هل يمكن لمستحلب السيليكون أن يتوافق مع المعايير البيئية الخاصة بقطاع البناء؟

تُصمَّم مستحلبات السيليكون لتتوافق مع أكثر لوائح المركبات العضوية المتطايرة (VOC) صرامةً على مستوى العالم دون الحاجة إلى أي تعديلات أو جهود إضافية في التصميم. وعلى سبيل المثال، تفرض لائحة الاتحاد الأوروبي المعروفة باسم «REACH» قيودًا شديدة على كميات السيلوكسانات الدائرية D4 إلى D6 بحيث لا تتجاوز ٠,١٪. وتبلغ القيم المُبلَّغ عنها لغالبية المستحلبات السيليكونية المتوافقة عادةً ما بين ٠,٠٥٪ و٠,٠٨٪، وهي أفضل بكثير من المواصفات المطلوبة. أما في الولايات المتحدة، فإن المنتجات المتوافقة التي خضعت للاختبار وفق طريقة وكالة حماية البيئة الأمريكية (EPA) رقم ٢٤ لتحديد محتوى المركبات العضوية المتطايرة في الدهانات والطلاءات المستخدمة في المباني، تُصرَّح لها بمحتوى يتراوح بين ١٢ و١٨ غرامًا/لتر. وهذا يقلُّ كثيرًا عن الحد التنظيمي البالغ ٥٠ غرامًا/لتر. أما في الصين، فالوضع مواتٍ أيضًا للمستحلبات السيليكونية المتوافقة؛ ففي حالة المعيار الصيني GB 18582-2020، حُدِّد الحد الأقصى لمكافئات الفورمالديهايد بـ ٨٠ ميكروغرام/متر مكعب للبيئات الداخلية، بينما تُختبر المستحلبات السيليكونية المتوافقة عمليًّا عند مستويات تتراوح بين ٢٥ و٤٠ ميكروغرام/متر مكعب، وهي أدنى بكثير من الحد المسموح به.

بشكل عام، تحتوي هذه المواد على ما يقارب نصف إلى ثلثيّي كمية المركبات العضوية المتطايرة (VOCs) مقارنةً بنظيراتها القائمة على المذيبات، مما يجعلها خيارًا جيدًا للشركات التي تحاول الامتثال للوائح السارية في مختلف مناطق العالم.

تقلل مستحلبات السيليكون القائمة على الماء استخدام المذيبات العضوية بنسبة تصل إلى ٩٠٪ تقريبًا. كما يستنشق العمال كميات أقل من الأبخرة والمذيبات عند استخدام هذه المستحلبات. ووفقًا لسجلات إدارة السلامة والصحة المهنية الأمريكية (OSHA) الخاصة بالشركات التي انتقلت حديثًا إلى استخدام هذه المستحلبات، فقد سُجِّلت انخفاضات بنسبة ٤٥٪ تقريبًا في مشكلات الجهاز التنفسي. وتُعدّ المستحلبات القائمة على السيليكون والمائية خيارًا جيدًا لأنها تعتمد على الماء؛ وبالتالي فإن الأبخرة الكريهة الناتجة عن تطبيقها تقلّ بشكل ملحوظ، مع بقائها فعّالة في التحكم بالرطوبة. وأظهر اختبار OECD 439 باستخدام نموذج EPISKIN أن هذه المستحلبات تسبب تهيجًا جلديًّا ضئيلًا أو معدومًا، وهي آمنة بالنسبة للحياة المائية. ومن أهم الخصائص المميزة لهذه المستحلبات استقرارها في الظروف القاسية، ضمن مدى درجة حموضة (pH) يتراوح بين ٢ و١٣. ويكتسب استقرار المستحلب أهمية كبيرة في مواقع البناء، حيث تتغير التوازنات الكيميائية باستمرار.

إرشادات الانبعاثات الخاصة بشهادة المباني المستندة إلى مستحلب السيليكون وفقًا لإصدار LEED v4.1 وBREEAM وCradle to Cradle

