نستخدم ملفات تعريف الارتباط لتحسين تجربتك. بمواصلة تصفح هذا الموقع، فإنك توافق على استخدامنا لملفات تعريف الارتباط. لمزيد من المعلومات.
تُستخدم رغوة البولي يوريثان (PU) بشكل شائع في البناء لأغراض متنوعة، ولكن مع التوجه نحو انبعاثات صفرية، تحظى المواد الصديقة للبيئة باهتمام متزايد. ومن الضروري تحسين سمعتها البيئية.
رغوة البولي يوريثان بوليمر يتكون من وحدات مونومر عضوية مرتبطة باليوريثان. البولي يوريثان مادة خفيفة الوزن ذات محتوى هوائي مرتفع وبنية خلوية مفتوحة. يُنتج البولي يوريثان بتفاعل ثنائي أو ثلاثي إيزوسيانات مع بوليولات، ويمكن تعديله بإضافة مواد أخرى.
يمكن تصنيع رغوة البوليسترين من البولي يوريثان بدرجات صلابة متفاوتة، كما يمكن استخدام مواد أخرى في إنتاجها. رغوة البولي يوريثان المتصلبة بالحرارة هي النوع الأكثر شيوعًا، ولكن توجد أيضًا بعض البوليمرات الحرارية البلاستيكية. من أهم مزايا رغوة البولي يوريثان المتصلبة بالحرارة مقاومتها للحريق، وتعدد استخداماتها، ومتانتها.
تُستخدم رغوة البولي يوريثان على نطاق واسع في قطاع البناء نظرًا لخصائصها الهيكلية والعزلية المقاومة للحريق وخفة وزنها. وتُستخدم في صنع عناصر بناء قوية وخفيفة الوزن، كما تُحسّن من جمالية المباني.
تحتوي العديد من أنواع الأثاث والسجاد على مادة البولي يوريثان نظرًا لتعدد استخداماتها وفعاليتها من حيث التكلفة ومتانتها. وتشترط لوائح وكالة حماية البيئة الأمريكية (EPA) معالجة المادة بالكامل لإيقاف التفاعل الأولي وتجنب مشاكل السمية. بالإضافة إلى ذلك، تُحسّن رغوة البولي يوريثان من مقاومة الفراش والأثاث للحريق.
رغوة البولي يوريثان الرش (SPF) هي مادة عزل أساسية تُحسّن كفاءة الطاقة في المبنى وراحة شاغليه. استخدام هذه المواد العازلة يُقلل من انبعاثات غازات الاحتباس الحراري ويُحسّن جودة الهواء الداخلي.
تُستخدم المواد اللاصقة القائمة على البولي يوريثان أيضًا في إنتاج المنتجات الخشبية مثل ألواح MDF وOSB والألواح الخشبية المضغوطة. بفضل تعدد استخدامات البولي يوريثان، يُمكن استخدامه لأغراض مُتعددة، مثل عزل الصوت ومقاومة التآكل، ومقاومة درجات الحرارة العالية، ومقاومة العفن، ومقاومة الشيخوخة، وغيرها. لهذه المادة استخدامات مُتعددة في قطاع البناء.
على الرغم من فائدة رغوة البولي يوريثان الكبيرة واستخدامها في العديد من جوانب البناء، إلا أنها تواجه بعض المشاكل. في السنوات الأخيرة، أُثيرت تساؤلات كثيرة حول استدامة هذه المادة وقابليتها لإعادة التدوير، وأصبحت الأبحاث التي تتناول هذه القضايا شائعة بشكل متزايد في الأدبيات العلمية.
العامل الرئيسي الذي يحد من ملاءمة هذه المادة للبيئة وقابليتها لإعادة التدوير هو استخدام إيزوسيانات شديدة التفاعل والسامة أثناء عملية إنتاجها. كما تُستخدم أنواع مختلفة من المحفزات والمواد الخافضة للتوتر السطحي لإنتاج رغاوي البولي يوريثان ذات الخصائص المختلفة.
تشير التقديرات إلى أن حوالي 30% من رغوة البولي يوريثان المُعاد تدويرها ينتهي بها المطاف في مكبات النفايات، مما يُشكل مشكلة بيئية خطيرة لقطاع البناء نظرًا لصعوبة تحللها بيولوجيًا. يُعاد تدوير حوالي ثلث رغوة البولي يوريثان.
لا يزال هناك الكثير مما ينبغي تحسينه في هذه المجالات، ولهذا الغرض، استكشفت العديد من الدراسات أساليب جديدة لإعادة تدوير واستخدام رغوة البولي يوريثان ومواد البولي يوريثان الأخرى. وتُستخدم طرق إعادة التدوير الفيزيائية والكيميائية والبيولوجية بشكل شائع لاستعادة رغوة البولي يوريثان لاستخدامات ذات قيمة مضافة.
