Madala lenduvusega stüreenpolüestervaik

Käsitsi ladumise ja pihustamisega vormimise protsessides kantakse vaiku tavaliselt kihtidena avatud vormile. Eriti pihustusprotsessi ajal vaik pihustatakse ja pihustatakse, moodustades mõned peened osakesed, mis ladestuvad vormi pinnale. Kuid enne vaigu täielikku kõvenemist lendub stüreen sellest jätkuvalt, mis põhjustab stüreeni kontsentratsiooni suurenemist töökoja õhus. See ei põhjusta mitte ainult stüreeni kadu, vaid kujutab endast ka potentsiaalset keskkonnaohtu. Halva ventilatsiooniga töökodades võib stüreeni kontsentratsioon õhus tõusta liiga kõrgeks, mis võib pika aja jooksul mõjutada selle keskkonnaga kokkupuutuvate kasutajate tervist. Seetõttu on mitmed riigid kehtestanud õhus stüreeni kontsentratsiooni piirväärtused (TLV-d), mis põhinevad tavaliselt 8-tunnisel tööpäeval ja 40-tunnisel töönädalal. Näiteks on nii Ühendkuningriik kui ka USA kehtestanud stüreeni lubatud piirnormiks 100 g/m³ samas kui Rootsi on seda piiranud 50 g/m³.

Tagamaks, et stüreeni kontsentratsioon töökoja õhus jääks alla ettenähtud piirnormi, on vaja tõhustada ventilatsiooni. Ainult ventilatsioonile lootmine võib aga põhjustada talvel sisetemperatuuri langust, mis suurendab küttekulusid, mistõttu on ülioluline vähendada polüestervaigus sisalduva stüreeni lendumist.

Varased vähese lendumisega vaigud vähendasid stüreeni lendumist, lisades lendumise inhibiitorina väikese koguse parafiinvaha. Kõvenemise käigus moodustab parafiin vaigu pinnale õhukese kile, mis toimib õhutõkkena. Parafiini lisamine võib aga põhjustada lamineeritud materjalide delaminatsiooni.

Selle olukorra parandamiseks töötati välja järgmised preparaadid, mis kombineerisid kõrge ja madala sulamistemperatuuriga parafiine erinevate polümeeridega, nagu polü(butüleensuktsinaat) ja polü(butüülakrülaat). Lisaks kasutati lendumise inhibiitori (nagu parafiin) ja adhesioonipromootori kombinatsiooni. Adhesiooni soodustajaks võivad olla hüdrofoobsed eetrid või estrid, mis sisaldavad kahte süsivesinikrühma ja vähemalt ühte kaksiksidet, aga ka küllastumata isopreen ja selle derivaadid, nagu linaseemneõli, dipenteen ja trimetüloolpropaandiallüüleeter. Tüüpiline parafiini lisamise tase on vahemikus 0,05% kuni 0,5% (massi järgi), samas kui adhesiooni soodustajat lisatakse 0,1% kuni 2% (massi järgi).

Lisaks inhibiitorite lisamisele saab stüreeni lendumise vähendamiseks kasutada järgmisi meetodeid:

1. Stüreenisisalduse vähendamine: stüreenisisalduse vähendamisega preparaadis saab kõvastumisprotsessi ajal lenduva stüreeni kogust otseselt vähendada. Tavaliselt saavutatakse see muude ristsiduvate monomeeride või reaktiivsete lahjendite lisamisega, et säilitada vaigu jõudlust.

2. Lõppkatkimise tehnikad: madala lenduvusega katete lisamine vaigusse võib vähendada stüreeni lendumist. Need ained seovad keemiliselt stüreeni polümeeriahelas, vähendades seeläbi selle vabanemist.

3. Kõrge tahke ainesisaldusega vaigud: tahkete komponentide osakaalu suurendamine vaigus vähendab lenduvate komponentide osakaalu, vähendades seeläbi stüreeni lendumist. See lähenemisviis nõuab tavaliselt vaigu tootmisprotsesside täiustamist, et tagada kõrge kuivainesisaldusega vaikude head kasutusomadused ja lõpptoote kvaliteet.

4. Nanomaterjalide lisamine: Nanomaterjalide, nagu nanoränidioksiid või nanokaltsiumkarbonaat, lisamine vaigule võib vaigu mikrostruktuuri muutes stüreeni lendumist pärssida. Need nanomaterjalid võivad suurendada vaigu viskoossust ja ristsidumise tihedust, vähendades seeläbi stüreeni migratsiooni.

5. Kõvenemisprotsesside parandamine: kõvenemisprotsesside optimeerimine, nagu madalamate temperatuuride ja lühemate kõvenemisaegade kasutamine, võib vähendada stüreeni lendumist kõvenemise ajal. Lisaks saab stüreenivaba UV-kõvastumise protsesside kasutamine tõhusalt minimeerida stüreeni lendumist.

Stüreeni lendumise edasiseks vähendamiseks täiustatakse pidevalt ka protsesside täiustamist, kusjuures käsitsi ladumise ja pihustusvormimise protsessid lähevad järk-järgult üle suletud vormitehnoloogiatele, nagu vaigu ülekandevormimine (RTM).