إدخال عامل الرغوة لرغوة البولي يوريثان الصلبة المستخدمة في مجال البناء
مع تزايد متطلبات المباني الحديثة لتوفير الطاقة وحماية البيئة، أصبح أداء العزل الحراري لمواد البناء أكثر أهمية. من بينها، تعتبر رغوة البولي يوريثان الصلبة مادة عزل حراري ممتازة، مع خصائص ميكانيكية جيدة، موصلية حرارية منخفضة ومزايا أخرى، لذلك يتم استخدامها على نطاق واسع في مجال عزل المباني.
يعد عامل الرغوة أحد المواد المضافة الرئيسية في إنتاج رغوة البولي يوريثان الصلبة. وفقًا لآلية عملها، يمكن تقسيمها إلى فئتين: عامل الإرغاء الكيميائي وعامل الإرغاء الفيزيائي.
تصنيف عوامل الرغوة
عامل الرغوة الكيميائي هو مادة مضافة تنتج غاز ورغاوي مواد البولي يوريثان أثناء تفاعل الأيزوسيانات والبوليولات. والماء هو ممثل عامل الرغوة الكيميائي، الذي يتفاعل مع مكون الإيزوسيانات لتكوين غاز ثاني أكسيد الكربون، وذلك لترغية مادة البولي يوريثان. عامل الرغوة الفيزيائي هو مادة مضافة تضاف في عملية إنتاج رغوة البولي يوريثان الصلبة، والتي تعمل على رغوة مواد البولي يوريثان من خلال التأثير الفيزيائي للغاز. عوامل الرغوة الفيزيائية هي في الأساس مركبات عضوية منخفضة الغليان، مثل مركبات الهيدروفلوروكربون (HFC) أو مركبات الألكان (HC).
عملية التطويرعامل الرغوةبدأت شركة DuPont في أواخر الخمسينيات من القرن العشرين في استخدام ثلاثي كلورو فلورو ميثان (CFC-11) كعامل رغوة البولي يوريثان الصلب، وحصلت على أداء أفضل للمنتج، ومنذ ذلك الحين تم استخدام مركب الكربون الكلورو فلوري-11 على نطاق واسع في مجال رغوة البولي يوريثان الصلبة. وبعد أن ثبت أن مركب الكربون الكلورو فلوري-11 يلحق الضرر بطبقة الأوزون، توقفت بلدان أوروبا الغربية عن استخدام مركب الكربون الكلوروفلوري-11 بحلول نهاية عام 1994، كما حظرت الصين إنتاج واستخدام مركب الكربون الكلوروفلوري-11 في عام 2007. وفي وقت لاحق، حظرت الولايات المتحدة وأوروبا استخدام مركب الكربون الكلوروفلوري-11. لاستبدال مركب الكربون الكلوروفلوري-11 بمركب الكربون الهيدروكلوري فلوري-141ب في عامي 2003 و2004 على التوالي. ومع تزايد الوعي البيئي، بدأت البلدان في تطوير واستخدام البدائل ذات القدرة المنخفضة على الاحتباس الحراري (GWP).
وكانت عوامل الرغوة من نوع HFC في السابق بدائل لـ CFC-11 وHCFC-141b، ولكن قيمة القدرة على إحداث الاحترار العالمي للمركبات من نوع HFC لا تزال مرتفعة نسبياً، وهو ما لا يفضي إلى حماية البيئة. ولذلك، في السنوات الأخيرة، تحول تركيز تطوير عوامل الرغاوي في قطاع البناء إلى البدائل ذات القدرة المنخفضة على إحداث الاحترار العالمي.
إيجابيات وسلبيات عوامل الرغوة
كنوع من المواد العازلة، تتمتع رغوة البولي يوريثان الصلبة بالعديد من المزايا، مثل أداء العزل الحراري الممتاز، والقوة الميكانيكية الجيدة، وأداء امتصاص الصوت الجيد، وعمر الخدمة المستقر طويل الأجل وما إلى ذلك.
