Экологичность пенополиуретан: Экологичность ППУ

Экологичность пенополиуретана (ППУ) — статья на сайте Технопена


Экологичен ли ППУ? Вреден ли ППУ?


Для начала давайте разберемся, что же такое пенополиуретан?


Пенополиуретан – это пластмасса, полученная в ходе термореактивной химической реакции. Структура этого материала похожа на обычную мыльную пену, она состоит из ячеек, изолированных друг от друга, внутри которых содержится газ, только ячейки с одинаковым размером, в отличие от обычной пены. Твердый полимер составляет всего 3–5% от всего объема ППУ, а остальные 95-97% — это газ, который и является теплоизолятором.


Такой факт, что Пенополиуретан обладает полным набором показателей экологичности, подтверждается как целым рядом гигиенических сертификатов, так и реалиями. Показательна химическая устойчивость данного материала, которая определяет длительный срок его службы, и косвенно подтверждает экологичность. И ППУ, и полиуретан не разлагаются, ни с чем не взаимодействуют, а следовательно, являются полностью инертными. Кроме того, сегодня полностью исключили использование высоколетучих эфирных фракций при создании данных материалов.


Необходимо отметить, что данные материалы не имеют в своем составе асбеста, а также формальдегида и прочей химии. Напыление пенополиуретана сопровождали проверками, которые не обнаруживали в атмосфере помещения никаких вредных веществ. Показательна и биологическая нейтральность пенополиуретана, который оказывается устойчивым к плесени и бактериям, к процессам гниения. Этот материал не вызывает никаких аллергий.


При использовании пенополиуретана ведется изготовление подушек и матрасов, его применяют при создании диванов и транспортных сидений. Его же используют в качестве теплоизоляции в бойлерах или холодильниках, а также и в ином оборудовании, которое в процессе эксплуатации может соприкасаться с пищевыми продуктами. Применим ППУ даже в пчеловодстве, где он используется при создании ульев современной конструкции. А еще его используют в септиках, где необходимо бывает создать поверхности для заселения бактериями – практика показывает, что в подобных условиях даже камень имеет более короткий период разрушения, нежели ППУ.


Пенополиуретан широко применяют в медицине для изготовления различных приспособлений, и порой он контактирует не только с препаратами, предназначенными для употребления внутрь, но и со слизистыми человека – в качестве примера можно рассмотреть оборудование для снятия слепка в стоматологии, протезировании. В качестве вывода можно подчеркнуть, что объем потребления такого материала современным человечеством действительно оказывается очень высоким, и человек практически постоянно может с ним контактировать.


Продолжая рассмотрение перечня преимуществ, которыми обладает этот материал, необходимо отметить, что его использование в качестве утеплителя домов и прочих построек становится целесообразным еще и потому, что грызуны проявляют к нему полное равнодушие. Крысы и мыши не пытаются грызть этот материал, и их пищеварительная система не в силах его переваривать по упомянутой причине его химической стабильности.


Также уже упоминался тот факт, что ППУ современного образца хоть и способны гореть, но сами огонь не распространяют, являясь самозатухающими. Существуют разные степени горючести таких материалов – Г1, Г2, Г3, и чем ниже цифровой показатель, тем медленнее они горят. Г3 применяют все же наиболее часто, ведь его стоимость оказывается ниже. Низкая скорость горения и самозатухание обеспечиваются за счет введения в состав такого материала антипиренов, которые остаются в закрытых капсулах материала навсегда – показатель со временем не уменьшится.


К слову о пароизоляции и гниении


Закрытоячеистый ППУ достойного качества не требует никакой пароизоляции – тем более, что ППУ современного типа обладают более чем 92 процентами закрытых ячеек, и потому пароизоляция определенно не требуется, а влагу такой утеплитель поглощать не будет.


То есть, закрытые ячейки или хорошая пароизоляция оказываются совершенно необходимыми для обеспечения нормального функционирования утеплителей – особенно если говорить о климатах с серьезными отрицательными показателями температуры. Но даже и в положительных температурах, когда нет риска разрушения утеплителя из-за замерзания в нем кристаллов влаги, закрытоячеистые варианты оказываются наиболее предпочтительными, так как теплопроводность такого материала будет стабильной, в то время как открытоячеистый существенно увеличит показатели теплопроводности.


