摘　要：本文分別對普通不飽和聚酯樹脂L80305、低苯乙烯揮發樹脂L80405和L80505樹脂在固化和貯存過程中苯乙烯揮發性進行了研究。結果表明，室溫固化時低揮發樹脂L80405和L80505的苯乙烯揮發量僅為通用樹脂揮發量的8％左右。隨著固化溫度升高，低揮發樹脂的苯乙烯揮發質量百分比略有上升，35℃時約為2％，但仍僅為通用樹脂揮發量的48％。常溫貯存過程中，低揮發樹脂的苯乙烯揮發量遠小于普通樹脂，尤其是室溫貯存時，其揮發質量百分比不到通用樹脂的50％。說明此兩種低苯乙烯揮發性樹脂具有較好的經濟、環保價值。
關鍵詞：不飽和聚酯；苯乙烯；低揮發性

　　由于有著稀釋劑和交聯劑的雙重作用，苯乙烯目前仍是不飽和聚酯樹脂中用量大的活性單體，通常占樹脂質量的30％~50％。然而．苯乙烯的常溫蒸氣壓較高，易于揮發。在玻璃鋼成型過程中，特別是在手糊成型或噴射成型等開模成型工藝中，苯乙烯大量揮發，對環境造成污染，并對操作者的身體健康造成影響。歐美各國也出臺了相關法規限制生產中苯乙烯的揮發量。因此如何有效降低不飽和聚酯樹脂體系中苯乙烯揮發量已引起了政府和社會公眾的普遍關注。
開發新的成型工藝技術和研制低苯乙烯揮發的新型LSE(Low styrene EmiSSimm)樹脂是減少成型操作過程中苯乙烯的揮發量以及更經濟、可靠地控制生產現場苯乙烯蒸汽濃度的重要途徑。尤其是后者更是成為近年來各生產廠商蕈點開發的方向之一。目前LSE樹脂的開發途徑主要集中在三個方面：添加抑制苯乙烯揮發的成膜添加劑、合成低苯乙烯含量的不飽和聚酯以及用其它揮發性低的單體來取代苯乙烯。然而，常用的石蠟型成膜添加劑往往會引起樹脂性能降低；而低苯乙烯的樹脂一般粘度較高，而且樹脂的性能又通常會隨著苯乙烯含量的變化而變化；采用其它揮發性低的單體取代苯乙烯，如：甲基苯乙烯、乙烯基甲苯，其蒸汽壓只有苯乙烯的1／2～1／3，但價格比苯乙烯高很多，且由于毒性和樹脂終性能研究還不充分等原因，尚未實現商業化。
本文對Ashland公司開發的兩種新型低揮發苯乙烯樹脂L80405、L80505和通用的不飽和樹脂L80305，在不同固化、貯存溫度下樹脂體系的苯乙烯揮發質量百分比進行了對比研究。

1　實驗部分

1.1　原材料
L80305，通用不飽和樹脂；L80405，Ashland公司低苯乙烯揮發樹脂系列1；L80505，Ashland公司低苯乙烯揮發樹脂系列2；各種促進劑，引發劑等均為工業品。
1.2　苯乙烯揮發量的測定
苯乙烯揮發量的測定目前尚無統一標準測試方法，本文采用圖1中的裝置對三種樹脂的苯乙烯揮發雖進行平行比較。

　　具體測試方法如下：
(1)貯存過程中樹脂苯乙烯揮發量的測定
測量60 min內各種樹脂的揮發量，每5 min記錄一次，記錄各時間樹脂質量的減少量占樹脂總質量的百分比。
(2)固化時樹脂苯乙烯揮發量的測定
對已加入固化劑M-50和1％的Co促進劑的樹脂，每5 min記錄一次，記錄固化過程中樹脂質量的減少量占樹脂總質量的百分比。同時觀測各樹脂的凝膠情況。
(3)粘度測定
采用Brookfield公司RVT型粘度計進行粘度測定。
(4)凝膠時間測定
采用英國Techne公司的Tecam凝膠計時器進行凝膠時間測定。

2　結果與討論

2.1　三種樹脂常規性能比較
對三種樹脂進行比較實驗，先測定其常規性能。結果見表1。

　　可見，三種樹脂的固化量基本為66％，說明其體系中的苯乙烯含量相當，可以進行苯乙烯揮發量的平行比較。而L80505的粘度與通用不飽和樹脂L80305的粘度一樣，而且二者的凝膠時間也相當，可以對固化過程中的苯乙烯揮發量進行比較。
歐美對玻璃鋼工業中使用不飽和聚酯樹脂成型制品的生產場所里苯乙烯蒸氣的可允許濃度都作了規定，表2為歐美主要工業對苯乙烯蒸氣濃度的規定。但是，這樣低的含量是不太容易達到的，依靠強力的排風系統有一定的作用，但強力的排風會導致苯乙烯從制品的表層散失以及大量苯乙烯揮發到空氣中。因此尋找減少苯乙烯揮發的根本方法，還是開發少污染或不污染空氣的低苯乙烯揮發(LSE)樹脂或無苯乙烯單體的不飽和聚酯樹脂。

