На рынке появился первый оконный профиль из биостойкого ПВХ
За последние 50 лет оконные рамы из ПВХ стали чрезвычайно популярным выбором среди домовладельцев. Благодаря минимальным затратам на обслуживание, энергоэффективности и экономии, сегодня этот тип оконных рам используется почти в трех из четырех установленных окон.
ПВХ широко применяется и в других отраслях строительной индустрии: на европейском строительном рынке он является самым используемым пластиком. Он занимает третье место в мире по распространенности после полиэтилена и полипропилена. Из ПВХ изготавливаются трубы, изоляция проводов, напольные покрытия, дверные коробки, обои, ковровая подложка и т.д.
Сторонники этого материала отмечают его долговечность, стойкость к истиранию, малый вес, хорошую механическую прочность и жесткость. Универсальный и доступный по цене, ПВХ легко перерабатывается даже после десятилетий использования. По данным VinylPlus, европейской организации, занимающейся вопросами устойчивого развития, ПВХ обладает неотъемлемыми характеристиками экологичности. Как говорится на сайте компании, «изготовленный из каменной соли (57%) и нефти (43%), он содержит меньше углерода, чем большинство основных термопластов».
В то же время материалы из ПВХ все чаще попадают в немилость общественности. ПВХ подвергается критике за содержание опасных химических веществ, таких как фталаты, которые классифицируются как эндокринные разрушители, и стабилизаторы тяжелых металлов; в случае пожара или при сжигании он может выделять канцерогенные диоксины и фураны. Воздействие винилхлорида, газа, выделяющегося при производстве ПВХ, связано с повышенным риском развития различных видов рака.
Это кажется парадоксальным: как может один и тот же материал, с одной стороны, называться экологически чистым, а с другой — «самым вредным для окружающей среды видом пластика»?
Знай свой ПВХ
Компания Sustainable Plastics побеседовала с Йелмером Бийлсмой, менеджером по устойчивому развитию и инновациям в profine Group, компании, которая, как говорится на ее сайте, «сделала синтетику своим искусством». Являясь производителем экструдированных профилей, profine обладает экспертными знаниями в области ПВХ. В течение почти трех лет Бийлсма занимал в компании должность менеджера по устойчивому развитию. Эта должность является новой, созданной в связи с растущим вниманием к вопросам устойчивого развития и связанным с ними проблемам как внутри компании, так и за ее пределами.
Компания profine Group, по словам Бийлсмы, является управляемой собственником компанией со штаб-квартирой в Тройсдорфе (Германия). Компания производит и продает по всему миру три различных марки ПВХ-профилей: KBE, Kömmerling и TROCAL, каждый из которых является продуктом премиум-класса на соответствующих рынках.
Устойчивое развитие является важной темой для концерна, который придерживается так называемого «целостного подхода», выходящего за рамки просто ответственности за состояние окружающей среды и включающего в себя также социальные и экономические аспекты.
Это означает, что компания участвует в различных инициативах, таких как добровольное обязательство VinylPlus и схема Zero Pellet Loss, став первой компанией в оконной отрасли, получившей сертификат по последней. Несмотря на подобные усилия не только компании profine, но и всей индустрии ПВХ, различные экологические организации продолжают квалифицировать ПВХ как проблемный и опасный материал и лоббировать запрет на его использование.
Частично проблема заключается в том, что не все виды ПВХ одинаковы, отмечает Бийлсма.
Пластифицированный ПВХ — один из самых распространенных и дешевых пластиков. Благодаря добавлению пластификаторов этот материал отличается мягкостью и гибкостью. Добавление пластификаторов придает материалу мягкость и гибкость. Пластификаторы добавляются в ПВХ в количестве до 60% от массы конечного продукта.
Однако, поскольку они не связаны с пластиком химически, по мере старения материала пластификаторы выходят из ПВХ на поверхность, делая его жестким и твердым. В качестве пластификаторов для ПВХ обычно используются эфиры фталевой кислоты — фталаты, которые, попадая в окружающую среду, оказывают огромное количество вредных воздействий на здоровье человека. Они являются известными канцерогенами для лабораторных животных.
Непластифицированный ПВХ, из которого изготавливаются такие изделия, как оконные рамы, не содержит фталатов и BPA. Он долговечен, устойчив к выцветанию и обладает отличной теплоэффективностью.
Все профили, производимые компанией profine Group, изготавливаются из PVC-U, или непластифицированного ПВХ.
