Nizkohlapna stirenska poliestrska smola

Pri postopkih ročnega polaganja in brizganja se smola običajno nanese v plasteh na odprt kalup. Zlasti med postopkom razprševanja se smola razprši in razprši, pri čemer nekateri tvorijo drobne delce, ki se odlagajo na površini kalupa. Toda preden se smola popolnoma strdi, stiren še naprej izhlapeva iz nje, kar vodi do povečane koncentracije stirena v zraku v delavnici. To ne povzroči samo izgube stirena, ampak predstavlja tudi potencialno nevarnost za okolje. V delavnicah s slabim prezračevanjem lahko koncentracija stirena v zraku postane pretirano visoka, kar lahko vpliva na zdravje operaterjev, ki so temu okolju izpostavljeni v daljšem obdobju. Zato so različne države določile mejne vrednosti (TLV) za koncentracijo stirena v zraku, ki običajno temeljijo na 8-urnem delovniku in 40-urnem delovniku na teden. Tako Združeno kraljestvo kot ZDA sta na primer določili TLV za stiren na 100 g/m³, medtem ko ga je Švedska omejila na 50 g/m³.

Da bi zagotovili, da koncentracija stirena v zraku v delavnici ostane pod navedeno TLV, je potrebno izboljšati prezračevanje. Vendar pa lahko zanašanje zgolj na prezračevanje pozimi povzroči padec notranjih temperatur, kar poveča stroške ogrevanja, zaradi česar je ključnega pomena zmanjšanje izhlapevanja stirena v poliestrski smoli.

Prve smole z nizko hlapnostjo so zmanjšale izhlapevanje stirena z dodajanjem majhne količine parafinskega voska kot zaviralca izhlapevanja. Med postopkom utrjevanja parafin tvori tanek film na površini smole, ki deluje kot zračna pregrada. Vendar pa lahko dodatek parafina povzroči razslojevanje v laminiranih materialih.

Za izboljšanje te situacije so bile razvite naslednje formulacije, ki so združevale parafine z visokim in nizkim tališčem z različnimi polimeri, kot sta poli(butilen sukcinat) in poli(butil akrilat). Poleg tega je bila uporabljena kombinacija inhibitorja izhlapevanja (kot je parafin) in pospeševalca adhezije. Promotor adhezije so lahko hidrofobni etri ali estri, ki vsebujejo dve ogljikovodikovi skupini in vsaj eno dvojno vez, pa tudi nenasičen izopren in njegovi derivati, kot so laneno olje, dipenten in trimetilolpropan dialileter. Običajna stopnja dodajanja parafina se giblje od 0,05 % do 0,5 % (po masi), medtem ko je pospeševalec oprijema dodan od 0,1 % do 2 % (po masi).

Poleg dodajanja inhibitorjev lahko za zmanjšanje izhlapevanja stirena uporabimo naslednje metode:

1. Zmanjšanje vsebnosti stirena: Z znižanjem vsebnosti stirena v formulaciji se lahko količina stirena, ki izhlapi med postopkom sušenja, neposredno zmanjša. To se običajno doseže z uvedbo drugih zamrežejočih monomerov ali reaktivnih razredčil za ohranitev učinkovitosti smole.

2. Tehnike zapiranja na koncu: Uvedba nizkohlapnih sredstev za zapiranje na koncu v smolo lahko zmanjša izhlapevanje stirena. Ta sredstva kemično vežejo stiren znotraj polimerne verige in tako zmanjšajo njegovo sproščanje.

3. Smole z visoko vsebnostjo trdnih snovi: Povečanje deleža trdnih komponent v smoli zmanjša delež hlapnih komponent, s čimer se zmanjša izhlapevanje stirena. Ta pristop običajno zahteva izboljšave proizvodnih procesov smole, da se zagotovi, da imajo smole z visoko trdnostjo še vedno dobre lastnosti uporabe in kakovost končnega izdelka.

4. Dodajanje nanomaterialov: Dodajanje nanomaterialov, kot je nanosilicijev dioksid ali nano kalcijev karbonat, v smolo lahko zavre izhlapevanje stirena s spreminjanjem mikrostrukture smole. Ti nanomateriali lahko povečajo viskoznost smole in gostoto zamreženja ter tako zmanjšajo migracijo stirena.

5. Izboljšanje postopkov strjevanja: Optimiziranje postopkov strjevanja, kot je uporaba nižjih temperatur in krajših časov strjevanja, lahko zmanjša izhlapevanje stirena med strjevanjem. Poleg tega lahko uporaba postopkov UV-strjevanja brez stirena učinkovito zmanjša izhlapevanje stirena.

Da bi dodatno zmanjšali izhlapevanje stirena, se nenehno izboljšujejo procesi, pri čemer procesi ročnega polaganja in brizganja postopoma prehajajo na tehnologije zaprtih kalupov, kot je na primer brizganje s smolo (RTM).