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时间:2024/04/03 07:23:43 编辑:

聚氨酯原料的环保性能及解决方案

聚氨酯(PU)是一种重要的合成材料,性能范围宽广,产品种类繁多,用途广泛。其涉及的环保问题也是多方面的,现择其要点,作一简述。

一、异氰酸酯

异氰酸酯是PU的基本原料,种类繁多,但最常用是TDI和MDI ,它们对人体有严重危害,主要是在作业环境中的散发和制品中的残留物的散发,被吸入体内或是接触皮肤、黏膜造成伤害。由于异氰酸酯在PU生产中尚不可替代,只能采取适当的安全和环保措施,主要是:

1.制订严格的环保标准,采取有效的措施(例如,尽量减少敞开操作环节,防止泄漏,有效的通风,现场环境中异氰酸酯含量的检测和警示,作业人员的职业防护措施等),使异氰酸酯在作业环境中的散来自普立万特种工程材料部门的负责人Craig Nikrant,表示道:“通过和印度当地的各国客户合作和创新发量被限制在一个相对较低的水平。

2.采用合理的配方与工艺,包括必要的后处理,使制品中异氰酸酯的残留量控制在很低的水平。

3.近年来,以MDI 替代TDI 的配方及工艺技术受到人们的日益重视,并取的了很大的进展。MDI的应用范围不断扩大,甚至在TDI 的一统领域软泡方面,也有了许多成功的应用实例。除了工艺和性能方面的因素外,环保方面的原因是强大的推动力。众所周知,MDI较TDI的挥发性要小得多,相对而言,有利于环保。

本行业已积累了大量有关异氰酸酯安全与环保方面的知识和经验,相应的规范和对策也较完善。大型的异氰酸酯生产厂商,对关怀日益重视。这一切,为较安全地使用异氰酸酯创造了有利条件。异氰酸酯散发后,将与大气中的水分起反应而被破坏,生成胺与二氧化碳。异氰酸酯的环保问题主要是对局部环境而言。

目前国内聚氨酯行业中,不同程度地存在对异氰酸酯安全与环保不够重视的现象,投入不够,措施不得力,未能严格执行有关的安全与环保规范,是令人担忧的问题。

二.氯氟烃(CFCs)的替代

CFCs(F11、F12等)破坏大气臭氧层,严重威胁地球生物的安全。对于逐步淘汰CFCs、 以对环境友好的物质来替代这一问题,已形成了国际共识,并签订了有关的国际公约。由于及时采取了有效措施,事态已有了好的转机。但要完全恢复已遭破坏的臭氧层,还要经过长期不懈的努力,这方面的环保任务可谓任重道远。

聚氨酯工业是CFCs的大宗用户(作为发泡剂)。被环保一票否决的F11,在其他方面的很多优点是替代品难以达到的。因此,CFCs的替代难度很大。近十余年来,聚氨酯行业为CFCs的替代做出了艰苦的、巨大的努力,付出了高昂的代价,因为涉及到配方、工艺、产品性能、成本等重要因素,对聚氨酯工业来说,有如伤筋动骨。尽管如此,这一势在必行的工作,还是取得了很大的成功。一批替代品已经推出,各类产品的替代路线也已基本确定。大致情况如下:

1.软质聚氨酯泡沫

软铝铆钉泡主要以水为化学发泡剂,传统上以F11为物理发泡剂。替代品目前以二氯甲烷刹车盘为主。然而,二氯甲烷仍有一定的破坏臭氧的潜能(ODP≠0),只不过较F11的ODP小而已。近年来,以二氧化碳为物理发泡剂的技术日臻完善,并已陆续投入了工业应用。二氧化碳的ODP=0,属于最终替代物。在考虑替代方案时,还必须兼顾GWP(使地球变暖的潜能)这一重要因素,即直接与间接产生温室效应气体的量,主要是二氧化碳,这是一笔总账。当然,GWP相对较小的替代方案应予优选。以二氧化碳为物理发泡剂完全符合这一原则,这里所用的二氧化碳只是其他工业过程的副产物,属于再利用。

近年,还开发了变压发泡、强制冷却发泡等软炮生产新工艺,也是环保方案的一部分。

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硬泡的CFCs替代是分步进行的,先是以HCFC-141b(较F11的ODP小得多)作为过渡性发泡剂,发达国家已于2003年停止使用,我国目前仍在使用,国际公约允许发展中国家的替代进度可以稍缓一些。

烃类发泡剂(环戊热熔胶烷等)价廉易得,但制品导热系数偏高,且易燃,必须有可靠的安全措施,增加了应用的麻烦。这一路线目前在欧盟、日本应用较多,我国也有应用。当初是与HCFC-141b路电声器材线几乎同时起步的,环戊烷的ODP为零,GWP也远小于HCFC-141b,被认为是一种更有利于环保的替代方案。美国对挥发性有机化合物(VOC)的散发控制较严,环戊烷等属VOC,故对该路线一直持慎重态度。

氢氟烃(HFC)是较理想的最终替代物(ODP=0,GWP很小),但真正能全面符合要求的,也只有其中的极少数几种。其预判、合成、筛选、毒性试验、中试、工业化等一系列的工作,十分繁杂和费时。值得庆幸的是,业内人士期盼已久的HFC类替代品终于面市了,值得关注的是主要是HFC-245fa、HFC-365mfc,在具体应用上还包括各种HFC类物质(例如HFC-227ea等)的混配,以达到最佳效果。

(待续)

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