انگلیسی 
کاربرد پلی یورتان در کاهش آلودگی هوا یکی از حوزههای مهم و کمتر شناختهشده در صنایع مدرن است. پلی اورتان بهعنوان مادهای چندمنظوره با خواص منحصربهفرد، در بخشهای مختلف از جمله فیلتراسیون هوا، عایقکاری ساختمان، خودروسازی و پوششهای صنعتی نقش مؤثری در بهبود کیفیت هوا و کاهش انتشار آلایندهها دارد. این ماده با ایجاد عایق حرارتی کارآمد، سبکسازی تجهیزات و خودروها، و امکان تولید فیلترهای پیشرفته، نهتنها مصرف انرژی را به طور قابل توجهی کاهش میدهد، بلکه انتشار گازهای گلخانهای و ذرات معلق را نیز محدود میکند. در نتیجه، پلی اورتان به عنوان یکی از مواد کلیدی در فناوریهای سبز و کارآمد، نقش پررنگی در مسیر توسعه پایدار و حفاظت از محیط زیست ایفا میکند.
پلی یورتان چیست و چه کاربردی دارد؟
پلی اورتان ها (Polyurethane) خانوادهای از پلیمرهای چندمنظوره با ساختار شیمیایی متنوع هستند که در تولید فومها، پوششها، چسبها و انواع قطعات صنعتی کاربرد دارند. این مواد بهدلیل قابلیتهای عایقکاری حرارتی بالا، استحکام مناسب و وزن کم، در کاهش مصرف انرژی و آلایندههای محیطی نقش مهمی ایفا میکنند. به عنوان مثال، گزارش شورای شیمی آمریکا نشان میدهد ساختمانهایی که با فوم اسپریشونده پلی یورتان عایقبندی میشوند و خودروهایی با قطعات سبکتر از پلی اورتان ساخته میشوند، مصرف انرژی کمتری دارند و در نتیجه انتشار دیاکسید کربن و آلایندههای هوا در آنها کاهش مییابد. در این گزارش، کاربردهای مختلف پلی اورتان در بهبود کیفیت هوا و کاهش آلودگی بررسی میشود.
شاخص آلودگی هوا
شاخص کیفیت هوا (Air quality index | AQI) تخمینی از میزان آلودگی فعلی هوا یا میزان آلودگی پیشبینیشده است. هرچه سطح آلودگی هوا افزایش یابد، مقدار AQI نیز بالاتر میرود و در نتیجه، خطرات مرتبط با سلامت عمومی بیشتر میشود.
کشورهای مختلف شاخصهای مخصوص به خود را برای اندازهگیری کیفیت هوا دارند که بر اساس استانداردهای ملی هر کشور تنظیم شدهاند. از جمله این شاخصها میتوان به «شاخص سلامت کیفیت هوا» در کانادا، «شاخص آلودگی هوا» در مالزی و «شاخص استانداردهای آلاینده» در سنگاپور اشاره کرد. آلایندههایی که معمولاً اندازهگیری میشوند شامل اوزون سطح زمین، ذرات معلق، دیاکسید گوگرد، منوکسید کربن و دیاکسید نیتروژن هستند.
کودکان، سالمندان و افرادی که مشکلات تنفسی یا قلبی–عروقی دارند معمولاً نخستین گروههایی هستند که از کیفیت پایین هوا آسیب میبینند. هنگامی که مقدار AQI بالا باشد، مردم را به کاهش فعالیتهای بدنی در فضای باز یا حتی خودداری از خروج از منزل تشویق میکنند.
فیلتر هوا پلی یورتان در کاهش آلودگی هوا
یکی از مهمترین بخشهای کاربرد پلییورتان در کاهش آلودگی هوا، استفاده از فومها و نانوفیبرهای پلییورتان در سیستمهای فیلتراسیون است.. فومها و نانوفیبرهای پلییورتان با ساختار سلولی باز و مشبک میتوانند ذرات معلق (مانند گردوغبار، باکتری و آلودگیهای زیستی) را به طور مؤثری جذب و حذف کنند. در مطالعات آزمایشگاهی نشان داده شده است که فیلترهای مبتنی بر نانوفیبر پلییورتان (TPU) میتوانند کارایی حذف ذرات معلق PM2.5 را تا حدود ۹۹٫۶۵٪ برسانند که تضمینکننده پاکی هوای داخل ساختمانهاست. همچنین، پژوهشها حاکی است فومهای مشبک پلییورتان در فیلترهای تهویه مطبوع و صنعتی قابلیت حذف مؤثر اسپورهای قارچی و سایر آلودگیهای بیولوژیک هوا را دارند. به طور خلاصه:
- فیلترهای نانوفیبر پلی یورتان میتوانند بیش از ۹۹٪ ذرات معلق PM2.5 را حذف کنند.
