חומר פוליאוריטן משמש ליישום נרחב בסוגים שונים של מוצרים ותעשיות

אנו משתמשים בקובצי Cookie כדי לשפר את חוויית הגלישה שלך. על ידי המשך גלישה באתר זה, הנך מסכים לשימוש שלנו בקובצי Cookie. מידע נוסף.
קצף פוליאוריטן (PU) משמש בדרך כלל בבנייה למגוון מטרות, אך עם הדחיפה לעבר אפס פליטות, חומרים ידידותיים לסביבה זוכים לתשומת לב גוברת. שיפור המוניטין הירוק שלהם הוא קריטי.
קצף פוליאוריטן הוא פולימר המורכב מיחידות מונומר אורגניות המחוברות ביניהן באמצעות אוריתן. פוליאוריטן הוא חומר קל משקל בעל תכולת אוויר גבוהה ומבנה תאים פתוחים. פוליאוריטן מיוצר על ידי תגובה של דיאיזוציאנט או טריאיזוציאנט ופוליאולים וניתן לשנותו על ידי הוספת חומרים אחרים.
ניתן לייצר קצף פוליסטירן מפוליאוריטן ברמות קשיחות שונות, וניתן להשתמש גם בחומרים אחרים בייצורו. קצף פוליאוריטן תרמוסטי הוא הסוג הנפוץ ביותר, אך קיימים גם כמה פולימרים תרמופלסטיים. היתרונות העיקריים של קצף תרמוסטי הם עמידותו באש, רבגוניותו ועמידותו.
קצף פוליאוריטן נמצא בשימוש נרחב בתעשיית הבנייה בשל עמידותו באש, תכונותיו המבניות והבידודיות הקלות. הוא משמש לייצור אלמנטים חזקים אך קלים ויכול לשפר את התכונות האסתטיות של מבנים.
סוגים רבים של רהיטים ושטיחים מכילים פוליאוריטן בשל הרבגוניות שלו, יעילות העלות והעמידות שלו. תקנות ה-EPA דורשות שהחומר ייבוש לחלוטין כדי לעצור את התגובה הראשונית ולמנוע בעיות רעילות. בנוסף, קצף פוליאוריטן יכול לשפר את עמידות האש של מצעים ורהיטים.
קצף פוליאוריטן בהתזה (SPF) הוא חומר בידוד עיקרי המשפר את יעילות האנרגיה של בניין ואת נוחות הדיירים. שימוש בחומרי בידוד אלה מפחית את פליטות גזי החממה ומשפר את איכות האוויר בתוך הבית.
דבקים מבוססי PU משמשים גם בייצור מוצרי עץ כגון MDF, OSB ולוח שבבי. הרבגוניות של PU מאפשרת שימוש בו למטרות שונות כגון בידוד קול ועמידות בפני שחיקה, עמידות לטמפרטורות קיצוניות, עמידות בפני עובש, עמידות בפני הזדקנות וכו'. לחומר זה שימושים רבים בתעשיית הבנייה.
למרות שקצף פוליאוריטן שימושי מאוד ומשמש בהיבטים רבים של בניית מבנים, יש לו כמה בעיות. בשנים האחרונות, הקיימות והיכולת למחזור של חומר זה הוטלו בספק במידה רבה, ומחקרים שמטרתם לטפל בסוגיות אלו הפכו נפוצים יותר ויותר בספרות.
הגורם העיקרי המגביל את הידידותיות הסביבתית ואת יכולת המחזור של חומר זה הוא השימוש באיזוציאנטים רעילים וריאקטיביים ביותר במהלך תהליך הייצור שלו. סוגים שונים של זרזים וחומרים פעילי שטח משמשים גם לייצור קצף פוליאוריטן בעל תכונות שונות.
ההערכה היא שכ-30% מכלל קצף הפוליאוריטן הממוחזר מגיע למטמנות, דבר המהווה בעיה סביבתית משמעותית עבור תעשיית הבנייה משום שהחומר אינו מתכלה בקלות. כשליש מקצף הפוליאוריטן ממוחזר.
