关键词：不饱和聚酯；苯乙烯；低挥发性
由于有着稀释剂和交联剂的双重作用，苯乙烯目前仍是不饱和聚酯树脂中用量大的活性单体，通常占树脂质量的30％~50％。然而．苯乙烯的常温蒸气压较高，易于挥发。在玻璃钢成型过程中，特别是在手糊成型或喷射成型等开模成型工艺中，苯乙烯大量挥发，对环境造成污染，并对操作者的身体健康造成影响。欧美各国也出台了相关法规限制生产中苯乙烯的挥发量。因此如何有效降低不饱和聚酯树脂体系中苯乙烯挥发量已引起了政府和社会公众的普遍关注。
开发新的成型工艺技术和研制低苯乙烯挥发的新型LSE(Low styrene EmiSSimm)树脂是减少成型操作过程中苯乙烯的挥发量以及更经济、可靠地控制生产现场苯乙烯蒸汽浓度的重要途径。尤其是后者更是成为近年来各生产厂商蕈点开发的方向之一。目前LSE树脂的开发途径主要集中在三个方面：添加抑制苯乙烯挥发的成膜添加剂、合成低苯乙烯含量的不饱和聚酯以及用其它挥发性低的单体来取代苯乙烯。然而，常用的石蜡型成膜添加剂往往会引起树脂性能降低；而低苯乙烯的树脂一般粘度较高，而且树脂的性能又通常会随着苯乙烯含量的变化而变化；采用其它挥发性低的单体取代苯乙烯，如：甲基苯乙烯、乙烯基甲苯，其蒸汽压只有苯乙烯的1／2～1／3，但价格比苯乙烯高很多，且由于毒性和树脂终性能研究还不充分等原因，尚未实现商业化。
本文对Ashland公司开发的两种新型低挥发苯乙烯树脂L80405、L80505和通用的不饱和树脂L80305，在不同固化、贮存温度下树脂体系的苯乙烯挥发质量百分比进行了对比研究。
1 实验部分
1.1 原材料
L80305，通用不饱和树脂；L80405，Ashland公司低苯乙烯挥发树脂系列1；L80505，Ashland公司低苯乙烯挥发树脂系列2；各种促进剂，引发剂等均为工业品。
1.2 苯乙烯挥发量的测定
苯乙烯挥发量的测定目前尚无统一标准测试方法，本文采用图1中的装置对三种树脂的苯乙烯挥发虽进行平行比较。
具体测试方法如下：
(1)贮存过程中树脂苯乙烯挥发量的测定
测量60 min内各种树脂的挥发量，每5 min记录一次，记录各时间树脂质量的减少量占树脂总质量的百分比。
(2)固化时树脂苯乙烯挥发量的测定
对已加入固化剂M-50和1％的Co促进剂的树脂，每5 min记录一次，记录固化过程中树脂质量的减少量占树脂总质量的百分比。同时观测各树脂的凝胶情况。
(3)粘度测定
采用Brookfield公司RVT型粘度计进行粘度测定。
(4)凝胶时间测定
采用英国Techne公司的Tecam凝胶计时器进行凝胶时间测定。
2 结果与讨论
2.1 三种树脂常规性能比较
对三种树脂进行比较实验，先测定其常规性能。结果见表1。
可见，三种树脂的固化量基本为66％，说明其体系中的苯乙烯含量相当，可以进行苯乙烯挥发量的平行比较。而L80505的粘度与通用不饱和树脂L80305的粘度一样，而且二者的凝胶时间也相当，可以对固化过程中的苯乙烯挥发量进行比较。
欧美对玻璃钢工业中使用不饱和聚酯树脂成型制品的生产场所里苯乙烯蒸气的可允许浓度都作了规定，表2为欧美主要工业对苯乙烯蒸气浓度的规定。但是，这样低的含量是不太容易达到的，依靠强力的排风系统有一定的作用，但强力的排风会导致苯乙烯从制品的表层散失以及大量苯乙烯挥发到空气中。因此寻找减少苯乙烯挥发的根本方法，还是开发少污染或不污染空气的低苯乙烯挥发(LSE)树脂或无苯乙烯单体的不饱和聚酯树脂。
由于工作场所苯乙烯挥发量的测试受工作环境，现场排风情况等多种条件的限制，本文采用图1中所列的装置分别对三种树脂在贮存、固化过程中的苯乙烯挥发量进行了平行比较。
2.2 贮存过程中三种树脂体系的苯乙烯挥发性比较
为了研究树脂贮存过程中苯乙烯的挥发情况，分别测定了20℃、25℃、30℃、35℃下，L80305、L80405以及L80505液体树脂的苯乙烯挥发质量百分比随放置时间的变化。结果见图2。各温度下放置60min后，苯乙烯总挥发质量百分比见表3、图3。
