مقدمة لعوامل رغوة البولي يوريثان - عوامل رغوة الهيدروفلوروكربون

تحتوي مركبات الهيدروفلوروكربون (HFC) على ODP (قدرة استنفاد الأوزون) تبلغ صفرًا وقدرتها على الاحتباس الحراري (GWP) منخفضة جدًا، فقط 1.5% إلى 3.0% من مركبات الكربون الكلورية فلورية-11. معظم مركبات الكربون الهيدروفلورية غير قابلة للاشتعال ولها سمية منخفضة. في رغاوي البولي يوريثان الصلبة، تظهر مركبات الكربون الهيدروفلورية معدلات منخفضة لانتشار الغاز داخل الخلايا الرغوية، وخاصة في رغاوي مركبات الكربون الهيدروفلورية السائلة، التي توفر خصائص عزل حراري ممتازة.

بعد سنوات من البحث، تعتبر مركبات الكربون الهيدروفلورية السائلة، مثل HFC-245fa (1،1،1،3،3-خماسي فلورو البروبان) وHFC-365mfc (1،1،1،3،3-خماسي فلورو البيوتان)، مرشحة قوية للثالث. - توليد عوامل رغوة بسبب عدم استنفاد الأوزون لديها وسميتها المنخفضة، كما أكدت ذلك اختبارات السمية التفصيلية. تؤدي التركيبات المحسنة إلى رغاوي ذات أداء ممتاز.

مركبات الكربون الهيدروفلورية-245fa

إن مركب HFC-245fa، الذي قدمته لأول مرة شركة هانيويل (AlliedSignal سابقًا)، غير قابل للاشتعال، وله سمية منخفضة، وموصلية حرارية منخفضة للغاز، وقابلية جيدة للذوبان في البوليولات، مما يؤدي إلى رغاوي صلبة ذات خصائص ممتازة. درجة غليانها منخفضة (15°ج) يحسن تدفق المواد الرغوية أثناء عملية الرغوة. ومع ذلك، فإن ضغط البخار المرتفع في درجة حرارة الغرفة يتطلب إجراء تعديلات على معدات الرغوة. ومن خلال تعديل التركيبات، يمكن تحقيق رغوة دقيقة وموحدة ذات أداء عزل حراري مماثل للمنتجات الرغوية HCFC-141b.

مركبات الكربون الهيدروفلورية-365mfc

إن HFC-365mfc هو عامل الرغوة السائل الوحيد الذي يحتوي على مركبات الكربون الهيدروفلورية مع نقطة غليان فوق درجة حرارة الغرفة بين المنتجات الحالية التي لا تحتوي على قدرات استنفاد الأوزون، مما يتطلب الحد الأدنى من التعديلات على المعدات. يُظهر HFC-365mfc، الذي روجت له شركة Solvay Fluorochemicals، بعض القابلية للاشتعال، مع نسبة قابلة للاشتعال في الهواء تبلغ 3.5%.–9%. إضافة 5% من مركبات الكربون الهيدروفلورية غير القابلة للاشتعال مثل HFC-134a وHFC-227ea (سباعي فلورو بروبان، نقطة الغليان -16.5°C)، أو HFC-245fa يمكن أن يخفف من القابلية للاشتعال. تعتبر المخاليط مثل HFC-365mfc وHFC-245fa (95:5 بالكتلة) أو HFC-365mfc وHFC-134a (93:7 بالكتلة) غير قابلة للاشتعال.

بالإضافة إلى ذلك، يشكل HFC-365mfc مخاليط أزيوتروبية مع السيكلوبنتان (نقطة الغليان 32°ج) ومع البنتان العادي أو الأيزوبنتان (درجة الغليان 27°ج و22.5°C، على التوالي)، مما يوفر الموصلية الحرارية المنخفضة للطور الغازي. تتمتع الرغاوي الناتجة بخصائص متفوقة ولكنها قد تظل قابلة للاشتعال.

البدائل المبكرة لمركبات الكربون الهيدروفلورية

أثناء المرحلة الأولية لاستبدال مركبات الكربون الكلورية فلورية، تم استخدام مواد تبريد جديدة خالية من قدرات استنفاد الأوزون مثل HFC-134a (1،1،1،2-رباعي فلورو إيثان) وHFC-152a (1،1-ثنائي فلورو إيثان) جزئياً كعوامل نفخ لرغوة البولي يوريثان الصلبة.

يتمتع HFC-134a بعمر قصير في الغلاف الجوي، ولا يستنفد الأوزون، وله تأثيرات تلدين قليلة على رغاوي البولي يوريثان. ومع ذلك، فإن الموصلية الحرارية العالية في الطور الغازي وقابلية الذوبان المنخفضة في البوليولات العامة تحد من تطبيقه. كونه غازًا في درجة حرارة الغرفة، فإنه يتطلب حاويات بريمكس مقاومة للضغط ورغوة فورية عند الخلط مع مكونات مثل بوليولات البولي إيثر، وعوامل النفخ، وأجهزة الاستنشاق بالجرعات المقننة البوليمرية. على الرغم من هذه التحديات، يمكن إنتاج الرغاوي ذات البنية الدقيقة مع العزل الحراري المحسن وخصائص التقادم.

مركبات الكربون الهيدروفلورية-356mffm

تم إجراء بحث مستفيض حول استخدام مركب الكربون الهيدروفلوري-356 (1،1،1،4،4،4-سداسي فلورو البيوتان) كعامل نفخ لرغوة البولي يوريثان الصلبة. يحتوي مركب الكربون الهيدروفلوري-356 على نقطة غليان قريبة من نقطة غليان مركب الكربون الكلورو فلوري-11، مع موصلية حرارية في الطور الغازي تبلغ حوالي 1.5 ميجاوات/م فقط.·K) أعلى من مركب الكربون الكلوروفلوري-11. وهو عبارة عن مركبات الكربون الهيدروفلورية (HFC) التي تتمتع بأقل موصلية حرارية معروفة في الطور الغازي، ولها سمية حادة منخفضة، وأقل تآكلًا لبلاستيك بطانة الثلاجة من مركبات الكربون الكلورية فلورية-11 أو مركبات الكربون الهيدروكلورية فلورية. ومع ذلك، فإن الوزن الجزيئي المرتفع ومتطلبات الاستخدام تؤدي إلى زيادة كثافة الرغوة وتكاليفها.

مركبات الكربون الهيدروفلورية-152أ

تمت تجربة مركب الكربون الهيدروفلوري-152أ كعامل رغوة. إن نقطة غليانه المنخفضة وموصليته الحرارية العالية في الطور الغازي، إلى جانب نطاق تركيز واسع قابل للاشتعال في الهواء، يمثلان العديد من العيوب، مما يؤدي إلى الاستخدام المحدود اليوم.