تقدم برامج «من المهد إلى القبر» (Cradle to Cradle)، وطريقة تقييم الأبنية البيئية لمؤسسة أبحاث البناء (BREEAM)، وبرنامج القيادة في مجال كفاءة الطاقة والتصميم البيئي (LEED v4.1) شهاداتٍ تُمنح لسوق المستحلبات السيليكونية، ما يُعزِّز الطلب عليها بشكل أكبر. ومع ذلك، فإن الالتزام بهذه الشهادات يتطلَّب من المستحلبات السيليكونية تجاوز عددٍ من العوائق. فعلى سبيل المثال، يفرض برنامج LEED v4.1 قيودًا على محتوى المركبات العضوية المتطايرة (VOC) في المستحلبات، بينما تتطلَّب منهجية BREEAM إجراء تنبؤاتٍ بشأن تحلُّل المستحلبات (وبالتالي تتطلَّب منهجية BREEAM تحليلاتٍ تشمل دورة حياة المنتج كاملةً من «المهد إلى القبر» للمستحلبات)، أما مبادرة «من المهد إلى القبر» (Cradle to Cradle) فتتطلَّب إجراء تحليلاتٍ لما بعد الاستخدام، حيث يجب أن تشكِّل المواد المستمدة من مصادر متجددة الغالبية العظمى من مكوِّنات المستحلبات، وألا يتجاوز تركيز أي معادن فيها ١٠٠ جزء في المليون (ppm). وقد أجبر هذا التشريع العديد من مصنِّعي المستحلبات على إعادة صياغة تركيبات منتجاتهم لتكون «خاليةً من المذيبات»، وإنشاء نظامٍ «لتتبع سلسلة التوريد»، وتطوير بوليمرات سيليكونية تحافظ على فعاليتها كمواد كارهة للماء.

الاختلاف في الشهادات الإقليمية: العلامة البيئية الأوروبية (EU Eco-Label)، وشهادة «غرين غارد غولد» الأمريكية (US GreenGuard Gold)، والمعيار الصيني للمباني الخضراء (China Green Building Standard)

تتطلب الشهادات الخضراء الإقليمية استراتيجيات مختلفة:

ويُحدد نظام العلامة البيئية الأوروبية (EU Eco-Label) حدوداً لاستخدام السيلوكسانات الميثيلية المتطايرة (VMS)، ويشترط أن تكون السيلوكسانات المستخدمة في المنتجات قابلة للتحلل البيولوجي بسهولة. وهذا يشجّع على استخدام السيلوكسانات المُعدَّلة بالألكيل.

وتنطبق شهادة «غرين غارد غولد» الأمريكية (GreenGuard Gold) فقط على المنتجات التي خضعت بنجاح لاختبار الانبعاثات الكيميائية في غرفة اختبار مدتها ٣٦٠ ساعة. كما توجد معايير صارمة تتعلق بوجود الألدهيدات والمركبات العضوية المتطايرة (VOCs) في هذه المنتجات.

وفي معيار التقييم الصيني للمباني الخضراء من فئة النجمات الثلاث (China’s Three-Star Green Building Evaluation Standard)، تُعطى معايير المنشأ المحلي وزناً نسبته ٣٠٪ من المجموع الكلي، ما يحفِّز التصنيع المحلي وشراء المواد الأولية من المصادر الإقليمية.

إن هذا الاختلاف عن المعايير يُحدث حالةً نادرةً من الاعتماد المتبادل. ففقط حوالي ١٢٪ من مستحلبات السيليكون التجارية حصلت على شهادات GreenGuard Gold وEco-Label. أما الشركات المصنِّعة الملتزمة، فهي تجري تحليلاً تفصيلياً للثغرات الخاصة بكل ولاية قضائية في مرحلة مبكرة من عملية تصميم المنتج، ما يمكنها من توجيه اختيار البوليمرات وأنظمة المثبتات والتحكم في آثار الملوثات وفقاً لمعايير الاعتماد المستهدفة.

التطبيقات المستدامة لمستحلبات السيليكون في أنظمة البناء منخفضة الأثر

الخصائص المانعة لاختراق الماء وإدارة الرطوبة في الجص الطبيعي والركام الخفيف الوزن

توفر المستحلبات السيليكونية في الجص الطبيعي تحكّمًا جيدًا في مستويات الرطوبة. وتمنع هذه المواد دخول كميات كبيرة من مياه الأمطار، مع السماح لبخار الماء بالخروج. وهذا مثالي لمنع مشاكل نمو العفن وتقشّر الجدران المصنوعة من الطين والجير والتربة الطينية. وأظهرت المواد الخفيفة المعالَجة بالسيليكون، مثل الطين الموسع أو البرلايت، انخفاضًا بنسبة ٧٠٪ في امتصاص الماء في اختباراتنا التي أجريناها العام الماضي. ولتقنية التبريد هذه ثلاث مزايا رئيسية: أولًا، تزداد مدة بقاء المباني لأنها تتحمّل دورات التجمد والذوبان بشكل أكبر. ثانيًا، تبقى العزل الحراري فعّالًا. ثالثًا، تقلّ وتيرة الإصلاحات. كما تتميّز هذه التقنية أيضًا بخاصية فريدة وهي عدم تلوّثها لمياه الجوف. وخلال اختباراتنا، أظهر الجص المعالَج بالسيليكون الحفاظ على ٩٢٪ من مقاومته الأصلية للماء بعد خضوعه لـ٥٠ دورة من البتل والتجفيف. وهذا يعني أن مقاومة السيليكون للماء تظل سليمة حتى بعد التبليل والتجفيف المتكرِّر.

