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2023
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歐洲汽車零部件制造協(xié)會(huì)(CLEPA)等發(fā)表聲明:含氟聚合物難以替代,應(yīng)豁免含氟聚合物的生產(chǎn)和應(yīng)用!
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10月4日,歐洲汽車零部件制造協(xié)會(huì)(CLEPA)和其他14個(gè)簽署方發(fā)表關(guān)于含氟聚合物對(duì)清潔能源轉(zhuǎn)型和歐盟凈零排放產(chǎn)業(yè)重要性的聯(lián)合聲明,呼吁歐盟委員會(huì)和ECHA應(yīng)豁免含氟聚合物生產(chǎn)(包括相關(guān)原材料)及其在工業(yè)應(yīng)用中的使用。他們表示,汽車行業(yè)是PFAS(全氟烷基和多氟烷基物質(zhì))的重要下游用戶,包括含氟聚合物、氟化氣體和短鏈PFAS。限制性提案沒(méi)有承認(rèn)含氟聚合物作為低關(guān)注聚合物符合經(jīng)合組織的要求。
以下為每個(gè)行業(yè)使用的含氟聚合物的簡(jiǎn)要說(shuō)明:
氫能
含氟聚合物用于整個(gè)氫價(jià)值鏈。PEM電解槽和燃料電池的膜由氟化離聚物(通常用增強(qiáng)聚四氟乙烯(PTFE)制成),堿性電解槽、燃油電池系統(tǒng)以及固體氧化物電解槽和陰離子交換電解技術(shù)也高度依賴于含氟聚合物組分。更廣泛地說(shuō),像PTFE、FKM、FFKM、FEPM、FEP這樣的含氟聚合物在墊圈、密封劑、粘合劑或涂層材料、管道、氫氣格柵技術(shù)及其許多各種最終用途中也是必不可少的,目前還沒(méi)有與含氟聚合物的獨(dú)特性能、電阻、機(jī)械和化學(xué)穩(wěn)定性相匹配的替代品,尤其是耐久性(目前的研究仍然嚴(yán)重缺乏),含PFAS產(chǎn)品的任何替代品在不久的將來(lái)都很難開(kāi)發(fā)和應(yīng)用。
風(fēng)電行業(yè)依賴于含氟聚合物不可或缺、不可替代的其他行業(yè),尤其是潤(rùn)滑油和半導(dǎo)體行業(yè)。風(fēng)電行業(yè)直接使用含氟聚合物僅限于某些應(yīng)用,比如風(fēng)力渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子中的某些軸承和滑動(dòng)襯套,以及轉(zhuǎn)子葉片鎖定系統(tǒng)和脫模膜(葉片制造過(guò)程中使用的保護(hù)層,以確保葉片不會(huì)粘在模具上)。此外,某些保護(hù)涂層和油漆可能含有含氟聚合物。然而,在這些后期應(yīng)用中使用含氟聚合物通常并不重要,替代材料可能已經(jīng)商業(yè)化。
電池制造商使用的PFAS數(shù)量非常有限,主要是低關(guān)注度的聚合物。PTFE和PVDF等含氟聚合物是電池關(guān)鍵部件中使用的主要PFAS。例如,PVDF和PTFE用于粘合劑、固體電解質(zhì)/凝膠聚合物電解質(zhì)以及電池隔膜上的涂層;聚四氟乙烯用于墊圈、墊圈和電池中的透氧膜;FEP、FKM、PFA、VDF-HFP也用于墊圈和墊圈。含氟聚合物具有獨(dú)特的性能,這就是它們被用于電池的原因:它們防水、防油、防塵;它們?cè)跇O端條件下(如高溫、高壓和腐蝕性化學(xué)品)是耐用的,并且它們提供了有效的電絕緣和熱絕緣。