- فومهای پلی یورتان مشبک در فیلترهای هوا مؤثر بوده و اسپورهای قارچی و سایر ذرات معلق را به خوبی جذب میکنند.
این قابلیتها موجب بهبود کیفیت هوای خروجی از تجهیزات تهویه و کاهش آلودگی کلی محیط میشود.
کاربرد پلی یورتان در ساختمان، عایقبندی ساختمان و کاهش آلودگی هوا
در حوزه کاربرد پلی یورتان در کاهش آلودگی هوا، عایقبندی ساختمان با فوم پلی یورتان یکی از مؤثرترین و پایدارترین روشها به شمار میرود. همچنین فومها و پانلهای عایق پلییورتان یکی از کارآمدترین روشها برای بهینهسازی انرژی و کاهش نفوذ آلودگی به داخل ساختمان هستند. پلی یورتان با ایجاد سد حرارتی و هوا در دیوارها، سقفها و کف ساختمان، از ورود هوای آلوده بیرون (حامل گردوغبار، آلودگی صنعتی و گرده گل) جلوگیری میکند و همچنین از خروج هوای گرم یا سرد داخل ساختمان ممانعت به عمل میآورد.
این ویژگی باعث کاهش قابل توجه اتلاف انرژی گرمایشی و سرمایشی میشود. به گزارش مرکز صنعت پلی یورتان آمریکا، ساختمانهای عایقبندیشده با فوم PU علاوه بر اینکه نیاز به تجهیزاتی با ظرفیت پایینتر دارند، مصرف کلی انرژی را کاهش داده و در نتیجه انتشار گازهای گلخانهای را کم میکنند. به بیان دیگر، عایقکاری با پلی یورتان ضمن جلوگیری از نفوذ آلودگی خارجی، هزینههای انرژی را کاهش میدهد و در کاهش آلایندههای هوا نقش موثری دارد. عایقکاری دیوارها و سقف با فوم پلی اورتان اتلاف حرارت را کاهش داده و مصرف سوختهای فسیلی را کم میکند. عایقهای PU با جلوگیری از ورود گردوغبار، گرده گل و سایر ذرات آلوده به فضای داخلی، کیفیت هوای داخل ساختمان را بهبود میدهند.
تأثیر پلی یورتان بر کاهش آلودگی شهری از طریق بهینهسازی خودروها
در صنعت خودروسازی، کاربرد پلی یورتان در کاهش آلودگی هوا نقش بسیار مهمی دارد و بهطور مستقیم و غیرمستقیم بر کاهش انتشار آلایندهها تأثیر میگذارد. در صنعت خودروسازی نیز پلی یورتان نقش قابل توجهی در سبکسازی خودروها و بهبود کارایی سوخت دارد. استفاده از قطعات فومدار، پانلها و کفپوشهای پلییورتانی به جای قطعات سنگین فلزی و پلاستیکی باعث کاهش وزن خودرو میشود. طبق گزارش دفتر فناوری حملونقل وزارت انرژی آمریکا، کاهش ۱۰٪ در وزن یک خودرو به طور متوسط مصرف سوخت آن را ۶–۸٪ بهبود میبخشد و میتواند صرفهجویی میلیاردها گالن سوخت را تا سالهای آینده به همراه داشته باشد.
از آنجایی که مصرف سوخت کمتر، به معنای انتشار آلایندههای کمتر است، بهکارگیری پلی یورتان در ساخت قطعات غیرسازهای خودرو (مانند اتصالات داشبورد، آرنجها و صندلیها) بهطور مستقیم باعث کاهش آلودگی هوا میشود. همچنین، پلییورتان در افزایش کارایی سیستمهای اگزوز و کاهش لرزش و صدا نقش دارد که به عملکرد پاکتر خودروها کمک میکند.
کاهش وزن خودرو: هر ۱۰٪ کاهش وزن خودرو میتواند ۶–۸٪ بهبود در مصرف سوخت آن ایجاد کند. استفاده از قطعات پلییورتانی به جای قطعات سنگین سنتی، منجر به کاهش وزن وسیله نقلیه و بهبود کارایی سوخت میشود. این سبکسازی، در نهایت منجر به کاهش انتشار دیاکسید کربن و سایر آلایندههای ناشی از احتراق سوخت میشود.
