合理选择树脂 保护环境与人类


    苯乙烯是制备不饱和聚酯树脂的重要原料,在树脂的合成过程中起着重要的作用,是形成聚酯分子及聚酯分子交联反应的重要成分。目前,大多数复合材料产品制造商在工艺中使用不饱和聚酯。在使用不饱和聚酯的工艺过程中,苯乙烯又会在树脂固化反应过程释放出来,苯乙烯的释放不但会影响了树脂的终性能,还会对环境造成污染,对工人的身体健康造成危害。
    为了保护环境及工人身体健康,各国对复合材料工业生产中车间的苯乙烯含量做了规定。如法国的相关法规规定,工人仅能在苯乙烯浓度低于50ppm的环境下工作8小时。这个标准对复合材料制造业来说不是容易达到的,如果在工艺中使用普通的不饱和聚酯,车间内苯乙烯的浓度总是偏高,这种树脂苯乙烯排放的速率是125毫克/米/小时。
    为减少苯乙烯的挥发量,树脂制造商推出了系列的低苯乙烯挥发树脂及胶衣(LSC,LES),这种树脂中苯乙烯的含量为30-35%(重量百分比),而普通标准不饱和聚酯树脂中苯乙烯的含量为40%。 采用这种树脂与传统的标准聚酯树脂相比,工艺中苯乙烯挥发量减少了30%,这一特点对喷射工艺特别有意义。这种低苯乙烯排放树脂(LSE)是在原标准树脂中添加了成膜剂,使复合材料表面形成不可穿透的屏障,从而限制了在交联过程中苯乙烯的挥发,同时采用促进表面快速固化的添加剂,进一步减少了苯乙烯的挥发,且使固化后的树脂性能更好。在聚合固化过程及出模之前,特别能显现这种低挥发性树脂的优越性。[-page-] 
    当添加成膜剂的可能性不大时(如工艺或成分不允许的情况),可以采用光固化型树脂,即由紫外光激发固化过程,进行光固化时,仅几秒的时间就可在表面上形成一层不可穿透的薄膜,从而限制了苯乙烯的挥发。在工艺上可采取加强通风并采用可挥发物的转化回收装置,从而优化树脂及胶衣的喷射工艺。采用如上综合措施,可使苯乙烯排放总量降低50%。
    树脂制造商还推出一种低有害气体污染(HAP)的热固性乙烯基树脂,这种树脂中含有35%的苯乙烯(重量百分比),该产品符合甚至超过美国新的环保标准,有优良的抗起泡及抗疲劳性能,应用于喷射、手糊。达到大放热峰的时间为15分钟,胶凝时间为15-40分钟。实验室研究表明,用上述树脂制造的夹层板(或仅用该树脂做表面层),浸泡在常温水中15年后,未发现有鼓泡现象。   
    瑞典的Viamare Group是欧洲著名的造船公司,目前虽然采用开模工艺,但在生产过程中采取各种措施不断降低苯乙烯的挥发量,包括采用低挥发树脂、特种表面固化促进剂及苯乙烯的回收技术。遵照欧洲环保标准,1970年时,苯乙烯排放量限制在100ppm以下,而在2003年,该公司复合材料车间苯乙烯含量已为10ppm以下。随着环境意识的提高,相信一定会制订出并严格执行与国际接轨的控制标准,更好地控制因苯乙烯对环境及工人健康造成的威胁。