עדיין יש הרבה מה לשפר בתחומים אלה, ולשם כך, מחקרים רבים בחנו שיטות חדשות למחזור ושימוש חוזר בקצף פוליאוריטן ובחומרים פוליאוריטן אחרים. שיטות מיחזור פיזיקליות, כימיות וביולוגיות משמשות בדרך כלל להשבת קצף פוליאוריטן לשימושים בעלי ערך מוסף.
עם זאת, נכון לעכשיו, אין אפשרויות מיחזור המספקות מוצר סופי איכותי, רב פעמי ויציב. לפני שניתן יהיה לשקול מיחזור קצף פוליאוריטן כאפשרות בת קיימא עבור תעשיית הבנייה והריהוט, יש לטפל במכשולים כגון עלות, פרודוקטיביות נמוכה וחוסר חמור בתשתית מיחזור.
המאמר, שפורסם בנובמבר 2022, בוחן דרכים לשיפור הקיימות והמיחזור של חומר בניין חשוב זה. המחקר, שנערך על ידי מדענים מאוניברסיטת ליאז' בבלגיה, פורסם בכתב העת Angewandte Chemie International Edition.
גישה חדשנית זו כוללת החלפת השימוש באיזוציאנטים רעילים ביותר וריאקטיביים בחומרים ידידותיים יותר לסביבה. פחמן דו-חמצני, כימיקל נוסף המזיק לסביבה, משמש כחומר גלם בשיטה חדשה זו לייצור קצף פוליאוריטן ירוק.
תהליך ייצור בר-קיימא לסביבה זה משתמש במים ליצירת חומר הקצף, המחקה את טכנולוגיית ההקצף המשמשת בעיבוד קצף פוליאוריטן מסורתי ומצליח להימנע משימוש באיזווציאנטים מזיקים לסביבה. התוצאה הסופית היא קצף פוליאוריטן ירוק שהמחברים מכנים "NIPU".
בנוסף למים, התהליך משתמש בזרז להמרת קרבונט ציקלי, אלטרנטיבה ירוקה יותר לאיזוציאנטים, לפחמן דו-חמצני לטיהור המצע. במקביל, הקצף מתקשה על ידי תגובה עם אמינים בחומר.
התהליך החדש שהוצג במאמר מאפשר ייצור של חומרי פוליאוריטן מוצקים בצפיפות נמוכה עם פיזור נקבוביות קבוע. המרה כימית של פחמן דו-חמצני מספקת גישה קלה לקרבונטים מחזוריים עבור תהליכי ייצור. התוצאה היא פעולה כפולה: היווצרות של חומר מקציף ויצירת מטריצת פוליאוריטן.
צוות המחקר יצר טכנולוגיה מודולרית פשוטה וקלה ליישום, אשר בשילוב עם מוצר התחלתי ידידותי לסביבה, זמין וזול, יוצרת דור חדש של קצף פוליאוריטן ירוק לתעשיית הבנייה. לפיכך, הדבר יחזק את מאמצי התעשייה להשיג אפס פליטות נטו.
למרות שאין גישה אחת שמתאימה לכולם לשיפור הקיימות בתעשיית הבנייה, המחקר נמשך על גישות שונות לטיפול בנושא סביבתי חשוב זה.
גישות חדשניות, כמו הטכנולוגיה החדשה של צוות אוניברסיטת ליאז', יסייעו לשפר משמעותית את הידידותיות הסביבתית ואת יכולת המחזור של קצף פוליאוריטן. חיוני להחליף כימיקלים רעילים ביותר מסורתיים המשמשים למחזור ולשפר את יכולת הפירוק הביולוגי של קצף פוליאוריטן.
אם תעשיית הבנייה רוצה לעמוד בהתחייבויותיה לאפס פליטות נטו, בהתאם ליעדים הבינלאומיים להפחתת השפעת האנושות על שינויי האקלים ועל העולם הטבעי, גישות לשיפור המעגליות חייבות להיות במוקד של מחקר חדש. ברור שגישה של "עסקים כרגיל" אינה אפשרית עוד.
