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Der Postbote klingelt und Du nimmst ein großes Paket entgegen. Vor lauter Neugierde öffnest Du es natürlich gleich. Doch erst mal kommt Dir eine Menge Styropor entgegen. Typisch! Denn gerade bei empfindlichen Gegenständen wird Styropor häufig als Verpackungsmaterial verwendet. Während Du das ganze Styropor aus dem Paket räumst, fragst Du Dich, woraus Styropor besteht.
Im Verlauf der Erklärung lernst Du, was genau Styropor ist. Eine Information erfährst Du jetzt schon: Styrol ist der Ausgangsstoff für Styropor.
Styrol und Vinylbenzol sind Trivialnamen. Nach IUPAC wird die Verbindung Ethylenbenzen bezeichnet. Styrol ist ein aromatischer Kohlenwasserstoff, der ungesättigt ist. Die Summenformel lautet C8H8.
Nachdem Du nun einige grundlegende Informationen über Styrol gelernt hast, beschäftigst Du Dich mit den Eigenschaften näher. Zunächst siehst Du hier eine kleine tabellarische Übersicht.
| Eigenschaften von Styrol | |
| Aussehen | farblos |
| Geruch | süßlich |
| Aggregatzustand | flüssig |
| Molare Masse | 104,15  |
| Dichte | 0,91  (bei 20 °C) |
| Schmelzpunkt | -31 °C |
| Siedepunkt | 145 °C |
| Löslichkeit | schwer wasserlöslich (0,24  bei 20 °C),gute Löslichkeit in Aceton, Ethanol, Methanol und Ether |
| untere Explosionsgrenze | 0,97 Vol.-% beziehungsweise 42  |
| obere Explosionsgrenze | 7,7 Vol.-% beziehungsweise 334  |
| Flammpunkt | 32 °C |
| Zündtemperatur | 490 °C |
Innerhalb eines bestimmten Konzentrationsbereichs ist ein Stoff vermischt mit Luft, Gasen oder Dämpfen zu einer Explosion fähig. Diese untere beziehungsweise obere Grenze der Konzentration werden als untere beziehungsweise obere Explosionsgrenze bezeichnet.
Ab einer bestimmten Temperatur kann eine Substanz ein Dampf-Luft-Gemisch bilden, das bei Kontakt mit einer Zündquelle entflammt. Die geringste Temperatur, bei der dies möglich ist, wird Flammpunkt genannt.
Die Zündtemperatur ist die Temperatur, bei der sich ein Stoff in Anwesenheit von Sauerstoff selbst entzünden kann.
Bei Styrol findet sehr leicht eine Polymerisation statt. Aufgrund dessen wird dieser Substanz häufig ein Stabilisator zugesetzt. Dieser verhindert oder verzögert eine Reaktion. Anderseits wirken Licht, Wärme und Sauerstoff beschleunigend auf die Polymerisation.
Durch die Polymerisation von Styrol entsteht Polystyrol. Über Polystyrol erfährst Du später. Die Polymerisation von Styrol kann dabei anionisch, kationisch, radikalisch und auch mithilfe eines Ziegler-Natta-Katalysators koordinativ erfolgen. Dabei überwiegt die anionische Polymerisation.
Eine koordinative Polymerisation ist eine spezielle Variante der Polymerisation. Dabei wird Übergangsmetallkomplex eingesetzt. Dieser Komplex fungiert als Katalysator. Der Ziegler-Natta-Katalysator ist ein Beispiel hierfür. Das Monomer und die Polymerkette koordinieren mit dem Komplex. Das bedeutet, die beiden Edukte lagern sich an den Katalysator an und dort findet die tatsächliche Reaktion statt. Wenn sich das Monomer mit der Polymerkette verbunden hat, bindet sich ein neues Monomer an den Komplex und die Polymerisation setzt sich fort.
Du möchtest mehr über die Themen Polystyrol sowie kationische, anionische und radikalische Polymerisation wissen? Dann schaue gerne bei den Erklärungen darüber vorbei.
Du kannst in der Tabelle am unteren und oberen erkennen, dass Styrol Dampf-Luft-Gemische, die entzündbar sind, relativ schnell entwickeln kann. Dies ist besonders bei Temperatur über dem Flammpunkt der Fall. Zudem ist Styrol wassergefährdend.
Du solltest beachten, dass Styrol hauptsächlich über die Atemwege aufgenommen wird. Die Verbindung kann die Schleimhäute reizen sowie das Nervensystem stören. Des Weiteren wird angenommen, dass Styrol einen reproduktionstoxischen Effekt hat. Aufgrund dessen sollte der Arbeitsplatzgrenzwert, also die Durchschnittskonzentration in der Luft, eingehalten werden.
Du kannst Styrol in Baumharz, auch Styrax, Steinkohlenteer und Benzin, das durch Cracken erzeugt wird. Hierbei ist der Anteil klein. Natürlicherweise ist Styrol als aromatisierender Stoff in beispielsweise Weintrauben und Kiwis zu finden, wobei auch hier der Anteil gering ist. Hauptsächlich ist Styrol in Kunststoffen vertreten. Zu diesem Thema lernst Du später mehr.