مع ذلك، لا تتوفر حاليًا خيارات إعادة تدوير تُوفر منتجًا نهائيًا عالي الجودة وقابلًا لإعادة الاستخدام ومستقرًا. قبل أن يُنظر إلى إعادة تدوير رغوة البولي يوريثان كخيارٍ عمليٍّ لقطاعي البناء والأثاث، يجب معالجة عوائق مثل التكلفة، وانخفاض الإنتاجية، والنقص الحاد في البنية التحتية لإعادة التدوير.
تستكشف هذه الورقة البحثية، المنشورة في نوفمبر 2022، سبل تحسين استدامة هذه المادة المهمة في البناء وقابليتها لإعادة التدوير. ونُشرت الدراسة، التي أجراها علماء من جامعة لييج في بلجيكا، في مجلة Angewandte Chemie International Edition.
يتضمن هذا النهج المبتكر استبدال استخدام الإيزوسيانات شديدة السمية والتفاعلية بمواد صديقة للبيئة. ويُستخدم ثاني أكسيد الكربون، وهو مادة كيميائية ضارة بالبيئة، كمادة خام في هذه الطريقة الجديدة لإنتاج رغوة البولي يوريثان الخضراء.
تستخدم هذه العملية التصنيعية المستدامة بيئيًا الماء لإنتاج عامل الرغوة، محاكيةً تقنية الرغوة المستخدمة في معالجة رغوة البولي يوريثان التقليدية، ومتجنبةً بنجاح استخدام الإيزوسيانات الضارة بالبيئة. والنتيجة النهائية هي رغوة بولي يوريثان خضراء أطلق عليها الباحثون اسم "NIPU".
بالإضافة إلى الماء، تستخدم هذه العملية محفزًا لتحويل الكربونات الحلقية، وهي بديل صديق للبيئة للإيزوسيانات، إلى ثاني أكسيد الكربون لتنقية الركيزة. وفي الوقت نفسه، تتصلب الرغوة بالتفاعل مع الأمينات الموجودة في المادة.
تتيح العملية الجديدة، الموضحة في البحث، إنتاج مواد بولي يوريثان صلبة منخفضة الكثافة ذات توزيع مسام منتظم. يُسهّل التحويل الكيميائي لثاني أكسيد الكربون المُهدر الوصول إلى الكربونات الحلقية لعمليات الإنتاج. والنتيجة هي عملية مزدوجة: تكوين عامل رغوي وتكوين مصفوفة بولي يوريثان.
ابتكر فريق البحث تقنيةً معياريةً بسيطةً وسهلةَ التطبيق، تُنتج، عند دمجها مع منتجٍ أوليٍّ صديقٍ للبيئة ومتوفرٍ بسهولةٍ وتكلفةٍ معقولة، جيلاً جديدًا من رغوة البولي يوريثان الخضراء لقطاع البناء. وهذا من شأنه أن يُعزز جهود القطاع لتحقيق انبعاثاتٍ صافيةٍ صفرية.
وفي حين لا يوجد نهج واحد يناسب الجميع لتحسين الاستدامة في صناعة البناء، فإن الأبحاث مستمرة في البحث عن أساليب مختلفة لمعالجة هذه القضية البيئية المهمة.
ستساهم الأساليب المبتكرة، مثل التقنية الجديدة التي طورها فريق جامعة لييج، بشكل كبير في تحسين صداقة رغوة البولي يوريثان للبيئة وقابليتها لإعادة التدوير. من الضروري استبدال المواد الكيميائية التقليدية شديدة السمية المستخدمة في إعادة التدوير، وتحسين قابلية تحللها البيولوجي.
إذا أراد قطاع البناء والتشييد الوفاء بالتزاماته بتحقيق صافي انبعاثات صفري، بما يتماشى مع الأهداف الدولية للحد من تأثير البشرية على تغير المناخ والطبيعة، فيجب أن تكون مناهج تحسين الدائرية محور أبحاث جديدة. من الواضح أن اتباع نهج "العمل كالمعتاد" لم يعد ممكنًا.
