Пенополиуретан всё чаще заменяет традиционные материалы в строительстве

Популярная механикаHi-Tech

Материал будущего: из космической отрасли в ваш дом

Дмитрий Школьников

Оглядитесь и задумайтесь: из чего сделаны окружающие вас предметы? Вы удивитесь, но многие из них – диванные подушки, лёгкая мебель из IKEA, искусственная лепнина на потолке, амортизатор в подошве любимых кроссовок – изготовлены, по сути, из одного и того же материала – пенополиуретана. Созданный в 30-х годах ХХ века, он менее чем за 100 лет полностью преобразил наш мир и при этом постоянно находит новые области применения. На сегодняшний день вершина эволюции пенополиуретана – выпускаемый в промышленных масштабах материал с труднопроизносимым названием «вспененный полиизоцианурат», обычно именуемый PIR. Сейчас он всё чаще заменяет традиционные материалы в строительстве и многих других областях жизни, а в недалёком будущем возможно даже станет основным материалом на планете. В чём же уникальность PIR?

Как получают «материал будущего»

На сегодняшний день PIR – вершина технологической эволюции пенополиуретана, одного из наиболее универсальных и востребованных полимерных материалов, относящегося к категории газонаполненных реактопластов и впервые синтезированного около 60 лет назад. Его уникальность заключается в том, что изменяя пропорцию двух основных участвующих в реакции химических веществ (всего в ней задействовано более десятка реагентов) можно получить широкий спектр материалов с разными физическими свойствами для различных областей применения.

Исходным сырьём для получения PIR и пенополиуретана в наши дни служат продукты нефтехимического производства – полимерные органические соединения и многоатомные спирты. Альтернативным вариантом является использование некоторых видов растительного масла: касторового, соевого, рапсового, подсолнечного и др. Однако такое сырьё значительно дороже.

Синтез и свойства пенополиуретана

В основе реакции полимеризации лежит взаимодействие двух ключевых реагентов, называемых «компонент А» и «компонент Б»:

  1. Компонент А – полиол: многоатомный спирт, имеющий в своём составе более одной гидроксильной группы —OH. К этой группе химических соединений относятся, в частности, этиленгликоль, пропиленгликоль, глицерин, сорбит и др.;
  2. Компонент Б – полиизоцианат: органическое соединение, содержащее функциональную группу —N=C=O. В частности, при производстве пенополиуретана и PIR используется полимерный 4,4 метилендифенилдиизоцианат или pMDI, производимый корпорациями BASF, Covestro, Huntsman и Dow.

Реакцию можно описать как взаимодействие полиола и диизационата с образованием полиуретана в присутствии катализатора (обычно аминной группы). Перед реакцией в смесь вводится вспенивающий агент, который заполняет в самом начале пористую, а в дальнейшем - герметично закрытую структуру полиуретана, превращая его в материал под названием пенополиуретан.

Помимо перечисленных реагентов в синтезе участвует ещё примерно 10-13 веществ: катализаторы, стабилизаторы и различные добавки, влияющие на конечные свойства материала.

Практически сразу же после получения пенополиуретана химики заметили, что его свойства зависят от длины цепи газонаполненных микрогранул, которая, в свою очередь, определяется соотношением полиольного и изоцианатного компонентов, а также функциональностью и молекулярной массой самого полиола. Путём варьирования этого соотношения были получены материалы с очень разными свойствами: от мягких губчатых (например, поролон, современные наполнители для матрасов, некоторые виды утеплителей для одежды и пр.) до жёстких пенопластов высокой плотности, используемых в строительстве в качестве изоляции для промышленных холодильников и морозильников, наполнителя сэндвич-панелей, для утепления трубопроводов и производства жёстких плитных утеплителей.

15f46a6d2469d345799db885413eaf25.jpg

PIR: особенности и отличия

Пенополиизоцианурат впервые был синтезирован в 60-х годах XX века. Технология его производства отличается от технологии получения «классического» пенополиуретана. В первую очередь – соотношением компонентов А и Б в реакционной смеси.

Владимир Шалимов, кандидат технических наук, руководитель технической службы направления "Полимерные мембраны и PIR в КМС" компании ТЕХНОНИКОЛЬ: "В обычном пенополиуретане это классическое отношение, равное 1:1, то есть на одну молекулу полиола приходится одна молекула изоцианата. В результате реакции получается молекула полимера с линейной структурой. При синтезе пенополиизоцианурата это отношение зависит от ряда факторов (от молекулярной массы и функциональности полиола, от содержания NCO-групп в изоцианате и от его типа) и должно быть не менее, чем 1:2. В технологическом цикле нашего предприятия оно составляет как минимум 1:3, то есть на одну молекулу полиола приходится три молекулы изоцианата, две из которых остаются свободными. При этом сам процесс протекает при более высокой температуре. В результате происходит так называемая тримеризация: свободные NCO-группы образуют особо прочные соединения – тримеры. Можно сказать, что пенополиизоцианурат – это тримеризованный изоцианат. Высокая прочность химических связей затрудняет разрушение структуры полимера, поэтому полиизоциануратная пена является химически и термически (в том числе при воздействии открытого пламени) более стабильным материалом: разрыв изоциануратных связей начинается при температуре выше 200 °C, тогда как у пенополиуретана – примерно при 100 °С".

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Используй ложку и телефон: 20 способов доставить себе удовольствие Используй ложку и телефон: 20 способов доставить себе удовольствие

Двадцать разных способов мастурбации на любой вкус и цвет

Cosmopolitan
Где рождаются нейтрино: новое исследование Где рождаются нейтрино: новое исследование

Ученым удалось найти связь между космическими нейтрино и вспышками галактик

Популярная механика
Обновлённая LADA 4x4. По канавам и святым местам Обновлённая LADA 4x4. По канавам и святым местам

Краткое описание обновлений LADA 4х4 занимает не больше абзаца

4x4 Club
«Я заработал 173%»: как инвесторы смогли получить прибыль от отрицательных цен на нефть «Я заработал 173%»: как инвесторы смогли получить прибыль от отрицательных цен на нефть

Кто и как смог заработать на рекордном падении нефтяных цен

Forbes
Недопустимый TON Недопустимый TON

Криптовалютный проект Павла Дурова был высоко оценен инвесторами

Forbes
Во френч-прессе, турке и гейзерной кофеварке: как сварить вкусный кофе дома Во френч-прессе, турке и гейзерной кофеварке: как сварить вкусный кофе дома

Как приготовить вкусный кофе дома — без кофемашины и профессионального опыта

Forbes
Слово «зато», море и алкоголь. Редакция на карантине в объективе Zoom Слово «зато», море и алкоголь. Редакция на карантине в объективе Zoom

Редакция проекта «Сноб» поучаствовала в эксперименте «Фотосъемка в зуме»

СНОБ
Ариане: «Сын есть творение» Ариане: «Сын есть творение»

Спор о Троице, поднявшийся в начале IV века, оказался судьбоносным

Weekend
Мама сказала Мама сказала

Как взрослой дочери наконец-то стать независимой

Cosmopolitan
Я не хочу искать работу и менять свою жизнь Я не хочу искать работу и менять свою жизнь

Некоторые в разгар кризиса становятся бойцами движения сопротивления

Psychologies
Ваш домашний сад: 5 простых шагов, чтобы начать озеленение интерьера Ваш домашний сад: 5 простых шагов, чтобы начать озеленение интерьера

Рассказываем, как создать дома зеленый уголок

Esquire
Что делает мужчину мужчиной, мистер Лебовски? Что делает мужчину мужчиной, мистер Лебовски?