Пористые материалы, такие как целлюлоза, находясь в постоянной влажности, оказываются склонными к гниению, к образованию плесени, и даже если изначально ее нет год или два благодаря использованию специальной химии, то она проявит себя потом. Так что выгода применения ППУ оказывается в полной мере очевидной.


В автомобилях из пенополиуретана сделаны сиденья, передняя торпеда, различные накладки на дверях и т.д. Из пенополиуретана даже делают улеи для пчел. Все эти вещи проходят жесткий контроль качества на безопасность использования человеком. Промышленный ППУ – это тот же матрас, но очень жесткий и его можно прилепить на стену или даже потолок. В разделе нашего сайта под названием «сертификаты» Вы найдете подтверждение тому, что пенополиуретан различных производителей после нанесения и полимеризации не выделяет вредных веществ, а страшных формальдегидов и других вредных смол в ппу просто нет.


Свойства пенополиуретана позволяют его использовать при строительстве детских и медицинских учреждений, в пищевой промышленности, где особенно жестко выдвигаются требования к чистоте воздуха и пожарной безопасности.

ЭКОЛОГИЧНОСТЬ ПЕНОПОЛИУРЕТАНА

За последние десять лет объемы использования пенополиуретана для теплоизоляции в России выросли более чем в пять раз. На пике популярности материала начало появляться большое количество мифов о безопасности напыляемой теплоизоляции пенополиуретаном для окружающей среды и здоровья человека.

Что такое пенополиуретан?

Чтобы разобрать в том, насколько экологичен и безопасен пенополиуретан, необходимо в первую очередь знать, что представляет из себя этот материал. По структуре он напоминает мыльную пену, поскольку состоит из изолированных ячеек, содержащих газ, с той лишь разницей, что ячейки имеют одинаковый размер. На газ приходится 95% объема пенополиуретана, он и есть теплоизолятором, остальные 5% — это твердый полимер. Ранее для изготовления пенополиуретана использовали фреон, но затем его ввоз в Россию был запрещен и сейчас в производстве пенополиуретана применяются абсолютно экологически чистые материалы: вода, соя, растительные масла. Поэтому напыляемую теплоизоляцию по праву часто называют еще экологичной теплоизоляцией.

Выделяет ли пенополиуретан вредные вещества?

Среди теплоизоляционных материалов пенополиуретан заслужено занял лидирующее место. Даже считающаяся безопасной минеральная вата выделяет формальдегид, который содержится в склеивающей основе и помогает волокнам не терять форму. Также в отличие от пенополиуретана минеральная вата является аллергеном, поэтому ее запрещено использовать в медицинских и детских зданиях. На таких объектах преимущество отдают пенополиуретану. Он не является аллергеном и не горюч, Обладает низкой теплопроводностью и даже при кратковременном локальном возгорании процесс тления полностью отсутствует.

В настоящий момент в производстве пенополиуретана полностью исключено применение высоколетучих эфирных фракций. Материал не содержит фреона, асбеста, формальдегида и других химических продуктов, после напыления пенополиуретана никакие вредные вещества в помещении не обнаруживаются.

Напыляемая теплоизоляция намного улучшает микроклимат помещения: утечка воздуха уменьшается, снижается влажность, пыль не пропускается, а возникновение плесени исключается. Таким образом, напыление пенополиуретаном дает возможность экономить почти в два раза энергию на отопление здания, что сохраняет природные ресурсы и является вкладом в природу и экологию. Уникальные и полезные свойства делают пенополиуретан лидером среди полимеров.

Перспективы напыляемой теплоизоляции

В последние годы благодаря своей экологичности и безопасности напыляемая теплоизоляция все активней применяется на жилых, промышленных и административных объектах. Требование экологичности становится сейчас все более важным, поэтому эксперты считают, что напыляемый пенополиуретан продолжит отвоёвывать позиции у тех материалов, которые уступают ему по данному параметру, поэтому с уверенностью можно сказать, что за напыляемой теплоизоляцией – будущее.

Полиуретановая пена и окружающая среда

Дункан Геддес, управляющий директор компании Technical Foam Services в Корби

Компания Technical Foam Services, поставляющая на рынок 25 лет, объясняет, что она быть качественной продукцией.

