Ρητίνη πολυεστέρα χαμηλής πυκνότητας

Σε διαδικασίες χύτευσης χεριών και ψεκασμού, η ρητίνη συνήθως εφαρμόζεται σε στρώματα σε ανοιχτό καλούπι. Ειδικά κατά τη διάρκεια της διαδικασίας ψεκασμού, η ρητίνη ψεκάζεται και ψεκάζεται, με ορισμένα σχηματίζοντας λεπτά σωματίδια που εναποτίθενται στην επιφάνεια του καλουπιού. Ωστόσο, πριν από την πλήρη θεραπεία της ρητίνης, το στυρένιο συνεχίζει να ασκείται από αυτήν, οδηγώντας σε αυξημένη συγκέντρωση στυρολίου στον αέρα του εργαστηρίου. Αυτό όχι μόνο έχει ως αποτέλεσμα την απώλεια στυρολίου αλλά και δημιουργεί πιθανό περιβαλλοντικό κίνδυνο. Σε εργαστήρια με φτωχό εξαερισμό, η συγκέντρωση στυρένιο στον αέρα μπορεί να γίνει υπερβολικά υψηλή, ενδεχομένως να επηρεάσει την υγεία των χειριστών που εκτίθενται σε αυτό το περιβάλλον για μεγάλο χρονικό διάστημα. Ως εκ τούτου, διάφορες χώρες έχουν δημιουργήσει οριακές τιμές κατωφλίου (TLVs) για συγκέντρωση στυρολίου στον αέρα, που συνήθως βασίζονται σε μια 8ωρη εργάσιμη ημέρα και μια 40ωρη εβδομάδα εργασίας. Για παράδειγμα, τόσο το Ηνωμένο Βασίλειο όσο και οι ΗΠΑ έχουν θέσει το TLV για στυρένιο στα 100 g/m³, ενώ η Σουηδία το περιορίσει σε 50 g/m³.

Για να διασφαλιστεί ότι η συγκέντρωση στυρολίου στον αέρα του εργαστηρίου παραμένει κάτω από το καθορισμένο TLV, είναι απαραίτητο να βελτιωθεί ο εξαερισμός. Ωστόσο, η βασιζόμενη αποκλειστικά στον εξαερισμό μπορεί να προκαλέσει πτώση των εσωτερικών θερμοκρασιών το χειμώνα, αυξάνοντας το κόστος θέρμανσης, καθιστώντας κρίσιμη τη μείωση της πτητικοποίησης του στυρολίου στη ρητίνη πολυεστέρα.

Οι πρώιμες ρητίνες χαμηλής μεταβλητότητας μείωσαν την πτητικοποίηση στυρολίου προσθέτοντας μια μικρή ποσότητα κεριού παραφίνης ως αναστολέα πτητικοποίησης. Κατά τη διάρκεια της διαδικασίας σκλήρυνσης, η παραφίνη σχηματίζει μια λεπτή μεμβράνη στην επιφάνεια της ρητίνης, ενεργώντας ως φράγμα αέρα. Ωστόσο, η προσθήκη παραφίνης θα μπορούσε να οδηγήσει σε αποκόλληση σε πλαστικοποιημένα υλικά.

Για να βελτιωθεί αυτή η κατάσταση, αναπτύχθηκαν επακόλουθα σκευάσματα που συνδυάζονται παραφίνες υψηλού και χαμηλού σημείου με διάφορα πολυμερή, όπως πολυ (βουτυλενένιο ηλεκτρικό) και πολυ (ακρυλικό βουτύλιο). Επιπλέον, χρησιμοποιήθηκε ένας συνδυασμός ενός αναστολέα πτητικοποίησης (όπως η παραφίνη) και ενός προαγωγέα προσκόλλησης. Ο προαγωγός προσκόλλησης θα μπορούσε να είναι υδρόφοβοι αιθέρες ή εστέρες που περιέχουν δύο ομάδες υδρογονανθράκων και τουλάχιστον έναν διπλό δεσμό, καθώς και ακόρεστο ισοπρένιο και τα παράγωγά του, όπως το πετρέλαιο λινάδιου, το διπεντένιο και το τριμεθυλολολπροπάνιο δια -αιθέρα. Το τυπικό επίπεδο προσθήκης παραφίνης κυμαίνεται από 0,05% έως 0,5% (κατά μάζα), ενώ ο προαγωγός προσκόλλησης προστίθεται σε 0,1% έως 2% (κατά μάζα).

