做家裝咨詢時(shí)，會(huì)碰到一些“研究型業(yè)主”，對(duì)裝修各領(lǐng)域的材料研究極為細(xì)致。就有業(yè)主曾經(jīng)問過我關(guān)于氟利昂發(fā)泡的擠塑板和二氧化碳發(fā)泡的擠塑板之間有何區(qū)別？?jī)煞N保溫板哪種更環(huán)保？保溫效果差別大不大？為什么氟利昂發(fā)泡的擠塑板摸起來更硬？等等問題。

就以上問題，我專門對(duì)兩種不同發(fā)泡劑生產(chǎn)的擠塑板進(jìn)行了多個(gè)維度的對(duì)比，結(jié)論在文末。

氟利昂（HCFCs，常用的還包括HFCs，統(tǒng)稱氟利昂）和二氧化碳（CO2）都可以作為擠塑板（XPS）生產(chǎn)過程中的發(fā)泡劑，對(duì)產(chǎn)品的綜合性能、穩(wěn)定性以及環(huán)保性都具有重要的影響。

01、實(shí)驗(yàn)材料

CO2發(fā)泡擠塑板：綠羽CO2發(fā)泡白晶板；氟利昂發(fā)泡擠塑板：市面常見白色保溫板。

02、工藝

相較于氟利昂，由于CO2本身低分子量、低沸點(diǎn)高蒸汽壓、與PS相容性差等特性，在使用CO2作為發(fā)泡劑時(shí)，對(duì)設(shè)備、原料的要求更加高。

尤其對(duì)于原料，目前國內(nèi)XPS生產(chǎn)主要使用回收PS樹脂作為原料，原因一是便宜，二是從客觀角度說可以解決白色污染的問題。但是從工藝角度來看，這種回收PS原料更適合氟利昂發(fā)泡工藝，因?yàn)橄啾扔贑O2發(fā)泡劑，氟利昂發(fā)泡對(duì)于原料的要求要低很多。

市面上一些產(chǎn)品采用價(jià)格低廉的劣質(zhì)回收料作為原料來生產(chǎn)XPS板材，性能方面會(huì)差很多，還會(huì)產(chǎn)生一定的有害物質(zhì)。

03、表觀

從產(chǎn)品表觀角度出發(fā)，氟利昂發(fā)泡擠塑板表面觸感較硬，CO2發(fā)泡擠塑板偏軟，出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因有兩個(gè)。

其一，根據(jù)上圖可以看出，相對(duì)于CO2擠塑板，氟利昂擠塑板表面有明顯較厚的結(jié)皮，因此相對(duì)硬度較大。而綠羽CO2擠塑板采用的全新料，表皮相較于氟利昂發(fā)泡擠塑板稍薄。

其二，相對(duì)于CO2發(fā)泡，氟利昂作為發(fā)泡劑，溶解度高，本身就會(huì)使表皮在一定程度上偏硬。

用邵氏硬度計(jì)對(duì)兩塊板材進(jìn)行測(cè)試，得出結(jié)果，CO2發(fā)泡XPS硬度為72，氟利昂發(fā)泡XPS硬度為76，相對(duì)而言氟利昂發(fā)泡樣品硬度要大于CO2。

斷面部分氟利昂擠塑板較平整，有明顯的晶亮光澤出現(xiàn)，呈密集狀細(xì)小泡孔，聞起來有刺鼻氣味；CO2擠塑板較密實(shí)，肉眼難以看到明顯的泡孔。用顯微鏡觀察XPS板截面泡孔結(jié)構(gòu)，得到泡孔尺寸。

CO2發(fā)泡XPS泡孔       （50-150um）

氟利昂發(fā)泡XPS泡孔   （350-650um）

CO2發(fā)泡XPS泡孔孔徑范圍約為50-150um，氟利昂發(fā)泡XPS泡孔孔徑范圍約為350-650um。根據(jù)觀察，CO2發(fā)泡擠塑板泡孔孔徑小、細(xì)膩均勻，氟利昂發(fā)泡擠塑板泡孔孔徑大、斷面毛糙。