Наследие свинца
Другая проблема заключается в том, что ПВХ чрезвычайно чувствителен к тепловому воздействию и может перерабатываться только в присутствии термостабилизирующих добавок, позволяющих избежать изменения химической структуры. Соединения свинца долгое время считались наиболее экономичным и распространенным видом стабилизаторов, используемых для ПВХ. В связи с опасениями по поводу воздействия свинца и его негативного влияния на здоровье человека, в 2015 году отрасль добровольно отказалась от использования этих стабилизаторов.
Компания profine Group была одним из первых, кто отказался от использования свинцовых стабилизаторов в своих профилях из ПВХ-U в 2004 году и заменил их стабилизаторами на основе кальция и цинка.
Стремясь ограничить эмиссию свинца из ПВХ также и нормативными методами, вскоре были предприняты усилия по включению некоторых соединений свинца в число веществ, вызывающих повышенную озабоченность, в регламент ЕС по химическим веществам REACH.
После этого на европейском уровне началось перетягивание каната. Индустрия ПВХ стремится к увеличению объема перерабатываемых после потребителя отходов ПВХ для повышения экологичности ПВХ. Ограничение на содержание свинца в отходах поставило бы крест на этом стремлении.
В первоначальном варианте предложения были предусмотрены отступления, позволяющие перерабатывать отходы ПВХ, содержащие свинцовые стабилизаторы — старые материалы. Содержание свинца было ограничено определенным лимитом, установленным после тщательного рассмотрения Комитетом по оценке рисков (RAC) Европейского химического агентства (ECHA). По оценкам RAC, в течение 15-20 лет при постоянном разбавлении рециклинга концентрация свинца в перерабатываемых ПВХ-материалах снизится до уровня 0,1%. Однако предложенные отступления были отклонены Европейским парламентом из-за опасений по поводу «переноса» и сохраняющегося риска воздействия свинца в течение этого периода.
Для производителей ПВХ это стало серьезным препятствием. Она отметила, что большая часть переработанного ПВХ производится из старых изделий с длительным сроком службы, таких как оконные профили, кабели и кровельные мембраны, которые, по всей вероятности, были произведены еще до постепенного отказа от использования свинцовых стабилизаторов.
По словам Бийлсмы, отклонение предложения представляет собой потенциальную проблему и для profine, поскольку компания не только перерабатывает промышленные отходы — обрезки, но и использует вторичное сырье из отслуживших свой срок оконных рам. Компания является одним из основателей немецкой инициативы по переработке оконных рам Rewindo, в рамках которой была создана программа замкнутого цикла переработки ПВХ-рам.
«Например, у нас есть заказчики, которые проводят ремонтные работы с заменой всех оконных рам из ПВХ — и это мы наблюдаем все чаще, поскольку возраст таких окон составляет уже, скажем, 30 лет, а может быть, и больше. Они забирают все рамы из ПВХ, сдают их одному из наших партнеров по переработке, который затем разбирает их на части и измельчает ПВХ. Все это возвращается на наш завод, где мы перерабатываем его в новые профили», — поясняет Бийлсма.
К облегчению компании profine и других производителей, в марте модифицированная версия предложения об ограничениях прошла проверку в Европейском парламенте, была принята Комиссией в рамках регламента REACH и вступила в силу в конце мая.
Вкратце оно гласит, что изделия, содержащие переработанный жесткий ПВХ, могут продаваться и использоваться в течение определенного периода времени, чтобы способствовать рециклингу, сэкономить 1,5 млн. тонн выбросов CO2 и до 8,4 тонн свинца ежегодно. Однако для обеспечения безопасности переработки такие изделия должны быть полностью покрыты бессвинцовым слоем, чтобы обезопасить людей и окружающую среду от случайного воздействия свинца. Кроме того, переработанный жесткий ПВХ может быть использован только в тех же целях, например, как оконный профиль.
Промышленность особенно приветствует ограничение на импорт свинецсодержащих изделий из ПВХ из стран, где свинец все еще используется в качестве стабилизатора, поскольку это поможет создать равные условия между изделиями из ПВХ, произведенными в ЕС, и импортными изделиями.
Окно в устойчивое развитие
Насколько важна устойчивость в индустрии оконных рам? По мнению Бийлсмы, она имеет решающее значение. «Если мы будем продолжать делать то, что делали всегда, то поставим на карту свое выживание. Я думаю, все мы сейчас понимаем, что такие ограниченные ресурсы, как ископаемое топливо, заканчиваются, а выбросы, связанные с его использованием, приводят к изменению климата. Все просто: мы должны заботиться о нашей планете и совершенствовать нашу продукцию», — сказал он.
