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PU泡沫塑料替代技术及存在问题

2022-04-28 来源:扬州机械信息网

PU泡沫塑料替代技术及存在问题

根据修订后的《我国消耗臭氧层物质逐步淘汰国家方案》,泡沫塑料行业应在2010年前完全停止使用氯氟烃类化合物作为发泡剂,2005年前大型聚氨酯泡沫企业完成CFC-11替代工作。所采用的替代技术大致是:(1)连续环状软泡用二氯甲烷发泡,二氯甲烷作发泡剂结合快速熟化和液态二氧化碳发泡法;(2)箱式软泡采用二氯甲烷和减压发泡;(3)半硬泡用HCFC-141b、戊烷或二氧化碳发泡。

经过近10年的探索与实践,CFC替代技术已逐步成熟,形势也已明朗化。不同国家和地区根据自身的实际情况在选择替代品和替代路线方面有所差别。

软质泡沫生产中的CFC替代大多以二氯甲烷路线作为过渡。在零臭氧消耗潜值(ODP)替代路线中,以二氧化碳发泡方面的技术进步最快,目前呼声也较高。当然,也可以用氢氟烃(HFC)类物质作为零ODS替代,但眼下该类物质中的优先选择目标还未正式工业化,技术经济上还有待进一步的评估。

自结皮聚氨酯泡沫以一氟二氯乙烷(HCFC-141b)和二氟一氯甲烷(HCFC-22)作为过渡替代路线,目前正在向零ODP替代转换。近年开发成功的全水发泡自结皮生产技术,已在一些发达国家投入应用,但采用该工艺技术生产的产品皮层较薄,与传统的自结皮产品在性能上有差异。采用环戊烷及二氯甲烷发泡可以制得具有良好皮层的自结皮泡沫产品,但该方法在生产安全方面所需的严格措施与代价,令从业者难以普遍接受,新一代的零ODP物质,例如:1,1,3,3,3-五氟丙烷(HCFC-245fa)和1,1,1,3,3-五氟丁烷(HFC-365mfc)可望成为较理想的最终替代物质。

硬质泡沫方面,对于导热系数要求不是特别严格的场合,采用全水发泡是一种较为简便的选择。对于绝热要求较高的场合,例如,建筑板材替代问题比较复杂。欧洲已选定了环戊烷路线(包括环戊烷与其它烃类物质的混合使用)。该 地区选定了环戊烷路线(包括环戊烷与其它烃类物质的混合使用)。该地区除了考虑ODP为零这一基本条件以外,还重视使地球变暖的综合因子(TEWI值),环戊烷是一种能够同时满足这两方面要求的替代物质。

1993年环戊烷在欧洲冰箱行业全面推广应用。环戊烷的沸点较高,温度较低时,泡孔内环戊烷气体会冷凝。为保证硬泡低温尺寸稳定性,这种泡沫的密度一般较CFC-11发泡的高。丁烷、正戊烷、异戊烷沸点较低,采用混合烃类发泡剂,可减少密度,降低泡沫料充填量,进而降低生产成本。与环戊烷发泡比较,环戊烷-丁烷或异戊烷-正戊烷混合发泡时,生产泡沫的密度降低10%,这类混合发泡剂已用于戊烷混合冰箱厂。环戊烷-异戊烷混合发泡剂,相应泡沫的密度约降低3%。但这些低沸点烃类化合物在聚醚多元醇中的溶解度略低,导热系数略高。环戊烷在替代品中属于绝热性相对较差的一类。美国重点发展零ODS的HFC类物质作为最终替代品。经过遴选,目前形势也明朗化。目标集中在HFC-245fa和HFC-365mfc这两个产品上,并已为其正式应用作了大量的前期准备工作,迄今所进行的毒性试验结果也是肯定的。按目前的情况判断,上述两个产品又以HFC-245fa沸点为15.3度,无燃烧范围,化学稳定性好,在多元醇组分解中溶解性较好,制成的硬泡性能良好,帮被视作第三代发泡剂首选化合物。但最终选择何化合物一事,目前尚无定论。这些化合物估计2002年前后商品化。除发泡剂性能外,对其价格都较关注。发达国家将于2003年1月1日前停止使用氯氟烃(HCFC)类过渡性替代物质。因此,最迟于2002年完成上述HFC类替代品的工业化。

建议:

我国的CFC替代工作,应当采取积极而稳妥的方针,替代方案的选择应当根据我国的国情。对一时还难以判断的情况,不宜匆忙决策,宜多进行调查和比较,必要时也可以进行适当等待,如:原有厂房的设计,发泡设备的形式,安全与环保问题等,以利作出正确的选择。同时也应当加强各部门之间的协调,使我国的CFC替代工作做得更好。

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