Wprowadzenie środka spieniającego do sztywnej pianki poliuretanowej stosowanej w budownictwie
Wraz ze wzrostem wymagań nowoczesnych budynków w zakresie oszczędności energii i ochrony środowiska, właściwości termoizolacyjne materiałów budowlanych stają się coraz ważniejsze. Wśród nich, sztywna pianka poliuretanowa jest doskonałym materiałem termoizolacyjnym, charakteryzującym się dobrymi właściwościami mechanicznymi, niskim przewodnictwem cieplnym i innymi zaletami, dlatego jest szeroko stosowana w dziedzinie izolacji budynków.
Środek spieniający jest jednym z głównych dodatków stosowanych w produkcji twardej pianki poliuretanowej. Ze względu na mechanizm działania można go podzielić na dwie kategorie: środek spieniający chemiczny i środek spieniający fizyczny.
Klasyfikacja środków pianotwórczych
Chemiczny środek spieniający to dodatek, który wytwarza gaz i spienia materiały poliuretanowe podczas reakcji izocyjanianów i polioli. Woda jest przedstawicielem chemicznego środka spieniającego, który reaguje z izocyjanianem, tworząc dwutlenek węgla, spieniając materiał poliuretanowy. Fizyczny środek spieniający to dodatek dodawany w procesie produkcji twardej pianki poliuretanowej, który spienia materiały poliuretanowe poprzez fizyczne działanie gazu. Fizyczne środki spieniające to głównie niskowrzące związki organiczne, takie jak wodorofluorowęglowodory (HFC) lub związki alkanowe (HC).
Proces rozwojuśrodek pianotwórczyPod koniec lat 50. XX wieku firma DuPont stosowała trichlorofluorometan (CFC-11) jako środek spieniający twardą piankę poliuretanową, uzyskując lepsze parametry produktu. Od tego czasu CFC-11 jest szeroko stosowany w dziedzinie twardej pianki poliuretanowej. Ponieważ CFC-11 okazał się szkodliwy dla warstwy ozonowej, kraje Europy Zachodniej zaprzestały jego stosowania pod koniec 1994 roku, a Chiny również zakazały jego produkcji i stosowania w 2007 roku. Następnie Stany Zjednoczone i Europa zakazały stosowania zamiennika CFC-11, HCFC-141b, odpowiednio w 2003 i 2004 roku. Wraz ze wzrostem świadomości ekologicznej kraje zaczynają opracowywać i stosować alternatywy o niskim potencjale globalnego ocieplenia (GWP).
Środki pianotwórcze typu HFC były kiedyś zamiennikami CFC-11 i HCFC-141b, ale wartość GWP związków typu HFC jest nadal stosunkowo wysoka, co nie sprzyja ochronie środowiska. Dlatego w ostatnich latach rozwój środków pianotwórczych w sektorze budowlanym przesunął się w kierunku alternatyw o niskim GWP.
Zalety i wady środków pianotwórczych
Jako rodzaj materiału izolacyjnego, sztywna pianka poliuretanowa ma wiele zalet, takich jak doskonała izolacja termiczna, dobra wytrzymałość mechaniczna, dobre właściwości pochłaniania dźwięku, długotrwała, stabilna żywotność itd.
Jako ważny środek pomocniczy w procesie produkcji twardej pianki poliuretanowej, środek spieniający ma istotny wpływ na wydajność, koszt i ochronę środowiska materiałów termoizolacyjnych. Zaletami chemicznego środka spieniającego są: szybkie i równomierne spienianie, możliwość stosowania w szerokim zakresie temperatur i wilgotności, a także wysoka szybkość spieniania, co pozwala na uzyskanie wysokowydajnej sztywnej pianki poliuretanowej.
Jednak chemiczne środki pianotwórcze mogą wytwarzać szkodliwe gazy, takie jak dwutlenek węgla, tlenek węgla i tlenki azotu, powodując zanieczyszczenie środowiska. Zaletą fizycznych środków pianotwórczych jest to, że nie wytwarzają szkodliwych gazów, mają niewielki wpływ na środowisko, a także pozwalają uzyskać mniejszy rozmiar pęcherzyków powietrza i lepszą izolację. Jednak fizyczne środki pianotwórcze charakteryzują się stosunkowo wolnym tempem spieniania i wymagają wyższej temperatury i wilgotności, aby działać optymalnie.
Jako rodzaj materiału izolacyjnego, sztywna pianka poliuretanowa ma wiele zalet, takich jak doskonała izolacja termiczna, dobra wytrzymałość mechaniczna, dobre właściwości pochłaniania dźwięku, długotrwała, stabilna żywotność itd.
Jako ważny środek pomocniczy w przygotowaniutwarda pianka poliuretanowaŚrodek spieniający ma istotny wpływ na wydajność, koszt i ochronę środowiska materiałów termoizolacyjnych. Zaletami chemicznego środka spieniającego są: szybkie i równomierne spienianie, możliwość stosowania w szerokim zakresie temperatur i wilgotności, a także wysoka szybkość spieniania, co pozwala na uzyskanie wysokowydajnej sztywnej pianki poliuretanowej.
Jednak chemiczne środki pianotwórcze mogą wytwarzać szkodliwe gazy, takie jak dwutlenek węgla, tlenek węgla i tlenki azotu, powodując zanieczyszczenie środowiska. Zaletą fizycznych środków pianotwórczych jest to, że nie wytwarzają szkodliwych gazów, mają niewielki wpływ na środowisko, a także pozwalają uzyskać mniejszy rozmiar pęcherzyków powietrza i lepszą izolację. Jednak fizyczne środki pianotwórcze charakteryzują się stosunkowo wolnym tempem spieniania i wymagają wyższej temperatury i wilgotności, aby działać optymalnie.
Przyszły trend rozwoju
Trend w rozwoju środków spieniających w przyszłym przemyśle budowlanym będzie zmierzał głównie w kierunku rozwoju zamienników o niskim GWP. Na przykład, alternatywy dla CO₂, HFO i wody, charakteryzujące się niskim GWP, zerowym ODP i innymi parametrami środowiskowymi, są szeroko stosowane w produkcji sztywnej pianki poliuretanowej. Ponadto, wraz z rozwojem technologii materiałów izolacyjnych, środki spieniające będą charakteryzować się jeszcze lepszymi parametrami, takimi jak lepsza izolacja, szybsze spienianie i mniejszy rozmiar pęcherzyków powietrza.
W ostatnich latach krajowe i zagraniczne przedsiębiorstwa chemiczne zajmujące się organofluorowymi substancjami chemicznymi aktywnie poszukują i rozwijają nowe fizyczne środki spieniające zawierające fluor, w tym fluoroolefiny (HFO), które nazywane są środkami spieniającymi czwartej generacji i są fizycznymi środkami spieniającymi o dobrej przewodności cieplnej fazy gazowej oraz korzystnymi dla środowiska.
Czas publikacji: 21-06-2024