การแนะนำสารทำให้เกิดฟองสำหรับโฟมแข็งโพลียูรีเทนที่ใช้ในงานก่อสร้าง

ด้วยความต้องการที่เพิ่มขึ้นของอาคารสมัยใหม่ในการประหยัดพลังงานและรักษาสิ่งแวดล้อม ประสิทธิภาพของฉนวนกันความร้อนของวัสดุก่อสร้างจึงมีความสำคัญมากขึ้นเรื่อยๆ ในบรรดาโฟมโพลียูรีเทนแข็งเป็นวัสดุฉนวนความร้อนที่ดีเยี่ยมโดยมีคุณสมบัติเชิงกลที่ดี ค่าการนำความร้อนต่ำ และข้อดีอื่น ๆ ดังนั้นจึงมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในด้านฉนวนอาคาร

สารก่อฟองเป็นหนึ่งในสารเติมแต่งหลักในการผลิตโฟมแข็งโพลียูรีเทน ตามกลไกการออกฤทธิ์สามารถแบ่งออกได้เป็น 2 ประเภทคือสารทำให้เกิดฟองเคมีและสารเกิดฟองทางกายภาพ

การจำแนกประเภทของสารโฟม

สารเคมีโฟมเป็นสารเติมแต่งที่ผลิตก๊าซและโฟมวัสดุโพลียูรีเทนในระหว่างปฏิกิริยาของไอโซไซยาเนตและโพลิออล น้ำเป็นตัวแทนของสารเคมีทำให้เกิดฟอง ซึ่งทำปฏิกิริยากับส่วนประกอบไอโซไซยาเนตเพื่อสร้างก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ เพื่อสร้างฟองให้กับวัสดุโพลียูรีเทน สารทำให้เกิดฟองทางกายภาพเป็นสารเติมแต่งที่เพิ่มเข้ามาในกระบวนการผลิตโฟมแข็งโพลียูรีเทน ซึ่งจะทำให้วัสดุโพลียูรีเทนเกิดฟองผ่านการกระทำทางกายภาพของแก๊ส สารโฟมทางกายภาพส่วนใหญ่เป็นสารประกอบอินทรีย์ที่มีจุดเดือดต่ำ เช่น สารประกอบไฮโดรฟลูออโรคาร์บอน (HFC) หรือสารประกอบอัลเคน (HC)

กระบวนการพัฒนาของตัวแทนโฟมเริ่มต้นในช่วงปลายทศวรรษ 1950 บริษัทดูปองท์ใช้ไตรคลอโร-ฟลูออโรมีเทน (CFC-11) เป็นสารโฟมแข็งโพลียูรีเทน และได้รับประสิทธิภาพของผลิตภัณฑ์ที่ดีขึ้น นับตั้งแต่นั้นมา CFC-11 ก็ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในด้านโฟมแข็งโพลียูรีเทน เนื่องจาก CFC-11 พิสูจน์แล้วว่าสร้างความเสียหายให้กับชั้นโอโซน ประเทศต่างๆ ในยุโรปตะวันตกจึงหยุดใช้ CFC-11 ภายในสิ้นปี 1994 และจีนยังได้สั่งห้ามการผลิตและการใช้ CFC-11 ในปี 2007 ต่อมา สหรัฐอเมริกาและยุโรปก็สั่งห้ามการใช้ ของ CFC-11 ทดแทน HCFC-141b ในปี 2546 และ 2547 ตามลำดับ เมื่อความตระหนักรู้ด้านสิ่งแวดล้อมเพิ่มมากขึ้น ประเทศต่างๆ ก็เริ่มพัฒนาและใช้ทางเลือกอื่นที่มีศักยภาพในการทำให้เกิดภาวะโลกร้อน (GWP) ต่ำ

ครั้งหนึ่งตัวแทนโฟมชนิด Hfc เคยใช้ทดแทน CFC-11 และ HCFC-141b แต่ค่า GWP ของสารประกอบประเภท HFC ยังคงค่อนข้างสูง ซึ่งไม่เอื้อต่อการปกป้องสิ่งแวดล้อม ดังนั้น ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา การมุ่งเน้นการพัฒนาสารโฟมในภาคการก่อสร้างจึงได้เปลี่ยนมาเป็นทางเลือกอื่นที่มีค่า GWP ต่ำ