Отрывок из книги Берни Глассмана «Чувак и мастер дзен»

СНОБ
Сенат США хочет изгнать китайских гигантов с американских бирж: чем политики объясняют это решение и к чему оно приведёт Сенат США хочет изгнать китайских гигантов с американских бирж: чем политики объясняют это решение и к чему оно приведёт

Новый шаг в противостоянии США и Китая

VC.RU
Хромые клячи: 15 провальных автомобильных проектов Хромые клячи: 15 провальных автомобильных проектов

Порой новейшие автомобильные проекты обречены на громкий провал

Популярная механика
Хорошее дело Хорошее дело

Для четырех наших героинь помощь другим стала делом жизни

Cosmopolitan
Под знаком луны: Marine Serre – французский бренд, о котором стоит узнать Под знаком луны: Marine Serre – французский бренд, о котором стоит узнать

Француженка Марин Серр – один из дизайнеров нового поколения

GQ
10 частых ошибок при использовании бытовой техники 10 частых ошибок при использовании бытовой техники

Эти ошибки в эксплуатации бытовой техники значительно сократят её срок службы

Популярная механика
Ресторатор Алексей Пинский — о концепции Regent by Rico, вине и кризисе Ресторатор Алексей Пинский — о концепции Regent by Rico, вине и кризисе

Владелец Regent by Rico — о концепции мясного ресторана, винной карте и кризисе

РБК
Президент в законе. Петр Порошенко и 19 уголовных дел Президент в законе. Петр Порошенко и 19 уголовных дел

Чем Порошенко заинтересовал правоохранительные органы на этот раз

СНОБ
Дрель и клятва Гиппократа: где и как учились самые перспективные молодые россияне Дрель и клятва Гиппократа: где и как учились самые перспективные молодые россияне

Университетские приключения участников рейтинга Forbes «30 до 30»

Forbes
10 попыток создать идеальный универсальный язык 10 попыток создать идеальный универсальный язык

Почему человечество не может создать универсальный язык, понятный всем

Популярная механика
Дневник бортинженера Международной космической станции Дневник бортинженера Международной космической станции

Почему липучка — главный друг астронавта, а тортилья — главная еда?

Esquire
Как скрыть следы похмелья: краткая инструкция Как скрыть следы похмелья: краткая инструкция

Несколько простых шагов, которые могут облегчить вам жизнь

Esquire
«Да пребудет со мной сила!»: практики самоподдержки «Да пребудет со мной сила!»: практики самоподдержки

Для движения вперед нужен навык, который даст импульс для новых свершений

Psychologies
Жизнь после карантина. Аll-Terrain для коротких поездок Жизнь после карантина. Аll-Terrain для коротких поездок

Кроссоверы и внедорожники довольно часто обитают в городах

4x4 Club
«Крутиться, несмотря ни на что»: как сделать бизнес прибыльным в разгар пандемии «Крутиться, несмотря ни на что»: как сделать бизнес прибыльным в разгар пандемии

Предприниматели перестраивают бизнес так, чтобы удовлетворять «чумной» спрос

Forbes
Удобная статья: как расправляются с неугодными журналистами и блогерами Удобная статья: как расправляются с неугодными журналистами и блогерами

Обвинения в вымогательстве — все более популярный способ преследования

Forbes
Золото с края земли: как единственный в списке Forbes бизнесмен с Колымы стал обладателем состояния в сотни миллионов долларов Золото с края земли: как единственный в списке Forbes бизнесмен с Колымы стал обладателем состояния в сотни миллионов долларов

Как Владимир Христов спас магаданскую компанию «Сусуманзолото» в 1990-х

Forbes
Добавить света, зелени и красоты: как быстро сделать дом уютным Добавить света, зелени и красоты: как быстро сделать дом уютным

Как можно быстро и без больших вложений обновить ваше жилье

Forbes
Древнее мексиканское озеро стало ловушкой для 60 мамонтов Древнее мексиканское озеро стало ловушкой для 60 мамонтов

Эти мамонты попались в грязевые ловушки и погибли

N+1
Открыть в приложении