Kestävyys
Tuliturvallisuus on tärkeämpää kuin koskaan – Mitä me teemme asian eteen?
Lisää Securities.io suosikkilähteisiisi Google-palvelussa
Palonsuoja-aineet tulipaloriskin vähentämiseksi
With wildfires currently burning down entire neighborhoods in Los Angeles, or quite recently in Hawaii, it is clear why any technology helping with preventing or slowing fire should be pursued.
Kun metsäpalot polttavat tällä hetkellä kokonaisia kaupunginosia Los Angelesissa tai äskettäin Havaijilla, on selvää, miksi kaikki teknologia, joka auttaa ehkäisemään tai hidastamaan tulta, tulisi edistää.
Tähän ongelmaan on monia lähestymistapoja. Parempi datan hyödyntäminen, erilaiset rakennusmateriaalit tai erilainen veden ja metsien hallinta.
Kuitenkin jatkamme edelleen monien helposti syttyvien materiaalien käyttöä arjessamme, yksinkertaisesti siksi, että liian monet hyödylliset tuotteet ovat syttyviä.
Toinen mahdollisuus on käyttää palonsuoja-aineita, kemikaaleja, jotka vähentävät tulipalon syttymisriskiä ja sitä, kuinka nopeasti tuli hallitsemattomaksi. Tämä voi tehdä radikaalin eron, sillä hitaampi tuli on todennäköisemmin sammutettavissa aikaisessa vaiheessa tai antaa palokunnalle enemmän aikaa saapua ja tuoda oikeat välineet.
Ongelma on, että monet palonsuoja-aineet ovat jonkin verran myrkyllisiä, mikä tekee niistä epäkäytännöllisiä monissa sovelluksissa. Yksi esimerkki on kaikki, mikä koskettaa ihmisen ihoa usein, kuten puuvillakangas. Tämä voi muuttua Texas A&M -yliopiston kahdeksan tutkijan löydön ansiosta, jotka ovat kehittäneet uuden yhden askeleen palonsuoja-aineen puuvillakankaalle.
He julkaisevat tuloksensa äskettäin ACS Applied Polymer Materials -lehdessä otsikolla “Evaporation Induced Flame Retardant Polyelectrolyte Complex for Cotton1”.
Miksi puuvilla?
Puuvilla on maailman eniten käytetty tekstiili sen erinomaisen pehmeyden, mukavuuden ja hengittävyyden ansiosta. Sitä käytetään vaatteissa ja verhoilussa, ja se on merkittävä syttyvien materiaalien lähde kodeissa (sohvat, kaapit, pyyhkeet, pöytäliinat jne.), myös niiden lähellä, joissa on palovaara (keittiöalueet, kynttilät, tupakat jne.).
Se koostuu pääosin α-selluloosasta, äärimmäisen helposti syttyvästä materiaalista. Tämä saa puuvillasta valmistetut tuotteet palamaan erittäin nopeasti ja täysin.
Toinen syy keskittyä puuvillaan on se, että se avaisi välittömästi valtavan markkinan kaikille tämän materiaalin kohdistuville innovaatioille. Lisäksi se voitaisiin todennäköisesti laajentaa myöhemmin muihin materiaaleihin.
Miten palonsuoja-aineet toimivat
Useimmat historiallisesti käytetyt puuvillan palonsuoja-aineet olivat halogenoituja yhdisteitä, jotka on nyt poistettu käytöstä niiden ihmismyrkyllisyyden vuoksi. Kemianteollisuus on vuosien ajan tutkinut vaihtoehtoisia molekyylejä, kuten fosfori-, typpi-, pii- ja booripohjaisia kemiallisia yhdisteitä.
Tähän mennessä hyvän korvaajan löytäminen on ollut kustannusongelma. Nämä vaihtoehtoiset yhdisteet vaativat useita käsittelyvaiheita, mikä lisää kustannuksia.
Palonsuoja-aineet toimivat muodostamalla hiilikerroksen materiaalin päälle palamisen aikana, mikä estää tulen leviämisen. Yleisimmin tämä tehdään yhdistämällä happilähde ja hiilenlähde.
Joskus lisätään ”puhallusainetta”, joka hajoaa lämmöstä ei‑syttyviksi kaasuiksi, laimentaen syttyviä kaasuja ja heikentäen liekkejä.
Yhden askeleen palonsuoja-aine
Tutkijat tarkastelivat kemikaaliluokkaa, jota kutsutaan polyelektrolyyteiksi: polyeteeniamini (PEI) puhallusainena ja natriumheksametafosfaatti (PSP) happilähteenä. Puuvillassa itse syttyvä materiaali toimii hiilenlähteenä.
Tämä seos on myrkyttömätön ja olisi ihanteellinen massatuotantoon kaikilla puuvillakankailla. Mutta tähän mennessä tunnettiin vain kaksivaiheisia prosesseja polyelektrolyyttien soveltamiseen ja sitomiseen puuvillaan.