ข้อดีและข้อเสียของตัวแทนโฟม

โฟมแข็งโพลียูรีเทนเป็นวัสดุฉนวนชนิดหนึ่งมีข้อดีหลายประการ เช่น ฉนวนกันความร้อนที่ดีเยี่ยม ความแข็งแรงทางกลที่ดี ประสิทธิภาพการดูดซับเสียงที่ดี อายุการใช้งานที่มั่นคงในระยะยาวและอื่นๆ

เนื่องจากเป็นตัวช่วยสำคัญในการเตรียมโฟมแข็งโพลียูรีเทน สารทำให้เกิดฟองจึงมีผลกระทบสำคัญต่อประสิทธิภาพ ต้นทุน และการปกป้องสิ่งแวดล้อมของวัสดุฉนวนความร้อน ข้อดีของสารเคมีทำให้เกิดฟองคือความเร็วการเกิดฟองที่รวดเร็ว การเกิดฟองสม่ำเสมอ สามารถใช้งานได้ในช่วงอุณหภูมิและความชื้นที่หลากหลาย สามารถรับอัตราการเกิดฟองสูง เพื่อเตรียมโฟมแข็งโพลียูรีเทนประสิทธิภาพสูง

อย่างไรก็ตาม สารเคมีที่มีฟองสามารถผลิตก๊าซที่เป็นอันตราย เช่น คาร์บอนไดออกไซด์ คาร์บอนมอนอกไซด์ และไนโตรเจนออกไซด์ ซึ่งก่อให้เกิดมลภาวะต่อสิ่งแวดล้อม ข้อดีของสารโฟมทางกายภาพคือไม่ก่อให้เกิดก๊าซที่เป็นอันตราย มีผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมเพียงเล็กน้อย และยังได้ขนาดฟองที่เล็กลงและประสิทธิภาพของฉนวนที่ดีขึ้นอีกด้วย อย่างไรก็ตาม สารโฟมทางกายภาพมีอัตราการเกิดฟองค่อนข้างช้า และต้องใช้อุณหภูมิและความชื้นที่สูงขึ้นจึงจะทำงานได้อย่างดีที่สุด

เป็นตัวช่วยสำคัญในการจัดทำโฟมแข็งโพลียูรีเทนสารเกิดฟองมีผลกระทบสำคัญต่อประสิทธิภาพ ต้นทุน และการปกป้องสิ่งแวดล้อมของวัสดุฉนวนความร้อน ข้อดีของสารเคมีทำให้เกิดฟองคือความเร็วการเกิดฟองที่รวดเร็ว การเกิดฟองสม่ำเสมอ สามารถใช้งานได้ในช่วงอุณหภูมิและความชื้นที่หลากหลาย สามารถรับอัตราการเกิดฟองสูง เพื่อเตรียมโฟมแข็งโพลียูรีเทนประสิทธิภาพสูง

แนวโน้มการพัฒนาในอนาคต

แนวโน้มของสารทำให้เกิดฟองในอุตสาหกรรมการก่อสร้างในอนาคตส่วนใหญ่จะมุ่งไปที่การพัฒนาสารทดแทน GWP ต่ำ ตัวอย่างเช่น CO2 HFO และทางเลือกน้ำซึ่งมี GWP ต่ำ ODP เป็นศูนย์ และประสิทธิภาพด้านสิ่งแวดล้อมอื่นๆ ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการผลิตโฟมแข็งโพลียูรีเทน นอกจากนี้ ในขณะที่เทคโนโลยีวัสดุฉนวนในอาคารยังคงพัฒนาต่อไป สารก่อฟองจะพัฒนาประสิทธิภาพที่ยอดเยี่ยมยิ่งขึ้น เช่น ประสิทธิภาพของฉนวนที่ดีขึ้น อัตราการเกิดฟองที่สูงขึ้น และขนาดฟองที่เล็กลง

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา องค์กรเคมีออร์กาโนฟลูออรีนทั้งในประเทศและต่างประเทศได้ค้นหาและพัฒนาสารสร้างฟองทางกายภาพที่มีฟลูออรีนใหม่ๆ อย่างจริงจัง ซึ่งรวมถึงสารสร้างฟองที่มีฟลูออรีนโอเลฟินส์ (HFO) ซึ่งเรียกว่าสารสร้างฟองรุ่นที่สี่ และเป็นสารก่อฟองทางกายภาพที่มีก๊าซดี การนำความร้อนของเฟสและประโยชน์ต่อสิ่งแวดล้อม

เวลาโพสต์: 21 มิ.ย.-2024