نقش پوششها و رنگهای پلی یورتان در کاهش آلودگی هوا
در بخش کاربرد پلی یورتان در کاهش آلودگی هوا، پوششها و رنگهای صنعتی پلی یورتان نقش مهمی در کاهش انتشار آلایندهها و افزایش دوام تجهیزات ایفا میکنند. پلییورتان در پوششهای محافظ صنعتی نیز کاربرد فراوان دارد. این پوششها به دلیل پایداری شیمیایی و مقاومت مکانیکی بالا از تجهیزات در برابر خوردگی، سایش و شرایط جوی محافظت میکنند. در نتیجه تجهیزات صنعتی و ساختمانی عمر طولانیتری مییابند و دفعات تعمیر یا تعویض کاهش مییابد که به طور غیرمستقیم از تولید آلایندههای ثانویه جلوگیری میکند.
مهمتر از آن، پیشرفتهای جدید در فناوری پوششهای پایهآب پلی یورتان، انتشار ترکیبات آلی فرار (VOCs) را به شدت کاهش دادهاند. به عنوان مثال، پوششهای دو جزئی آبپایه پلی اورتان توسعهیافته توسط شرکت بایر میتوانند ۵۰ تا ۹۰ درصد انتشار VOCها و آلایندههای خطرناک هوا را کاهش دهند. به عبارتی، جایگزینی رنگهای حلالی سنتی با پوششهای صنعتی پلی اورتان بر پایه آب، آلودگی هوا را بهطور چشمگیری کاهش میدهد. پوششهای دو جزئی آبپایه پلی یورتان انتشار ترکیبات آلی فرار (VOCs) را ۵۰–۹۰٪ کاهش میدهند.
تأثیرات غیرمستقیم پلی یورتان در کاهش آلایندهها
علاوه بر کاربردهای مستقیم، استفاده از پلی یورتان تأثیرات غیرمستقیم مهمی بر کاهش آلودگی هوا دارد. نخست اینکه عایقبندی و آببندی هوشمند ساختمانها با PU موجب میشود تا سالها صرفهجویی پایدار در انرژی داشته باشیم. مطالعات نشان میدهد استفاده از فوم اسپریشونده پلی یورتان در ساختمان میتواند هزینههای انرژی را تا ۳۰٪ کاهش دهد و در طول عمر سازه به طور مداوم انتشار گازهای گلخانهای را کمتر کند. دوم اینکه سبکسازی خودروها با پلییورتان، علاوه بر کاهش مصرف سوخت، باعث کاهش تولید ذرات آلاینده ناشی از سایش قطعات فلزی و روغنسوخت میشود.
از سوی دیگر، دوام بالای مواد پلییورتانی در بسیاری از کاربردها (مثلاً عایقهای دیواری و قطعات داخلی خودرو) نیاز به تولید و تعویض مکرر را کاهش میدهد که خود به کاهش انتشار آلایندههای صنعتی کمک میکند. به طور خلاصه:
- کاهش مصرف کلی انرژی و سوخت از طریق سبکسازی خودروها و عایقبندی ساختمان، منجر به کاهش مستقیم آلایندههای هوا میشود.
- عایقبندی با پلی اورتان میتواند تا ۴۰٪ از اتلاف انرژی ساختمان را کاهش دهد؛ مثلاً تحلیلها نشان داده نصب عایق اسپری شده PU تا ۳۰٪ هزینههای گرمایش و سرمایش را کاهش میدهد و به تبع آن انتشار آلایندههای حاصل از مصرف انرژی را کم میکند
بررسی کاربردهای پلی اورتان نشان میدهد این مواد به شکل مستقیم و غیرمستقیم میتوانند به کاهش آلودگی هوا کمک کنند. از طریق کاربردهای مستقیم مانند فیلترهای هوای مبتنی بر فوم یا نانوفیبر PU که توانایی حذف ذرات معلق و آلودگیهای زیستی را دارند، تا کارکردهای غیرمستقیمی مانند عایقبندی سازهها و سبکسازی خودروها که مصرف انرژی و سوخت را پایین میآورند. ترکیب این کارکردها سبب میشود تا استفاده گسترده از پلی اورتان در سیستمهای تهویه، ساختمان و حملونقل، فرصتی مهم برای بهبود کیفیت هوای محیط فراهم آورد. در پایان، استفاده از فناوریهای تکمیلی مانند پوششهای پایهآب و بازیافت پلی اورتان میتواند این مزایا را گسترش داده و اثرات منفی احتمالی (مانند انتشار کم VOCهای باقیمانده) را به حداقل برساند.
منابع:
مطلب پیشنهادی: