موفان

أخبار

مقدمة لمادة الرغوة المستخدمة في رغوة البولي يوريثان الصلبة في مجال البناء

مع تزايد متطلبات المباني الحديثة لتوفير الطاقة وحماية البيئة، تتزايد أهمية أداء العزل الحراري لمواد البناء. ومن بينها، تُعد رغوة البولي يوريثان الصلبة مادة عزل حراري ممتازة، تتميز بخصائص ميكانيكية ممتازة، وموصلية حرارية منخفضة، ومزايا أخرى، ما يجعلها تُستخدم على نطاق واسع في مجال عزل المباني.

يُعدّ عامل الرغوة من أهم الإضافات في إنتاج رغوة البولي يوريثان الصلبة. ويُقسّم من حيث آلية عمله إلى نوعين: عامل رغوي كيميائي وعامل رغوي فيزيائي.

تصنيف عوامل الرغوة

 

عامل الرغوة الكيميائي هو مادة مضافة تُنتج غازًا وتُرغى مواد البولي يوريثان أثناء تفاعل الإيزوسيانات والبوليولات. الماء هو مُمثل عامل الرغوة الكيميائي، الذي يتفاعل مع مُكون الإيزوسيانات مُكوّنًا غاز ثاني أكسيد الكربون، مُؤديًا إلى رغوة مادة البولي يوريثان. عامل الرغوة الفيزيائي هو مادة مضافة تُضاف في عملية إنتاج رغوة البولي يوريثان الصلبة، وتُرغى مواد البولي يوريثان من خلال التأثير الفيزيائي للغاز. عوامل الرغوة الفيزيائية هي في الغالب مركبات عضوية منخفضة الغليان، مثل مركبات الهيدروفلوروكربون (HFC) أو مركبات الألكان (HC).

عملية تطويرعامل الرغوةبدأت شركة دوبونت في أواخر خمسينيات القرن الماضي باستخدام ثلاثي كلورو فلورو الميثان (CFC-11) كعامل رغوة لرغوة البولي يوريثان الصلبة، وحصلت على أداء أفضل للمنتج. ومنذ ذلك الحين، يُستخدم CFC-11 على نطاق واسع في مجال رغوة البولي يوريثان الصلبة. ونظرًا لتأثيره المُضرّ بطبقة الأوزون، توقفت دول أوروبا الغربية عن استخدامه بنهاية عام ١٩٩٤، كما حظرت الصين إنتاجه واستخدامه عام ٢٠٠٧. وفي وقت لاحق، حظرت الولايات المتحدة وأوروبا استخدام HCFC-141b، وهو بديل CFC-11، في عامي ٢٠٠٣ و٢٠٠٤ على التوالي. ومع تزايد الوعي البيئي، بدأت الدول في تطوير واستخدام بدائل ذات قدرة منخفضة على إحداث الاحتباس الحراري.

كانت عوامل الرغوة من نوع HFC بدائل لمركبي CFC-11 وHCFC-141b، إلا أن قيمة قابلية الاحترار العالمي لمركبات HFC لا تزال مرتفعة نسبيًا، مما لا يُسهم في حماية البيئة. لذلك، في السنوات الأخيرة، تحول تركيز تطوير عوامل الرغوة في قطاع البناء إلى بدائل منخفضة قابلية الاحترار العالمي.

 

إيجابيات وسلبيات عوامل الرغوة

 

باعتبارها نوع من مواد العزل، تتمتع رغوة البولي يوريثين الصلبة بالعديد من المزايا، مثل أداء العزل الحراري الممتاز، والقوة الميكانيكية الجيدة، وأداء امتصاص الصوت الجيد، وعمر الخدمة المستقر طويل الأمد وما إلى ذلك.

كعامل مساعد مهم في تحضير رغوة البولي يوريثان الصلبة، يُحدث عامل الرغوة تأثيرًا هامًا على أداء مواد العزل الحراري وتكلفتها وحمايتها البيئية. ومن مزايا عامل الرغوة الكيميائي سرعة تكوين الرغوة، وتجانسها، وإمكانية استخدامها في نطاق واسع من درجات الحرارة والرطوبة، وتحقيق معدل رغوة مرتفع، مما يُمكّن من تحضير رغوة بولي يوريثان صلبة عالية الأداء.

