Lav-volatilitet styren polyesterharpiks

I håndoppsett og spray-up støpingsprosesser påføres harpiks vanligvis i lag på en åpen form. Spesielt under spray-up-prosessen blir harpiksen forstøvet og sprayet, med noen dannende fine partikler som avsetter på formoverflaten. Før harpiksen helt herdes, fortsetter styren imidlertid å flostere fra den, noe som fører til en økt konsentrasjon av styren i verkstedet. Dette resulterer ikke bare i tap av styren, men utgjør også en potensiell miljøfare. I workshops med dårlig ventilasjon kan konsentrasjonen av styren i luften bli for høy, og potensielt påvirke helsen til operatørene som er utsatt for dette miljøet over en lang periode. Derfor har forskjellige land etablert terskelgrenseverdier (TLV) for styrenkonsentrasjon i luften, vanligvis basert på en 8-timers arbeidsdag og en 40-timers arbeidsuke. For eksempel har både Storbritannia og USA satt TLV for styren ved 100 g/m³, mens Sverige har begrenset den til 50 g/m³.

For å sikre at styrenkonsentrasjonen i verkstedluft forblir under den spesifiserte TLV, er det nødvendig å forbedre ventilasjonen. Imidlertid kan det å stole utelukkende på ventilasjon føre til at innetemperaturer synker om vinteren, noe som øker oppvarmingskostnadene, noe som gjør det avgjørende å redusere flyktigheten av styren i polyesterharpiks.

Tidlig lav-volatilitet harpikser reduserte styrenvolatilisering ved å tilsette en liten mengde parafinvoks som en flyktningsinhibitor. Under herdingsprosessen danner parafinet en tynn film på harpiksoverflaten, og fungerer som en luftbarriere. Imidlertid kan tilsetning av parafin føre til delaminering i laminerte materialer.

For å forbedre denne situasjonen ble påfølgende formuleringer utviklet som kombinerte høy- og lite smeltepunkt-parafiner med forskjellige polymerer, så som poly (butylen succinat) og poly (butylakrylat). I tillegg ble en kombinasjon av en volumiseringsinhibitor (som parafin) og en vedheftingspromotor brukt. Adhesjonspromotoren kan være hydrofobe etere eller estere som inneholder to hydrokarbongrupper og minst en dobbeltbinding, så vel som umettet isopren og dens derivater, så som linfrøolje, dipens og trimetylolpropan diallyleter. Det typiske tilsetningsnivået til parafin varierer fra 0,05% til 0,5% (etter masse), mens adhesjonspromotoren tilsettes til 0,1% til 2% (etter masse).

I tillegg til å tilsette hemmere, kan følgende metoder brukes til å redusere flyktolatilisering av styren:

1. Reduserende styreninnhold: Ved å senke styreninnholdet i formuleringen, kan mengden av styren -flyktning under herdingsprosessen reduseres direkte. Dette oppnås vanligvis ved å innføre andre tverrbindende monomerer eller reaktive fortynningsmidler for å opprettholde harpiksenhet.

2. Endekappeteknikker: Å innføre sluttkappemidler med lav volatilitet i harpiksen kan redusere flyvning av styren. Disse midlene binder kjemisk styren i polymerkjeden, og reduserer dermed frigjøringen.

3. Harpikser med høy faste: Å øke andelen faste komponenter i harpiksen reduserer andelen flyktige komponenter, og dermed reduserer flyvolatiliseringen av styren. Denne tilnærmingen krever typisk forbedringer i harpiksproduksjonsprosesser for å sikre at harpikser med høy side fremdeles har gode anvendelsesegenskaper og sluttproduktkvalitet.

4. Tilsetning av nanomaterialer: tilsetning av nanomaterialer, for eksempel nanosilika eller nano kalsiumkarbonat, til harpiksen kan hemme styrenvolatilisering ved å endre harpiksens mikrostruktur. Disse nanomaterialene kan øke harpiksviskositeten og tverrbindingstettheten, og dermed redusere migrasjonen av styren.

5. Forbedring av herdingsprosesser: Optimalisering av herdingsprosesser, for eksempel å ta i bruk lavere temperaturer og kortere herdingstider, kan redusere flyvning av styren under herding. I tillegg kan bruk av styrenfrie UV-herdingsprosesser effektivt minimere styren-flyktning.

For ytterligere å redusere flyktet av styren, blir også prosessforbedringer kontinuerlig avansert, med håndoppsetting og spray-up støpingsprosesser gradvis overgang til lukket muggteknologier, for eksempel harpiksoverføring (RTM).