جامعة لييج (2022) تطوير رغاوي البولي يوريثان الأكثر استدامة وقابلية لإعادة التدوير [متاح على الإنترنت] phys.org. مقبول:
البناء باستخدام الكيمياء (موقع ويب) البولي يوريثان في البناء [متاح على الإنترنت] Buildingwithchemistry.org. مقبول:
Gadhav, RV et al (2019) طرق إعادة التدوير والتخلص من نفايات البولي يوريثين: مراجعة للمجلة المفتوحة لكيمياء البوليمرات، 9 ص. 39-51 [متاح على الإنترنت] scirp.org. مقبول:
إخلاء مسؤولية: الآراء الواردة هنا تعبر عن رأي الكاتب الشخصي، ولا تعكس بالضرورة آراء شركة AZoM.com Limited (المُشار إليها اختصارًا باسم AZoNetwork)، المالكة والمُشغلة لهذا الموقع الإلكتروني. يُشكل هذا الإخلاء جزءًا من شروط وأحكام استخدام هذا الموقع الإلكتروني.
ريج ديفي كاتب ومحرر مستقل مقيم في نوتنغهام، المملكة المتحدة. يُمثل عمله في AZoNetwork مزيجًا من اهتماماته ومجالاته المتنوعة التي اهتم بها وشارك فيها على مر السنين، بما في ذلك علم الأحياء الدقيقة، والعلوم الطبية الحيوية، والعلوم البيئية.
ديفيد، ريجينالد (٢٣ مايو ٢٠٢٣). ما مدى ملاءمة رغوة البولي يوريثان للبيئة؟ AZoBuild. تم الاسترجاع في ٢٢ نوفمبر ٢٠٢٣، من https://www.azobuild.com/article.aspx?ArticleID=8610.
ديفيد، ريجينالد: "ما مدى ملاءمة رغوة البولي يوريثان للبيئة؟" AZoBuild. ٢٢ نوفمبر ٢٠٢٣
ديفيد، ريجينالد: "ما مدى ملاءمة رغوة البولي يوريثان للبيئة؟" AZoBuild. https://www.azobuild.com/article.aspx?ArticleID=8610. (تاريخ الوصول: ٢٢ نوفمبر ٢٠٢٣).
ديفيد، ريجينالد، ٢٠٢٣. ما مدى خضرة رغاوي البولي يوريثان؟ AZoBuild، تاريخ الوصول: ٢٢ نوفمبر ٢٠٢٣، https://www.azobuild.com/article.aspx?ArticleID=8610.
في هذه المقابلة، تناقش مورييل جوبار، مديرة قطاع مواد البناء العالمية في شركة Malvern Panalytical، تحديات الاستدامة التي تواجه صناعة الأسمنت مع AzoBuild.
في اليوم العالمي للمرأة هذا، كان لدى AZoBuild متعة التحدث مع الدكتورة سيلك لانجنبرج من المعهد الفيدرالي السويسري للتكنولوجيا في زيورخ حول مسيرتها المهنية وأبحاثها المثيرة للإعجاب.
تتحدث AZoBuild مع ستيفن فورد، مدير Suscons ومؤسس Street2Meet، حول المبادرات التي يشرف عليها لإنشاء ملاجئ أقوى وأكثر متانة وأمانًا لمن هم في حاجة إليها.
ستقدم هذه المقالة نظرة عامة على مواد البناء المعدلة وراثيًا وتناقش المواد والمنتجات والمشاريع التي ستصبح ممكنة نتيجة للأبحاث في هذا المجال.
مع تزايد الحاجة إلى إزالة الكربون من البيئة المبنية وبناء مبانٍ خالية من الكربون، يصبح الحد من الكربون أمرًا مهمًا.
تحدثت AZoBuild مع البروفيسورين نوغوتشي وماروياما حول أبحاثهما وتطويرهما للخرسانة المصنوعة من كربونات الكالسيوم (CCC)، وهي مادة جديدة يمكن أن تُحدث ثورة في الاستدامة في صناعة البناء.
تناقش AZoBuild وتعاونية Lacol المعمارية مشروعهما السكني التعاوني "لا بوردا" في برشلونة، إسبانيا. وقد رُشّح المشروع لجائزة الاتحاد الأوروبي للعمارة المعاصرة لعام ٢٠٢٢ - جائزة ميس فان دير روه.
تناقش شركة AZoBuild مشروع الإسكان الاجتماعي المكون من 85 منزلاً مع شركة Peris+Toral Arquitectes، المرشحة النهائية لجائزة الاتحاد الأوروبي Mies van der Rohe.
مع اقتراب عام 2022، يتزايد الحماس بعد الإعلان عن القائمة المختصرة لشركات الهندسة المعمارية المرشحة لجائزة الاتحاد الأوروبي للهندسة المعمارية المعاصرة - جائزة ميس فان دير روه.
وقت النشر: ٢٢ نوفمبر ٢٠٢٣