由以上图表中的数据可知，两种低挥发性树脂的苯乙烯挥发量在放置过程中，挥发量都远小于通用不饱和树脂。由于液态树脂的低挥发性主要体现在树脂的运输搬运以及手糊等施工过程中，通常成膜添加剂法的阻止作用体现不明显。然而低挥发树脂L80405以及L80505体现出了良好的低挥发性。相比于普通树脂而言，在20℃、25℃和30℃下,低挥发树脂苯乙烯的挥发质量百分比降低了20％~50％。在大于30℃的较高环境温度下，低挥发技术作用减弱，下降约15％，但两种树脂的苯乙烯挥发质量百分比仍低于普通树脂20％左右。
2.3 固化过程中三种树脂体系的苯乙烯挥发性比较
在20℃、25℃、30℃、35℃四种固化温度下，分别在L80305、L80405以及L80505树脂中加入一定量的固化剂和促进剂，测定树脂体系固化过程中苯乙烯的挥发量。固化时间均为加min。各温度下，树脂固化过程中苯乙烯的挥发质量百分比随时间的变化见图4。
由上图可见，在20℃时通用树脂在固化成型时苯乙烯挥发质量百分比约为4％，而低挥发树脂L80405、L80505固化过程中苯乙烯的挥发质量百分比小于0.4％。其中L80505树脂的苯乙烯挥发质量百分比仅为0.31％，比通用树脂的挥发量低近14倍。
25℃时，低挥发树脂的苯乙烯挥发质量百分比依然很低，仍小于0.5％。而此时通用树脂上升至5.71％，分别是L80405、L80505树脂的12倍和11倍。
30℃时，通用树脂的苯乙烯挥发质量百分比变化不大，仍为5％左右。而L80405树脂体系略有上升，为0.8％；L80505树脂仍保持在约0.4％。
35℃时，通用树脂的苯乙烯挥发质量百分比依旧变化不大。但是L80405、L80505树脂均出现较大幅度的七升，升至2％左右。说明温度对L80405、L80505树脂体系有较大的影响。然而，即使35 min后该两种树脂的苯乙烯挥发质量百分比也仍小于通用树脂的50％。
由以上图表的数据可知，成膜添加剂的选择对于树脂固化成型具有重要作用。在35℃时低挥发树脂的特性没有较低温度时明显，仅为通用树脂挥发量的40％左右。可能是由于苯乙烯本身作为一种活性稀释剂，在温度升高时，其活性加大，破坏了树脂表面膜的形成。
表4、图5是不同固化温度下，固化40min，三种树脂的终苯乙烯挥发质量百分比比较。
从表4和图5中可见，在20~30℃时，L80405、L80505低挥发优势体现明显，比L80305苯乙烯的挥发质量百分比减少了10倍左右。而35℃时，由于高温加大了苯乙烯的活性，L80405、L80505低挥发树脂的苯乙烯挥发质量百分比增大，但仍小于低挥发树脂的50％。
从表4和图5中可见，这两种低挥发性树脂的苯乙烯挥发量，无论是在固化过程中，还是在贮运过程中，苯乙烯的挥发质量百分比都远小于低挥发树脂。
另外，降低树脂体系的苯乙烯挥发量，不仅能有效改善生产现场的操作环境，而且也有利于节约生产成本。以不饱和聚酯的售价为15元／kg计算，购买100 t树脂，低挥发树脂可减少苯乙烯挥发量3％~5％左右，则此用户可节约币：15×(3％~5％)×100000 kg=45000~75000 元。假设此用户的用量为每年1万吨，则每年可节约成本4500000~7500000元。说明L80405和L80505这两种低苯乙烯挥发性树脂具有较好的环保价值和经济价值。
对三种树脂的力学性能初步研究表明，与普通树脂L80305相比，L80405和L80505树脂拉伸强度略低(10％以内)，弯曲强度相当。对树脂及其复合材料的详细性能还在进一步的研究中。
3 结 论
本文将两种低苯乙烯挥发树脂和通用树脂在固化过程和贮存过程中的苯乙烯挥发量进行了对比研究，结果表明：
(1)室温同化时L80405和L80505树脂苯乙烯挥发质量百分比小于0.4％，仅为通用树脂L80305挥发量的8％左右。随着固化温度升高，苯乙烯挥发质量百分比略有上升，35℃时约为2％，但仅为通用低挥发树脂挥发量的48％；
(2)低苯乙烯挥发树脂L80405和L80505在常温贮存过程中的苯乙烯挥发量也远小于普通树脂，尤其是室温贮存时，其挥发质量百分比不到通用树脂的50％.
