Nos processos de moldagem manual e por pulverização, a resina é normalmente aplicada em camadas em um molde aberto. Principalmente durante o processo de pulverização, a resina é atomizada e pulverizada, formando algumas partículas finas que se depositam na superfície do molde. No entanto, antes da resina curar completamente, o estireno continua a volatilizar-se, levando a um aumento da concentração de estireno no ar da oficina. Isto não só resulta na perda de estireno, mas também representa um risco ambiental potencial. Em oficinas com pouca ventilação, a concentração de estireno no ar pode tornar-se excessivamente elevada, impactando potencialmente a saúde dos operadores expostos a este ambiente durante um longo período. Portanto, vários países estabeleceram Valores Limite (TLVs) para a concentração de estireno no ar, normalmente com base em uma jornada de trabalho de 8 horas e uma semana de trabalho de 40 horas. Por exemplo, tanto o Reino Unido como os EUA estabeleceram o TLV para o estireno em 100 g/m³, enquanto a Suécia o restringiu a 50 g/m³.
Para garantir que a concentração de estireno no ar da oficina permaneça abaixo do TLV especificado, é necessário melhorar a ventilação. No entanto, depender apenas da ventilação pode fazer com que as temperaturas interiores caiam no inverno, aumentando os custos de aquecimento, tornando crucial reduzir a volatilização do estireno na resina de poliéster.
As primeiras resinas de baixa volatilidade reduziram a volatilização do estireno adicionando uma pequena quantidade de cera de parafina como inibidor da volatilização. Durante o processo de cura, a parafina forma uma fina película na superfície da resina, atuando como barreira de ar. Contudo, a adição de parafina pode levar à delaminação em materiais laminados.
Para melhorar esta situação, foram desenvolvidas formulações subsequentes que combinavam parafinas de alto e baixo ponto de fusão com vários polímeros, como poli(succinato de butileno) e poli(acrilato de butila). Adicionalmente, foi utilizada uma combinação de um inibidor de volatilização (como a parafina) e um promotor de adesão. O promotor de adesão pode ser éteres hidrofóbicos ou ésteres contendo dois grupos hidrocarbonetos e pelo menos uma ligação dupla, bem como isopreno insaturado e seus derivados, tais como óleo de linhaça, dipenteno e éter dialílico de trimetilolpropano. O nível típico de adição de parafina varia de 0,05% a 0,5% (em massa), enquanto o promotor de adesão é adicionado de 0,1% a 2% (em massa).
Além de adicionar inibidores, os seguintes métodos podem ser usados para reduzir a volatilização do estireno:
1. Redução do teor de estireno: Ao diminuir o teor de estireno na formulação, a quantidade de estireno volatilizado durante o processo de cura pode ser diretamente reduzida. Isto geralmente é conseguido através da introdução de outros monômeros de reticulação ou diluentes reativos para manter o desempenho da resina.
2. Técnicas de cobertura final: A introdução de agentes de proteção final de baixa volatilidade na resina pode reduzir a volatilização do estireno. Esses agentes ligam quimicamente o estireno dentro da cadeia polimérica, reduzindo assim sua liberação.
3. Resinas com alto teor de sólidos: Aumentar a proporção de componentes sólidos na resina reduz a proporção de componentes voláteis, diminuindo assim a volatilização do estireno. Essa abordagem normalmente requer melhorias nos processos de produção de resinas para garantir que as resinas com alto teor de sólidos ainda possuam boas propriedades de aplicação e qualidade do produto final.
4. Adição de Nanomateriais: A adição de nanomateriais, como nanosílica ou nano carbonato de cálcio, à resina pode inibir a volatilização do estireno, alterando a microestrutura da resina. Esses nanomateriais podem aumentar a viscosidade da resina e a densidade de reticulação, reduzindo assim a migração do estireno.
5. Melhorar os processos de cura: A otimização dos processos de cura, como a adoção de temperaturas mais baixas e tempos de cura mais curtos, pode reduzir a volatilização do estireno durante a cura. Além disso, o uso de processos de cura UV isentos de estireno pode efetivamente minimizar a volatilização do estireno.
Para reduzir ainda mais a volatilização do estireno, as melhorias do processo também estão sendo continuamente avançadas, com os processos de moldagem manual e por pulverização fazendo a transição gradual para tecnologias de molde fechado, como Moldagem por Transferência de Resina (RTM).
