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. Spośród nich, sztywna pianka poliuretanowa jest doskonałym materiałem termoizolacyjnym, o dobrych właściwościach mechanicznych, niskiej przewodności cieplnej i innych zaletach, dlatego jest szeroko stosowana w dziedzinie izolacji budynków.
Środek spieniający jest jednym z głównych dodatków 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 ze składnikiem izocyjanianu, tworząc gazowy dwutlenek węgla, tak aby spieniać 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 związki wodorofluorowęglowodorów (HFC) lub alkanów (HC).
Proces rozwojuśrodek pianotwórczyrozpoczęła się pod koniec lat 50. XX wieku, firma DuPont używała trichlorofluorometanu (CFC-11) jako środka spieniającego twardą piankę poliuretanową i uzyskała lepszą wydajność produktu, od tego czasu CFC-11 jest szeroko stosowany w dziedzinie twardej pianki poliuretanowej. Ponieważ CFC-11 okazał się uszkadzać warstwę ozonową, kraje Europy Zachodniej zaprzestały używania CFC-11 pod koniec 1994 roku, a Chiny również zakazały produkcji i stosowania CFC-11 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 nacisk rozwojowy 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 doskonałe właściwości termoizolacyjne, dobra wytrzymałość mechaniczna, dobre właściwości pochłaniania dźwięku, długotrwała, stabilna żywotność itd.
Jako ważny środek pomocniczy w przygotowaniu twardej pianki poliuretanowej, środek spieniający ma istotny wpływ na wydajność, koszt i ochronę środowiska materiałów termoizolacyjnych. Zalety chemicznego środka spieniającego to szybka prędkość spieniania, równomierne spienianie, może być stosowany w szerokim zakresie temperatur i wilgotności, może uzyskać wysoką szybkość spieniania, aby przygotować wysokowydajną sztywną piankę poliuretanową.
Jednakże chemiczne środki pianotwórcze mogą wytwarzać szkodliwe gazy, takie jak dwutlenek węgla, tlenek węgla i tlenki azotu, powodując zanieczyszczenie środowiska. Zaletą fizycznego środka pianotwórczego jest to, że nie wytwarza szkodliwych gazów, ma niewielki wpływ na środowisko, a także może uzyskać mniejszy rozmiar pęcherzyków i lepszą wydajność izolacji. Jednakże fizyczne środki pianotwórcze mają stosunkowo powolną szybkość spieniania i wymagają wyższej temperatury i wilgotności, aby działać najlepiej.
Jako rodzaj materiału izolacyjnego, sztywna pianka poliuretanowa ma wiele zalet, takich jak doskonałe właściwości termoizolacyjne, dobra wytrzymałość mechaniczna, dobre właściwości pochłaniania dźwięku, długotrwała, stabilna żywotność itd.
Jako ważny środek pomocniczy w przygotowaniupianka poliuretanowa twarda, środek spieniający ma istotny wpływ na wydajność, koszt i ochronę środowiska materiałów termoizolacyjnych. Zalety chemicznego środka spieniającego to szybka prędkość spieniania, równomierne spienianie, może być stosowany w szerokim zakresie temperatur i wilgotności, może uzyskać wysoką szybkość spieniania, aby przygotować wysokowydajną sztywną piankę poliuretanową.
Jednakże chemiczne środki pianotwórcze mogą wytwarzać szkodliwe gazy, takie jak dwutlenek węgla, tlenek węgla i tlenki azotu, powodując zanieczyszczenie środowiska. Zaletą fizycznego środka pianotwórczego jest to, że nie wytwarza szkodliwych gazów, ma niewielki wpływ na środowisko, a także może uzyskać mniejszy rozmiar pęcherzyków i lepszą wydajność izolacji. Jednakże fizyczne środki pianotwórcze mają stosunkowo powolną szybkość spieniania i wymagają wyższej temperatury i wilgotności, aby działać najlepiej.
Przyszły trend rozwoju
Trend środków spieniających w przyszłym przemyśle budowlanym zmierza głównie w kierunku rozwoju substytutów o niskim GWP. Na przykład alternatywy dla CO2, HFO i wody, które mają niski GWP, zerowy ODP i inne parametry środowiskowe, są szeroko stosowane w produkcji sztywnej pianki poliuretanowej. Ponadto, w miarę rozwoju technologii materiałów izolacyjnych budynków, środek spieniający będzie dalej rozwijał doskonałe parametry, takie jak lepsze parametry izolacyjne, wyższy współczynnik spieniania i mniejszy rozmiar pęcherzyków.
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 i korzystnymi dla środowiska.
Czas publikacji: 21-06-2024