Мы используем файлы cookie для улучшения вашего опыта. Продолжая просмотр этого сайта, вы соглашаетесь на использование нами файлов cookie. Подробнее.
Пенополиуретан (ППУ) широко используется в строительстве для различных целей, но в связи с движением к нулевому уровню выбросов всё больше внимания уделяется экологически чистым материалам. Повышение их экологичности имеет решающее значение.
Пенополиуретан — это полимер, состоящий из органических мономерных звеньев, связанных уретаном. Полиуретан — лёгкий материал с высоким содержанием воздуха и открытой ячеистой структурой. Полиуретан получают путём реакции диизоцианата или триизоцианата с полиолами и могут быть модифицированы добавлением других материалов.
Пенополистирол может быть изготовлен из полиуретана различной жёсткости, а также из других материалов. Наиболее распространён термореактивный пенополиуретан, но существуют и некоторые термопластичные полимеры. Главные преимущества термореактивного пенополиуретана — его огнестойкость, универсальность и долговечность.
Пенополиуретан широко используется в строительстве благодаря своим огнестойким, лёгким конструкционным и теплоизоляционным свойствам. Он используется для изготовления прочных, но лёгких строительных конструкций и может улучшить эстетические характеристики зданий.
Полиуретан используется во многих видах мебели и ковровых покрытий благодаря своей универсальности, экономичности и долговечности. Согласно требованиям Агентства по охране окружающей среды (EPA), материал должен быть полностью отверждён, чтобы остановить первоначальную реакцию и избежать проблем с токсичностью. Кроме того, пенополиуретан может повысить огнестойкость постельных принадлежностей и мебели.
Напыляемый пенополиуретан (SPF) — это основной теплоизоляционный материал, повышающий энергоэффективность здания и комфорт его обитателей. Использование этих теплоизоляционных материалов снижает выбросы парниковых газов и улучшает качество воздуха в помещениях.
Клеи на основе полиуретана также используются в производстве изделий из древесины, таких как МДФ, ОСП и ДСП. Универсальность полиуретана позволяет использовать его в различных целях, например, для звукоизоляции, износостойкости, экстремальных температур, защиты от плесени, старения и т. д. Этот материал широко применяется в строительстве.
Несмотря на то, что пенополиуретан весьма полезен и используется во многих сферах строительства, у него есть некоторые недостатки. В последние годы экологичность и пригодность к переработке этого материала подвергаются серьёзным сомнениям, и исследования, посвящённые этим вопросам, становятся всё более популярными в литературе.
Основным фактором, ограничивающим экологичность и возможность вторичной переработки данного материала, является использование в процессе его производства высокореакционноспособных и токсичных изоцианатов. Для получения пенополиуретанов с различными свойствами также применяются различные типы катализаторов и поверхностно-активных веществ.
По оценкам, около 30% всего переработанного пенополиуретана попадает на свалки, что представляет серьёзную экологическую проблему для строительной отрасли, поскольку этот материал плохо поддаётся биоразложению. Примерно треть пенополиуретана перерабатывается.
В этих областях ещё многое предстоит улучшить, и с этой целью было проведено множество исследований, изучающих новые методы переработки и повторного использования пенополиуретана и других полиуретановых материалов. Для получения пенополиуретана с целью получения добавленной стоимости широко используются физические, химические и биологические методы переработки.
Однако в настоящее время не существует вариантов переработки, обеспечивающих получение высококачественного, пригодного к повторному использованию и стабильного конечного продукта. Прежде чем переработка пенополиуретана станет жизнеспособным вариантом для строительной и мебельной промышленности, необходимо устранить такие препятствия, как стоимость, низкая производительность и острая нехватка инфраструктуры для переработки.
В статье, опубликованной в ноябре 2022 года, рассматриваются способы повышения экологичности и пригодности к переработке этого важного строительного материала. Исследование, проведённое учёными из Льежского университета (Бельгия), опубликовано в журнале Angewandte Chemie International Edition.
Этот инновационный подход предполагает замену высокотоксичных и реакционноспособных изоцианатов более экологичными материалами. В этом новом методе производства экологичного пенополиуретана в качестве сырья используется диоксид углерода, ещё один экологически вредный химикат.
Этот экологически устойчивый производственный процесс использует воду для создания пенообразователя, имитируя технологию вспенивания, применяемую в традиционной обработке пенополиуретана, и успешно исключая использование экологически вредных изоцианатов. Конечный результат — экологичный пенополиуретан, который авторы называют «NIPU».
Помимо воды, в процессе используется катализатор для преобразования циклического карбоната, более экологичной альтернативы изоцианатам, в углекислый газ для очистки субстрата. Одновременно с этим пена затвердевает, реагируя с аминами в материале.