المتانة تعني التصاميم والأساليب الحديثة في البناء التي تهدف إلى تقليل الانبعاثات الكربونية إلى أدنى حد ممكن مع الحفاظ على الجودة.

مستحلبات السيليكون من الجيل التالي: القابلية للتحلل البيولوجي والمعالجة الخالية من المذيبات

تطوير هياكل البوليمرات القابلة للتحلل البيولوجي دون المساس بالأداء

تتميّز أحدث إصدارات المستحلبات السيليكونية المتعددة الاستخدامات بقابلية التحلل البيولوجي المعتمدة، وبكونها خالية من المذيبات في مراحل التصنيع والمعالجة. ويُسهم هذا في حل مشكلة التخلص من المنتجات في نهاية عمرها الافتراضي، مع الاستمرار في القضاء على المركبات العضوية المتطايرة (VOC) طوال دورة حياتها الكاملة. وقد أدّت الابتكارات الحديثة إلى تطوير سيلوكسانات متخصصة قادرة على التحلل المتحكَّم فيه بعد انتهاء فترة الخدمة، وذلك عبر سلاسل جانبية قابلة للهجوم الإنزيمي. وتتوافق هذه السيلوكسانات مع معايير قابلية التحلل البيولوجي وفق المواصفات القياسية الدولية ISO 14851 و14852. علاوةً على ذلك، يسمح تصنيع هذه السيلوكسانات وتطبيقها بإنشاء بيئة عمل خالية تمامًا من المركبات العضوية المتطايرة، ما يوفّر مكان عملٍ أكثر أمانًا ويقلّل من التلوث الجوي. ولا تؤثّر هذه التطورات سلبًا على أداء السيلوكسانات؛ إذ تظهر زوايا تماس تفوق ١١٠ درجة، ولصقًا ممتازًا على الأسطح المعدنية، واستقرارًا حراريًّا يصل إلى ٢٠٠ درجة مئوية. ونحن نقدّم مادة بناء فائقة الجودة تلبّي جميع المتطلبات الأداءية، وتتميّز بطول العمر، مع تحقيق الأهداف البيئية.

الأسئلة الشائعة

ما هي المركبات العضوية المتطايرة (VOCs) في المستحلبات السيليكونية؟

في المستحلبات السيليكونية، تشير المركبات العضوية المتطايرة (VOCs) إلى المركبات العضوية — وفي هذه الحالة السيليكون — التي تتحول بسهولة إلى بخار أو غاز بسبب نقاط غليانها المنخفضة. وقد صُمّمت المستحلبات السيليكونية لتقليل هذه الظاهرة من أجل الامتثال للوائح الدولية الصارمة.

كيف تساعد المستحلبات السيليكونية في الحصول على شهادات المباني الخضراء؟

تساعد المستحلبات السيليكونية في الحصول على شهادات المباني الخضراء بفضل انخفاض مستويات المركبات العضوية المتطايرة (VOCs) فيها واستخدام مكوناتها الصديقة للبيئة. ويُعد هذا شرطًا أساسيًّا للتأهل للحصول على شهادات مثل LEED وBREEAM وCradle to Cradle.

هل تعتبر المستحلبات السيليكونية القائمة على الماء أكثر أمانًا للعاملين؟

نعم، إن المستحلبات السيليكونية المائية أكثر أمانًا للعاملين، لأنها تقلل من استخدام المذيبات، وبالتالي تقلل من مخاطر استنشاقها أثناء العمل والمشكلات الصحية المرتبطة باستنشاق المذيبات.

وماذا عن تلوث المياه الجوفية والمستحلبات السيليكونية؟

لا تلوث مستحلبات السيليكون المياه الجوفية، لأن تركيبها الكيميائي يشمل تفاعلًا مُصمَّمًا مع المعادن، وهو ما لا يحدث مع الملوِّثات؛ بل إنها تحمي المياه الجوفية من التلوث.