Innowacje tworzywowe w budownictwie i elektronice

Sektor budowlany i elektroniczny to obok opakowaniowego i motoryzacyjnego dwa największe będące odbiorcami nowoczesnych rozwiązań przynoszonych przez branżę tworzyw sztucznych.

Innowacyjne tworzywa sztuczne przeznaczone dla budownictwa znajdują obecnie największe użycie przy izolacji budynków. W tym zakresie bowiem zapewniają większą wydajność energetyczną budynków w porównaniu z tradycyjnymi materiałami. Parametr ten staje się już koniecznością w wielu krajach i sprzedaż domu, który nie może się pochwalić się wystarczająco rozwiniętym stopniem wydajności energetycznej, staje się coraz trudniejsza. Tak jest od kilkunastu miesięcy np. w Stanach Zjednoczonych. Do rozwiązania tego problemu bardzo dobrze nadają się jednak właśnie tworzywa.

Wykonane z nich panele izolacyjne można łatwo montować na ścianach, dachach i podłogach. Są one stosowane wraz z przyjaznymi dla klimatu środkami spieniającymi i w efekcie przyczyniają się do zredukowania ubytków energii cieplnej w budynkach. Korzystają jednak nie tylko już istniejące budynki. Także te, które dopiero powstają mogą być budowane przy użyciu mniejszych nakładów. Możliwe jest bowiem budowanie cieńszych ścian, gdyż to panele z tworzyw biorą na siebie obowiązek zapewnienia skutecznej izolacji. Jak wyliczyli budowniczowie, zastosowanie zaledwie 1 kg tworzyw sztucznych przyczynia się do zmniejszenia emisji dwutlenku węgla aż o 755 kg w trakcie cyklu eksploatacji budynku.

Dużo korzyści w zastosowaniach budowlanych gwarantuje również umiejętne wykorzystanie najnowszych gatunków polistyrenu ekspandowanego. Dzięki znakomitemu połączeniu jego wydajności, elastyczności zastosowań i wytrzymałości, jest on obecnie jednym z najlepszych i najtańszych materiałów stosowanych w branży. Specjalistyczne arkusze z rowkowanymi profilami są wykorzystywane przy pokrywaniu dużych powierzchni. Dodatkowo, specjalnie ukształtowane arkusze z polistyrenu mogą przyczyniać się do powstania odpowiednich profili dachów, ułatwiając tym samym nakładanie dachówek.

Nowe materiały polistyrenowe oferują takie same właściwości izolacyjne, nawet przy gęstości niższej o 50 proc. Beton odciążany polistyrenem ekspandowanym i ciecz wiążąca zmniejszają wagę, równocześnie jedynie minimalnie zmniejszając wytrzymałość produktu. Natomiast elastyczne polistyreny, tzn. mechanicznie wciskane bloki, poprawiają właściwości izolacyjne przed przetwarzaniem finalnym.

Dobrze znanym zastosowaniem polistyrenów ekspandowanych w budownictwie jest powlekanie zewnętrzne budynków w postaci białych lub szarych arkuszy do termicznej i akustycznej izolacji oraz poprawy komfortu i zużycia energii. W celu wykonania efektywnej powłoki arkusze powinny zostać zainstalowane w taki sposób, iż muszą leżeć w jednej płaszczyźnie. Jednakże, gdy bloki EPS, z których otrzymuje się arkusze są cięte wzdłuż, wtedy czasy chłodzenia i sezonowania bloków mogą powodować wytwarzanie naprężeń mechanicznych lub tłumienie na warstwach zewnętrznych, w szczególności tych o znacznej grubości (10-15 cm), co generuje niepożądane odpady produkcyjne.

Inne przykłady innowacji przynoszonych przez tworzywa, szeroko pojętemu sektorowi budowlanemu, wiążą się z udoskonaleniem systemów rurowych.
W tym obszarze właściwości polimerów najnowszej generacji pozwalają na szybszy niż jeszcze kilka lat temu i montaż instalacji sieci i połączeń rur. Rury te są tak trwałe, że można je instalować w coraz bardziej wymagających środowiskach, co zmniejsza ogólne koszty infrastruktury. Zapewniają przy okazji maksymalną ochronę przed uszkodzeniami powierzchniowymi podczas transportu i kładzenia, a także przed obciążeniami skupionymi spowodowanymi przez ostre krawędzie. Pozwalają też uniknąć kłopotów związanych z naprężeniami w ściance rury, które wynikają z obciążeń zewnętrznych, takich jak ruch drogowy lub osiadanie ziemi.

Bez tworzywowych innowacji nie może się tez obejść wspomniany na wstępie przemysł elektryczny i elektroniczny. Na tym polu polimery odgrywają kluczową rolę w trakcie opracowywania i rozwoju takich produktów jak wyświetlacze i oświetlenie OLED oparte na organicznych diodach elektroluminescencyjnych.

Tworzywa wyznaczają też nowe ścieżki rozwoju dla organicznych ogniw czy też nanoatramentów przewodzących. Przykładem najnowocześniejszych wyrobów, na potrzeby których przemysł tworzyw rozwija nanomateriały, są choćby elektroniczne płytki drukowane. Nanoatrament oparty jest na nanorurkach węglowych oraz nanocząstkach srebra. Atrament taki jest przeznaczony na rynek elektronicznych obwodów drukowanych. Wyróżnia się dobrym przewodnictwem oraz przyczepnością do polimerowej folii, z której zbudowane są elastyczne elementy drukowane. Tym samym urządzenia zawierające tego typu układy mogą stawać się coraz tańsze i łatwiejsze w montażu.

Innym przykładem zastosowania tworzyw w elektronice może być torba zasilana energią słoneczną, w której ogniwo słoneczne nadrukowane na elastyczną folię z tworzywa sztucznego umożliwia wykorzystanie energii słonecznej także w pomieszczeniach i przy słabych warunkach oświetleniowych. Zgromadzona energia jest następnie przesyłana do akumulatora, z którego można ładować elektroniczne urządzenia, m.in. aparaty fotograficzne, telefony komórkowe czy czytniki elektroniczne.