從泡孔角度看，泡孔越小，單位體積內(nèi)數(shù)量越多，尺寸分布越均勻，宏觀力學(xué)性能越好。因此，相比之下CO2發(fā)泡擠塑板抗壓性能更加優(yōu)越。

04、力學(xué)性能

XPS板材在生產(chǎn)后會(huì)經(jīng)歷一個(gè)陳化過程，隨后產(chǎn)品的各項(xiàng)性能隨時(shí)間緩慢發(fā)生變化，直至趨于穩(wěn)定。

XPS壓縮強(qiáng)度隨時(shí)間變化趨勢(shì)曲線

XPS壓縮強(qiáng)度的變化過程可以劃分為四個(gè)階段：

（1）剛下線的板材因生產(chǎn)過程環(huán)境影響及泡孔內(nèi)純發(fā)泡劑的存在，壓縮強(qiáng)度較??；

（2）隨后，板材陳化定型，加上泡孔內(nèi)發(fā)泡劑緩慢揮發(fā)與空氣置換，孔內(nèi)的總體壓力上升，壓縮強(qiáng)度隨之升高；

（3）隨著發(fā)泡劑的緩慢析出，壓縮強(qiáng)度也會(huì)緩慢下降，這是一個(gè)漫長(zhǎng)的過程；

（4）最終當(dāng)發(fā)泡劑完全析出，泡孔內(nèi)只剩下空氣，壓縮強(qiáng)度將達(dá)到最終的平衡狀態(tài)。

XPS產(chǎn)品在（2）階段力學(xué)性能較為穩(wěn)定的狀態(tài)下，用伺服拉力試驗(yàn)機(jī)測(cè)試其彎曲強(qiáng)度、壓縮強(qiáng)度。

 CO2發(fā)泡XPS彎曲強(qiáng)度測(cè)試圖9  氟利昂發(fā)泡XPS彎曲強(qiáng)度測(cè)試

彎曲強(qiáng)度測(cè)試圖11  XPS壓縮強(qiáng)度測(cè)試

結(jié)果顯示，氟利昂發(fā)泡擠塑板彎曲強(qiáng)度大大低于CO2發(fā)泡擠塑板，在變形為4.96mm時(shí)氟利昂發(fā)泡擠塑板就已經(jīng)斷裂，而CO2擠塑板變形為19.61mm時(shí)達(dá)到彎曲最大力，且板材樣品并未斷裂?？梢?，相比于CO2擠塑板，氟利昂發(fā)泡擠塑板剛性大，韌性小，易折斷。

同時(shí)，對(duì)兩塊樣品的壓縮強(qiáng)度進(jìn)行測(cè)試，結(jié)果顯示，CO2擠塑板壓縮強(qiáng)度相比于氟利昂擠塑板要高出16.55%。

05、導(dǎo)熱

同上所述力學(xué)性能一樣，XPS板材在生產(chǎn)后會(huì)經(jīng)歷一個(gè)陳化過程，導(dǎo)熱性能也會(huì)隨著陳化時(shí)間發(fā)生一系列變化。

XPS板材的氣孔中充滿氣體，其中‘氣體=發(fā)泡劑+空氣’，泡孔中氣體變化大致可分三階段。

XPS泡孔氣體變化

XPS在剛生產(chǎn)下線時(shí)，泡孔內(nèi)含有最大量的發(fā)泡劑和最小量的空氣，隨時(shí)間變化，氣體濃度會(huì)發(fā)生變化，發(fā)泡劑氣體會(huì)慢慢與外界空氣發(fā)生置換，一般在下線30d內(nèi)變化幅度較大，90d后慢慢趨向平穩(wěn)，但仍在緩慢變化，直至泡孔內(nèi)發(fā)泡劑氣體全部揮發(fā)，氣體全部置換成空氣。

 發(fā)泡劑導(dǎo)熱系數(shù)