Управляющий директор компании Дункан Геддес, независимый и хорошо известный в специализированной индустрии пеноматериалов, начал работать в индустрии пеноматериалов в возрасте 18 лет, прежде чем присоединиться к Technical Foam Services в 2006 году.

Он объясняет, как делается пена. «Фактическое воздействие производства пенопласта на окружающую среду минимально. Горючие газы не образуются. На самом деле это довольно чистый процесс. Единственным существенным воздействием на окружающую среду является энергия, необходимая для работы линии вспенивания. То же самое относится к пенополиэтилену и каучуку.

«В отличие от других объектов, пенообразователи редко бывают устойчивы при их строительстве. Например, в Швейцарии есть завод по производству пенообразователя Fritz Nauer, который находится прямо в центре красивого швейцарского городка, и там нет экологических проблем. В Кройдоне, Лондон, также есть завод по производству пенополиэтилена, окруженный жилыми домами. Таким образом, помимо аспекта обеспечения безопасного и надежного хранения химикатов, производство самой пены вообще не оказывает большого влияния на окружающую среду. Что делает, так это то, что пена не является биоразлагаемой.

Chipfoam

«Установка для пенообразования будет производить 60 м3 (кубических метров) одного сорта, и чаще всего есть еще 5-10 м3, которые либо обесцвечены, либо имеют неправильный размер, либо имеют плохую ячеистую структуру. Вещь, в которой индустрия пеноматериалов сейчас очень хороша, заключается в том, чтобы не тратить эту пену впустую. Его забирают и гранулируют на месте. Преобразователи делают то же самое, чтобы мы ничего не использовали. т. е. обрезки, отходы пенопласта гранулируются и отправляются на переработку в подложку для ковров.

Пена в кипах (Фото: Paul Hughes)

«Еще несколько лет назад весь наш негранулированный лом, такой как вспененная пыль и пенопласт, ламинированный другими материалами, отправлялся бы на свалку. Теперь мы отправляем его на мусоросжигательный завод для производства энергии, а это означает, что мы вообще ничего не отправляем на свалку.

«Я бы предположил, что 90% лома, производимого производителями и переработчиками пенопласта, фактически используется повторно».

Для многих областей применения не существует жизнеспособной альтернативы пене, и спрос на пену продолжает расти из года в год, говорит г-н Геддес. «Спрос на полиуретан, полиэтилен и каучук растет, а не падает.

«Пенопласт — уникальный материал. Если вы не используете его, что вы собираетесь использовать? Глядя на диваны, матрацы, губки, что там кроме поролона? Полиуретан, в частности, стоит особняком. В мебельной промышленности у вас есть пружинные матрасы, но они в большей степени ориентированы на производительность. Для очистки некоторые люди могут использовать ткань, но люди используют пену, потому что это предпочтительный материал. “

Что касается перепрофилирования, он отмечает, что «фактическая стоимость и логистика доставки пены обратно на их заводы довольно высоки. Перевозка металлолома по всему миру сопряжена с большим углеродным следом, что делает фактическую стоимость продукта высокой, а его качество часто не лучше, чем при использовании первичного материала. Вот почему восстановленная пена не используется в розничной торговле.

«Например, местная компания производит подложку и упаковывает ее. Их грузовики доставляют продукцию розничным торговцам по всей Европе, а затем пустой грузовик направляется к ближайшему конвертеру и забирает пенопластовый лом. Существует адский углеродный след, но они делают все возможное, чтобы сохранить его как можно более эффективным».

Говоря об ожиданиях потребителей, он объясняет, что пена не может быть биоразлагаемой, потому что люди хотят, чтобы она прослужила долго. «С полиуретаном основным рынком и движущей силой является мебель – матрасы и подушки, за которыми следуют бытовые губки и автомобильные детали. Теперь, если люди покупают наматрасник, они хотят, чтобы пена сохраняла свои физические свойства как можно дольше. То же самое верно для всех этих рынков.

«Итак, трудность, с которой сталкивается индустрия пенопласта, заключается в восприятии широкой публикой пенопласта, когда он подходит к концу, потому что, конечно, это довольно объемный продукт, поэтому, если у людей есть матрас, подушки, диван они больше не используют. Это трудное положение для пенной промышленности. Они не могут продавать пену, которая естественным образом разлагается, потому что это повлияет на качество конечного продукта. Пена создается и изготавливается так, чтобы служить как можно дольше, это просто означает, что возникает вопрос, что делать, когда продукты достигают конца своего срока службы».