Tutkijat havaitsivat, että he voivat käyttää ammoniakkia (NH3) haihtuvana emäksenä PEI:n ja PSP:n sitomiseen puuvillaan, kun ammoniakki haihtuu. He löysivät, että seos voidaan levittää puuvillaan ja ammoniakki haihduttaa vain yhdessä askeleessa.
Oikean menetelmän löytäminen
Erilaisia PEI:n ja PSP:n suhteita tutkittiin optimaalisen koostumuksen löytämiseksi puuvillan syttymiskyvyn vähentämiseksi.
Tuloksena saadut puuvillakuidut tarkasteltiin elektronimikroskoopilla (skannauselektronimikroskooppi – SEM), mikä mahdollisti palonsuoja-aineen imeytymisen mittaamisen puuvillakuiduissa.
Toinen mitattu tekijä oli käsittelyn kestävyys huuhteluun. Koska puuvillakankaat puhdistetaan todennäköisesti usein, mikä tahansa palonsuoja-aine, joka ei kestä veden altistusta ja huuhtelua, on vähäkäyttöinen todellisissa olosuhteissa.
“Tätä teknologiaa voidaan optimoida nopeasti, helposti ja turvallisesti palonsuojamaan monia syttyviä materiaaleja, tarjoten laajaa suojaa arjessa, säästäen rahaa ja ihmishenkiä yleisväestölle.” Maya D. Montemayor – jatko‑opiskelija Texas A&M:n kemian laitoksessa.
Joissakin käytetyissä suhteissa materiaali huuhtoutuu osittain ensimmäisen huuhtelun aikana, mutta loput asianmukaisesti sidotut palonsuoja-aineet pysyvät kiinni puuvillakuiduissa.
Merkittävästi vähentynyt syttymiskyky
Käsitelty puuvilla vapauttaa paljon vähemmän lämpöä kuin käsittelemätön (puhtaan) puuvilla, kun energia mitataan gramman puuvillaa kohden (W/g). Myös palamisen lämpötila oli alhaisempi.
Suoritettaessa niin sanottua ”pystysuoraa” palotestiä, tutkijat havaitsivat myös, että seoksen happo oli vastuussa sidonnasta puuvillaan, suojaten palonsuoja-ainetta huuhtelun aikana.
Edelleen eteenpäin
Nämä alkutulokset ovat merkittäviä puuvillateollisuudelle ja palonsuoja-aineita tuottaville yrityksille, sillä ne voivat avata tien edullisemmalle ja helpommalle yleiskäsittelylle kaikille puuvillatuotteille.
Tutkijat arvioivat nyt teollisten kumppaneiden kanssa, miten tätä prosessia voitaisiin laajentaa puuvillan ulkopuolelle kaikkiin hiilipitoisiin materiaaleihin, kuten puuhun, kankaisiin, vaahtoon ja muihin tekstiileihin.
“Tämä huippututkimus antaa Texas A&M:lle tunnustuksen yhtenä tämän teknologian johtajista ja mahdollisuuden jatkokehitykseen ulkoisten yritysten kanssa.
TEES lisensoi tätä ja samankaltaisia teknologioita yrityksille erilaisiin sovelluksiin.
”
Dr. Jaime Grunlan, – Leland T. Jordan ’29 -tuoliprofessori J. Mike Walker ’66 -koneenrakennuslaitoksessa Texas A&M:ssa.
Mitä muuta voidaan tehdä tulipaloriskien vähentämiseksi
Uusia teknologioita tulen parempaan hallintaan voidaan kehittää monesta näkökulmasta. Esimerkiksi tässä on muutamia, joista olemme aiemmin kirjoittaneet:
- AI-ennusteet: Satelliittikuvat ja tarkat sääennusteet voidaan käyttää paremmin ennustamaan metsäpalojen esiintymisriskiä, niiden vakavuutta ja miten ne voidaan hallita.
- Metsänhallintajärjestelmät: Paremmat, paremmin jäljitettävät metsänhallintatyökalut voivat auttaa ennustamaan metsien terveyttä ja tuottavuutta sekä parantamaan niiden hoitoa. Tämä puolestaan voidaan käyttää vähentämään kuolleen puun ja muiden palovaaraisten materiaalien määrää.
- Massiivipuukonstruktiot: Saattaa vaikuttaa oudolta, että puukonstruktiot voisivat vähentää tulipaloriskejä. Mutta massiivipuu on uusi teknologia, joka yhdistää puun palkkeihin teräksen kaltaisen vahvuuden ja tekee siitä paloturvallisen sen äärimmäisen tiheyden vuoksi. Massiivipuu muodostaa luonnollisesti hiilikerroksen, jota palonsuoja-aineet käyttävät syttymiskyvyn rajoittamiseen. Voimme kuvitella, että PEI-PSP‑palonsuoja-aineet voisivat edelleen parantaa sitä.