氟利昂發(fā)泡劑與CO2及空氣常溫下的導(dǎo)熱系數(shù)，相比于CO2，HCFCs作為發(fā)泡劑，導(dǎo)熱系數(shù)較低，在相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)產(chǎn)品的整體導(dǎo)熱系數(shù)也要低，但最終狀態(tài)下，發(fā)泡劑終究會(huì)被空氣置換，導(dǎo)熱性能慢慢持平，如圖12所示，為DOW化學(xué)實(shí)際實(shí)驗(yàn)中不同發(fā)泡劑擠塑板產(chǎn)品導(dǎo)熱系數(shù)變化。

  DOW化學(xué)實(shí)際實(shí)驗(yàn)CO2發(fā)泡XPS導(dǎo)熱系數(shù)變化

CO2發(fā)泡擠塑板導(dǎo)熱系數(shù)相比于氟利昂擠塑板前期略高，但隨著時(shí)間推移，二者差值會(huì)逐漸變小。

06、環(huán)保

根據(jù)《蒙特利爾議定書》及其各國的修正案，氫化氟氯烴(HCFC)類即氟利昂發(fā)泡劑，因含有氯和氟，長(zhǎng)期和大量使用對(duì)臭氧層的危害較大，在21世紀(jì)，發(fā)泡劑的臭氧消耗將占到人為臭氧消耗的24%。發(fā)泡劑已經(jīng)并仍將是導(dǎo)致臭氧消耗的主要因素之一，成為蒙特利爾協(xié)議的禁用物。同時(shí)，它也是主要的溫室氣體之一。

ODP（ozone depletion potential）臭氧消耗潛值(臭氧衰減指數(shù))，用于考察物質(zhì)的氣體散逸到大氣中對(duì)臭氧破壞的潛在影響程度。規(guī)定制冷劑R11的臭氧破壞影響作為基準(zhǔn)，取R11的ODP值為1，其他物質(zhì)的ODP是相對(duì)于R11的比較值。

GWP（Global Warming Potential）是一種物質(zhì)產(chǎn)生溫室效應(yīng)的指數(shù)。GWP是在100年的時(shí)間框架內(nèi)，各種溫室氣體的溫室效應(yīng)對(duì)應(yīng)于相同效應(yīng)的二氧化碳的質(zhì)量，以二氧化碳為參照氣體。

常用氟利昂發(fā)泡劑與CO2及空氣的ODP、GWP值

可看出，相比于氟利昂，CO2發(fā)泡劑0ODP、1GWP，對(duì)地球環(huán)境的臭氧層破壞為零，溫室效應(yīng)影響上遠(yuǎn)小于氟利昂，為環(huán)境友好型發(fā)泡劑。

此外，如前文所述，市面上大多采用氟利昂發(fā)泡的XPS板材用的都是回收料，其產(chǎn)品中有害物質(zhì)含量相對(duì)較高，而綠羽采用全新料CO2發(fā)泡，更加環(huán)保。

07、總結(jié)

（1）相比市面上普通氟利昂擠塑板，CO2擠塑板對(duì)生產(chǎn)設(shè)備要求更高，原料更好，更環(huán)保。

（2）氟利昂擠塑板表面觸感偏硬，硬度較大，剛性大，易折斷；CO2擠塑板表面觸感稍軟，硬度較小，彎曲強(qiáng)度值較大，不易折斷。

（3）氟利昂擠塑板泡孔孔徑較大肉眼可見、光線下有晶狀光澤、斷面粗糙、聞起來有刺鼻氣味；CO2擠塑板泡孔小，細(xì)膩均勻。但影響泡孔大小的因素除了發(fā)泡劑之外，還有工藝、配方等。

（4）相較于氟利昂擠塑板，CO2擠塑板的壓縮強(qiáng)度大，抗壓性能好；但影響抗壓強(qiáng)度的因素除了發(fā)泡劑之外，還有工藝、配方、設(shè)備等。

（5）氟利昂擠塑板在初期導(dǎo)熱系數(shù)值略低于CO2擠塑板，但隨時(shí)間推移，差值逐漸縮小。

（6）在擠塑板生產(chǎn)過程中，相較于氟利昂發(fā)泡劑，CO2發(fā)泡劑為環(huán)境友好型，不會(huì)對(duì)臭氧層產(chǎn)生破壞。

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