Площадка Technical Foam Services в Корби (Изображение: Paul Hughes)

Сокращение отходов

Что касается производственных технологий, компания всегда стремится сократить объем образующихся отходов пенопласта, говорит г-н Геддес. «Для этого мы рассматриваем различные методы резки и обработки. Например, если мы вырезаем два круглых куска пенопласта, мы всегда стараемся уменьшить зазор между этими кусками и как уменьшить пространство вокруг этих кусков.

«Теперь у нас есть собственная лазерная и гидроабразивная резка, которых десять лет назад не было. Инвестируя в более современные и эффективные технологии переработки, мы можем сократить количество производимого пенопласта. Внедрение новых технологий может быть дорогостоящим, и мы не видим большой окупаемости с точки зрения производительности, но с меньшим количеством отходов экономия заключается в сокращении отходов».

Рекуперация энергии должна быть ключевым путем для отходов, чтобы избежать захоронения, утверждает он. «Рекуперация энергии — это, по сути, будущее с точки зрения обеспечения того, чтобы пена не попадала на свалку. Любой ответственный преобразователь будет отправлять отходы для производства энергии. Мы сотрудничаем с местными компаниями по утилизации отходов, чтобы гарантировать, что ничего не попадет на свалку. На мой взгляд, для производителей и переработчиков жизненно важно иметь тесные рабочие отношения с этими компаниями, что мы и сделали.

«Каждая компания по производству пеноматериалов несет ответственность за то, чтобы отходы не попадали на свалку, а каким-либо образом использовались повторно. Это должно быть важной частью философии каждой пенопластовой компании».

Что касается будущего, г-н Геддес считает, что «экологическая устойчивость является главным приоритетом для отрасли. Я знаю, что между химическими заводами и производителями пенообразователей всегда ведутся дискуссии, когда предприятия изучают, как сделать свои химикаты более экологически безопасными.

«В последние годы в отрасли обращают внимание на впрыскивание пены, позволяющей дольше сохранять чистоту. Например, иногда в пенопласт кладут чешуйки серебра, потому что серебро обладает антибактериальными свойствами. Производители всегда ищут способы сделать пену более чистой и долговечной.

«Мы все хотели бы, чтобы пена была чище, но это обусловлено финансовыми ожиданиями людей, а пена, к сожалению, считается одноразовой. Люди склонны покупать губки для мытья посуды как можно дешевле, потому что знают, что довольно быстро их выбросят. Хотя люди будут платить немного больше, потому что губка для ванны приятнее на ощупь, они не собираются платить намного больше, потому что она будет дольше оставаться чистой.

«Серьезной проблемой является то, что можно сделать с пеной, которая была загрязнена и не может быть повторно использована. В случае с бытовыми губками конечный пользователь часто просто выбрасывает эти продукты в мусорное ведро, и они отправляются на свалку. Многие люди теперь имеют специальные корзины для картона и пластика, но не для пенопласта, а его так много. Возможно, это будет чем-то, на что стоит обратить внимание в будущем. Его нельзя использовать повторно, но его можно сжечь, чтобы получить энергию и уменьшить количество отходов, выбрасываемых на свалку».

Подчеркивая, что еще многое предстоит сделать, он говорит: «Все это — настоящий вызов, и он связан с общественным мнением, поскольку большинство людей считают это всего лишь небольшим количеством пены».

Ссылки по теме
Технические услуги по производству пеноматериалов

Окружающая среда — Ассоциация производителей пенополиуретанов

Вехи развития отрасли в области устойчивого развития и охраны окружающей среды

  • Соответствие всем федеральным стандартам по чистоте воздуха и нормам выбросов штата.
  • Досрочное соблюдение NESHAP. Промышленность FPF впервые предложила решения по сокращению выбросов исходного метиленхлорида в соответствии с Национальными стандартами выбросов опасных загрязнителей воздуха (NESHAP) Агентства по охране окружающей среды.
  • Отказ от использования хлорфторуглеродов (CFC) в производственных процессах FPF.
  • Добровольный отказ от ПБДЭ: В январе 2005 года производители ПФА добровольно отказались от использования антипиренов на основе пентаБДЭ в производстве ПБД для использования в амортизирующих материалах для домашней мебели. (Процесс потребовал почти двух лет конверсионных работ.)
  • Улучшенные клеи. Сегодняшние, как правило, либо на водной основе, либо используют неопасные растворители. Некоторые клеевые составы, такие как системы горячего расплава, на 100% состоят из твердых веществ и вообще не требуют носителя.
  • Продолжение исследований и разработок в области устойчивой химии, такой как полиолы на основе сои.

