В индустрията за полиуретанова пяна, след като HCFC-141b беше напълно изхвърлен, циклопентанът се превърна в неизбежно препятствие за производителите на домакински уреди и панели. Проблемът, предизвикващ най-голямо главоболие за много производители на формули, които едва се запознават с тази система, е: като се използва същата комбинация от полиетерни полиоли, след преминаване към циклопентан, топлопроводимостта на пяната просто няма да спадне и индикаторът за консумация на енергия в хладилника се изтегля принудително нагоре с половин степен. Всъщност проблемът с топлопроводимостта на системата за разпенване на циклопентан + полиетер никога не е бил свързан с упоритото фокусиране върху един индикатор; това е деликатно изчисление относно баланса на газ, твърда и течна фази.
Присъщата топлопроводимост на циклопентана, която е по-висока от тази на 141b, е физичен закон на желязото, но това не означава, че полиетерната пенообразуваща система не може да постигне първо-стандарти за енергийна ефективност. Ключът се крие в това как да се компенсира тази празнина чрез оптимизиране на формулата.
Трябва да се изправим пред реалността. Според данни от изпитване от ASTM C518 и други стандарти за изпитване на изолационни материали, топлопроводимостта на газовата -фаза на циклопентан при 25 градуса е приблизително 14,0-14,5 mW/m·K, докато тази на предишния 141b е само около 10,0. Това означава, че чисто по отношение на "газа" в затворените клетки, циклопентанът вече е загубил.
Но не се паникьосвайте. Топлинната проводимост на твърдата полиуретанова пяна не е добавка; това е цялостно отражение на множество режими на пренос на топлина. Докато можете да компенсирате разликата в други измерения, общата топлопроводимост все още може да бъде много добра. Това изисква първо да разберем състава на топлопроводимостта:
| Компонент на топлопроводимостта | Механизъм за пренос на топлина | Текущо състояние и болезнени точки в системата Cyclopentane | Пробив в оптимизацията |
|---|---|---|---|
| Газова{0}}фазова топлопроводимост | Пренос на топлина при молекулен сблъсък на пенообразуващия газ вътре в клетките | Очевиден недостатък: Вътрешната стойност на циклопентана (~14,5) е много по-висока от тази на 141b (10,0) | Не може да промени физическите свойства; може да задържи крайния резултат само чрез увеличаване на съдържанието на затворени-клетки, за да се предотврати смесването на въздух (топлопроводимост приблизително 26). |
| Твърда{0}}фазова топлопроводимост | Проводимост през полиуретанова клетъчна стена (полиетер + изоцианатен полимер) | Голяма част: Полимерният скелет на конвенционалните полиетерни системи е твърде дебел | Основна точка за оптимизация: Увеличете функционалността на полиетерния инициатор (напр. използване на захароза/ароматни аминови полиетери), за да намалите термичната устойчивост на полимера. |
| Радиационна топлопроводимост | Инфрачервено топлинно лъчение, проникващо през вътрешността на клетката | Скрит убиец: Колкото по-голяма е клетката, толкова по-тежко е проникването на топлинното излъчване | Основна точка за оптимизация: Използвайте високо{0}}ефективно силиконово повърхностноактивно вещество, за да свиете размера на клетките до под 100-150 микрона. |
Топлопроводимостта на полиуретановата пяна се състои от три насложени части: газова фаза, твърда фаза и радиационна фаза. Недостатъкът на циклопентана е концентриран главно в топлопроводимостта на газовата-фаза, докато оптимизирането на полиетерната система се фокусира върху намаляване на топлопроводимостта на твърдата-фаза и радиационната-фаза.
След като разберете таблицата по-горе, посоката за корекция на формулата става ясна. Тъй като не можем да променим топлопроводимостта на газовата-фаза, трябва да започнем с полиетер полиола. Ако конвенционалните полиетерни полиоли имат ниска хидроксилна стойност и високо молекулно тегло, плътността на омрежване е недостатъчна, клетъчната стена ще бъде твърде дебела и топлопроводимостта на твърдата-фаза ще остане висока.
