Can polyisocyanurate nanofoam challenge aerogels?

• Autorzy: Mitchener G.

Identyfikatory

DOI

dx.doi.org/10.14314/polimery.2014.339

Warianty tytułu

PL

Czy nanopianka poliizocyjanurowa może rzucić wyzwanie aerożelom?

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

After 40 years of development polyisocyanurate (PIR) insulation foams have become commercially successful commodity products with very desirable properties, like very low thermal conductivity, good fire resistance, low density and cheap, efficient manufacturing technologies. The industry strives to further improve their thermal resistance by reducing average cell size. However this approach has its theoretical limits due to the Knudsen effect and detrimental effects of cell size reduction on dimensional stability and aged thermal resistance of the foams. Further significant improvement of the PIR foams may be possible by changing their structure from closed cell micro-foams to open cell nanofoams, similar to morphology of silica aerogels and other polymeric aerogels.

PL

W wyniku 40 lat intensywnych badań izolacyjnych pianek poliizocyjanurowych (PIR), służących poprawie ich pożądanych właściwości, stały się one bardzo popularnymi produktami. Cenionymi właściwościami pianek PIR, uzyskiwanych za pomocą tanich i efektywnych technologii produkcji, są: mała przewodność cieplna, dobra odporność ogniowa i mała gęstość. Wytwórcy dążą do dalszej poprawy ich oporności cieplnej przede wszystkim poprzez zmniejszanie średniej wielkości komórek. Jednak metoda ta ma swoje ograniczenia wynikające z efektu Knudsena, a także szkodliwego wpływu zmniejszania wielkości komórek na stabilność wymiarową i długoterminową oporność cieplną pianek. Inną metodą poprawy właściwości pianek PIR może być zmiana ich struktury z nanopianek zamknięto-komórkowych do otwarto-komórkowych, podobnych w swojej morfologii do krzemowych aerożeli i innych aerożeli polimerowych.

Słowa kluczowe

EN

polyisocyanurate foam; polymeric foams; polyurethane foam; thermal conductivity; cell size; nanofoam; insulation foam; polymeric aerogel

PL

pianka poliizocyjanurowa; pianki polimerowe; pianki poliuretanowe; przewodność cieplna; wielkość komórek; nanopianki; pianki izolacyjne; aerożel polimerowy

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Chemii Przemysłowej
• Czasopismo: Polimery
• Rocznik: 2014
• Tom: T. 59, nr 4
• Strony: 339--342
• Opis fizyczny: Bibliogr. 23 poz., rys.

Twórcy

autor

Mitchener G.

• Polychemtech Ltd., Cabins, Wenham Road, Copdock, Ipswich, IP8 3EY, UK

Bibliografia

• [1] Mitchener G.: Urethane Technology International 2012, 29, No. 4, 34.
• [2] Sato T., Honda K., Bhattacharjeee D., Chen D.: “CFC-free Appliance Foams with Low Thermal Conductivity”, Proceedings of Polyurethanes World Congress, Acropolis, Nice, France, September 24-26, 1991, pp. 745—750.
• [3] Smits G.F.: J. Building Physics 1994, 17, 309.
• [4] Albers R., Vogel S.: “Microcellular Polyurethane Foams for Energy Efficient Appliances”, Proceedings of UTECH Europe Conference, Maastricht, The Netherlands, 17—19 April 2012.
• [5] Lindner S.: “PUR Nanofoam”, Bayer Material Science Customer Day Publication, May 19, 2011.
• [6] Lide David R.: “CRC Handbook of Chemistry and Physics”, pp. 2003—2004.
• [7] www.engineeringtoolbox.com/air-properties-d_156.html
• [8] www.engineeringtoolbox.com/thermal-conductivity- d_429.html
• [9] Perkins R., Cusco L. , Howley J., Laesecke A.: J. Chem. Eng. Data 2001, 46, 428, http://dx.doi.org/10.1021/je990337k
• [10] http://ecomatesystems.com/wp-content/uploads/2012/08/Ecomate-Product-Highlights-Technical-Brochure.pdf
• [11] Volkert O.: “Pentane Blown Polyurethane Foams” in “Advances in Urethane: Science & Technology”, (Eds Frisch K.C., Klempner D.), Vol. 13, CRC Press 1996, p. 53—72.
• [12] Kistler S.S.: Nature 1931, 127, 741, http://dx.doi.org/ 10.1021/j150331a003
• [13] Kistler S.S.: J. Phys. Chem. 1932, 36, 52, http://dx.doi.org/10.1021/cm070102p
• [14] Meador M.A., Capadona L.A., McCorkle L., Papadapoulos D.S.: Chem. Mater. 2007, 19, 2247, http://dx.doi.org/10.1021/cm070102p
• [15] Zhang G., Dass A., Rawashdeh A.M., Thomas J. et al.: J. Non-Crystal. Solids 2004, 350, 152, http://dx.doi.org/10.1016/j.jnoncrysol.2004.06.041
• [16] Urethanes Technology International: December 2010/January 2011, Vol. 27, No. 6, 13.
• [17] Daniel C., Guerra G.: “Nanoporous Polymeric Aerogels for Pollutant Removal”, Materials of VIII National Congress on Science and Technology of Materials INSTM, Aci Castello, Italy, 26—29 June 2011.
• [18] Daniel C., Guerra G.: “Contemporary Science of Polymeric Materials”, ACS Symposium Series 2010, Chapter 10, vol. 1061, pp. 131—148,
• [19] Pekala R.W., Kong F.M.: “A Synthetic Route to Organic Aerogels-Mechanism, Structure, and Properties”, Lawrence Livermore National Laboratory online report, No. 208 379, 1988.
• [20] Guo H., Meador M.A.B., McCorkle L., Quade D.J. et al.: ACS Appl. Mater. Interfaces 2011, 3, 546, http://dx.doi.org/10.1021/am101123h
• [21] Vivod S. et al.: “Improvements to the Synthesis of Polyimide Aerogels”, downloadable from: http://www.academia.edu/1258759/Improvments_to_the_Synthesis_of_Polyimide_Aerogels
• [22] Randall J.P., Meador M.A.B, Jana S.C.: ACS Appl. Mater. Interfaces 2011, 3, 613, http://dx.doi.org/10.1021/am200007n
• [23] Pat. US 7 732 496 (2010).