Εκτός από την προσθήκη αναστολέων, οι ακόλουθες μέθοδοι μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη μείωση της πτητικοποίησης στυρενίου:

1. Μείωση της περιεκτικότητας σε στυρένιο: μειώνοντας την περιεκτικότητα σε στυρένιο στη διατύπωση, η ποσότητα του στυρολίου πτητικού κατά τη διάρκεια της διαδικασίας σκλήρυνσης μπορεί να μειωθεί άμεσα. Αυτό επιτυγχάνεται συνήθως με την εισαγωγή άλλων μονομερών σταυροειδούς σύνδεσης ή των αντιδραστικών αραιωμάτων για τη διατήρηση της απόδοσης της ρητίνης.

2. Τεχνικές τελικής κατανάλωσης: Η εισαγωγή παραγόντων τελικής κάλυψης χαμηλής μεταβολής στη ρητίνη μπορεί να μειώσει την πτητικοποίηση στυρολίου. Αυτοί οι παράγοντες δεσμεύουν χημικά στυρένιο μέσα στην αλυσίδα πολυμερούς, μειώνοντας έτσι την απελευθέρωσή του.

3. Οι ρητίνες υψηλών στερεών: η αύξηση της αναλογίας των στερεών συστατικών στη ρητίνη μειώνει την αναλογία των πτητικών συστατικών, μειώνοντας έτσι την πτητικοποίηση στυρενίου. Αυτή η προσέγγιση συνήθως απαιτεί βελτιώσεις στις διαδικασίες παραγωγής ρητίνης για να διασφαλιστεί ότι οι ρητίνες υψηλών στερεών εξακολουθούν να διαθέτουν καλές ιδιότητες εφαρμογής και τελική ποιότητα προϊόντων.

4. Προσθήκη νανοϋλικών: Προσθήκη νανοϋλικών, όπως νανοϊσίικα ή νανοβιδίου ασβεστίου, στη ρητίνη μπορεί να αναστείλει την πτητικοποίηση στυρενίου μεταβάλλοντας τη μικροδομή της ρητίνης. Αυτά τα νανοϋλικά μπορούν να αυξήσουν το ιξώδες της ρητίνης και την πυκνότητα διασταυρούμενης σύνδεσης, μειώνοντας έτσι τη μετανάστευση στυρολίου.

5. Βελτίωση των διαδικασιών σκλήρυνσης: Η βελτιστοποίηση των διεργασιών σκλήρυνσης, όπως η υιοθέτηση χαμηλότερων θερμοκρασιών και οι βραχύτεροι χρόνοι σκλήρυνσης, μπορούν να μειώσουν την πτητικοποίηση στυρολίου κατά τη διάρκεια της σκλήρυνσης. Επιπλέον, η χρήση των διαδικασιών-χαλάρωσης χωρίς στυρόλιο μπορεί να ελαχιστοποιήσει αποτελεσματικά την πτητικοποίηση στυρολίου.

Για να μειωθεί περαιτέρω η πτητικοποίηση στυρενίου, οι βελτιώσεις της διαδικασίας είναι επίσης συνεχώς προχωρημένες, με τις διαδικασίες χύτευσης χεριών και ψεκασμού να μεταβαίνουν σταδιακά σε τεχνολογίες κλειστών καλουπιών, όπως η χύτευση μεταφοράς ρητίνης (RTM).