Полимеры делают возможным сокращение выбросов ГФУ в атмосферу
Обновление формулы жёстких полиуретановых пенопластов, обычно используемых в бытовой технике, может сыграть ключевую роль в сокращении производства вредных для окружающей среды гидрофторуглеродов, известных как ГФУ.
ГФУ относятся к классу частично хлорированных и фторированных углеводородов, их используют в производстве пены (в качестве альтернативы хлорфторуглеродам), в охлаждении и других технологических процессах.
Конечно, на местном уровне ГФУ не наносят природе ущерба, но их производство способствует выбросу парниковых газов. Соединение поглощает инфракрасное излучение, впоследствии удерживая энергию в пределах земной атмосферы и способствуя, таким образом, глобальному потеплению. Некоторые из ГФУ достаточно сложно разрушить, поэтому они задерживаются в нашей атмосфере, ускоряя процесс глобального потепления. Кроме того, ГФУ могут проникать во внешние слои атмосферы, где разрушаются под воздействием солнечной радиации. Но химические вещества, которые появляются в результате этого процесса, настолько неустойчивы, что могут разрушать молекулы озона.
В 2013 году Китай и Соединенные Штаты согласились начать постепенное свёртывание производства ГФУ. Производители бытовой техники – например, промышленный гигант Whirlpool Corporation,– в свою очередь, занялись поиском альтернатив. Компания анонсировала новую линейку продуктов, которые используют разработанную BASF жёсткую полиуретановую пену под названием Elastocool®. Её изготовляют с помощью жидкого вспенивателя Solstice® производства фирмы Honeywell. Это первая на коммерческом рынке система полиуретановой изоляции, в которой используется пенообразователь на основе вещества hydrofluoroolefin, обладающего сверхнизким потенциалом глобального потепления. Эта система впервые была использована для замены традиционного пенообразователя на основе ГФУ, потенциал глобального потепления которого составляет 700-1000. К слову, для вспенивателя Solstice® этот показатель равен 1.
Новая система изоляции даёт продукции значительные преимущества, в том числе повышенную стабильность в течение всего срока годности. При этом лучшие изоляционные свойства позволяют достичь улучшения энергоэффективности изделия на 2–3%. Время, необходимое для изготовления продукции значительно сокращается в связи с уменьшением времени выемки (рекомендуемого времени, по истечении которого изделие может быть удалено из формы), что способствует увеличению производительности завода.
«Будучи ключевым партнером Whirlpool в сфере развития, мы рады помочь вывести на рынок первую коммерческую систему полиуретановой изоляции», – отметил Джозеф Веннер, коммерческий директор Performance Materials Consumer Group в BASF. – «Мы двигаемся вперед и работаем над дополнительными улучшенными формулами – с тем, чтобы продолжать возглавлять рынок энергоэффективных систем, способных обеспечивать нашим потребителям лучшие в своём классе тепловые характеристики».
Пенополиуретан выпускается, как правило, крупными блоками, его производят при помощи либо процесса непрерывной экструзии, либо периодического процесса. Блоки могут быть разрезаны на листы или сформованы в изделия. Пена может иметь различную плотность – от 2 до 50 фунтов на кубический фут; от этого зависит и её стоимость. Несмотря на одинаковую плотность, разные виды пены могут иметь существенные различия во внешнем виде за счёт разницы в процессе изготовления, а также характерной температуры отвердевания. Материал может иметь закрытые поры (пузырьки остаются целыми в процессе производства) или открытые (целостность пузырьков нарушается), но он должен быть достаточно жёстким, чтобы сохранять форму. Жёсткий пенопласт с закрытыми порами, благодаря своей низкой теплопроводности, используется в качестве теплоизолятора. Жёсткие полиуретановые пенопласты считаются наиболее подходящими для создания изоляционных систем в бытовых холодильниках. Этот материал находит применение и во многих других бытовых приборах и изделиях – например, морозильных камерах, холодильниках для пикников, термопосуде и кулерах для воды.
Пена экономически эффективна и обеспечивает превосходную связь между внутренней и внешней поверхностями прибора. Так создаётся надёжный изолирующий слой, который не поддаётся изменениям из-за вибрации холодильника. Благодаря долговечности пенополиуретана энергоэффективность холодильника будет оставаться неизменной в течение всего срока его эксплуатации.
Производимый BASF Elastocool® на основе жёсткого пенопласта – прекрасный материал с закрытыми порами, особенностью которого является специальный химический состав. Благодаря ему можно производить изделия с исключительными механическими и физическими свойствами, а использование жидкого вспенивателя Solstice® позволяет сделать их ещё и экологически чистыми. В соответствии с потребностями изготовителя процессу производства пены можно придать любые характеристики – коэффициенты загрузки, затвердевания и вязкости. Гибкость процесса производства пенопласта может удовлетворять высоким требованиям энергоэффективности как сегодня, так и в будущем.
Есть и другие компании, которые предпочитают отказываться от ГФУ. В 2011 году корпорация General Electric отошла от использования ГФУ на одном из своих предприятий по производству морозильных камер. В качестве пенообразователя она начала применять циклопентан. Кроме того, в 2012 году GE начала использовать циклопентан производстве холодильников с французскими дверями и морозильными отделениями внизу. При тестировании холодильников специалисты GE обнаружили, что для изолирующей пены характерно повышение эффективности продукта в целом; созданные с её использованием приборы превосходят требования Energy Star – стандарта энергоэффективности США.
Honeywell приводит данные своих исследований, согласно которым жидкий пенообразователь по своей энергоэффективности превосходит циклопентан. Однако не имеет значения, какой из этих полимерных продуктов лучше; если благодаря им выбросы ГФУ в окружающую среду сокращаются, выигрывают все.