　　由于工作場所苯乙烯揮發量的測試受工作環境，現場排風情況等多種條件的限制，本文采用圖1中所列的裝置分別對三種樹脂在貯存、固化過程中的苯乙烯揮發量進行了平行比較。
2.2　貯存過程中三種樹脂體系的苯乙烯揮發性比較
為了研究樹脂貯存過程中苯乙烯的揮發情況，分別測定了20℃、25℃、30℃、35℃下，L80305、L80405以及L80505液體樹脂的苯乙烯揮發質量百分比隨放置時間的變化。結果見圖2。各溫度下放置60min后，苯乙烯總揮發質量百分比見表3、圖3。

　　由以上圖表中的數據可知，兩種低揮發性樹脂的苯乙烯揮發量在放置過程中，揮發量都遠小于通用不飽和樹脂。由于液態樹脂的低揮發性主要體現在樹脂的運輸搬運以及手糊等施工過程中，通常成膜添加劑法的阻止作用體現不明顯。然而低揮發樹脂L80405以及L80505體現出了良好的低揮發性。相比于普通樹脂而言，在20℃、25℃和30℃下,低揮發樹脂苯乙烯的揮發質量百分比降低了20％~50％。在大于30℃的較高環境溫度下，低揮發技術作用減弱，下降約15％，但兩種樹脂的苯乙烯揮發質量百分比仍低于普通樹脂20％左右。

2.3　固化過程中三種樹脂體系的苯乙烯揮發性比較
在20℃、25℃、30℃、35℃四種固化溫度下，分別在L80305、L80405以及L80505樹脂中加入一定量的固化劑和促進劑，測定樹脂體系固化過程中苯乙烯的揮發量。固化時間均為加min。各溫度下，樹脂固化過程中苯乙烯的揮發質量百分比隨時間的變化見圖4。

　　由上圖可見，在20℃時通用樹脂在固化成型時苯乙烯揮發質量百分比約為4％，而低揮發樹脂L80405、L80505固化過程中苯乙烯的揮發質量百分比小于0.4％。其中L80505樹脂的苯乙烯揮發質量百分比僅為0.31％，比通用樹脂的揮發量低近14倍。
25℃時，低揮發樹脂的苯乙烯揮發質量百分比依然很低，仍小于0.5％。而此時通用樹脂上升至5.71％，分別是L80405、L80505樹脂的12倍和11倍。
30℃時，通用樹脂的苯乙烯揮發質量百分比變化不大，仍為5％左右。而L80405樹脂體系略有上升，為0.8％；L80505樹脂仍保持在約0.4％。
35℃時，通用樹脂的苯乙烯揮發質量百分比依舊變化不大。但是L80405、L80505樹脂均出現較大幅度的七升，升至2％左右。說明溫度對L80405、L80505樹脂體系有較大的影響。然而，即使35 min后該兩種樹脂的苯乙烯揮發質量百分比也仍小于通用樹脂的50％。
由以上圖表的數據可知，成膜添加劑的選擇對于樹脂固化成型具有重要作用。在35℃時低揮發樹脂的特性沒有較低溫度時明顯，僅為通用樹脂揮發量的40％左右?？赡苁怯捎诒揭蚁┍旧碜鳛橐环N活性稀釋劑，在溫度升高時，其活性加大，破壞了樹脂表面膜的形成。
表4、圖5是不同固化溫度下，固化40min，三種樹脂的終苯乙烯揮發質量百分比比較。

　　從表4和圖5中可見，在20~30℃時，L80405、L80505低揮發優勢體現明顯，比L80305苯乙烯的揮發質量百分比減少了10倍左右。而35℃時，由于高溫加大了苯乙烯的活性，L80405、L80505低揮發樹脂的苯乙烯揮發質量百分比增大，但仍小于低揮發樹脂的50％。
從表4和圖5中可見，這兩種低揮發性樹脂的苯乙烯揮發量，無論是在固化過程中，還是在貯運過程中，苯乙烯的揮發質量百分比都遠小于低揮發樹脂。
另外，降低樹脂體系的苯乙烯揮發量，不僅能有效改善生產現場的操作環境，而且也有利于節約生產成本。以不飽和聚酯的售價為15元／kg計算，購買100 t樹脂，低揮發樹脂可減少苯乙烯揮發量3％~5％左右，則此用戶可節約幣：15×(3％~5％)×100000 kg=45000~75000 元。假設此用戶的用量為每年1萬噸，則每年可節約成本4500000~7500000元。說明L80405和L80505這兩種低苯乙烯揮發性樹脂具有較好的環保價值和經濟價值。
對三種樹脂的力學性能初步研究表明，與普通樹脂L80305相比，L80405和L80505樹脂拉伸強度略低(10％以內)，彎曲強度相當。對樹脂及其復合材料的詳細性能還在進一步的研究中。

3　結　論

　　本文將兩種低苯乙烯揮發樹脂和通用樹脂在固化過程和貯存過程中的苯乙烯揮發量進行了對比研究，結果表明：
(1)室溫同化時L80405和L80505樹脂苯乙烯揮發質量百分比小于0.4％，僅為通用樹脂L80305揮發量的8％左右。隨著固化溫度升高，苯乙烯揮發質量百分比略有上升，35℃時約為2％，但僅為通用低揮發樹脂揮發量的48％；
(2)低苯乙烯揮發樹脂L80405和L80505在常溫貯存過程中的苯乙烯揮發量也遠小于普通樹脂，尤其是室溫貯存時，其揮發質量百分比不到通用樹脂的50％.