Платформа устойчивого развития

Чтобы помочь членам PFA ответственно относиться к окружающей среде, PFA определила восемь принципов устойчивого развития в качестве основы Платформы устойчивого развития Ассоциации пенополиуретанов.

  1. Сокращение твердых отходов.  Продукция FPF подлежит вторичной переработке. Система сбора и повторного использования отходов в отрасли FPF превратилась в один из самых успешных примеров вторичной переработки в мире. В Соединенных Штатах почти весь производственный лом собирается и перерабатывается. Каждый год сотни миллионов фунтов бывших в употреблении отходов FPF вывозятся со свалок и перерабатываются в качестве подушек для ковровых покрытий. PFA призывает членов повышать эффективность и расширять масштабы усилий по вторичной переработке отходов.
  2. Поделитесь научными исследованиями экологически чистых материалов и возобновляемого сырья.
    Дважды в год PFA организует технические программы в качестве форумов для актуальных исследований и инновационных продуктов. Сырье на биологической основе, которое в настоящее время используется в промышленности FPF, было представлено в технических программах PFA.
  3. Поддержка энергосберегающих технологий. Технология производства FPF является примером энергоэффективного производства. Благодаря использованию экзотермической реакции FPF производится с небольшим потреблением энергии или воды. Члены-производители PFA также экономят транспортное топливо, используя методы сжатия дорожных прицепов и контейнеров для увеличения пропускной способности.
  4. Поддержка программы CertiPUR-US. Добровольный сторонний анализ и оценка продукции FPF способствуют обеспечению высокого уровня безопасности продукции для работников и потребителей. Принятая в отрасли программа маркировки позволяет производителям конечной продукции, розничным торговцам и потребителям различать продукты FPF, которые соответствуют требованиям, и те, которые не соответствуют требованиям.
  5. Поощряйте устойчивость за счет увеличения срока службы. Поддержите программы, которые помогают сократить потребление сырья и образование отходов за счет увеличения срока службы продукта и, следовательно, повышения устойчивости.
  6. Разработка программ для поддержки участия членов в вопросах устойчивого развития. Поощряйте использование программы PFA «Community First», чтобы помочь производителям поделиться своей приверженностью охране окружающей среды и безопасности производства, а также вовлечь в это обязательство своих сотрудников.
  7. Рассмотрение вопросов прав человека. Прежде чем поддерживать или внедрять новые методы производства, рассмотрите их влияние на такие вопросы прав человека, как эксплуатация рабочих и детский труд.
  8. Поддерживайте постоянный диалог с лидерами в области устойчивого развития. Эффективная программа устойчивого развития не может быть разработана в вакууме. PFA поощряет вклад НПО, академических кругов, клиентов и других лиц, участвующих в реализации инициатив в области устойчивого развития в течение года, особенно в наших технических программах.

FPF и производственные выбросы
При производстве FPF используется различное химическое сырье. Изоцианаты необходимы для строительства при производстве FPF. В исходном состоянии изоцианаты представляют потенциальную опасность для здоровья органов дыхания, но во время производства FPF любые изоцианаты вступают в реакцию и не представляют опасности или риска в отношении выбросов предприятия или конечных продуктов.

Один из широко используемых изоцианатов, толуолдиизоцианат (ТДИ), был предметом ряда рецензируемых и государственных исследований респираторного здоровья потребителей, работников FPF и лиц, живущих вблизи производственных площадок, где используется ТДИ.

В мае 2010 года Департамент здравоохранения и социальных служб Северной Каролины (NC DHHS) опубликовал результаты долгосрочного исследования состояния органов дыхания людей, живущих вблизи заводов по производству пеноматериалов, использующих TDI.