На практика опитни формулатори въвеждат високо{0}}функционални полиетери (като полиетерни системи, инициирани със захароза или ароматни амини), за да увеличат плътността на омрежващата мрежа на полиуретана, правейки клетъчните стени по-тънки и по-здрави. В същото време, 配合 с отлични органосилициеви повърхностноактивни вещества (стабилизатори на пяна), в момента на изпаряване и разширяване на циклопентан, течният филм се стабилизира и диаметърът на клетката се контролира принудително в рамките на 150 микрона. Колкото по-малки са клетките и колкото по-голям е техният брой, толкова повече броят на отраженията и разсейването на инфрачервеното топлинно лъчение върху стените на клетките нараства експоненциално и топлопроводимостта на радиацията може да бъде значително намалена. Тази комбинация от мерки е достатъчна, за да компенсира недостатъка на топлопроводимостта на газо-фазата на циклопентана.
Чистотата на циклопентановия разпенващ агент (особено влагата и примесите с ниска{0}}точка на кипене-) директно определя стабилността на реакцията на полиетерната система и 最终 плътността на клетъчната структура. Прекомерните примеси ще увеличат сериозно общата топлопроводимост.
Това е скрита голяма яма, в която много производители лесно попадат. Някои компании, за да спестят пари, купуват суров пентан с чистота само 98% или дори по-ниска. Този материал често съдържа малки количества изопентан, циклопентадиен и дори следи от влага.
В полиетерната пенообразуваща система изопентанът има ниска точка на кипене (27 градуса). Когато излезе твърде бързо по време на разпенване, той разрушава образуването на филм от стабилизатора на пяната, което директно води до сливане на клетките и рязко увеличаване на съдържанието на отворени-клетъчни клетки. След като клетките са отворени, въздухът (с топлопроводимост от 26 mW/m·K) ще се напълни обратно в клетките и топлопроводимостта на газовата-фаза моментално се срива. Влагата е още по-скоро „пенеща се отрова“. Той реагира с изоцианат, за да генерира въглероден диоксид, като не само консумира скъп черен материал, но също така генерира големи мехурчета на местно ниво, причинявайки фрактури в структурата на пяната. Ако суровината е нечиста, без значение колко добра е вашата полиетерна формула, тя ще бъде безполезна.
Като производител на източници, циклопентанът с ултра{0}}висока-чистота на ZL Energy от над 99,5% може ефективно да избегне влошаването на съвместимостта с полиетерната система и загрубяването на клетките, причинено от примеси на суровините, като предпазва ниската топлопроводимост от долния слой на суровините.
Правенето на пяна с ниска-топлопроводимост- е като изграждането на небостъргач. Ако основата е нестабилна, без значение колко красива е полиетерната формула над нея, тя ще се срути. При решаването на проблема с топлопроводимостта на пенообразуващата система ZL Energy играе ролята на „полагане на основата“.
Като професионален производител на циклопентан, ZL Energy дълбоко разбира разрушителната сила на примесите върху полиетерната пенообразуваща система. Чрез техния собствен процес на дълбока дестилация те директно повишават чистотата на циклопентана до високия стандарт от над 99,5%. какво значи това Това означава, че в циклопентана на ZL Energy тези проблеми-при производството на леки компоненти на изопентан, олефиновите примеси, които причиняват желиране, и изключително фаталната влага са отстранени до изключително ниски ppm нива.
Когато включите циклопентан с висока -чистота на ZL Energy в полиетерната система, ще откриете, че съвместимостта на сместа е отлична, „времето за кремообразуване“ и „времето за набъбване“ по време на разпенване са изключително стабилни, силиконовото повърхностноактивно вещество може да прояви максималната си ефективност безпрепятствено и получените клетки са фини, еднородни и подобни на гъба-. Няма необичайни големи мехурчета, няма отворени-пукнатини в клетките, съдържанието на затворени-клетки е стабилно над 90%, въздухът не може да навлезе и топлопроводимостта естествено спада стабилно, което ви помага плавно да преминете линията за преминаване на първи-клас енергийна ефективност.