Es gibt mehrere Verfahren, um Styrol herzustellen. Dabei überwiegen aktuell zwei Verfahrensweisen, über die Du hier mehr erfährst.
Styrol kann aus Ethylbenzol produziert werden. Hierbei findet hauptsächlich eine Dehydrierung statt. Bei dieser Reaktion erfolgt eine Abspaltung von Wasserstoff aus einer Verbindung, in diesem Fall Ethylbenzol. Zur Dehydrierung wird Ethylbenzol im Überschuss und einen Katalysator eingesetzt. Als Katalysator dient ein Kontakt aus Eisen(II)-oxid, der häufig etwas Natriumoxid oder Natriumcarbonat beinhaltet.
Ein Katalysator erhöht die Geschwindigkeit einer Reaktion, indem die benötigte Aktivierungsenergie verringert wird.
Des Weiteren wird Wasserdampf genutzt, um die nötige Wärme für die Reaktion zuzuführen. Neben Styrol entstehen bei diesem Prozess Nebenprodukte, wie Toluol, Benzol und Benzole mit Alkylgruppen. Durch eine nachfolgende Destillation werden diese Nebenprodukte vom Styrol entfernt.
Die Destillation ist ein Verfahren zum Trennen von Flüssigkeiten, wobei diese verdampfbar sein müssen. Die Trennung erfolgt anhand der unterschiedlichen Siedepunkte. Du willst mehr darüber lernen? Dann ließ Dir gerne die Erklärung dazu durch.
Das zweite Verfahren wird SM/PO-Verfahren genannt. Die Abkürzung bedeutet „Styrene Monomer & Propylen Oxide“. Bei diesem Prozess wird zunächst Ethylbenzol zu Ethylbenzolhydroperoxid umgesetzt. In einem zweiten Schritt reagiert diese Verbindung mit Propen zu 1-Phenylethanol und Propylenoxid. Schließlich wird 1-Phenylethanol dehydratisiert und es entsteht Styrol. Diese Reaktion erfolgt bei einer Temperatur von 200 °C. Zudem wird Aluminiumoxid als Katalysator eingesetzt.
Styrol wird als Lösungsmittel und als Medium zum Einschließen von organischen Präparaten genutzt. Die hauptsächliche Verwendung liegt jedoch in der Verarbeitung zu Kunststoffen. Durch eine Polymerisation entsteht aus Monomeren ein Polymer. Hierbei ist Styrol das Monomer, das zu langen Ketten verknüpft wird. Über die Nutzung für Kunststoffe erfährst Du im Folgenden etwas mehr.
Bei den Kunststoffen, die mit Styrol hergestellt werden, nimmt Polystyrol eine zentrale Stellung ein. Denn ein großer Anteil des Styrols zur Herstellung von Polystyrol genutzt. Polystyrol mit einer aufgeschäumten Beschaffenheit ist unter dem Namen Styropor bekannt. Styropor wird als schützendes Material zum Transportieren von Materialien eingesetzt. Deswegen findest Du auch häufig in Deinen Paketen so viel Styropor. Außerdem wird Styropor zum Dämmen von Wärme genutzt.
Wenn Du mehr über Polystyrol wissen willst, schaue gerne bei der Erklärung darüber vorbei.
Neben Polystyrol werden noch weitere Polymere aus Styrol erzeugt. Hierbei werden Styrol und weitere Verbindungen als Monomer eingesetzt, sodass Copolymere entstehen. Beispiele sind der Styrol-Butadien-Kautschuk und Acrylnitril-Styrol-Butadien-Copolymere. Zusammen mit Ethylen und Vinylchlorid bildet Styrol ein Ausgangsstoff für viele Thermoplasten.
Thermoplasten sind aus langen linearen Polymerketten ausgebaut. Es herrschen nur geringe physikalische Kräfte zwischen den Polymerketten. Deswegen lässt sich bei einer bestimmten Temperatur die Form von Thermoplasten verändern. Weitere spannende Informationen findest Du in der Erklärung dazu.
Copolymere sind Polymere. die aus mehreren Arten von Monomeren bestehen.
Styrol kann Dampf-Luft-Gemische, die entzündbar sind entwickeln. Zudem kann es die Schleimhäute reizen und das Nervensystem stören. Es wird angenommen, dass Styrol einen reproduktionstoxischen Effekt aufweist.
Es existieren derzeit keine Daten, dass Styrol krebserregend ist.
Styrol wird hauptsächlich zur Herstellung von Polymeren genutzt. Zudem wird es als Lösungsmittel und als Mittel zum Einschließen von organischen Präparaten eingesetzt.
Styrol ist nur schwer in Wasser löslich. Es löst sich in Aceton, Ethanol, Methanol und Ether gut.
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