เรซินโพลีเอสเตอร์สไตรีนที่มีความผันผวนต่ำ

ในกระบวนการขึ้นรูปแบบการวางและการพ่นสเปรย์ด้วยมือ โดยทั่วไปแล้ว เรซินจะถูกทาเป็นชั้น ๆ บนแม่พิมพ์แบบเปิด โดยเฉพาะอย่างยิ่งในระหว่างกระบวนการพ่น เรซินจะถูกทำให้เป็นอะตอมและพ่น โดยมีอนุภาคเล็กๆ ก่อตัวเป็นอนุภาคเล็กๆ ที่สะสมอยู่บนพื้นผิวแม่พิมพ์ อย่างไรก็ตาม ก่อนที่เรซินจะแข็งตัวเต็มที่ สไตรีนจะยังคงระเหยออกจากเรซิน ส่งผลให้สไตรีนมีความเข้มข้นเพิ่มขึ้นในอากาศในห้องปฏิบัติการ ซึ่งไม่เพียงแต่ส่งผลให้สูญเสียสไตรีนเท่านั้น แต่ยังก่อให้เกิดอันตรายต่อสิ่งแวดล้อมอีกด้วย ในโรงงานที่มีการระบายอากาศไม่ดี ความเข้มข้นของสไตรีนในอากาศอาจสูงเกินไป ซึ่งอาจส่งผลกระทบต่อสุขภาพของผู้ปฏิบัติงานที่สัมผัสกับสภาพแวดล้อมนี้เป็นเวลานาน ดังนั้น ประเทศต่างๆ จึงได้กำหนดค่าขีดจำกัดเกณฑ์ (TLV) สำหรับความเข้มข้นของสไตรีนในอากาศ โดยทั่วไปจะขึ้นอยู่กับวันทำงาน 8 ชั่วโมงและสัปดาห์ทำงาน 40 ชั่วโมง ตัวอย่างเช่น ทั้งสหราชอาณาจักรและสหรัฐอเมริกาได้ตั้งค่า TLV สำหรับสไตรีนไว้ที่ 100 g/m³ ในขณะที่สวีเดนจำกัดไว้ที่ 50 g/m³

เพื่อให้แน่ใจว่าความเข้มข้นของสไตรีนในอากาศในโรงงานยังคงต่ำกว่า TLV ที่ระบุ จึงจำเป็นต้องปรับปรุงการระบายอากาศ อย่างไรก็ตาม การอาศัยการระบายอากาศเพียงอย่างเดียวอาจทำให้อุณหภูมิภายในอาคารลดลงในฤดูหนาว ส่งผลให้ต้นทุนการทำความร้อนเพิ่มขึ้น ซึ่งทำให้การลดการระเหยของสไตรีนในเรซินโพลีเอสเตอร์เป็นเรื่องสำคัญ

เรซินที่มีความผันผวนต่ำในช่วงแรกลดการระเหยของสไตรีนโดยการเติมขี้ผึ้งพาราฟินจำนวนเล็กน้อยเป็นตัวยับยั้งการระเหย ในระหว่างกระบวนการบ่ม พาราฟินจะสร้างฟิล์มบางๆ บนพื้นผิวเรซิน ซึ่งทำหน้าที่เป็นเกราะกั้นอากาศ อย่างไรก็ตาม การเติมพาราฟินอาจทำให้เกิดการหลุดล่อนในวัสดุเคลือบได้

