Introduzione dell'agente schiumogeno per schiuma rigida di poliuretano utilizzata nel settore edile
Con i crescenti requisiti degli edifici moderni in termini di risparmio energetico e tutela ambientale, le prestazioni di isolamento termico dei materiali da costruzione diventano sempre più importanti. Tra questi, la schiuma rigida di poliuretano è un eccellente materiale isolante termico, con buone proprietà meccaniche, bassa conduttività termica e altri vantaggi, che lo rendono ampiamente utilizzato nel campo dell'isolamento degli edifici.
L'agente schiumogeno è uno dei principali additivi nella produzione di schiuma poliuretanica rigida. In base al suo meccanismo d'azione, può essere suddiviso in due categorie: agenti schiumogeni chimici e agenti schiumogeni fisici.
Classificazione degli agenti schiumogeni
Un agente schiumogeno chimico è un additivo che produce gas e schiuma i materiali poliuretanici durante la reazione di isocianati e polioli. L'acqua è il rappresentante dell'agente schiumogeno chimico, che reagisce con il componente isocianato per formare anidride carbonica gassosa, in modo da schiumare il materiale poliuretanico. L'agente schiumogeno fisico è un additivo aggiunto nel processo di produzione della schiuma rigida poliuretanica, che schiuma i materiali poliuretanici attraverso l'azione fisica del gas. Gli agenti schiumogeni fisici sono principalmente composti organici bassobollenti, come gli idrofluorocarburi (HFC) o i composti alcani (HC).
Il processo di sviluppo diagente schiumogenoAlla fine degli anni '50, la DuPont utilizzò il triclorofluorometano (CFC-11) come agente schiumogeno per schiume poliuretaniche rigide, ottenendo migliori prestazioni del prodotto. Da allora, il CFC-11 è stato ampiamente utilizzato nel campo delle schiume poliuretaniche rigide. Poiché il CFC-11 ha dimostrato di danneggiare lo strato di ozono, i paesi dell'Europa occidentale ne hanno cessato l'uso entro la fine del 1994 e anche la Cina ne ha vietato la produzione e l'uso nel 2007. Successivamente, gli Stati Uniti e l'Europa hanno vietato l'uso del sostituto del CFC-11, l'HCFC-141b, rispettivamente nel 2003 e nel 2004. Con la crescente consapevolezza ambientale, i paesi stanno iniziando a sviluppare e utilizzare alternative con un basso potenziale di riscaldamento globale (GWP).
Gli agenti schiumogeni di tipo HFC erano un tempo sostituti di CFC-11 e HCFC-141b, ma il valore di GWP dei composti di tipo HFC è ancora relativamente elevato, il che non favorisce la tutela ambientale. Pertanto, negli ultimi anni, l'attenzione nello sviluppo di agenti schiumogeni nel settore edile si è spostata verso alternative a basso GWP.
Pro e contro degli agenti schiumogeni
In quanto materiale isolante, la schiuma rigida di poliuretano presenta numerosi vantaggi, tra cui eccellenti prestazioni di isolamento termico, buona resistenza meccanica, buone prestazioni di assorbimento acustico, durata utile stabile a lungo termine e così via.
Come importante coadiuvante nella preparazione della schiuma poliuretanica rigida, l'agente schiumogeno ha un impatto significativo sulle prestazioni, sui costi e sulla tutela ambientale dei materiali isolanti termici. I vantaggi dell'agente schiumogeno chimico sono: elevata velocità di schiumatura, schiumatura uniforme, possibilità di utilizzo in un'ampia gamma di temperature e umidità, elevata velocità di schiumatura, per la preparazione di schiuma poliuretanica rigida ad alte prestazioni.
Tuttavia, gli agenti schiumogeni chimici possono produrre gas nocivi, come anidride carbonica, monossido di carbonio e ossidi di azoto, con conseguente inquinamento ambientale. Il vantaggio degli agenti schiumogeni fisici risiede nel fatto che non producono gas nocivi, hanno un impatto ambientale ridotto e consentono di ottenere bolle di dimensioni inferiori e migliori prestazioni isolanti. Tuttavia, gli agenti schiumogeni fisici hanno una velocità di formazione della schiuma relativamente lenta e richiedono temperature e umidità più elevate per garantire le massime prestazioni.
In quanto materiale isolante, la schiuma rigida di poliuretano presenta numerosi vantaggi, tra cui eccellenti prestazioni di isolamento termico, buona resistenza meccanica, buone prestazioni di assorbimento acustico, durata utile stabile a lungo termine e così via.
Come importante ausiliario nella preparazione dischiuma rigida di poliuretanoL'agente schiumogeno ha un impatto significativo sulle prestazioni, sui costi e sulla tutela ambientale dei materiali isolanti termici. I vantaggi dell'agente schiumogeno chimico sono: elevata velocità di schiumatura, schiumatura uniforme, possibilità di utilizzo in un'ampia gamma di temperature e umidità, elevata velocità di schiumatura, per la preparazione di schiuma poliuretanica rigida ad alte prestazioni.
Tuttavia, gli agenti schiumogeni chimici possono produrre gas nocivi, come anidride carbonica, monossido di carbonio e ossidi di azoto, con conseguente inquinamento ambientale. Il vantaggio degli agenti schiumogeni fisici risiede nel fatto che non producono gas nocivi, hanno un impatto ambientale ridotto e consentono di ottenere bolle di dimensioni inferiori e migliori prestazioni isolanti. Tuttavia, gli agenti schiumogeni fisici hanno una velocità di formazione della schiuma relativamente lenta e richiedono temperature e umidità più elevate per garantire le massime prestazioni.
Tendenza di sviluppo futuro
La tendenza degli agenti schiumogeni nel futuro dell'industria edilizia è principalmente rivolta allo sviluppo di sostituti a basso GWP. Ad esempio, le alternative a CO₂, HFO e acqua, che presentano un basso GWP, un ODP pari a zero e altre prestazioni ambientali, sono state ampiamente utilizzate nella produzione di schiuma rigida poliuretanica. Inoltre, con il continuo sviluppo della tecnologia dei materiali isolanti per l'edilizia, l'agente schiumogeno svilupperà prestazioni ancora più eccellenti, come un migliore isolamento, una maggiore velocità di formazione della schiuma e bolle di dimensioni inferiori.
Negli ultimi anni, le aziende chimiche organofluoro nazionali ed estere hanno ricercato e sviluppato attivamente nuovi agenti schiumogeni fisici contenenti fluoro, tra cui gli agenti schiumogeni a base di olefine fluorurate (HFO), chiamati agenti schiumogeni di quarta generazione, agenti schiumogeni fisici con buona conduttività termica in fase gassosa e vantaggi ambientali.
Data di pubblicazione: 21 giugno 2024