การแนะนำตัวแทนโฟมสำหรับโฟมแข็งโพลียูรีเทนที่ใช้ในด้านการก่อสร้าง
ด้วยความต้องการที่เพิ่มขึ้นของอาคารสมัยใหม่สำหรับการประหยัดพลังงานและรักษาสิ่งแวดล้อม ประสิทธิภาพการป้องกันความร้อนของวัสดุก่อสร้างจึงมีความสำคัญมากขึ้นเรื่อยๆ โฟมโพลียูรีเทนแข็งเป็นวัสดุฉนวนกันความร้อนที่ยอดเยี่ยมซึ่งมีคุณสมบัติเชิงกลที่ดี การนำความร้อนต่ำ และข้อดีอื่นๆ จึงใช้กันอย่างแพร่หลายในด้านฉนวนอาคาร
สารก่อฟองเป็นหนึ่งในสารเติมแต่งหลักในการผลิตโฟมโพลียูรีเทนแข็ง โดยสามารถแบ่งตามกลไกการออกฤทธิ์ได้เป็น 2 ประเภท ได้แก่ สารก่อฟองทางเคมีและสารก่อฟองทางกายภาพ
การจำแนกประเภทของสารก่อโฟม
สารเพิ่มฟองทางเคมีคือสารเติมแต่งที่ก่อให้เกิดก๊าซและโฟมในวัสดุโพลียูรีเทนระหว่างปฏิกิริยาของไอโซไซยาเนตและโพลีออล น้ำเป็นตัวแทนของสารเพิ่มฟองทางเคมี ซึ่งทำปฏิกิริยากับส่วนประกอบไอโซไซยาเนตเพื่อสร้างก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ เพื่อสร้างโฟมในวัสดุโพลียูรีเทน สารเพิ่มฟองทางกายภาพคือสารเติมแต่งที่เติมลงในกระบวนการผลิตโฟมแข็งโพลียูรีเทน ซึ่งจะทำให้วัสดุโพลียูรีเทนเกิดโฟมผ่านการกระทำทางกายภาพของก๊าซ สารเพิ่มฟองทางกายภาพส่วนใหญ่เป็นสารประกอบอินทรีย์ที่มีจุดเดือดต่ำ เช่น สารประกอบไฮโดรฟลูออโรคาร์บอน (HFC) หรือสารประกอบอัลเคน (HC)
กระบวนการพัฒนาของตัวแทนโฟมบริษัท DuPont เริ่มใช้ไตรคลอโรฟลูออโรมีเทน (CFC-11) เป็นสารทำโฟมโพลียูรีเทนแข็งในช่วงปลายทศวรรษ 1950 และได้รับประสิทธิภาพผลิตภัณฑ์ที่ดีขึ้น นับจากนั้น CFC-11 จึงถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในด้านโฟมโพลียูรีเทนแข็ง เมื่อ CFC-11 ได้รับการพิสูจน์แล้วว่าสามารถทำลายชั้นโอโซน ประเทศต่างๆ ในยุโรปตะวันตกจึงหยุดใช้ CFC-11 ภายในสิ้นปี 1994 และจีนก็ห้ามการผลิตและการใช้ CFC-11 ในปี 2007 ต่อมา สหรัฐอเมริกาและยุโรปได้ห้ามใช้ HCFC-141b ทดแทน CFC-11 ในปี 2003 และ 2004 ตามลำดับ เมื่อความตระหนักด้านสิ่งแวดล้อมเพิ่มมากขึ้น ประเทศต่างๆ จึงเริ่มพัฒนาและใช้ทางเลือกที่มีศักยภาพในการทำให้โลกร้อน (GWP) ต่ำ
ในอดีต ตัวแทนโฟมประเภท HFC เคยใช้แทน CFC-11 และ HCFC-141b แต่ค่า GWP ของสารประกอบประเภท HFC ยังคงค่อนข้างสูง ซึ่งไม่เอื้อต่อการปกป้องสิ่งแวดล้อม ดังนั้น ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา การพัฒนาตัวแทนโฟมในภาคการก่อสร้างจึงหันไปใช้ทางเลือกที่มีค่า GWP ต่ำแทน
ข้อดีและข้อเสียของสารโฟม
โฟมโพลียูรีเทนแข็งเป็นวัสดุฉนวนกันความร้อนชนิดหนึ่งซึ่งมีข้อดีหลายประการ เช่น มีประสิทธิภาพในการเป็นฉนวนกันความร้อนได้ดีเยี่ยม มีความแข็งแรงทางกลที่ดี มีประสิทธิภาพในการดูดซับเสียงที่ดี มีอายุการใช้งานที่มั่นคงในระยะยาว และอื่นๆ อีกมากมาย
สารก่อฟองเป็นสารเสริมที่สำคัญในการเตรียมโฟมโพลียูรีเทนแข็ง จึงมีผลกระทบสำคัญต่อประสิทธิภาพ ต้นทุน และการปกป้องสิ่งแวดล้อมของวัสดุฉนวนกันความร้อน ข้อดีของสารก่อฟองทางเคมีคือ ความเร็วในการเกิดฟองรวดเร็ว การเกิดฟองสม่ำเสมอ สามารถใช้ได้ในอุณหภูมิและความชื้นที่หลากหลาย สามารถสร้างอัตราการเกิดฟองได้สูง จึงสามารถเตรียมโฟมโพลียูรีเทนแข็งประสิทธิภาพสูงได้
