苯乙烯在玻璃钢行业中的影响

杨文静

摘要：树脂含量约占玻璃钢制品总重量的20％～80％，所以树脂的性能直接影响到玻璃钢的各项性能，而苯乙烯是在实际中应用最多的树脂稀释剂、交联剂。苯乙烯对树脂及固化后的玻璃钢产品性能均起着举足轻重的作用。文章探讨了苯乙烯在玻璃钢行业中的影响。

关键词：苯乙烯；树脂；玻璃钢行业

中图分类号：TQ323

文献标识码：A

文章编号：1009-2374(2009)14-0089-02

树脂是玻璃钢的基本材料。树脂含量约占玻璃钢制品总重量的20％～80％，所以树脂的性能直接影响到玻璃钢的各项性能。而苯乙烯是在实际中应用最多的树脂稀释剂、交联剂。苯乙烯对树脂及固化后的玻璃钢产品性能均起着举足轻重的作用。苯乙烯工业发展间接影响着树脂及玻璃钢行业。但苯乙烯挥发性强，对环境及人体都有严重的危害性，所以苯乙烯的空气浓度含量是玻璃钢行业工作环境严格控制的一项重要指标，因此探讨苯乙烯对玻璃钢行业的影响是十分必要的。

一、苯乙烯的作用(在树脂，胶衣作为交联剂及稀释剂的作用)

理论上，凡是能使不饱和聚酯顺利地交联的烯类单体，都可以作为不饱和聚酯的交联剂，但在实际应用中，由于受到聚酯在常温下固化的难易以及原材料的来源及价格等限制，苯乙烯目前仍是不饱和聚酯树脂中用量最大的活性单体，在树脂中起着稀释剂和交联剂的双重作用。

(一)稀释剂

绝大部分树脂在固化后，尽管有良好的机械及耐化学性等性能。但由于树脂本身在实际常温应用中的粘度较大而导致操作工艺性能差，不能满足某些产品的性能工艺要求。为了能得到适宜的粘度，则需在固化体系中加入稀释剂来降低树脂粘度，增加树脂对玻璃纤维或其他织物的渗透能力，改善操作成型工艺性能。苯乙烯是常用的稀释剂，但苯乙烯含量增加以后树脂粘度降低，收缩率增大。苯乙烯含量过高或过低都会影响固化和强度。

(二)交联剂

交联剂对不饱和聚酯树脂固化后产品的性能有着重要的影响。

苯乙烯，苯的乙烯基衍生物(如二乙烯基苯和a-甲基苯乙烯)，邻苯二甲酸=烯丙酯，甲基丙烯酸甲酯等都是常用的交联剂。但在实际中应用得最多的交联剂还是苯乙烯。相对其它树脂交联剂，苯乙烯的价格便宜，且于树脂相容性良好，固化时与树脂分子中的不饱和双键能很好共聚并使固化树脂有较好的物理性能，固化速度快。但苯乙烯用量超过某一极限后，固化物的脆性就会增大，同时热变形温度也下降，收缩也比较大。为获得最佳的物理性能，苯乙烯的含量会根据所用原材料酸和醇制得的聚酯结构类型，不饱和酸的含量及树脂分子链分子量而有最适宜的范围。柔性不饱和聚酯因不饱和酸成分较少，为了获得较好的拉伸强度，通常会需要较多的苯乙烯进行稀释，相反，如果有较多不饱和组成的树脂则需苯乙烯量较少来获得最适合的性能。

二、苯乙烯含量对树脂机械性能的影响

在适当的苯乙烯含量范围内，树脂浇铸体的弯曲强度随着苯乙烯含量的增加而减少，而对于玻璃纤维增强的层压制品，弯曲强度随着苯乙烯含量的增加而增加，抗张强度随着苯乙烯含量的增加而增大。但当苯乙烯含量超过一定的极限值后，这些机械性能则会开始出现下降，所以在苯乙烯用量允许的范围内，适当地增加苯乙烯的量对机械性能是有利的。这是因为苯乙烯作为交联剂使固化物交联完全，有利于提高机械性能，降低收缩率，减小树脂的粘度，便于使用。

三、苯乙烯市场价格对玻璃钢行业的影响

苯乙烯为制造不饱和树脂的主要原料，占树脂含量的20％以上。苯乙烯的市场价格直接影响到制造树脂的成本价格，这必然也会对玻璃钢行业造成直接的影响。

从我国苯乙烯的发展现状来看，国内需求的巨大缺口和持续强劲的增长势头，是我国苯乙烯生产不断增长的原动力；同时受国内苯乙烯新建装置开工较晚、开工率较低以及对国内没有形成有效的供应的影响，使得我国的苯乙烯市场仍呈产不足需的现状，虽然我国苯乙烯的产能和产量增速明显，但依然没有改变我国苯乙烯供不应求的局面，使我国的苯乙烯的进口依存度高达69.2％，虽然同比下降了5.3个百分点，但供需缺口依然较大。计2008年我国苯乙烯总产能将超过400万吨，到2010年，我国苯乙烯市场供需矛盾将得到根本缓解，供需将基本平衡或略有缺口。所以我国的苯乙烯工业发展也间接影响到树脂及玻璃钢行业。

四、苯乙烯的危害

苯乙烯在室温下的蒸汽压较高，容易挥发，易燃且有特殊气味并具刺激性。

在玻璃钢成型的过程中，特别是手糊成型或喷射成型制作玻璃钢制品的胶衣层和背衬增强层的过程中，挥发到空气的量较大会造成环境污染并影响人身的健康。普通树脂在常温下挥发苯乙烯量为树脂重量的10％以上。当其蒸汽浓度超过一定量时会刺激人的眼和上呼吸道粘膜粘膜，出现眼痛、流泪、流涕、喷嚏、咽痛、咳嗽等。继之头痛、头晕、恶心、呕吐、全身乏力等症状，严重者可有眩晕、步态蹒跚。眼部受苯乙烯液体污染时，可致灼伤。长期接触有时引起阻塞性肺部病变。对环境也存在严重危害，特别是会对水体、土壤和大气可造成污染。由于苯乙烯应用广泛，对人和环境的不利影响较多，是玻璃钢企业生产环境中导致职业危害因素之一，一直受到有关政府和社会公众的关注。

五、低苯乙烯树脂的应用

从材料成本、树脂的贮存、成型操作和固化特性以及最终应用性能来看，苯乙烯仍是不饱和聚酯树脂选用的最合适的单体。从保护环境，保障健康的目的出发，许多国家制订了相应的法规。对使用U树脂制造产品的生产场所里苯乙烯蒸汽的可允许浓度作了规定，虽制实施，而且具体要求日趋严格。为了将苯乙烯蒸汽对环境和健康的影响降低到最低程度，人们也研发了能降低苯乙烯散发的树脂。目前制备LSE树脂采用三种方法：成膜舔加剂法、低苯乙烯含量法和采用其他挥发性较低的单体代替苯乙烯的方法。例如Derakane环氧乙烯基酯，它的苯乙烯挥发量仅仅为同类产品的50％。原理是在固化过程中，蜡会转移到模具的表面，形成一层薄膜，从而阻止了苯乙烯的挥发，不影响物理性能和树脂的加工性。但价格比普通的同类产品要高。荷兰DSM树脂公司开发了一项降低苯乙烯散发的技术，采用独特的配方得到低粘度的树脂，通过树脂内部分子间的相互作用进一步降低苯乙烯的散发。

低苯乙烯不饱和聚酯树瞻大大减少了对环境的污染，在生产应用中能有效地降低苯乙烯的散发，提高产品性能，提高工作效率。我国在研制低苯乙烯不饱和聚酯方面仍然处于初步阶段。

六、结语

目前，从玻璃钢制作过程树脂的固化及固化后性能及生产成本各方面考虑，苯乙烯仍然是树脂重要的交联剂和稀释剂。国内苯乙烯需求缺口及市场行情直接影响到玻璃钢产品价格。随着人们对环境保护的意识和工作条件的要求不断地提高，寻找能完全或部分取代苯乙烯在树脂中的重要作用物质，开发低苯乙烯树脂将是一个重要的研究领域。