เพื่อปรับปรุงสถานการณ์นี้ สูตรต่อมาได้รับการพัฒนาที่รวมพาราฟินที่มีจุดหลอมเหลวสูงและต่ำกับโพลีเมอร์หลายชนิด เช่น โพลี(บิวทิลีนซัคซิเนต) และโพลี (บิวทิล อะคริเลต) นอกจากนี้ การรวมกันของสารยับยั้งการระเหย (เช่น พาราฟิน) และโปรโมเตอร์การยึดเกาะถูกใช้ โปรโมเตอร์การยึดเกาะอาจเป็นอีเทอร์ที่ไม่ชอบน้ำหรือเอสเทอร์ที่มีหมู่ไฮโดรคาร์บอนสองกลุ่มและพันธะคู่อย่างน้อยหนึ่งพันธะ รวมทั้งไอโซพรีนที่ไม่อิ่มตัวและอนุพันธ์ของมัน เช่น น้ำมันลินสีด, ไดเพนทีน และไตรเมทิลอลโพรเพน ไดอัลลิล อีเทอร์ ระดับการเติมพาราฟินโดยทั่วไปอยู่ในช่วงตั้งแต่ 0.05% ถึง 0.5% (โดยมวล) ในขณะที่สารก่อการยึดเกาะจะถูกเติมที่ 0.1% ถึง 2% (โดยมวล)

นอกจากการเพิ่มสารยับยั้งแล้ว ยังสามารถใช้วิธีการต่อไปนี้เพื่อลดการระเหยของสไตรีนได้:

1. การลดปริมาณสไตรีน: การลดปริมาณสไตรีนในสูตรจะทำให้ปริมาณการระเหยของสไตรีนในระหว่างกระบวนการบ่มลดลงได้โดยตรง โดยปกติจะทำได้โดยการแนะนำโมโนเมอร์ที่เชื่อมโยงข้ามหรือสารเจือจางที่เกิดปฏิกิริยาอื่นๆ เพื่อรักษาประสิทธิภาพของเรซิน

2. เทคนิคการปิดฝาท้าย: การแนะนำสารปิดฝาท้ายที่มีความผันผวนต่ำในเรซินสามารถลดการระเหยของสไตรีนได้ สารเหล่านี้จะจับกับสไตรีนทางเคมีภายในสายโซ่โพลีเมอร์ ซึ่งช่วยลดการปล่อยสไตรีน

3. เรซินที่มีของแข็งสูง: การเพิ่มสัดส่วนของส่วนประกอบที่เป็นของแข็งในเรซินจะช่วยลดสัดส่วนของส่วนประกอบที่ระเหยได้ จึงลดการระเหยของสไตรีนลง โดยทั่วไปแนวทางนี้จำเป็นต้องมีการปรับปรุงกระบวนการผลิตเรซินเพื่อให้แน่ใจว่าเรซินที่มีของแข็งสูงยังคงมีคุณสมบัติการใช้งานที่ดีและคุณภาพของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย

4. การเติมวัสดุนาโน: การเติมวัสดุนาโน เช่น นาโนซิลิกาหรือนาโนแคลเซียมคาร์บอเนต ลงในเรซินสามารถยับยั้งการระเหยของสไตรีนได้โดยการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างจุลภาคของเรซิน วัสดุนาโนเหล่านี้สามารถเพิ่มความหนืดของเรซินและความหนาแน่นของการเชื่อมโยงข้าม ซึ่งช่วยลดการเคลื่อนตัวของสไตรีน

5. การปรับปรุงกระบวนการบ่ม: การเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการบ่ม เช่น การใช้อุณหภูมิที่ต่ำลงและระยะเวลาการบ่มที่สั้นลง สามารถลดการระเหยของสไตรีนในระหว่างการบ่มได้ นอกจากนี้ การใช้กระบวนการบ่มด้วยรังสียูวีที่ปราศจากสไตรีนสามารถลดการระเหยของสไตรีนได้อย่างมีประสิทธิภาพ

เพื่อลดการระเหยของสไตรีนเพิ่มเติม การปรับปรุงกระบวนการยังได้รับการพัฒนาอย่างต่อเนื่อง โดยกระบวนการขึ้นรูปแบบการวางด้วยมือและการพ่นขึ้นรูปจะค่อยๆ เปลี่ยนไปใช้เทคโนโลยีแม่พิมพ์แบบปิด เช่น Resin Transfer Molding (RTM)