硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料(RPUF)具有質(zhì)輕、絕熱性能好、比強(qiáng)度高、減震隔音效果好等優(yōu)良的性能因此在建筑保溫、冰箱、冷庫(kù)等領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用門(mén)。上世紀(jì)60年代至今,隨著科學(xué)和技術(shù)的發(fā)展以及人類(lèi)環(huán)保意識(shí)的加強(qiáng)，聚氨酯泡沫朔料的發(fā)泡劑種類(lèi)也在不斷地增加,常見(jiàn)的發(fā)泡劑有氯氟烴(CFC)、氫氯氟烴(HCFC)、氫氟烴(HFC)、烷烴(HC)、水和氫氯氟烯烴(HCFO)等。
第一代發(fā)泡劑CFC-11由于會(huì)破壞大氣臭氧層,已經(jīng)被全面禁用。第二代發(fā)泡劑HCFC-141b仍然會(huì)在一定程度上破壞大氣臭氧層，也會(huì)面臨淘汰，我國(guó)將在2030年徹底禁止HCFC-141b的使用3第三代發(fā)泡劑HFC，如HFC-245fa，HFC-365mfc等，雖然不會(huì)對(duì)臭氧層產(chǎn)生破壞，但是全球變暖潛能值(GWP)很高,作為過(guò)渡性的環(huán)保型發(fā)泡劑也會(huì)逐漸被替代。CO2和烷烴的氣相熱導(dǎo)率較高，所以水或烷烴類(lèi)發(fā)泡劑最突出的一個(gè)缺點(diǎn)就是泡沫制品的絕熱效果差。
反式-1-氯-333-三氟丙烯(HCFO-1233zd(E))是一種性能優(yōu)良的聚氨酯發(fā)泡劑,具有臭氧消耗值(ODP)為零、全球變暖潛能值(GWP)低氣相熱導(dǎo)率低、無(wú)毒等特點(diǎn)，是業(yè)內(nèi)公認(rèn)的第四代發(fā)泡劑中最有應(yīng)用前景的替代品之一。
通過(guò)測(cè)量導(dǎo)熱系數(shù)的結(jié)果來(lái)看，當(dāng)HCFO-1233zd(E)的用量較大時(shí)，泡沫表現(xiàn)出更優(yōu)異的絕熱性能。通常情況，泡沫塑料的導(dǎo)熱系數(shù)由泡沫內(nèi)氣體的熱傳導(dǎo)系數(shù)、泡孔材料的熱傳導(dǎo)系數(shù)、泡孔壁面的泡孔的輻射傳導(dǎo)系數(shù)、泡孔內(nèi)氣體的對(duì)流熱傳導(dǎo)系數(shù)所決定的。
常見(jiàn)的聚氨酯泡沫塑料泡孔直徑很小可以忽略不計(jì)，而泡孔壁面的泡孔的輻射傳導(dǎo)系數(shù)不可避免，且一般只在密度小于30 kg/m3時(shí)才考慮，故而泡沫的絕熱性能主要依賴(lài)于泡沫內(nèi)氣體的熱傳導(dǎo)系數(shù)和泡孔材料的熱傳導(dǎo)系數(shù)。HCFO-1233zd(E)的氣相熱導(dǎo)率為10.2 mW/(m·K),遠(yuǎn)低于二氧化碳的氣相熱導(dǎo)率16.3 mW/(m·K)。而且HCFO-1233zd(E)與聚醚多元醇的相容性較好，發(fā)泡時(shí)的乳化和成核性能優(yōu)異，因而泡沫泡孔細(xì)密，泡孔壁更薄。同時(shí)，，發(fā)揮了主要作用所以HCFO-1233zd(E)的用量越大.泡沫的導(dǎo)熱系數(shù)越小,絕熱性能越好。
對(duì)硬泡生產(chǎn)時(shí)使用的發(fā)泡劑全部為HCFO-1233zd(E)和HCFO-1233zd(E)/水混合發(fā)泡劑作比較，通過(guò)泡沫的變化可知。 當(dāng)發(fā)泡劑全部為HCFO-1233zd(E)時(shí)泡沫的泡孔分布較均勻，泡孔形狀主要以六邊形為主。泡孔孔徑分布窄，優(yōu)于HCFO-1233zd(E)/水和全水體系,這從結(jié)構(gòu)上解釋了HCFO-1233zd(E)體系硬泡的導(dǎo)熱系數(shù)低于其它體系的原因。當(dāng)發(fā)泡劑中含水時(shí)，泡沬泡孔平均尺寸變小，均勻度較好，但是泡孔形狀除了六邊形外，還有少量的五邊形。全水發(fā)泡泡沫的泡孔孔徑較大，形狀不一，此時(shí)的泡沫制品強(qiáng)度低，絕熱性能差。
因此，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)隨著HCFO-1233zd(E)用量的增加，發(fā)泡過(guò)程中乳白時(shí)間減少，拉絲時(shí)間和固化時(shí)間增加。HCFO-1233zd(E)用量的減小，泡沫的壓縮強(qiáng)度呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢(shì)。泡沫絕熱性能隨HCFO-1233zd(E)用量的增加有所提高。
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