Resina de poliéster de estireno de baixa volatilidade

Nos processos de lay-up e moldagem por pulverização manual, a resina é normalmente aplicada em camadas a um molde aberto. Especialmente durante o processo de pulverização, a resina é atomizada e pulverizada, com algumas partículas finas formando que depositam na superfície do molde. No entanto, antes que a resina cura completamente, o estireno continua a se volatilizar, levando a um aumento da concentração de estireno no ar da oficina. Isso não apenas resulta na perda de estireno, mas também representa um risco ambiental em potencial. Em oficinas com baixa ventilação, a concentração de estireno no ar pode se tornar excessivamente alta, potencialmente impactando a saúde dos operadores expostos a esse ambiente por um longo período. Portanto, vários países estabeleceram valores limite limite (TLVs) para a concentração de estireno no ar, normalmente com base em um dia de trabalho de 8 horas e uma semana de trabalho de 40 horas. Por exemplo, o Reino Unido e os EUA definiram o TLV para estireno a 100 g/m³, enquanto a Suécia o restringiu a 50 g/m³.

Para garantir que a concentração de estireno no ar da workshop permaneça abaixo do TLV especificado, é necessário aumentar a ventilação. No entanto, confiar apenas na ventilação pode fazer com que as temperaturas internas caam no inverno, aumentando os custos de aquecimento, tornando crucial reduzir a volatilização do estireno na resina de poliéster.

As resinas precoces de baixa volatilidade reduziram a volatilização do estireno, adicionando uma pequena quantidade de parafina como inibidor de volatilização. Durante o processo de cura, a parafina forma um filme fino na superfície da resina, atuando como uma barreira aérea. No entanto, a adição de parafina pode levar à delaminação em materiais laminados.

Para melhorar essa situação, foram desenvolvidas formulações subsequentes que combinam parafinas de alto e baixo ponto de fusão com vários polímeros, como poli (succinato de butileno) e poli (acrilato de butil). Além disso, foi utilizada uma combinação de um inibidor de volatilização (como parafina) e um promotor de adesão. O promotor de adesão pode ser éteres ou ésteres hidrofóbicos contendo dois grupos de hidrocarbonetos e pelo menos uma ligação dupla, bem como isopreno insaturado e seus derivados, como óleo de linhaça, dipenteno e trimetilolropano, éter Diall. O nível de adição típico de parafina varia de 0,05% a 0,5% (por massa), enquanto o promotor de adesão é adicionado em 0,1% a 2% (por massa).

Além de adicionar inibidores, os seguintes métodos podem ser usados ​​para reduzir a volatilização de estireno:

1. Reduzindo o teor de estireno: Ao diminuir o teor de estireno na formulação, a quantidade de estireno volatilizando durante o processo de cura pode ser diretamente reduzida. Isso geralmente é alcançado com a introdução de outros monômeros de reticulação ou diluentes reativos para manter o desempenho da resina.

2. Técnicas de tampa final: a introdução de agentes de baixa volatilidade na resina pode reduzir a volatilização do estireno. Esses agentes ligam quimicamente o estireno dentro da cadeia de polímeros, reduzindo assim sua liberação.

3. Resinas de alto sólido: aumentando 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 resina para garantir que as resinas de alto sólido ainda possuam boas propriedades de aplicativos e qualidade final do produto.

4. Adição de nanomateriais: Adicionando nanomateriais, como nanossílica ou carbonato de nano 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 de estireno.

5. Melhorando os processos de cura: otimizando os processos de cura, como a adoção de temperaturas mais baixas e os tempos de cura mais curtos, podem reduzir a volatilização de estireno durante a cura. Além disso, o uso de processos de cura UV livre de estireno pode efetivamente minimizar a volatilização de estireno.

Para reduzir ainda mais a volatilização do estireno, as melhorias do processo também estão sendo continuamente avançadas, com os processos de moldagem por lay-up e pulverização de manuseio em transição gradualmente para tecnologias de molde fechado, como moldagem por transferência de resina (RTM).