Исследование NC DHHS, которое проводилось в течение семи лет при финансовой поддержке Агентства США по регистрации токсичных веществ и заболеваний (ATSDR), включало мониторинг воздуха и отбор проб, сбор и исследование образцов крови и опросы о состоянии органов дыхания. Взяв 80 различных образцов качества воздуха, NC DHHS обнаружила следы TDI только в одном образце. Уровень составлял 1 часть на триллион, что значительно ниже уровня опасений для здоровья.

Анализ крови 350 различных образцов выявил только один положительный признак возможного воздействия ТДИ, а человек с положительным результатом сообщил о не связанном с работой использовании герметика, который мог содержать компонент ТДИ.

Интервью о состоянии здоровья органов дыхания также не выявили каких-либо необычных закономерностей в состоянии здоровья населения. Независимый сторонний мониторинг воздуха вокруг заводов по производству пеноматериалов в Северной Каролине не обнаружил заметных выбросов.

Агентство по охране окружающей среды США (EPA) провело отбор проб воздуха в 2009 году специально для поиска TDI возле семи школ, расположенных рядом с заводами (не производителями пенопласта), которые сообщили о большом количестве выбросов TDI. Агентство по охране окружающей среды не обнаружило никаких концентраций TDI.

Переработка промышленных отходов

Вторичное содержание и возможность вторичной переработки — это два фактора, которые постоянно отождествляются с устойчивыми продуктами. Изделия из гибкого пенополиуретана (FPF) пригодны для вторичной переработки. На самом деле, индустрия FPF имеет один из самых успешных показателей переработки в мире.

В Соединенных Штатах почти весь производственный лом собирается и перерабатывается. По оценке Совета по ковровым подушкам, около 1,2 миллиарда фунтов объединенных отходов пеноматериала постпромышленного и постпотребительского назначения ежегодно перенаправляется со свалок на производство ковровых подушек.

Являясь пионерами в программах переработки, производители FPF сначала решили проблему отходов FPF, используя более эффективные производственные процессы для минимизации количества технологического брака, а затем разработали программу по коммерциализации систем для восстановления и переработки отходов, образующихся в последующих продуктах, и наконец-то обратились к отходам после использования в конце срока службы.

Сегодня лом FPF обеспечивает необходимое сырье, а также создает дополнительные источники дохода. С развитием практических конечных применений лома гибкого пенополиуретана почти каждый кусок технологического лома потенциально может быть переработан.

Склеенная полиуретановая ковровая подушка

Вместо того, чтобы отправляться на свалки, лом FPF и восстановленные материалы легко перерабатываются в полезные потребительские товары, такие как склеенная ковровая подушка (иногда называемая «переклейкой»), на которую приходится примерно 85% всех Ковровые подушки, продаваемые в США

Ковровые подушки из вспененного полиуретана могут похвастаться как перерабатываемым материалом, так и возможностью вторичной переработки. Сборщики и переработчики металлолома можно найти в большинстве крупных мегаполисов.

При обычном содержании переработанного сырья около 90 %, при изготовлении подушек из клееного полиуретана для ковров в основном используется пенопласт, полученный в результате различных производственных процессов, и рекуперированные бытовые отходы из «приема» старых продуктов, включая матрасы и ковровые подушки.

В дополнение к преимуществам вторичной переработки, склеенная полиуретановая ковровая подушка вносит свой вклад в уравнение устойчивости, продлевая жизненный цикл ковра.

Вторичная переработка

Вторичная переработка FPF из домашней мебели и матрасов после потребления привлекает внимание как государственных, так и неправительственных экологических групп. В некоторых штатах существуют предварительные программы по переработке матрасов. Масштабы этой проблемы огромны; Буквально миллионы предметов мебели отправляются на свалки, а поскольку конструкция сильно различается, не существует стандартизированных систем для разбивки предметов домашнего обихода на отдельные компоненты. PFA и индустрия FPF тесно сотрудничают с рядом групп, чтобы изучить и лучше понять эту проблему.

Еще одним элементом проблемы является наличие антипиренов (FR) во многих предметах мебели. Одна из возможностей рециркуляции FPF заключается в том, что путем смешивания переработанного пеноматериала, содержащего FR, с другим ломом пеноматериала концентрации FR значительно уменьшаются, и рециклированный пеноматериал может продуктивно использоваться, а не выбрасываться.