Введение вспенивающего агента для жесткого пенополиуретана, используемого в строительстве
В связи с растущими требованиями к энергосбережению и защите окружающей среды в современных зданиях теплоизоляционные характеристики строительных материалов приобретают всё большее значение. Жёсткий пенополиуретан (ППУ) – отличный теплоизоляционный материал, обладающий хорошими механическими свойствами, низкой теплопроводностью и другими преимуществами, благодаря чему он широко используется в сфере утепления зданий.
Пенообразователь — одна из основных добавок при производстве жёсткого пенополиуретана. По механизму действия его можно разделить на две категории: химические и физические пенообразователи.
Классификация пенообразователей
Химический пенообразователь – это добавка, которая выделяет газ и вспенивает полиуретановые материалы в результате реакции изоцианатов и полиолов. Вода является представителем химического пенообразователя, который реагирует с изоцианатным компонентом с образованием углекислого газа, что приводит к вспениванию полиуретана. Физический пенообразователь – это добавка, добавляемая в процессе производства жёсткого пенополиуретана, которая вспенивает полиуретановые материалы посредством физического воздействия газа. Физические пенообразователи – это, в основном, низкокипящие органические соединения, такие как гидрофторуглероды (ГФУ) или алканы (УВ).
Процесс разработкипенообразовательКомпания DuPont начала свою деятельность в конце 1950-х годов, используя трихлорфторметан (CFC-11) в качестве вспенивающего агента для жёсткого пенополиуретана и добившись улучшения эксплуатационных характеристик продукта. С тех пор CFC-11 широко используется в области жёсткого пенополиуретана. Поскольку было доказано, что CFC-11 разрушает озоновый слой, страны Западной Европы прекратили использование CFC-11 к концу 1994 года, а Китай также запретил производство и использование CFC-11 в 2007 году. Впоследствии, США и Европа запретили использование заменителя CFC-11 ГХФУ-141b в 2003 и 2004 годах соответственно. По мере роста экологической осведомлённости страны начинают разрабатывать и использовать альтернативы с низким потенциалом глобального потепления (ПГП).
Пенообразователи типа ГФУ ранее использовались в качестве заменителей ХФУ-11 и ГХФУ-141b, однако значение ПГП соединений типа ГФУ по-прежнему относительно высокое, что не способствует защите окружающей среды. Поэтому в последние годы акцент в разработке пенообразователей для строительной отрасли сместился на альтернативы с низким ПГП.
Плюсы и минусы пенообразователей
Жесткий пенополиуретан как вид изоляционного материала обладает рядом преимуществ, таких как превосходные теплоизоляционные характеристики, хорошая механическая прочность, хорошие показатели звукопоглощения, длительный и стабильный срок службы и т. д.
Пенообразователь, являясь важным вспомогательным веществом при изготовлении жёсткого пенополиуретана, оказывает существенное влияние на эксплуатационные характеристики, стоимость и экологичность теплоизоляционных материалов. Преимуществами химических пенообразователей являются высокая скорость и равномерность вспенивания, возможность использования в широком диапазоне температур и влажности, высокая скорость вспенивания, что позволяет получать высокоэффективный жёсткий пенополиуретан.
Однако химические пенообразователи могут выделять вредные газы, такие как углекислый газ, оксид углерода и оксиды азота, загрязняя окружающую среду. Преимущество физических пенообразователей заключается в том, что они не выделяют вредных газов, оказывают минимальное воздействие на окружающую среду, а также обеспечивают меньший размер пузырьков и лучшую теплоизоляцию. Однако физические пенообразователи имеют относительно низкую скорость вспенивания и для достижения наилучших результатов требуют более высокой температуры и влажности.
Жесткий пенополиуретан как вид изоляционного материала обладает рядом преимуществ, таких как превосходные теплоизоляционные характеристики, хорошая механическая прочность, хорошие показатели звукопоглощения, длительный и стабильный срок службы и т. д.
В качестве важного вспомогательного средства при подготовкежесткий пенополиуретанПенообразователь оказывает существенное влияние на эксплуатационные характеристики, стоимость и экологичность теплоизоляционных материалов. Преимуществами химических пенообразователей являются высокая скорость и равномерность вспенивания, возможность использования в широком диапазоне температур и влажности, высокая скорость вспенивания, что позволяет получать высокоэффективный жёсткий пенополиуретан.
Однако химические пенообразователи могут выделять вредные газы, такие как углекислый газ, оксид углерода и оксиды азота, загрязняя окружающую среду. Преимущество физических пенообразователей заключается в том, что они не выделяют вредных газов, оказывают минимальное воздействие на окружающую среду, а также обеспечивают меньший размер пузырьков и лучшую теплоизоляцию. Однако физические пенообразователи имеют относительно низкую скорость вспенивания и для достижения наилучших результатов требуют более высокой температуры и влажности.
Тенденция будущего развития
Тенденция развития пенообразователей в строительной отрасли будущего направлена в основном на разработку заменителей с низким ПГП. Например, альтернативы на основе CO2, HFO и воды, обладающие низким ПГП, нулевым озоноразрушающим потенциалом и другими экологическими характеристиками, широко используются в производстве жёсткого пенополиуретана. Кроме того, по мере развития технологий теплоизоляции зданий пенообразователи будут приобретать всё более высокие эксплуатационные характеристики, такие как улучшенные теплоизоляционные свойства, более высокая скорость вспенивания и меньший размер пузырьков.
В последние годы на отечественных и зарубежных предприятиях фторорганической химии ведется активный поиск и разработка новых фторсодержащих физических вспенивателей, в том числе вспенивателей на основе фторированных олефинов (ГФО), которые называются вспенивателями четвертого поколения и представляют собой физические вспениватели с хорошей теплопроводностью газовой фазы и экологическими преимуществами.
Время публикации: 21 июня 2024 г.