對(duì)于含氟聚合物在電池中的大多數(shù)用途,目前沒(méi)有非PFAS替代品。非PFAS替代品需要大量的研發(fā)、商業(yè)升級(jí)、廣泛的電化學(xué)和機(jī)械性能和安全測(cè)試與當(dāng)今可用的電池不相上下,這將比PFAS限制提案中提議的過(guò)渡期和減損時(shí)間更長(zhǎng)。?整個(gè)電池價(jià)值鏈的PFAS排放在制造和回收過(guò)程中受到控制,由于PFAS很好地嵌入了電池中,因此在電池使用過(guò)程中PFAS不會(huì)與消費(fèi)者直接接觸。
半導(dǎo)體行業(yè)在整個(gè)供應(yīng)鏈的關(guān)鍵應(yīng)用中依賴PFAS的使用。它們卓越的物理化學(xué)特性:低表面張力、化學(xué)和熱穩(wěn)定性、純度、高滲透性和耐腐蝕性以及不可燃性為數(shù)千種半導(dǎo)體制造應(yīng)用提供了高度的功能性,從而允許化學(xué)品和用它們制成的制品同時(shí)滿足多種和重疊的技術(shù)要求。
PFAS在半導(dǎo)體工業(yè)中的關(guān)鍵應(yīng)用包括但不限于以下方面:
1) 用于光刻、蝕刻和清潔工藝以切割和制造半導(dǎo)體的化學(xué)品(光刻膠)和特殊氣體(如四氟化碳、六氟乙烷、八氟環(huán)丁烷、八氟環(huán)戊烯等);
2) 半導(dǎo)體互連、電容器和絕緣體;
3) 半導(dǎo)體制造設(shè)備(如干餾和薄膜沉積工具)和工廠基礎(chǔ)設(shè)施(例如化學(xué)和超純水分配系統(tǒng))。
雖然從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看,發(fā)現(xiàn)或發(fā)明替代品有一定的潛力,但目前半導(dǎo)體行業(yè)在整個(gè)供應(yīng)鏈中使用PFAS的大多數(shù)用途都不存在已知的替代品,因此需要研究、開(kāi)發(fā)并可能應(yīng)用于大規(guī)模生產(chǎn)的替代物質(zhì),才能被視為可行的替代品。
汽車行業(yè)是許多PFAS的主要下游應(yīng)用領(lǐng)域,包括含氟聚合物、氟化氣體和短鏈PFAS。含氟聚合物用于幾個(gè)關(guān)鍵技術(shù)部件,如墊圈、軟管、接頭、O型環(huán)、密封件、繩索、電纜或套管。含氟聚合物和含氟彈性體是重要的工程材料,可提高車輛的二氧化碳排放性能,并提高部件的耐用性。來(lái)自汽車行業(yè)國(guó)際材料數(shù)據(jù)系統(tǒng)(IMDS)的2022年第一季度的數(shù)據(jù)顯示,近800萬(wàn)個(gè)汽車零部件含有擬議限制范圍內(nèi)的PFAS物質(zhì)。其中超過(guò)500萬(wàn)個(gè)零件含有含氟聚合物和含氟彈性體。據(jù)報(bào)道,最大的PFAS是聚四氟乙烯,用于近400萬(wàn)個(gè)汽車零部件,PTFE占汽車零部件中PFAS報(bào)告總量的近50%,占含氟聚合物使用量的70%以上。
含氟聚合物廣泛應(yīng)用于地?zé)犷I(lǐng)域。它們被用于鉆井、完井、生產(chǎn)泵、傳感器、電纜和地?zé)釤岜孟到y(tǒng)的設(shè)備中。目前,市場(chǎng)上沒(méi)有替代品。
