การแนะนำสารก่อฟองสำหรับโฟมโพลียูรีเทนแข็งที่ใช้ในงานก่อสร้าง
ด้วยความต้องการที่เพิ่มขึ้นของอาคารสมัยใหม่ในด้านการประหยัดพลังงานและรักษาสิ่งแวดล้อม ประสิทธิภาพการฉนวนกันความร้อนของวัสดุก่อสร้างจึงมีความสำคัญมากขึ้นเรื่อยๆ โฟมโพลียูรีเทนแข็งเป็นวัสดุฉนวนกันความร้อนที่ยอดเยี่ยม มีคุณสมบัติเชิงกลที่ดี มีค่าการนำความร้อนต่ำ และข้อดีอื่นๆ จึงถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายในด้านฉนวนอาคาร
สารก่อฟองเป็นหนึ่งในสารเติมแต่งหลักในการผลิตโฟมแข็งโพลียูรีเทน สามารถแบ่งตามกลไกการออกฤทธิ์ได้เป็นสองประเภท ได้แก่ สารก่อฟองทางเคมีและสารก่อฟองทางกายภาพ
การจำแนกประเภทของสารก่อโฟม
สารโฟมเคมี คือ สารเติมแต่งที่ก่อให้เกิดก๊าซและโฟมวัสดุโพลียูรีเทนในระหว่างปฏิกิริยาของไอโซไซยาเนตและโพลีออล น้ำเป็นตัวแทนของสารโฟมเคมี ซึ่งทำปฏิกิริยากับส่วนประกอบไอโซไซยาเนตเพื่อก่อให้เกิดก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ ทำให้เกิดโฟมวัสดุโพลียูรีเทน สารโฟมกายภาพ คือ สารเติมแต่งที่เติมลงในกระบวนการผลิตโฟมแข็งโพลียูรีเทน ซึ่งทำให้เกิดโฟมวัสดุโพลียูรีเทนผ่านปฏิกิริยาทางกายภาพของก๊าซ สารโฟมกายภาพส่วนใหญ่เป็นสารประกอบอินทรีย์ที่มีจุดเดือดต่ำ เช่น สารประกอบไฮโดรฟลูออโรคาร์บอน (HFC) หรือสารประกอบอัลเคน (HC)
กระบวนการพัฒนาของตัวแทนโฟมบริษัทดูปองต์ก่อตั้งขึ้นในช่วงปลายทศวรรษ 1950 โดยใช้ไตรคลอโรฟลูออโรมีเทน (CFC-11) เป็นสารทำโฟมโพลียูรีเทนแข็ง และได้รับประสิทธิภาพที่ดีขึ้น นับแต่นั้นมา CFC-11 จึงถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมโฟมโพลียูรีเทนแข็ง เมื่อ CFC-11 ได้รับการพิสูจน์ว่าทำลายชั้นโอโซน ประเทศในยุโรปตะวันตกจึงหยุดใช้ CFC-11 ภายในสิ้นปี 1994 และจีนก็สั่งห้ามการผลิตและการใช้ CFC-11 ในปี 2007 ต่อมา สหรัฐอเมริกาและยุโรปได้สั่งห้ามการใช้ HCFC-141b ซึ่งเป็นสารทดแทน CFC-11 ในปี 2003 และ 2004 ตามลำดับ เมื่อความตระหนักด้านสิ่งแวดล้อมเพิ่มมากขึ้น ประเทศต่างๆ จึงเริ่มพัฒนาและใช้สารทดแทนที่มีศักยภาพในการก่อให้เกิดภาวะโลกร้อน (GWP) ต่ำ
เดิมทีสารโฟมชนิด HFC เคยใช้แทนสาร CFC-11 และ HCFC-141b ได้ แต่ค่า GWP ของสาร HFC ยังคงค่อนข้างสูง ซึ่งไม่เอื้อต่อการปกป้องสิ่งแวดล้อม ดังนั้น ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา การพัฒนาสารโฟมในภาคการก่อสร้างจึงได้เปลี่ยนมาเน้นสารทดแทนที่มีค่า GWP ต่ำ
ข้อดีและข้อเสียของสารก่อโฟม
โฟมโพลียูรีเทนแข็งเป็นวัสดุฉนวนกันความร้อนชนิดหนึ่งซึ่งมีข้อดีหลายประการ เช่น มีประสิทธิภาพในการเป็นฉนวนกันความร้อนได้ดีเยี่ยม มีความแข็งแรงเชิงกลที่ดี มีประสิทธิภาพในการดูดซับเสียงที่ดี มีอายุการใช้งานที่มั่นคงยาวนาน และอื่นๆ
สารก่อโฟมเป็นสารเสริมสำคัญในการผลิตโฟมโพลียูรีเทนแข็ง จึงมีผลกระทบสำคัญต่อประสิทธิภาพ ต้นทุน และการปกป้องสิ่งแวดล้อมของวัสดุฉนวนกันความร้อน ข้อดีของสารก่อโฟมเคมีคือ สามารถสร้างโฟมได้อย่างรวดเร็ว ฟองโฟมสม่ำเสมอ ใช้งานได้ในอุณหภูมิและความชื้นที่หลากหลาย ให้อัตราการเกิดโฟมสูง จึงสามารถผลิตโฟมโพลียูรีเทนแข็งประสิทธิภาพสูงได้