אוניברסיטת ליאז' (2022) פיתוח קצף פוליאוריטן בר-קיימא וניתן למחזור [מקוון] phys.org. מקובל:
בנייה עם כימיה (אתר אינטרנט) פוליאוריתנים בבנייה [מקוון] Buildingwithchemistry.org. מקובל:
Gadhav, RV ואחרים (2019) שיטות למחזור וסילוק של פסולת פוליאוריטן: סקירה של כתב העת הפתוח לכימיה של פולימרים, 9 עמ' 39–51 [באינטרנט] scirp.org. מקובל:
הצהרת אחריות: הדעות המובעות כאן הן של המחבר בתפקידו האישי ואינן משקפות בהכרח את דעותיה של AZoM.com Limited T/A AZoNetwork, הבעלים והמפעיל של אתר זה. הצהרת אחריות זו מהווה חלק מתנאי השימוש באתר זה.
רג' דייבי הוא כותב ועורך עצמאי המתגורר בנוטינגהאם, בריטניה. כתיבה עבור AZoNetwork מייצגת שילוב של תחומי עניין ותחומים שונים בהם התעניין ומעורב לאורך השנים, כולל מיקרוביולוגיה, מדעים ביו-רפואיים ומדעי הסביבה.
דיוויד, רג'ינלד (23 במאי 2023). עד כמה קצף פוליאוריטן ידידותי לסביבה? AZoBuild. אוחזר ב-22 בנובמבר 2023, מאתר https://www.azobuild.com/article.aspx?ArticleID=8610.
דיוויד, רג'ינלד: "עד כמה קצף פוליאוריטן ידידותי לסביבה?" AZoBuild. 22 בנובמבר 2023 .
דיוויד, רג'ינלד: "עד כמה קצף פוליאוריטן ידידותי לסביבה?" AZoBuild. https://www.azobuild.com/article.aspx?ArticleID=8610. (גישה אחרונה ב-22 בנובמבר 2023).
דיוויד, רג'ינלד, 2023. כמה ירוקים קצף פוליאוריטן? AZoBuild, גישה ב-22 בנובמבר 2023, https://www.azobuild.com/article.aspx?ArticleID=8610.
בראיון זה, מוריאל גובר, מנהלת פלח גלובלי לחומרי בניין ב-Malvern Panalytical, דנה באתגרי הקיימות של תעשיית המלט עם AzoBuild.
ביום האישה הבינלאומי הזה, AZoBuild זכתה לשוחח עם ד"ר סילקה לנגנברג מ-ETH ציריך על הקריירה והמחקר המרשימים שלה.
AZoBuild משוחחת עם סטיבן פורד, מנהל Suscons ומייסד Street2Meet, על היוזמות שהוא מפקח עליהן ליצירת מקלטים חזקים, עמידים ובטוחים יותר עבור אלו הזקוקים לכך.
מאמר זה יספק סקירה כללית של חומרי בניין מהונדסים ביולוגית וידון בחומרים, במוצרים ובפרויקטים שיתאפשרו כתוצאה ממחקר בתחום זה.
ככל שהצורך להפחית את פליטת הפחמן מהסביבה הבנויה ולבנות מבנים ניטרליים פחמן גובר, הפחתת פליטות פחמן הופכת לחשובה.
AZoBuild שוחחה עם הפרופסורים נוגוצ'י ומארויאמה על המחקר והפיתוח שלהם בתחום בטון סידן פחמתי (CCC), חומר חדש שעשוי לעורר מהפכת קיימות בתעשיית הבנייה.
AZoBuild וחברת האדריכלות הקואופרטיב Lacol דנים בפרויקט הדיור הקואופרטיב שלהם, La Borda, בברצלונה, ספרד. הפרויקט הועמד לרשימה הקצרה של פרס האיחוד האירופי לאדריכלות עכשווית לשנת 2022 - פרס מיס ואן דר רוהה.
AZoBuild דנה בפרויקט הדיור הציבורי בן 85 הבתים שלה עם מועמדת גמר פרס מיס ואן דר רוהה של האיחוד האירופי, Peris+Toral Arquitectes.
עם שנת 2022 ממש מעבר לפינה, ההתרגשות גוברת בעקבות הכרזת הרשימה הקצרה של משרדי אדריכלות המועמדים לפרס האיחוד האירופי לאדריכלות עכשווית - פרס מיס ואן דר רוהה.