- Lämpöaktivoidut hydrogeelit: Metsäpalojen leviämisen estämiseksi uusia hydrogeelejä voitaisiin käyttää tavallisen vaahdon sijaan, sillä ne pidättävät vettä kaksinkertaisesti pidempään. Tämä voi tehdä valtavan eron kotien suojauksessa ennen metsäpaloja.
- Lennokit: Palontorjuntalennokit voivat olla lisätyökalu palomiesten varustuksessa, pystyvät menemään paikkoihin, jotka olisivat liian vaarallisia ihmisille. Voit lukea lisää yrityksestä, joka tuottaa tällaisia lennokeita, Textronista, artikkelissa “Vuoden 2025 parhaat lennokkiyritykset, jotka johtavat ilmailurevoluutiota”.
Sijoittaminen palonsuoja-aineisiin
Palonsuoja-aineet ovat usein huomiotta jäävä, mutta erittäin tärkeä kemianteollisuuden tuote, joka pelastaa päivittäin lukemattomia henkiä.
Se on yksi monista erikoiskemikaaleista, jotka kuuluvat nykypäivän elämään, muodostaen 8,63 miljardia dollaria markkinan vuonna 2022 ja odotettavissa olevan 7,1 % CAGR:n kasvun vuoteen 2030 asti.
Lähde: Grand View Research
Voit sijoittaa kemianteollisuuteen liittyviin yrityksiin monien välittäjien kautta, ja löydät täältä, sivustolta securities.io, suosituksemme parhaista välittäjistä Yhdysvalloissa, Kanadassa, Australiassa, Yhdistyneessä kuningaskunnassa, sekä monissa muissa maissa.
Jos et halua valita yksittäisiä yrityksiä, voit myös tarkastella ETF:iä, kuten iShares STOXX Europe 600 Chemicals UCITS ETF (EXV7) tai Fidelity Select Chemicals Portfolio (FSCHX), jotka tarjoavat monipuolisemman altistuksen kemianteollisuuden hyödyntämiseksi.
Palonsuoja-aineiden yritys
ICL Hintakaavio
ICL on globaali kemian yritys, jonka pääkonttori on Israelissa, ja jolla on vahva asema palonsuoja-aineissa, erityisesti ykkösasema elektroniikkaratkaisuissa, mukaan lukien sähköautot ja tekoäly, sekä rakennusalalla, käyttäen joko bromia tai fosforia.
Se on myös aktiivinen lannoitteiden alalla, erityisesti fosfaatin ja kaliumsuolan, sekä fosfaatin osalta teollisuustuotteissa kuten akkumateriaaleissa.
Lähde: ICL
Yritys on yleisesti johtava toimija aloillaan, 33 % markkinaosuudella teollisuustuotteissa ja 20 % fosfaattiratkaisuissa. Kaiken kaikkiaan sen myynti on hajautettu maailmanlaajuisesti.
Yrityksen suurin osa EBITDA:sta tulee kaliumsuolan ja fosfaattiratkaisujen myynnistä.
Lähde: ICL
Palonsuoja-aine on vain osa yrityksen toimintaa, ja se investoi myös aktiivisesti uuteen teknologiaan. Se rahoittaa erityisesti startup-yrityksiä ja tekee omaa T&K:ta seuraavan sukupolven lannoitteissa, mukaan lukien:
- Fotokatalyyttinen typpifiksaatio kasvin lähellä.
- Maatilan sisäinen elektrokemiallinen ammoniakin tai nitraattien tuotanto.
- Biostimulaattorit lannoitteiden biologisen saatavuuden parantamiseksi.
- Fosforin saatavuuden parantaminen kasviuutteiden, mikro‑organismien (PSB – fosforia liuottavat bakteerit) ja kemikaalien avulla.
Alhaisen kustannuksen bromi- ja kaliumsuolatuottajana yritys on hyvin asemoitu selviytymään jopa alhaisista lannoitehinnoista, samalla panostaen uusiin innovatiivisiin ratkaisuihin tulevan kasvun luomiseksi.
Se voisi myös hyötyä kasvavasta kysynnästä palonsuoja-aineille, jopa ennen kuin yhden askeleen käsittelyt, kuten tässä artikkelissa käsitelty, tulevat markkinoille.
Tutkimusviite:
1. Montemayor, M. D., Rodriguez-Melendez, D., Smith, D. L., Vest, N. A., Palen, B., Chang, E., Moran, A. V., & Grunlan, J. C. (2024). Evaporation induced flame retardant polyelectrolyte complex for cotton. ACS Applied Polymer Materials. https://doi.org/10.1021/acsapm.4c02937 suomeksi.