อย่างไรก็ตาม สารเคมีโฟมสามารถผลิตก๊าซที่เป็นอันตราย เช่น คาร์บอนไดออกไซด์ คาร์บอนมอนอกไซด์ และไนโตรเจนออกไซด์ ซึ่งก่อให้เกิดมลพิษต่อสิ่งแวดล้อม ข้อดีของสารเคมีโฟมทางกายภาพคือ ไม่ผลิตก๊าซที่เป็นอันตราย มีผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมเพียงเล็กน้อย และยังสามารถผลิตฟองอากาศที่มีขนาดเล็กลงและประสิทธิภาพในการเป็นฉนวนที่ดีขึ้นได้ อย่างไรก็ตาม สารเคมีโฟมทางกายภาพมีอัตราการเกิดฟองค่อนข้างช้า และต้องใช้ความร้อนและความชื้นที่สูงกว่าจึงจะทำงานได้อย่างเต็มประสิทธิภาพ
โฟมโพลียูรีเทนแข็งเป็นวัสดุฉนวนกันความร้อนชนิดหนึ่งซึ่งมีข้อดีหลายประการ เช่น มีประสิทธิภาพในการเป็นฉนวนกันความร้อนได้ดีเยี่ยม มีความแข็งแรงทางกลที่ดี มีประสิทธิภาพในการดูดซับเสียงที่ดี มีอายุการใช้งานที่มั่นคงในระยะยาว และอื่นๆ อีกมากมาย
เป็นตัวเสริมที่สำคัญในการจัดทำโฟมโพลียูรีเทนแข็งสารก่อฟองมีผลกระทบสำคัญต่อประสิทธิภาพ ต้นทุน และการปกป้องสิ่งแวดล้อมของวัสดุฉนวนกันความร้อน ข้อดีของสารก่อฟองทางเคมีคือ ความเร็วในการเกิดฟองที่รวดเร็ว การเกิดฟองสม่ำเสมอ สามารถใช้ได้ในอุณหภูมิและความชื้นที่หลากหลาย สามารถรับอัตราการเกิดฟองได้สูง จึงสามารถเตรียมโฟมโพลียูรีเทนแข็งประสิทธิภาพสูงได้
อย่างไรก็ตาม สารเคมีโฟมสามารถผลิตก๊าซที่เป็นอันตราย เช่น คาร์บอนไดออกไซด์ คาร์บอนมอนอกไซด์ และไนโตรเจนออกไซด์ ซึ่งก่อให้เกิดมลพิษต่อสิ่งแวดล้อม ข้อดีของสารเคมีโฟมทางกายภาพคือ ไม่ผลิตก๊าซที่เป็นอันตราย มีผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมเพียงเล็กน้อย และยังสามารถผลิตฟองอากาศที่มีขนาดเล็กลงและประสิทธิภาพในการเป็นฉนวนที่ดีขึ้นได้ อย่างไรก็ตาม สารเคมีโฟมทางกายภาพมีอัตราการเกิดฟองค่อนข้างช้า และต้องใช้ความร้อนและความชื้นที่สูงกว่าจึงจะทำงานได้อย่างเต็มประสิทธิภาพ
แนวโน้มการพัฒนาในอนาคต
แนวโน้มของสารก่อฟองในอุตสาหกรรมการก่อสร้างในอนาคตส่วนใหญ่มุ่งไปที่การพัฒนาสารทดแทน GWP ต่ำ ตัวอย่างเช่น สารทดแทน CO2, HFO และน้ำ ซึ่งมีค่า GWP ต่ำ ODP เป็นศูนย์ และประสิทธิภาพด้านสิ่งแวดล้อมอื่นๆ ถูกใช้กันอย่างแพร่หลายในการผลิตโฟมแข็งโพลียูรีเทน นอกจากนี้ เมื่อเทคโนโลยีวัสดุฉนวนอาคารพัฒนาต่อไป สารก่อฟองจะพัฒนาประสิทธิภาพที่ยอดเยี่ยมยิ่งขึ้น เช่น ประสิทธิภาพในการเป็นฉนวนที่ดีขึ้น อัตราการเกิดฟองที่สูงขึ้น และขนาดฟองที่เล็กลง
ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา บริษัทเคมีออร์กาโนฟลูออรีนในและต่างประเทศได้ดำเนินการค้นหาและพัฒนาสารก่อฟองทางกายภาพชนิดใหม่ๆ ที่ประกอบด้วยฟลูออรีนอย่างแข็งขัน รวมถึงสารก่อฟองโอเลฟินฟลูออรีน (HFO) ซึ่งเรียกว่าสารก่อฟองรุ่นที่สี่ และเป็นสารก่อฟองทางกายภาพที่มีคุณสมบัตินำความร้อนในเฟสก๊าซได้ดีและมีประโยชน์ต่อสิ่งแวดล้อม
เวลาโพสต์: 21 มิ.ย. 2567