Trước khi nói về nguyên tắc hoạt động của chất giảm mùi trong composite, cùng PCM nhìn lại nguồn gốc và bản chất vấn đề: Mùi gây ra bởi styrene bay hơi trong quá trình thi công composite và styrene khuếch tán sau khi hoàn thành sản phẩm. Vậy nguyên nhân vì sao styrene có mặt trong nhựa Polyester không no cũng như Vinylester để gây ra mùi như vậy, có thể thay thế Styrene bằng chất khác ít mùi hơn không, nếu không thì cách ngăn mùi/giảm mùi của các phụ gia hoạt động như thế nào. Gét gô!
1. Giải thích sự có mặt của Styrene trong nhựa Polyester/Vinylester
Polyester không no là kết quả của phản ứng trùng ngưng Acid đa chức không no và các rượu đa chức. Kết quả là Polyester không no cơ bản nhất sau phản ứng này có độ nhớt cao 2.000 mPas – 23.000 mPas (Polyester thô). Với dạng này sản phẩm Polyester thô gần như không thể sử dụng trong thực tế bởi: độ nhớt cao khiến rất khó thi công thực tế, thời gian đóng rắn dài, nhựa sau đóng rắn có Tg rất thấp (-20o C – 5o C) tức là ở nhiệt độ thường nhựa ở trạng thái dẻo (trạng thái mềm cao), cơ tính kém. Do đó một loại chất pha loãng phản ứng đồng thời cũng là chất đồng trùng hợp được thêm vào để khắc phục hết các vấn đề trên. Các ứng cử viên bao gồm:
- Vinyl Styrene, Vinyl Toluene, Divinyl Benzen
- Monomer Acrylate, Methacrylate, Hydroxyetyl methyl Metacrylat…
Thực tế Styrene được sử dụng phổ biến nhất bới giá rẻ, tính sẵn có, mức độ tương thích tốt với nhựa UPE. Kết quả cho sự kết hợp Styrene và UPE là loại nhựa mà chúng ta thấy phổ biến hiện nay.
2. Nguyên nhân gây mùi Composite
Về bản chất, styrene sử dụng để:
- Hoà tan Polyester thô để giảm độ nhớt của nhựa.
- Cùng phản ứng với Polyester trong quá trình đóng rắn dưới kích thích của xúc tác, tăng mật độ các liên kết ngang trong mạng lưới nhựa đã đóng rắn từ đó gia tăng các độ bền cơ tính và độ bền nhiệt.
- Giảm giá thành.
Do đó theo lý thuyết styrene sẽ phản ứng hết dưới tác dụng của xúc tác trong quá trình đóng rắn. Tuy nhiên thực tế, styrene bay hơi trong quá trình thi công gây mùi cho không gian thi công, sau khi đã đóng rắn vẫn còn một lượng Styrene chưa phản ứng khuếch tán vào không khí trong quá trình sử dụng sản phẩm.
3. Nguyên tắc giảm mùi Styrene trong Composite
Phương pháp đơn giản nhất và phổ biến nhất chính là bổ sung Parafin wax vào nhựa UPE trong quá trình thi công sản phẩm. Parafin sẽ tạo một lớp màng tại bề mặt ngăn cách nhựa và không khí, lớp màng này là nhân tố ngăn cản styrene khuếch tán ra khỏi bề mặt và gây mùi. Một tác dụng kép của chính lớp màng này là chống dính cho bề mặt sản phẩm UPE, lớp màng này ngăn việc tiếp xúc của O2 trong không khí với UPE điều đó làm UPE ở bề mặt ngoài đóng rắn hoàn toàn và không gây hiện tượng dính bề mặt.
Tuy nhiên, một điều đáng chú ý khi sử dụng Parafin chính là khả năng kết dính lớp tiếp theo sẽ giảm. Để khắc phục điều này, một loại Xúc tiến kết dính được bổ sung vào. Xúc tiến kết dính là chất hoạt động giữa bề mặt phân cách Polymer để kết dính các vật liệu về mặt hoá học và vật lý thành một cấu trúc liên kết chặt chẽ. Đối với Polyester chất xúc tiến được sử dụng phổ biến và hiệu quả là các oligomer nhựa nhiệt dẻo như oligomer etylen, propylene hay ester… được ghép với các nhóm chức năng tăng tính kết dính.
Như vậy có thể thấy một loại phụ gia giảm mùi cho Polyester hay Vinylester sẽ gồm các thành phần sau:
- Parafin wax: Tạo lớp màng nhằm ngăn sự khuếch tán Styrene.
- Xúc tiến kết dính: Cải thiện/tăng khả năng kết dính với lớp tiếp theo.
- Chất mang (Nếu có): Chất mang là hệ dung môi có thể hoà tan hai nhân tố ở trên Parafin, xúc tiến kết dính và quan trọng nhất là phải hoà tan trong nhựa. Việc sử dụng chất mang phụ gia dễ dàng hơn trong thi công: dễ dàng trong việc cân đo phụ gia, hiệu quả trong phân tán các thành phần.
Tới đây, một câu hỏi cuối mà chúng ta quan tâm: Sử dụng phụ gia giảm mùi có làm giảm tính chất của sản phẩm không?
Với những phân tích ở trên ta thấy, các thành phần Phụ gia giảm mùi Parafin wax, xúc tiến kết dính đều chỉ hoạt động ở bề mặt tiếp xúc với không khí của nhựa, do đó hoàn toàn không ảnh hưởng đến tính chất nội tại của sản phẩm – dĩ nhiên khi và chỉ khi sử dụng đúng khuyến cáo của nhà cung cấp.
Thị trường hiện nay có nhiều loại phụ gia giảm mùi composite, PASE của PCM là một trong số đó. Dựa trên các nguyên tắc, nghiên cứu và thử nghiệm thực tế, PASE ghi nhận mức giảm khuếch tán styrene lên đến 90%.
Hãy sử dụng và cảm nhận!