كمساعد مهم في تحضير رغوة البولي يوريثان الصلبة، فإن عامل الرغوة له تأثير مهم على الأداء والتكلفة وحماية البيئة لمواد العزل الحراري. تتمثل مزايا عامل الرغوة الكيميائي في سرعة الرغوة السريعة، والرغوة الموحدة، ويمكن استخدامها في نطاق واسع من درجات الحرارة والرطوبة، ويمكن الحصول على معدل رغوة مرتفع، وذلك لإعداد رغوة صلبة من مادة البولي يوريثين عالية الأداء.
ومع ذلك، يمكن أن تنتج عوامل الرغوة الكيميائية غازات ضارة، مثل ثاني أكسيد الكربون وأول أكسيد الكربون وأكاسيد النيتروجين، مما يسبب تلوث البيئة. تتمثل ميزة عامل الرغوة الفيزيائي في أنه لا ينتج غازات ضارة، وله تأثير ضئيل على البيئة، ويمكنه أيضًا الحصول على حجم فقاعات أصغر وأداء عزل أفضل. ومع ذلك، فإن عوامل الرغوة الفيزيائية لديها معدل رغوة بطيء نسبيًا وتتطلب درجة حرارة ورطوبة أعلى لأداء أفضل ما لديها.
كنوع من المواد العازلة، تتمتع رغوة البولي يوريثان الصلبة بالعديد من المزايا، مثل أداء العزل الحراري الممتاز، والقوة الميكانيكية الجيدة، وأداء امتصاص الصوت الجيد، وعمر الخدمة المستقر طويل الأجل وما إلى ذلك.
كمساعد مهم في إعدادرغوة البولي يوريثان الصلبةعامل الرغوة له تأثير مهم على الأداء والتكلفة وحماية البيئة لمواد العزل الحراري. تتمثل مزايا عامل الرغوة الكيميائي في سرعة الرغوة السريعة، والرغوة الموحدة، ويمكن استخدامها في نطاق واسع من درجات الحرارة والرطوبة، ويمكن الحصول على معدل رغوة مرتفع، وذلك لإعداد رغوة صلبة من مادة البولي يوريثين عالية الأداء.
ومع ذلك، يمكن أن تنتج عوامل الرغوة الكيميائية غازات ضارة، مثل ثاني أكسيد الكربون وأول أكسيد الكربون وأكاسيد النيتروجين، مما يسبب تلوث البيئة. تتمثل ميزة عامل الرغوة الفيزيائي في أنه لا ينتج غازات ضارة، وله تأثير ضئيل على البيئة، ويمكنه أيضًا الحصول على حجم فقاعات أصغر وأداء عزل أفضل. ومع ذلك، فإن عوامل الرغوة الفيزيائية لديها معدل رغوة بطيء نسبيًا وتتطلب درجة حرارة ورطوبة أعلى لأداء أفضل ما لديها.
اتجاه التنمية في المستقبل
إن اتجاه عوامل الإرغاء في صناعة البناء المستقبلية يتجه بشكل رئيسي نحو تطوير بدائل منخفضة القدرة على إحداث الاحترار العالمي. على سبيل المثال، تم استخدام ثاني أكسيد الكربون، وزيت الوقود الثقيل، وبدائل المياه، التي تتميز بقدرة منخفضة على إحداث الاحترار العالمي، وصفر من قدرات استنفاد الأوزون، وأداء بيئي آخر، على نطاق واسع في إنتاج رغوة البولي يوريثان الصلبة. بالإضافة إلى ذلك، مع استمرار تطور تكنولوجيا المواد العازلة للبناء، فإن عامل الرغوة سيعمل على تطوير أداء أكثر ممتازة، مثل أداء عزل أفضل، ومعدل رغوة أعلى، وحجم فقاعة أصغر.
في السنوات الأخيرة، قامت شركات كيميائية الفلور العضوي المحلية والأجنبية بالبحث بنشاط عن عوامل رغوة فيزيائية جديدة تحتوي على الفلور وتطويرها، بما في ذلك عوامل رغوة الأوليفينات المفلورة (HFO)، والتي تسمى عوامل رغوة الجيل الرابع وهي عامل رغوة فيزيائي مع غاز جيد مرحلة التوصيل الحراري والفوائد البيئية.
وقت النشر: 21 يونيو 2024