Trong quá trình tạo khuôn bằng tay và phun khuôn, nhựa thường được áp dụng theo từng lớp cho khuôn mở. Đặc biệt trong quá trình phun, nhựa được nguyên tử hóa và phun ra, có một số hạt mịn tạo thành đọng lại trên bề mặt khuôn. Tuy nhiên, trước khi nhựa đóng rắn hoàn toàn, styrene tiếp tục bay hơi từ nhựa, dẫn đến nồng độ styrene tăng lên trong không khí xưởng. Điều này không chỉ dẫn đến mất styrene mà còn tiềm ẩn nguy cơ môi trường. Trong các xưởng có hệ thống thông gió kém, nồng độ styrene trong không khí có thể trở nên quá cao, có khả năng ảnh hưởng đến sức khỏe của những người vận hành tiếp xúc với môi trường này trong thời gian dài. Do đó, nhiều quốc gia khác nhau đã thiết lập Giá trị giới hạn ngưỡng (TLV) cho nồng độ styrene trong không khí, thường dựa trên ngày làm việc 8 giờ và tuần làm việc 40 giờ. Ví dụ: cả Vương quốc Anh và Hoa Kỳ đều đặt TLV cho styrene ở mức 100 g/m³, trong khi Thụy Điển đã giới hạn ở mức 50 g/m³.
Để đảm bảo nồng độ styren trong không khí xưởng duy trì dưới mức TLV quy định, cần tăng cường thông gió. Tuy nhiên, chỉ dựa vào hệ thống thông gió có thể khiến nhiệt độ trong nhà giảm vào mùa đông, làm tăng chi phí sưởi ấm, do đó việc giảm sự bay hơi của styrene trong nhựa polyester là rất quan trọng.
Các loại nhựa có độ bay hơi thấp ban đầu làm giảm sự bay hơi của styren bằng cách thêm một lượng nhỏ sáp parafin làm chất ức chế bay hơi. Trong quá trình đóng rắn, parafin tạo thành một lớp màng mỏng trên bề mặt nhựa, đóng vai trò như một rào cản không khí. Tuy nhiên, việc bổ sung parafin có thể dẫn đến sự phân tách trong vật liệu nhiều lớp.
Để cải thiện tình trạng này, các công thức tiếp theo đã được phát triển để kết hợp parafin có điểm nóng chảy cao và điểm nóng chảy thấp với nhiều loại polyme khác nhau, chẳng hạn như poly(butylene succinate) và poly(butyl acrylate). Ngoài ra, sự kết hợp giữa chất ức chế bay hơi (như parafin) và chất kích thích bám dính đã được sử dụng. Chất kích thích bám dính có thể là ete kỵ nước hoặc este chứa hai nhóm hydrocacbon và ít nhất một liên kết đôi, cũng như isopren chưa bão hòa và các dẫn xuất của nó, như dầu hạt lanh, dipenten, và trimethylolpropane diallyl ete. Mức bổ sung điển hình của parafin dao động từ 0,05% đến 0,5% (theo khối lượng), trong khi chất kích thích bám dính được thêm vào ở mức 0,1% đến 2% (theo khối lượng).
Ngoài việc bổ sung chất ức chế, có thể sử dụng các phương pháp sau để giảm sự bay hơi của styren:
1. Giảm hàm lượng styren: Bằng cách giảm hàm lượng styren trong công thức, lượng styren bay hơi trong quá trình đóng rắn có thể giảm trực tiếp. Điều này thường đạt được bằng cách đưa vào các monome liên kết ngang hoặc chất pha loãng phản ứng khác để duy trì hiệu suất của nhựa.
2. Kỹ thuật đóng nắp cuối: Việc đưa các chất đóng nắp cuối có độ bay hơi thấp vào nhựa có thể làm giảm sự bay hơi của styren. Các tác nhân này liên kết hóa học với styrene trong chuỗi polymer, do đó làm giảm sự giải phóng nó.
3. Nhựa có hàm lượng chất rắn cao: Việc tăng tỷ lệ các thành phần rắn trong nhựa sẽ làm giảm tỷ lệ các thành phần dễ bay hơi, từ đó làm giảm sự bay hơi của styren. Cách tiếp cận này thường yêu cầu cải tiến quy trình sản xuất nhựa để đảm bảo rằng nhựa có hàm lượng chất rắn cao vẫn có đặc tính ứng dụng tốt và chất lượng sản phẩm cuối cùng.
4. Bổ sung vật liệu nano: Việc thêm vật liệu nano, chẳng hạn như nanosilica hoặc nano canxi cacbonat, vào nhựa có thể ức chế sự bay hơi của styren bằng cách thay đổi cấu trúc vi mô của nhựa. Những vật liệu nano này có thể làm tăng độ nhớt của nhựa và mật độ liên kết ngang, do đó làm giảm sự di chuyển của styren.
5. Cải thiện quy trình xử lý: Tối ưu hóa quy trình xử lý, chẳng hạn như áp dụng nhiệt độ thấp hơn và thời gian xử lý ngắn hơn, có thể làm giảm sự bay hơi của styren trong quá trình xử lý. Ngoài ra, sử dụng quy trình xử lý bằng tia cực tím không chứa styren có thể giảm thiểu sự bay hơi của styren một cách hiệu quả.
Để giảm hơn nữa sự bay hơi của styren, các cải tiến quy trình cũng liên tục được cải tiến, với quy trình đúc khuôn bằng tay và phun phun dần dần chuyển sang các công nghệ khuôn kín, chẳng hạn như Đúc chuyển nhựa (RTM).
