Въвеждане на пенообразуващ агент за полиуретанова твърда пяна, използвана в строителната област
С нарастващите изисквания на съвременните сгради за енергоспестяване и опазване на околната среда, топлоизолационните характеристики на строителните материали стават все по-важни. Сред тях, твърдата полиуретанова пяна е отличен топлоизолационен материал с добри механични свойства, ниска топлопроводимост и други предимства, така че се използва широко в областта на изолацията на сгради.
Пенообразувателят е една от основните добавки в производството на полиуретанова твърда пяна. Според механизма си на действие, той може да бъде разделен на две категории: химичен пенообразувател и физически пенообразувател.
Класификация на пенообразувателите
Химическият пенообразувател е добавка, която произвежда газ и разпенва полиуретанови материали по време на реакцията на изоцианати и полиоли. Водата е представител на химическия пенообразувател, който реагира с изоцианатния компонент, за да образува въглероден диоксид, по този начин разпенвайки полиуретановия материал. Физическият пенообразувател е добавка, добавена в производствения процес на полиуретанова твърда пяна, която разпенва полиуретанови материали чрез физическото действие на газ. Физическите пенообразуватели са главно нискокипящи органични съединения, като например хидрофлуоровъглеводороди (HFC) или алканови (HC) съединения.
Процесът на развитие напянообразуващ агентВ края на 50-те години на миналия век компанията DuPont използва трихлорофлуорометан (CFC-11) като пенообразуващ агент за твърда полиуретанова пяна и постига по-добри продуктови характеристики. Оттогава CFC-11 се използва широко в областта на твърдата полиуретанова пяна. Тъй като CFC-11 доказа, че уврежда озоновия слой, западноевропейските страни спряха употребата на CFC-11 до края на 1994 г., а Китай също забрани производството и употребата на CFC-11 през 2007 г. Впоследствие Съединените щати и Европа забраниха употребата на заместител на CFC-11, HCFC-141b, съответно през 2003 и 2004 г. С повишаване на екологичната осведоменост, страните започват да разработват и използват алтернативи с нисък потенциал за глобално затопляне (GWP).
Пеноагентите от типа HFC някога са били заместители на CFC-11 и HCFC-141b, но стойността на GWP на съединенията от типа HFC все още е сравнително висока, което не е благоприятно за опазването на околната среда. Поради това през последните години фокусът на разработването на пеноагенти в строителния сектор се е изместил към алтернативи с нисък GWP.
Плюсове и минуси на пенообразуващите агенти
Като вид изолационен материал, твърдата полиуретанова пяна има много предимства, като отлични топлоизолационни характеристики, добра механична якост, добро звукопоглъщане, дългосрочен стабилен експлоатационен живот и т.н.
Като важно спомагателно вещество при приготвянето на полиуретанова твърда пяна, пенообразувателят има важно влияние върху производителността, цената и опазването на околната среда на топлоизолационните материали. Предимствата на химическия пенообразувател са бърза скорост на разпенване, равномерно разпенване, възможност за употреба в широк диапазон от температури и влажност, висока скорост на разпенване, което позволява приготвянето на високоефективна полиуретанова твърда пяна.
Химическите пенообразуващи агенти обаче могат да произвеждат вредни газове, като въглероден диоксид, въглероден оксид и азотни оксиди, причинявайки замърсяване на околната среда. Предимството на физическия пенообразуващ агент е, че той не произвежда вредни газове, има малко въздействие върху околната среда и може да постигне по-малък размер на мехурчетата и по-добри изолационни характеристики. Физическите пенообразуващи агенти обаче имат относително бавна скорост на разпенване и изискват по-висока температура и влажност, за да работят най-добре.
Като вид изолационен материал, твърдата полиуретанова пяна има много предимства, като отлични топлоизолационни характеристики, добра механична якост, добро звукопоглъщане, дългосрочен стабилен експлоатационен живот и т.н.
Като важно помощно средство при подготовката натвърда полиуретанова пянаПенообразувателят има важно влияние върху производителността, цената и опазването на околната среда на топлоизолационните материали. Предимствата на химическия пенообразувател са бърза скорост на разпенване, равномерно разпенване, възможност за употреба в широк диапазон от температури и влажност, висока скорост на разпенване, което позволява получаването на високоефективна твърда полиуретанова пяна.
Химическите пенообразуващи агенти обаче могат да произвеждат вредни газове, като въглероден диоксид, въглероден оксид и азотни оксиди, причинявайки замърсяване на околната среда. Предимството на физическия пенообразуващ агент е, че той не произвежда вредни газове, има малко въздействие върху околната среда и може да постигне по-малък размер на мехурчетата и по-добри изолационни характеристики. Физическите пенообразуващи агенти обаче имат относително бавна скорост на разпенване и изискват по-висока температура и влажност, за да работят най-добре.
Бъдеща тенденция на развитие
Тенденцията при пенообразуващите агенти в строителната индустрия на бъдещето е главно към разработването на заместители с нисък GWP. Например, алтернативите на CO2, HFO и водата, които имат нисък GWP, нулев ODP и други екологични характеристики, са широко използвани в производството на полиуретанова твърда пяна. Освен това, с развитието на технологията за строителни изолационни материали, пенообразуващите агенти ще развият още по-добри характеристики, като например по-добра изолация, по-висока скорост на разпенване и по-малък размер на мехурчетата.
През последните години местни и чуждестранни предприятия за органофлуорна химия активно търсят и разработват нови флуорсъдържащи физични пенообразуватели, включително флуорирани олефини (HFO), които се наричат пенообразуватели от четвърто поколение и са физични пенообразуватели с добра топлопроводимост в газова фаза и екологични ползи.
Време на публикуване: 21 юни 2024 г.