Бийлсма добавил, что за последние несколько лет устойчивое развитие стало одной из движущих сил при разработке продукции. Целью является устойчивый цикл производства высококачественных синтетических материалов, и profine Group стремится быть примером для подражания в этом отношении.
Теперь, когда открыта возможность дальнейшего использования вторичного сырья в своей продукции, компания работает над расширением ассортимента более экологичных продуктов. В 2020 г. компания выпустила свой первый оконный профиль из 100% переработанного ПВХ-U под названием Kömmerling ReFrame; недавно она также выпустила новый продукт — профили из ПВХ с биологической добавкой от Kömmerling. Последний профиль изготавливается на основе Biovyn компании INEOS Inovyn — первого коммерческого ПВХ с использованием возобновляемого сырья.
Новые профили изготавливаются из биоприсоединенного, а не биооснованного ПВХ, подчеркивает Бийлсма. Сырье на основе соснового масла заменяет часть нефти в крекинге при производстве этилена, используемого для изготовления ПВХ, что позволяет сократить выбросы CO2 до 90% по сравнению с обычным ПВХ и соответствует экономии двух килограммов CO2 на килограмм используемого материала. profine сертифицирован по стандарту RSB — Roundtable on Sustainable Biomaterials — от сырья до готового профиля. На каждую поставку продукции заказчикам выдается сертификат, подтверждающий соответствие проекту.
«Это более дорогой материал, чем обычный ПВХ, но первый проект в Нидерландах уже реализуется», — говорит Бийлсма. «Как для производителя окон — компании Kumij, так и для Royal BAM Group, которая его реализует, преимущества экологичности, а также тот факт, что рамы имеют точно такие же характеристики, как и традиционные, имеют большее значение, чем цена». Проблема, по его словам, заключается в том, что этого сырья не так много. «Как только производство сырья будет расширено, цена снизится».
Первый проект включает в себя 19 жилых домов, которые реконструируются в социальное жилье с нулевым энергопотреблением. Всего в проекте задействовано 113 окон и дверей из голландской серии профилей K-VISION Trend с рамами кремового цвета, характерного для этой страны, многостворчатыми темно-зелеными филенчатыми створками и высококачественными тройными стеклопакетами. Это первый в мире строительный проект, в котором использованы сертифицированные оконные рамы из ПВХ с биологическим покрытием.
Группа по праву гордится этим продуктом. «Мы считаем его первым в нашей оконной отрасли и рассматриваем как важный шаг в развитии экологически чистых строительных материалов. Только благодаря этой инновации в рамках проекта экономится около 6 000 кг CO2», — говорит Бийлсма. «В целом это огромный шаг вперед. Конечно, еще многое предстоит сделать. Но я думаю, что мы добиваемся прогресса во всей строительной отрасли».
ПВХ — краткая история
Как и большинство открытий, создание ПВХ было скорее случайным, чем каким-либо другим, только в случае с ПВХ это произошло как минимум дважды. Впервые он был открыт в 1838 году французским физиком и химиком Анри Виктором Регно. Регно оставил несколько колб с недавно открытым газообразным винилхлоридом на солнечном свету. К своему удивлению, впоследствии он обнаружил внутри колб белый твердый полимер. Материал оказался хрупким и твердым, и Регно, не найдя ему практического применения, так и не запатентовал свое открытие.
Почти сорок лет спустя, в 1872 году, немецкий химик Эуген Бауманн сделал то же самое. Он упомянул о своем открытии, но, как и Регно, не смог найти полезного применения полимеру.
Первый патент на производство этого соединения был выдан немецкому химику Фридриху Клатте в 1913 году. Клатте открыл способ полимеризации винилхлорида в ПВХ, но так и не смог вывести продукт на рынок для коммерческого использования.
И только в 1926 г., после изобретения пластифицированного поливинилхлорида Уолдо Лонсбери Семоном, исследователем, работавшим в американской компании B.F. Goodrich, был понят истинный потенциал ПВХ. Семон пытался найти более дешевый синтетический заменитель натурального каучука, когда случайно обнаружил способ повысить пластичность ПВХ и сделать его более эластичным. Он обнаружил, что при нагревании полимера ПВХ в растворителе с высокой температурой кипения образуется гелеобразная субстанция, которая после охлаждения становится эластичной по своей природе.
