כיצד לפתור את בעיית המוליכות התרמית של מערכת הקצף ציקלופנטן + פוליאתר?

בתעשיית הקצף הפוליאוריתן, מאז ש-HCFC-141b הודח לחלוטין, cyclopentane הפך למכשול בלתי נמנע עבור יצרני מכשירי חשמל ביתיים ופאנלים. הבעיה הגורמת ביותר לכאב ראש עבור פורמולטורים רבים שרק הכירו את המערכת הזו היא: שימוש באותו שילוב פוליאתר פוליאול, לאחר המעבר לציקלופנטן, המוליכות התרמית של הקצף פשוט לא תרד, ומחוון צריכת האנרגיה של המקרר נמשך בכוח בחצי דרגה. למעשה, בעיית המוליכות התרמית של מערכת הקצף ציקלופנטן + פוליאתר מעולם לא הייתה על התמקדות עיקשת במדד אחד; זהו חישוב עדין הנוגע לאיזון של פאזות גז, מוצק ונוזל.

המוליכות התרמית הפנימית של ציקלופנטן גבוהה מזו של 141b היא חוק ברזל פיזי, אך אין זה אומר שמערכת הקצף הפוליאתרית אינה יכולה להשיג תקני יעילות אנרגטית מהשורה הראשונה. המפתח טמון כיצד לפצות על הפער הזה באמצעות אופטימיזציה של ניסוחים.

עלינו להתמודד עם המציאות. על פי נתוני בדיקה מ-ASTM C518 ותקני בדיקת חומרי בידוד אחרים, המוליכות התרמית של ציקלופנטן ב-25 מעלות ב-25 מעלות היא כ-14.0-14.5 mW/m·K, בעוד של 141b לשעבר היא רק כ-10.0. זה אומר שרק במונחים של "גז" בתוך התאים הסגורים, ציקלופנטן כבר איבד.

אבל אל תיבהל. המוליכות התרמית של קצף פוליאוריטן קשיח אינה תוסף; זוהי השתקפות מקיפה של מצבי העברת חום מרובים. כל עוד אתה יכול להשלים את ההבדל בממדים אחרים, המוליכות התרמית הכוללת עדיין יכולה להיות טובה מאוד. זה מחייב אותנו להבין תחילה את הרכב המוליכות התרמית:

המוליכות התרמית של קצף פוליאוריטן מורכבת משלושה חלקים משולבים: שלב גז, שלב מוצק ושלב קרינה. החיסרון של cyclopentane מתרכז בעיקר במוליכות התרמית של שלב הגז, בעוד שהאופטימיזציה של מערכת הפוליאתרים מתמקדת בהפחתת המוליכות התרמית של שלב-וצק וקרינה-.

ברגע שאתה מבין את הטבלה למעלה, הכיוון להתאמת הניסוח מתברר. מכיוון שאיננו יכולים לשנות את המוליכות התרמית של-שלב הגז, עלינו להתחיל עם הפוליאול הפוליאתרי. אם לפוליאולים פוליאתרים קונבנציונליים יש ערך הידרוקסיל נמוך ומשקל מולקולרי גבוה, צפיפות ההצלבה אינה מספקת, דופן התא תהיה עבה מדי והמוליכות התרמית של השלב המוצק תישאר גבוהה.

בפועל, פורמולטורים מנוסים מציגים פוליאתרים בעלי פונקציונליות גבוהה-(כגון מערכות פוליאתר המופעלות עם סוכרוז או אמינים ארומטיים) כדי להגביר את צפיפות הרשת המצולבת של הפוליאוריתן, מה שהופך את דפנות התא לדקות וחזקות יותר. במקביל, 配合 עם חומרים פעילי שטח אורגנוסיליקון מצוינים (מייצבי קצף), ברגע של אידוי והתפשטות cyclopentane, הסרט הנוזל מתייצב, וקוטר התא נשלט בכוח בתוך 150 מיקרון. ככל שהתאים קטנים יותר ומספרם גדול יותר, כך מספר ההשתקפויות והפיזור של קרינת החום האינפרא אדום על דפנות התא גדל באופן אקספוננציאלי, וניתן להפחית משמעותית את מוליכות הקרינה התרמית. שילוב זה של אמצעים מספיק כדי לפצות על החיסרון של מוליכות תרמית של-הגז של ציקלופנטן.