ومع ذلك، قد تُنتج عوامل الرغوة الكيميائية غازات ضارة، مثل ثاني أكسيد الكربون وأول أكسيد الكربون وأكاسيد النيتروجين، مما يُسبب تلوثًا للبيئة. أما عوامل الرغوة الفيزيائية، فتتميز بعدم إنتاجها غازات ضارة، وتأثيرها البيئي ضئيل، كما أنها تُنتج فقاعات أصغر حجمًا وأداء عزل أفضل. ومع ذلك، تتميز عوامل الرغوة الفيزيائية بمعدل رغوة بطيء نسبيًا، وتتطلب درجة حرارة ورطوبة أعلى لتحقيق أفضل أداء.

باعتبارها نوع من مواد العزل، تتمتع رغوة البولي يوريثين الصلبة بالعديد من المزايا، مثل أداء العزل الحراري الممتاز، والقوة الميكانيكية الجيدة، وأداء امتصاص الصوت الجيد، وعمر الخدمة المستقر طويل الأمد وما إلى ذلك.

كمساعد مهم في تحضيررغوة البولي يوريثان الصلبةلعامل الرغوة تأثيرٌ هامٌ على أداء مواد العزل الحراري وتكلفتها وحمايتها البيئية. ومن مزاياه سرعةُ تكوين الرغوة، وتجانسُها، وإمكانيةُ استخدامه في نطاقٍ واسعٍ من درجات الحرارة والرطوبة، وتحقيقُ معدلِ رغوةٍ عالٍ، مما يُتيح إنتاجَ رغوةٍ صلبةٍ عاليةِ الأداء من البولي يوريثان.

ومع ذلك، قد تُنتج عوامل الرغوة الكيميائية غازات ضارة، مثل ثاني أكسيد الكربون وأول أكسيد الكربون وأكاسيد النيتروجين، مما يُسبب تلوثًا للبيئة. أما عوامل الرغوة الفيزيائية، فتتميز بعدم إنتاجها غازات ضارة، وتأثيرها البيئي ضئيل، كما أنها تُنتج فقاعات أصغر حجمًا وأداء عزل أفضل. ومع ذلك، تتميز عوامل الرغوة الفيزيائية بمعدل رغوة بطيء نسبيًا، وتتطلب درجة حرارة ورطوبة أعلى لتحقيق أفضل أداء.

اتجاه التنمية المستقبلية

يتجه قطاع مواد الرغوة في صناعة البناء المستقبلية بشكل رئيسي نحو تطوير بدائل منخفضة الاحتباس الحراري العالمي. على سبيل المثال، تُستخدم بدائل ثاني أكسيد الكربون، وزيت الوقود الثقيل، والماء، ذات الاحتباس الحراري العالمي المنخفض، واستهلاك الأوزون الصفري، والأداء البيئي الآخر، على نطاق واسع في إنتاج رغوة البولي يوريثان الصلبة. بالإضافة إلى ذلك، ومع استمرار تطور تكنولوجيا مواد عزل المباني، سيتطور أداء مواد الرغوة بشكل أفضل، مثل أداء عزل أفضل، ومعدل رغوة أعلى، وحجم فقاعات أصغر.

في السنوات الأخيرة، كانت شركات الكيماويات العضوية الفلورية المحلية والأجنبية تبحث بنشاط عن عوامل رغوة فيزيائية جديدة تحتوي على الفلور، بما في ذلك عوامل رغوة الأوليفينات المفلورة (HFO)، والتي تسمى عوامل الرغوة من الجيل الرابع وهي عامل رغوة فيزيائي ذو توصيل حراري جيد في الطور الغازي وفوائد بيئية.


وقت النشر: ٢١ يونيو ٢٠٢٤

اترك رسالتك