อย่างไรก็ตาม สารโฟมเคมีสามารถก่อให้เกิดก๊าซอันตราย เช่น คาร์บอนไดออกไซด์ คาร์บอนมอนอกไซด์ และไนโตรเจนออกไซด์ ซึ่งก่อให้เกิดมลพิษต่อสิ่งแวดล้อม ข้อดีของสารโฟมชนิดกายภาพคือไม่ก่อให้เกิดก๊าซอันตราย มีผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมน้อย และยังให้ขนาดฟองอากาศเล็กลงและประสิทธิภาพการเป็นฉนวนที่ดีขึ้น อย่างไรก็ตาม สารโฟมชนิดกายภาพมีอัตราการเกิดฟองค่อนข้างช้า และต้องการอุณหภูมิและความชื้นที่สูงกว่าจึงจะสามารถทำงานได้อย่างเต็มประสิทธิภาพ
โฟมโพลียูรีเทนแข็งเป็นวัสดุฉนวนกันความร้อนชนิดหนึ่งซึ่งมีข้อดีหลายประการ เช่น มีประสิทธิภาพในการเป็นฉนวนกันความร้อนได้ดีเยี่ยม มีความแข็งแรงเชิงกลที่ดี มีประสิทธิภาพในการดูดซับเสียงที่ดี มีอายุการใช้งานที่มั่นคงยาวนาน และอื่นๆ
เป็นตัวเสริมที่สำคัญในการจัดทำโฟมโพลียูรีเทนแข็งสารก่อโฟมมีผลกระทบสำคัญต่อประสิทธิภาพ ต้นทุน และการปกป้องสิ่งแวดล้อมของวัสดุฉนวนกันความร้อน ข้อดีของสารก่อโฟมเคมีคือ สามารถสร้างโฟมได้อย่างรวดเร็ว ฟองโฟมสม่ำเสมอ สามารถใช้งานได้ในอุณหภูมิและความชื้นที่หลากหลาย อัตราการเกิดโฟมสูง จึงสามารถผลิตโฟมโพลียูรีเทนแข็งประสิทธิภาพสูงได้
อย่างไรก็ตาม สารโฟมเคมีสามารถก่อให้เกิดก๊าซอันตราย เช่น คาร์บอนไดออกไซด์ คาร์บอนมอนอกไซด์ และไนโตรเจนออกไซด์ ซึ่งก่อให้เกิดมลพิษต่อสิ่งแวดล้อม ข้อดีของสารโฟมชนิดกายภาพคือไม่ก่อให้เกิดก๊าซอันตราย มีผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมน้อย และยังให้ขนาดฟองอากาศเล็กลงและประสิทธิภาพการเป็นฉนวนที่ดีขึ้น อย่างไรก็ตาม สารโฟมชนิดกายภาพมีอัตราการเกิดฟองค่อนข้างช้า และต้องการอุณหภูมิและความชื้นที่สูงกว่าจึงจะสามารถทำงานได้อย่างเต็มประสิทธิภาพ
แนวโน้มการพัฒนาในอนาคต
แนวโน้มของสารก่อโฟมในอุตสาหกรรมก่อสร้างในอนาคตส่วนใหญ่มุ่งไปที่การพัฒนาสารทดแทนที่มีค่า GWP ต่ำ ยกตัวอย่างเช่น สารทดแทน CO2, HFO และน้ำ ซึ่งมีค่า GWP ต่ำ ค่า ODP เป็นศูนย์ และมีคุณสมบัติด้านสิ่งแวดล้อมอื่นๆ ถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายในการผลิตโฟมโพลียูรีเทนแบบแข็ง นอกจากนี้ เมื่อเทคโนโลยีวัสดุฉนวนสำหรับอาคารพัฒนาอย่างต่อเนื่อง สารก่อโฟมจะพัฒนาประสิทธิภาพที่ยอดเยี่ยมยิ่งขึ้น เช่น ประสิทธิภาพการเป็นฉนวนที่ดีขึ้น อัตราการเกิดโฟมที่สูงขึ้น และขนาดฟองอากาศที่เล็กลง
ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา บริษัทเคมีออร์กาโนฟลูออรีนในประเทศและต่างประเทศได้ดำเนินการค้นหาและพัฒนาสารก่อฟองทางกายภาพที่มีฟลูออรีนชนิดใหม่ ๆ อย่างแข็งขัน รวมถึงสารก่อฟองโอเลฟินฟลูออรีน (HFO) ซึ่งเรียกว่าสารก่อฟองรุ่นที่สี่ และเป็นสารก่อฟองทางกายภาพที่มีการนำความร้อนในเฟสก๊าซที่ดีและมีประโยชน์ต่อสิ่งแวดล้อม
เวลาโพสต์: 21 มิ.ย. 2567