Introductie van een schuimmiddel voor polyurethaanschuim dat in de bouw wordt gebruikt.
Door de toenemende eisen aan energiebesparing en milieubescherming in moderne gebouwen, wordt de thermische isolatieprestatie van bouwmaterialen steeds belangrijker. Polyurethaanschuim is een uitstekend thermisch isolatiemateriaal met goede mechanische eigenschappen, een lage warmtegeleidingscoëfficiënt en andere voordelen, waardoor het veelvuldig wordt gebruikt in de bouwisolatie.
Schuimvormende middelen behoren tot de belangrijkste additieven bij de productie van polyurethaanschuim. Afhankelijk van hun werkingsmechanisme kunnen ze worden onderverdeeld in twee categorieën: chemische schuimvormende middelen en fysische schuimvormende middelen.
Classificatie van schuimmiddelen
Een chemisch schuimmiddel is een additief dat gas produceert en polyurethaanmaterialen laat schuimen tijdens de reactie van isocyanaten en polyolen. Water is een representatief voorbeeld van een chemisch schuimmiddel; het reageert met het isocyanaat en vormt koolstofdioxidegas, waardoor het polyurethaanmateriaal gaat schuimen. Een fysisch schuimmiddel is een additief dat wordt toegevoegd tijdens de productie van hard polyurethaanschuim en dat polyurethaanmaterialen laat schuimen door de fysische werking van gas. Fysische schuimmiddelen zijn voornamelijk organische verbindingen met een laag kookpunt, zoals fluorkoolwaterstoffen (HFC's) of alkanen (HC's).
Het ontwikkelingsproces vanschuimmiddelEind jaren vijftig begon DuPont trichloorfluormethaan (CFC-11) te gebruiken als schuimmiddel voor hard polyurethaanschuim, wat leidde tot betere productprestaties. Sindsdien wordt CFC-11 veelvuldig gebruikt in de polyurethaanschuimindustrie. Omdat CFC-11 de ozonlaag bleek aan te tasten, stopten West-Europese landen eind 1994 met het gebruik ervan. Ook China verbood de productie en het gebruik van CFC-11 in 2007. Vervolgens verboden de Verenigde Staten en Europa in respectievelijk 2003 en 2004 het gebruik van de CFC-11-vervanger HCFC-141b. Naarmate het milieubewustzijn toeneemt, ontwikkelen en gebruiken landen steeds vaker alternatieven met een laag aardopwarmingspotentieel (GWP).
Schuimvormende middelen van het HFC-type werden ooit gebruikt als vervanging voor CFC-11 en HCFC-141b, maar de GWP-waarde van HFC-verbindingen is nog steeds relatief hoog, wat niet bevorderlijk is voor de milieubescherming. Daarom is de focus van de ontwikkeling van schuimvormende middelen in de bouwsector de laatste jaren verschoven naar alternatieven met een lage GWP-waarde.
Voordelen en nadelen van schuimmiddelen
Polyurethaanschuim is een isolatiemateriaal met vele voordelen, zoals uitstekende thermische isolatie, goede mechanische sterkte, goede geluidsabsorptie, een lange en stabiele levensduur, enzovoort.
Als belangrijk hulpmiddel bij de bereiding van hard polyurethaanschuim heeft het schuimmiddel een grote invloed op de prestaties, kosten en milieuvriendelijkheid van thermische isolatiematerialen. De voordelen van chemische schuimmiddelen zijn een snelle schuimvorming, een gelijkmatige schuimvorming, toepasbaarheid bij een breed temperatuur- en vochtigheidsbereik en de mogelijkheid om een hoge schuimgraad te bereiken, waardoor hoogwaardig hard polyurethaanschuim kan worden geproduceerd.
Chemische schuimmiddelen kunnen echter schadelijke gassen produceren, zoals koolstofdioxide, koolstofmonoxide en stikstofoxiden, die het milieu vervuilen. Het voordeel van fysische schuimmiddelen is dat ze geen schadelijke gassen produceren, weinig impact hebben op het milieu en bovendien kleinere bubbels en betere isolerende eigenschappen bieden. Fysische schuimmiddelen schuimen echter relatief langzaam en vereisen een hogere temperatuur en luchtvochtigheid om optimaal te presteren.
Polyurethaanschuim is een isolatiemateriaal met vele voordelen, zoals uitstekende thermische isolatie, goede mechanische sterkte, goede geluidsabsorptie, een lange en stabiele levensduur, enzovoort.
Als belangrijk hulpmiddel bij de bereiding vanpolyurethaan hard schuimSchuimvormende middelen hebben een belangrijke invloed op de prestaties, kosten en milieuvriendelijkheid van thermische isolatiematerialen. De voordelen van chemische schuimvormende middelen zijn een snelle schuimvorming, een gelijkmatige schuimvorming, toepasbaarheid bij een breed temperatuur- en vochtigheidsbereik en de mogelijkheid om een hoge schuimgraad te bereiken, waardoor hoogwaardige polyurethaanschuimen kunnen worden geproduceerd.
Chemische schuimmiddelen kunnen echter schadelijke gassen produceren, zoals koolstofdioxide, koolstofmonoxide en stikstofoxiden, die het milieu vervuilen. Het voordeel van fysische schuimmiddelen is dat ze geen schadelijke gassen produceren, weinig impact hebben op het milieu en bovendien kleinere bubbels en betere isolerende eigenschappen bieden. Fysische schuimmiddelen schuimen echter relatief langzaam en vereisen een hogere temperatuur en luchtvochtigheid om optimaal te presteren.
Toekomstige ontwikkelingstrend
De trend in de toekomstige bouwsector voor schuimmiddelen is voornamelijk gericht op de ontwikkeling van alternatieven met een lage GWP (Global Warming Potential). Zo worden bijvoorbeeld CO2, HFO (Heat Fuel Oil) en wateralternatieven met een lage GWP, een ODP (Ocean Depletion Potential) van nul en andere milieuvriendelijke eigenschappen al veelvuldig gebruikt bij de productie van polyurethaanschuim. Naarmate de technologie voor bouwisolatiematerialen zich verder ontwikkelt, zullen schuimmiddelen bovendien steeds betere prestaties leveren, zoals een betere isolatie, een hogere schuimvormingssnelheid en kleinere bellen.
De afgelopen jaren hebben binnenlandse en buitenlandse bedrijven in de organofluorchemie actief gezocht naar en nieuwe fluorhoudende fysische schuimmiddelen ontwikkeld, waaronder gefluoreerde olefinen (HFO) schuimmiddelen. Deze worden de vierde generatie schuimmiddelen genoemd en kenmerken zich door een goede thermische geleidbaarheid in de gasfase en milieuvriendelijke eigenschappen.
Geplaatst op: 21 juni 2024