合理選擇樹脂 保護環境與人類


    苯乙烯是制備不飽和聚酯樹脂的重要原料,在樹脂的合成過程中起著重要的作用,是形成聚酯分子及聚酯分子交聯反應的重要成分。目前,大多數復合材料產品制造商在工藝中使用不飽和聚酯。在使用不飽和聚酯的工藝過程中,苯乙烯又會在樹脂固化反應過程釋放出來,苯乙烯的釋放不但會影響了樹脂的終性能,還會對環境造成污染,對工人的身體健康造成危害。
    為了保護環境及工人身體健康,各國對復合材料工業生產中車間的苯乙烯含量做了規定。如法國的相關法規規定,工人僅能在苯乙烯濃度低于50ppm的環境下工作8小時。這個標準對復合材料制造業來說不是容易達到的,如果在工藝中使用普通的不飽和聚酯,車間內苯乙烯的濃度總是偏高,這種樹脂苯乙烯排放的速率是125毫克/米/小時。
    為減少苯乙烯的揮發量,樹脂制造商推出了系列的低苯乙烯揮發樹脂及膠衣(LSC,LES),這種樹脂中苯乙烯的含量為30-35%(重量百分比),而普通標準不飽和聚酯樹脂中苯乙烯的含量為40%。 采用這種樹脂與傳統的標準聚酯樹脂相比,工藝中苯乙烯揮發量減少了30%,這一特點對噴射工藝特別有意義。這種低苯乙烯排放樹脂(LSE)是在原標準樹脂中添加了成膜劑,使復合材料表面形成不可穿透的屏障,從而限制了在交聯過程中苯乙烯的揮發,同時采用促進表面快速固化的添加劑,進一步減少了苯乙烯的揮發,且使固化后的樹脂性能更好。在聚合固化過程及出模之前,特別能顯現這種低揮發性樹脂的優越性。[-page-] 
    當添加成膜劑的可能性不大時(如工藝或成分不允許的情況),可以采用光固化型樹脂,即由紫外光激發固化過程,進行光固化時,僅幾秒的時間就可在表面上形成一層不可穿透的薄膜,從而限制了苯乙烯的揮發。在工藝上可采取加強通風并采用可揮發物的轉化回收裝置,從而優化樹脂及膠衣的噴射工藝。采用如上綜合措施,可使苯乙烯排放總量降低50%。
    樹脂制造商還推出一種低有害氣體污染(HAP)的熱固性乙烯基樹脂,這種樹脂中含有35%的苯乙烯(重量百分比),該產品符合甚至超過美國新的環保標準,有優良的抗起泡及抗疲勞性能,應用于噴射、手糊。達到大放熱峰的時間為15分鐘,膠凝時間為15-40分鐘。實驗室研究表明,用上述樹脂制造的夾層板(或僅用該樹脂做表面層),浸泡在常溫水中15年后,未發現有鼓泡現象。   
    瑞典的Viamare Group是歐洲著名的造船公司,目前雖然采用開模工藝,但在生產過程中采取各種措施不斷降低苯乙烯的揮發量,包括采用低揮發樹脂、特種表面固化促進劑及苯乙烯的回收技術。遵照歐洲環保標準,1970年時,苯乙烯排放量限制在100ppm以下,而在2003年,該公司復合材料車間苯乙烯含量已為10ppm以下。隨著環境意識的提高,相信一定會制訂出并嚴格執行與國際接軌的控制標準,更好地控制因苯乙烯對環境及工人健康造成的威脅。