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, niską przewodnością cieplną i innymi zaletami, dlatego znajduje szerokie zastosowanie w dziedzinie izolacji budynków.
Środek spieniający jest jednym z głównych dodatków do produkcji twardej pianki poliuretanowej. Ze względu na mechanizm działania można go podzielić na dwie kategorie: chemiczny środek spieniający i fizyczny środek spieniający.
Klasyfikacja środków pianowych
Chemiczny środek spieniający to dodatek wytwarzający gaz i spieniający materiały poliuretanowe podczas reakcji izocyjanianów i polioli. Woda jest przedstawicielem chemicznego środka spieniającego, który reaguje ze składnikiem izocyjanianowym, tworząc gazowy dwutlenek węgla, który powoduje spienienie materiału poliuretanowego. Fizyczny środek spieniający to dodatek dodawany w procesie produkcji twardej pianki poliuretanowej, który spienia materiały poliuretanowe poprzez fizyczne działanie gazu. Fizyczne środki pieniące to głównie niskowrzące związki organiczne, takie jak fluorowęglowodory (HFC) lub związki alkanowe (HC).
Proces rozwojuśrodek piankowyFirma DuPont rozpoczęła swoją działalność pod koniec lat pięćdziesiątych XX wieku, stosując trichlorofluorometan (CFC-11) jako środek spieniający twardą piankę poliuretanową i uzyskując lepszą wydajność 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 stosowania CFC-11 pod koniec 1994 r., a Chiny również zakazały produkcji i stosowania CFC-11 w 2007 r. Następnie Stany Zjednoczone i Europa zakazały stosowania CFC-11 zastępującego HCFC-141b odpowiednio w latach 2003 i 2004. Wraz ze wzrostem świadomości ekologicznej kraje zaczynają opracowywać i stosować alternatywy o niskim potencjale globalnego ocieplenia (GWP).
Środki pieniące typu HFC były kiedyś zamiennikami CFC-11 i HCFC-141b, jednak wartość GWP związków typu HFC jest nadal stosunkowo wysoka, co nie sprzyja ochronie środowiska. Dlatego w ostatnich latach uwaga skupiona na rozwoju środków pianowych w sektorze budowlanym przesunęła się na alternatywy o niskim współczynniku GWP.
Plusy i minusy środków pianowych
Jako rodzaj materiału izolacyjnego sztywna pianka poliuretanowa ma wiele zalet, takich jak doskonała izolacja termiczna, dobra wytrzymałość mechaniczna, dobre właściwości pochłaniania dźwięku, długoterminowa stabilna żywotność i tak dalej.
Jako ważny środek pomocniczy w przygotowaniu twardej pianki poliuretanowej, środek spieniający ma istotny wpływ na wydajność, koszt i ochronę środowiska materiałów termoizolacyjnych. Zaletami chemicznego środka spieniającego są: duża szybkość spieniania, równomierne spienianie, możliwość stosowania w szerokim zakresie temperatur i wilgotności, możliwość uzyskania dużej szybkości spieniania, dzięki czemu można przygotować wysokowydajną sztywną piankę poliuretanową.
Jednakże chemiczne środki pieniące mogą wytwarzać szkodliwe gazy, takie jak dwutlenek węgla, tlenek węgla i tlenki azotu, powodując zanieczyszczenie środowiska. Zaletą fizycznego środka spieniającego jest to, że nie wytwarza on szkodliwych gazów, ma niewielki wpływ na środowisko, a także może uzyskać mniejszy rozmiar pęcherzyków i lepsze właściwości izolacyjne. Jednakże fizyczne środki pieniące mają stosunkowo niską szybkość pienienia i wymagają wyższej temperatury i wilgotności, aby działać najlepiej.
Jako rodzaj materiału izolacyjnego sztywna pianka poliuretanowa ma wiele zalet, takich jak doskonała izolacja termiczna, dobra wytrzymałość mechaniczna, dobre właściwości pochłaniania dźwięku, długoterminowa stabilna żywotność i tak dalej.
Jako ważny środek pomocniczy w przygotowaniutwarda pianka poliuretanowa, środek spieniający ma istotny wpływ na wydajność, koszt i ochronę środowiska materiałów termoizolacyjnych. Zaletami chemicznego środka spieniającego są: duża szybkość spieniania, równomierne spienianie, możliwość stosowania w szerokim zakresie temperatur i wilgotności, możliwość uzyskania dużej szybkości spieniania, dzięki czemu można przygotować wysokowydajną sztywną piankę poliuretanową.
Jednakże chemiczne środki pieniące mogą wytwarzać szkodliwe gazy, takie jak dwutlenek węgla, tlenek węgla i tlenki azotu, powodując zanieczyszczenie środowiska. Zaletą fizycznego środka spieniającego jest to, że nie wytwarza on szkodliwych gazów, ma niewielki wpływ na środowisko, a także może uzyskać mniejszy rozmiar pęcherzyków i lepsze właściwości izolacyjne. Jednakże fizyczne środki pieniące mają stosunkowo niską szybkość pienienia i wymagają wyższej temperatury i wilgotności, aby działać najlepiej.
Przyszły trend rozwojowy
Trend środków spieniających w przyszłym budownictwie zmierza głównie w kierunku opracowania zamienników o niskim GWP. Na przykład alternatywy CO2, HFO i wody, które mają niski współczynnik GWP, zerowe ODP i inne właściwości środowiskowe, są szeroko stosowane w produkcji sztywnej pianki poliuretanowej. Ponadto w miarę ciągłego rozwoju technologii materiałów izolacyjnych budynków, środek spieniający będzie w dalszym ciągu zapewniał doskonałe właściwości użytkowe, takie jak lepsze właściwości izolacyjne, większa szybkość spieniania i mniejszy rozmiar pęcherzyków.
W ostatnich latach krajowe i zagraniczne przedsiębiorstwa chemii fluoroorganicznej aktywnie poszukują i opracowują nowe fizyczne środki spieniające zawierające fluor, w tym fluorowane olefiny (HFO), które nazywane są środkami spieniającymi czwartej generacji i są fizycznym środkiem spieniającym o dobrych właściwościach gazowych. fazowe przewodnictwo cieplne i korzyści dla środowiska.
Czas publikacji: 21 czerwca 2024 r