הטוהר של חומר הניפוח הציקלופנטן (במיוחד לחות וזיהומים בנקודת -רתיחה-נמוכה) קובע ישירות את היציבות של תגובת מערכת הפוליאתרים ואת צפיפות ה-最终 של מבנה התא. זיהומים מוגזמים יגדילו ברצינות את המוליכות התרמית הכוללת.

זהו בור גדול נסתר שיצרנים רבים נופלים אליו בקלות. חברות מסוימות, על מנת לחסוך בכסף, רוכשות פנטן גולמי בטוהר של 98% בלבד או אפילו נמוך יותר. חומר זה מכיל לעתים קרובות כמויות קטנות של איזופנטן, cyclopentadiene, ואפילו עקבות לחות.

במערכת הקצף פוליאתר, לאיזופנטן יש נקודת רתיחה נמוכה (27 מעלות). כאשר הוא בורח מהר מדי במהלך ההקצפה, הוא הורס את היווצרות הסרט של מייצב הקצף, מה שמוביל ישירות להתלכדות תאים ולעלייה חדה בתוכן התאים הפתוחים.- ברגע שהתאים פתוחים, האוויר (עם מוליכות תרמית של 26 mW/m·K) יתמלא בחזרה לתוך התאים, והמוליכות התרמית של שלב הגז קורסת באופן מיידי. לחות היא אפילו יותר "רעל מקציף". הוא מגיב עם איזוציאנט ליצירת פחמן דו חמצני, לא רק צורך חומר שחור יקר אלא גם יוצר בועות גדולות באופן מקומי, מה שגורם לשברים במבנה הקצף. אם חומר הגלם לא טהור, לא משנה כמה טוב הפורמולה הפוליאתרית שלך, זה יהיה חסר תועלת.

כיצרנית מקור, הציקלופנטן האולטרה-גבוה-של למעלה מ-99.5% יכול למנוע ביעילות את הידרדרות התאימות למערכת הפוליאתרים ומהתגבשות התאים הנגרמת על ידי זיהומים של חומרי גלם, תוך שמירה על מוליכות תרמית נמוכה מהשכבה התחתונה של חומרי הגלם.

יצירת קצף-תרמית- נמוכה זה כמו לבנות גורד שחקים. אם הבסיס לא יציב, לא משנה עד כמה ניסוח הפוליאתר מעליו מפואר, הוא יתמוטט. בפתרון נקודת הכאב של מוליכות תרמית של מערכת ההקצפה, ZL Energy ממלאת את התפקיד של "הנחת היסוד".

כיצרנית ציקלופנטן מקצועית, ZL Energy מבינה לעומק את הכוח ההרסני של זיהומים על מערכת הקצף הפוליאתרית. באמצעות תהליך זיקוק עמוק משלהם, הם מעלים ישירות את הטוהר של ציקלופנטן לרמה הגבוהה של למעלה מ-99.5%. מה זה אומר? זה אומר שבציקלופנטן של ZL Energy, הבעיות האלה-לייצור רכיבים קלים של איזופנטן, זיהומי אולפינים שגורמים לג'ל ולחות הקטלנית ביותר, כולם הוסרו לרמות נמוכות במיוחד של ppm.

כאשר אתה משלב את ה--ציקלופנטן בטוהר הגבוה של ZL Energy במערכת הפוליאתרים, תגלה שהתאימות של התערובת מצוינת, "זמן הקרם" ו"זמן ההתפחה" במהלך ההקצפה יציבים במיוחד, חומר השטח הפעיל של סיליקון יכול להפעיל את היעילות המקסימלית שלו ללא הפרעה, והתאים המתקבלים עדינים, אחידים וספוגיים{1}}. ללא בועות גדולות חריגות, ללא סדקי-תאים פתוחים, תכולת התא הסגורה-ת עומדת בהתמדה מעל 90%, האוויר לא יכול להיכנס פנימה, והמוליכות התרמית יורדת באופן קבוע, מה שעוזר לך לעבור בצורה חלקה את קו המעבר ליעילות אנרגטית-מחלקה ראשונה.