في عمليات التشكيل والصب اليدوية، يتم عادةً تطبيق الراتنج في طبقات على قالب مفتوح. خاصة أثناء عملية الرش، يتم تفتيت الراتينج ورشه، مع تشكيل بعض الجزيئات الدقيقة التي تترسب على سطح القالب. ومع ذلك، قبل أن يجف الراتينج تمامًا، يستمر الستايرين في التطاير منه، مما يؤدي إلى زيادة تركيز الستايرين في هواء الورشة. ولا يؤدي هذا إلى فقدان الستايرين فحسب، بل يشكل أيضًا خطرًا بيئيًا محتملاً. في ورش العمل ذات التهوية السيئة، يمكن أن يصبح تركيز الستايرين في الهواء مرتفعًا بشكل مفرط، مما قد يؤثر على صحة المشغلين المعرضين لهذه البيئة على مدى فترة طويلة. لذلك، قامت العديد من البلدان بوضع قيم الحد الأدنى (TLVs) لتركيز الستايرين في الهواء، والتي تعتمد عادةً على يوم عمل مدته 8 ساعات وأسبوع عمل مدته 40 ساعة. على سبيل المثال، حددت كل من المملكة المتحدة والولايات المتحدة الحد الأقصى المسموح به للستايرين عند 100 جم/م3، في حين حددته السويد عند 50 جم/م3.
للتأكد من أن تركيز الستايرين في هواء الورشة يظل أقل من الحد الأقصى المحدد، فمن الضروري تعزيز التهوية. ومع ذلك، فإن الاعتماد فقط على التهوية يمكن أن يتسبب في انخفاض درجات الحرارة الداخلية في الشتاء، مما يزيد من تكاليف التدفئة، مما يجعل من الضروري تقليل تطاير الستايرين في راتنجات البوليستر.
خفضت الراتنجات المبكرة منخفضة التقلب من تطاير الستايرين عن طريق إضافة كمية صغيرة من شمع البارافين كمثبط للتطاير. أثناء عملية المعالجة، يشكل البارافين طبقة رقيقة على سطح الراتنج، ويعمل كحاجز هوائي. ومع ذلك، فإن إضافة البارافين يمكن أن يؤدي إلى التصفيح في المواد الرقائقية.
لتحسين هذا الوضع، تم تطوير تركيبات لاحقة تجمع بين البارافينات ذات نقطة الانصهار العالية والمنخفضة مع بوليمرات مختلفة، مثل بولي (بوتيلين سكسينات) وبولي (بوتيل أكريلات). بالإضافة إلى ذلك، تم استخدام مزيج من مثبط التطاير (مثل البارافين) ومروج الالتصاق. يمكن أن يكون محفز الالتصاق عبارة عن إيثرات أو استرات كارهة للماء تحتوي على مجموعتين هيدروكربون ورابطة مزدوجة واحدة على الأقل، بالإضافة إلى إيزوبرين غير مشبع ومشتقاته، مثل زيت بذر الكتان، ديبينتين، وإيثر ثنائي ميثيلول بروبان. يتراوح مستوى الإضافة النموذجي للبارافين من 0.05% إلى 0.5% (بالكتلة)، في حين تتم إضافة محفز الالتصاق بنسبة 0.1% إلى 2% (بالكتلة).
بالإضافة إلى إضافة مثبطات، يمكن استخدام الطرق التالية لتقليل تطاير الستايرين:
1. تقليل محتوى الستايرين: عن طريق خفض محتوى الستايرين في التركيبة، يمكن تقليل كمية الستايرين المتطايرة أثناء عملية المعالجة بشكل مباشر. يتم تحقيق ذلك عادةً عن طريق إدخال مونومرات أخرى متشابكة أو مواد مخففة تفاعلية للحفاظ على أداء الراتنج.
2. تقنيات التغطية النهائية: يمكن أن يؤدي إدخال عوامل التغطية النهائية منخفضة التقلب في الراتينج إلى تقليل تطاير الستايرين. تعمل هذه العوامل على ربط الستايرين كيميائيًا داخل سلسلة البوليمر، مما يقلل من إطلاقه.
3. الراتنجات عالية الصلابة: زيادة نسبة المكونات الصلبة في الراتنج تقلل من نسبة المكونات المتطايرة، وبالتالي تقليل تطاير الستايرين. يتطلب هذا النهج عادةً تحسينات في عمليات إنتاج الراتنجات لضمان أن الراتنجات عالية المواد الصلبة لا تزال تتمتع بخصائص تطبيق جيدة وجودة المنتج النهائي.
4. إضافة المواد النانوية: يمكن أن تؤدي إضافة المواد النانوية، مثل السيليكا النانوية أو كربونات الكالسيوم النانوية، إلى الراتنج إلى منع تطاير الستايرين عن طريق تغيير البنية المجهرية للراتنج. يمكن لهذه المواد النانوية أن تزيد من لزوجة الراتينج وكثافة الارتباط المتقاطع، مما يقلل من هجرة الستايرين.
5. تحسين عمليات المعالجة: تحسين عمليات المعالجة، مثل اعتماد درجات حرارة منخفضة وأوقات معالجة أقصر، يمكن أن يقلل من تطاير الستايرين أثناء المعالجة. بالإضافة إلى ذلك، فإن استخدام عمليات المعالجة بالأشعة فوق البنفسجية الخالية من الستايرين يمكن أن يقلل بشكل فعال من تطاير الستايرين.
ولزيادة تقليل تطاير الستايرين، يتم أيضًا تطوير تحسينات العملية بشكل مستمر، مع انتقال عمليات التشكيل اليدوي والرش تدريجيًا إلى تقنيات القوالب المغلقة، مثل قولبة نقل الراتنج (RTM).
