمر میشود تا مقاومت ضربه بالا برود.
- EPS: در حین پلیمریزاسیون یک عامل پفدهنده (معمولاً پنتان) داخل دانه‌ها جذب میشود تا بعداً با بخار آب منبسط شوند و فوم سبک یونولیتی بسازند.
تفاوت کاربرد استایرن و پلی استایرن
مونومر استایرن مصرف‌کننده نهایی ندارد و تقریباً همه آن به‌عنوان ماده اولیه در کارخانه‌ها مصرف میشود: تولید پلی استایرن، ABS برای قطعات خودرو و لوازم الکترونیکی، لاستیک SBR برای تایر، رزین SAN و رزین‌های پلی‌استر غیراشباع برای قطعات فایبرگلاس. در مقابل، پلی استایرن خودش محصول نهایی یا نیمه‌نهایی است و مستقیم به شکل لیوان و ظروف یکبار مصرف، بسته‌بندی مواد غذایی، بدنه لوازم خانگی، جعبه‌های شفاف، یونولیت و عایق حرارتی ساختمان استفاده میشود.
تفاوت ایمنی و نگهداری
بیشترین تفاوت این دو ماده در ایمنی است. استایرن مایعی قابل اشتعال است که بخارش در محیط کار باید کنترل شود و آژانس بین‌المللی تحقیقات سرطان (IARC) آن را «احتمالاً سرطان‌زا» (گروه 2A) طبقه‌بندی کرده است. استایرن باید خنک و همراه بازدارنده TBC نگهداری شود تا در انبار پلیمر نشود. پلی استایرن جامد اما در شرایط عادی پایدار است و نگهداری آن مثل بیشتر گرانول‌های پلاستیکی ساده است؛ فقط باید از حرارت زیاد و آتش دور باشد، چون می‌سوزد و دود سیاه تولید میکند. در ظروف غذایی ساخته‌شده از PS، مقدار باقیمانده مونومر استایرن طبق استانداردها محدود میشود. برای اطلاعات بیشتر، مقالهٔ خطرات بخارات تولوئن و استایرن مونومر را ببینید.
کدام را باید بخرید؟
اگر تولیدکننده پلیمر، رزین یا لاستیک هستید و خودتان پلیمریزاسیون انجام می‌دهید، به مونومر استایرن نیاز دارید. اما اگر با دستگاه تزریق، اکسترودر یا ترموفرمینگ قطعه، ظرف یا ورق می‌سازید، ماده اولیه شما گرانول پلی استایرن (GPPS یا HIPS) است. برای فوم و یونولیت هم دانههای EPS لازم است.
خرید از بازرگانی بزرگمهر: مشخصات، بسته‌بندی و قیمت روز در صفحه‌های خرید مونومر استایرن و خرید پلی استایرن به‌روز نگه داشته میشود.
سوالات متداول درباره تفاوت استایرن و پلی استایرن
آیا استایرن و پلی استایرن یک ماده‌اند؟
خیر. استایرن مونومر یا واحد سازنده است و پلی استایرن پلیمری است که از اتصال هزاران مولکول استایرن ساخته میشود. استایرن مایع و فرّار است و پلی استایرن پلاستیکی جامد.
یونولیت از استایرن ساخته میشود یا پلی استایرن؟
یونولیت از پلی استایرن انبساطی (EPS) ساخته میشود؛ یعنی دانههای پلی استایرنی که یک عامل پفدهنده مثل پنتان در آنها جذب شده و با بخار آب منبسط و به هم جوش داده میشوند. استایرن فقط ماده اولیه تولید همین دانههاست.
چرا استایرن با بازدارنده فروخته میشود ولی پلی استایرن نه؟
چون استایرن پیوند دوگانه واکنشپذیر دارد و خودبهخود پلیمر میشود؛ بازدارنده TBC این واکنش را کند میکند. در پلی استایرن این پیوندها در فرایند پلیمریزاسیون مصرف شدهاند و ماده پایدار است.
آیا ظروف پلی استایرنی برای غذای داغ مناسباند؟
پلی استایرن معمولی در حدود ۹۰ تا ۱۰۰ درجه نرم میشود و ممکن است مقدار کمی استایرن باقیمانده از آن به غذاهای خیلی داغ یا چرب منتقل شود. به همین دلیل استانداردهای ظروف غذایی مقدار استایرن باقیمانده را محدود میکنند و برای غذای داغ معمولاً گزینههای مقاومتر توصیه میشود.