Новый процесс, представленный в статье, позволяет получать твердые полиуретановые материалы низкой плотности с равномерным распределением пор. Химическая конверсия отработанного диоксида углерода обеспечивает лёгкий доступ к циклическим карбонатам для производственных процессов. Результатом является двойной эффект: образование пенообразователя и формирование полиуретановой матрицы.
Исследовательская группа разработала простую и легко реализуемую модульную технологию, которая в сочетании с доступным, недорогим и экологически безопасным исходным материалом позволяет создать новое поколение экологичного пенополиуретана для строительной отрасли. Это, в свою очередь, укрепит усилия отрасли по достижению нулевых выбросов.
Хотя универсального подхода к повышению устойчивости в строительной отрасли не существует, продолжаются исследования различных подходов к решению этой важной экологической проблемы.
Инновационные подходы, такие как новая технология команды Льежского университета, помогут значительно повысить экологичность и пригодность пенополиуретана для вторичной переработки. Крайне важно заменить традиционные высокотоксичные химикаты, используемые при переработке, и улучшить биоразлагаемость пенополиуретана.
Если строительная отрасль хочет выполнить свои обязательства по нулевому уровню выбросов в соответствии с международными целями по снижению воздействия человечества на изменение климата и окружающую среду, в центре новых исследований должны быть подходы к улучшению цикличности. Очевидно, что подход «как обычно» больше невозможен.
Льежский университет (2022) Разработка более устойчивых и перерабатываемых полиуретановых пен [Онлайн] phys.org. Приемлемо:
Building with Chemistry (веб-сайт) Полиуретаны в строительстве [онлайн] Buildingwithchemistry.org. приемлемо:
Гадхав, Р.В. и др. (2019) Методы переработки и утилизации отходов полиуретана: обзор Открытого журнала полимерной химии, 9 стр. 39–51 [Онлайн] scirp.org. Приемлемо:
Отказ от ответственности: Выраженные здесь взгляды принадлежат автору и не обязательно отражают точку зрения компании AZoM.com Limited T/A AZoNetwork, владельца и оператора данного веб-сайта. Данный отказ от ответственности является частью условий использования данного веб-сайта.
Рег Дэйви — внештатный автор и редактор из Ноттингема, Великобритания. Работа для AZoNetwork представляет собой сочетание различных интересов и областей, которыми он интересовался и занимался на протяжении многих лет, включая микробиологию, биомедицинские науки и науки об окружающей среде.
Дэвид, Реджинальд (23 мая 2023 г.). Насколько экологичен пенополиуретан? AZoBuild. Дата обращения: 22 ноября 2023 г., https://www.azobuild.com/article.aspx?ArticleID=8610.
Дэвид, Реджинальд: «Насколько экологичен пенополиуретан?» AZoBuild. 22 ноября 2023 г.
Дэвид, Реджинальд: «Насколько экологичен пенополиуретан?» AZoBuild. https://www.azobuild.com/article.aspx?ArticleID=8610. (Дата обращения: 22 ноября 2023 г.).
Дэвид, Реджинальд, 2023. Насколько экологичны пенополиуретаны? AZoBuild, дата обращения: 22 ноября 2023 г., https://www.azobuild.com/article.aspx?ArticleID=8610.
В этом интервью Мюриэль Губар, глобальный менеджер сегмента строительных материалов в Malvern Panalytical, обсуждает с AzoBuild проблемы устойчивого развития цементной промышленности.
В этот Международный женский день компания AZoBuild имела честь побеседовать с доктором Силке Лангенберг из Швейцарской высшей технической школы Цюриха о ее впечатляющей карьере и исследованиях.
AZoBuild беседует со Стивеном Фордом, директором Suscons и основателем Street2Meet, об инициативах, которые он курирует, по созданию более прочных, долговечных и безопасных укрытий для нуждающихся.
В этой статье будет представлен обзор биоинженерных строительных материалов и рассмотрены материалы, продукты и проекты, которые станут возможными в результате исследований в этой области.
Поскольку потребность в декарбонизации застроенной среды и строительстве зданий с нулевым уровнем выбросов углерода возрастает, сокращение выбросов углерода становится важным.
AZoBuild поговорил с профессорами Ногучи и Маруямой об их исследованиях и разработках бетона из карбоната кальция (CCC) — нового материала, который может стать началом революции в области устойчивого развития в строительной отрасли.
AZoBuild и архитектурный кооператив Lacol обсуждают свой проект кооперативного жилья La Borda в Барселоне, Испания. Проект вошел в шорт-лист Премии ЕС по современной архитектуре 2022 года – Премии Миса ван дер Роэ.
AZoBuild обсуждает свой проект социального жилья на 85 домов с финалистом премии ЕС Миса ван дер Роэ, архитектурным бюро Peris+Toral Arquitectes.
С приближением 2022 года всеобщее волнение растет после объявления шорт-листа архитектурных фирм, номинированных на Премию Европейского союза в области современной архитектуры — Премию Миса ван дер Роэ.
Время публикации: 22 ноября 2023 г.