根據(jù)目前的限制提案,機(jī)械和設(shè)備工程行業(yè)的所有制造商的產(chǎn)品或生產(chǎn)線都將受到影響。例如,液壓元件、泵、電機(jī)和閥門,以及配件和壓縮機(jī)都受到高度影響。機(jī)械設(shè)備制造領(lǐng)域使用是PFAS主要是氟化聚合物(如PTFE、ETFE、FEP、PFA、PVDF、FKM),通常用于密封件、軟管、電線和涂層。每當(dāng)極端條件(高溫或低溫、高摩擦阻力、侵蝕性/腐蝕性/有毒化學(xué)條件或這些條件的組合)盛行時(shí),機(jī)械和設(shè)備中都需要含PFAS的材料。因此,大多數(shù)現(xiàn)有的工業(yè)工廠和應(yīng)用程序通常沒(méi)有昂貴的PFAS的等效替代品,而PFAS由于其高昂的價(jià)格而沒(méi)有被隨意使用。
含氟聚合物被用于發(fā)電廠的許多核心部件中。聚四氟乙烯(PFTE)用于旋轉(zhuǎn)軸密封、閥門、電極、管道、電纜和墊圈等部件,具有低摩擦特性,可防止泄漏并防止污染物進(jìn)入系統(tǒng)。此外,氟橡膠(FKM)、氟碳橡膠(FPM)和四氟乙烯-丙烯(FEPM)因其耐高溫、有毒和易燃化學(xué)品而被用于密封。由于缺乏維護(hù)和服務(wù)現(xiàn)有發(fā)電廠所需的更換部件,這一限制將對(duì)歐洲現(xiàn)有電力系統(tǒng)構(gòu)成重大風(fēng)險(xiǎn)。因此,可能不得不停止現(xiàn)有的發(fā)電廠。至少目前,使用替代的無(wú)PFAS組件的可能性很小,因?yàn)樵陂_(kāi)發(fā)階段還沒(méi)有確定的替代品。發(fā)電廠中使用的含氟聚合物的絕對(duì)量相對(duì)較小,并且在受保護(hù)的運(yùn)行環(huán)境中使用,在使用和報(bào)廢期間不受控制地釋放到環(huán)境中的風(fēng)險(xiǎn)非常小。
在工業(yè)、醫(yī)用和特種氣體的分銷和利用的各個(gè)層面都需要含氟聚合物:用于低溫和低溫服務(wù)的設(shè)備,用于氣體儲(chǔ)存和運(yùn)輸;在氣體分配網(wǎng)絡(luò)和設(shè)備之間的連接中。PTFE用于其在氧化環(huán)境中的高自燃溫度和低燃燒熱;與金屬、陶瓷等其他材料的混合物,用作自潤(rùn)滑軸承,具有耐化學(xué)性和低摩擦性,可減少磨損并延長(zhǎng)設(shè)備壽命。聚四氟乙烯涂層軟管,用于氣瓶充氣。含氟聚合物(PTFE、PCTFE、FKM)密封件、墊圈和O型環(huán),可確保氣體和低溫應(yīng)用中設(shè)備的密封性和功能性,對(duì)工藝安全至關(guān)重要。除了其他行業(yè)的天然氣供應(yīng)問(wèn)題外,對(duì)含氟聚合物的禁令還將危及醫(yī)療行業(yè)或關(guān)鍵行業(yè)的氣體供應(yīng),包括為實(shí)現(xiàn)歐盟脫碳目標(biāo)而供應(yīng)的綠色氫氣(低溫和氣態(tài)),以及半導(dǎo)體工業(yè)中使用的特種氣體(稀有氣體、校準(zhǔn)氣體、有毒和腐蝕性氣體)和電子氣體和液體。
散裝儲(chǔ)存碼頭儲(chǔ)存石油、天然氣、食品、飼料、脂肪、化學(xué)品等,對(duì)于清潔產(chǎn)品的進(jìn)口、出口和歐洲物流基礎(chǔ)設(shè)施至關(guān)重要。例如,二氧化碳儲(chǔ)存、清潔化學(xué)品、氫載體(包括低碳?xì)浠衔铮?、甲醇和氨、電子燃料和關(guān)鍵原材料的投資和試點(diǎn)項(xiàng)目正在進(jìn)行中。在這種情況下,含氟聚合物在制造閥門、墊圈等方面至關(guān)重要,以使存儲(chǔ)基礎(chǔ)設(shè)施能夠安全高效地運(yùn)行。
提案中PFAS定義范圍內(nèi)的含氟聚合物廣泛用于RACHP部件,如壓縮機(jī)、閥門、控制器、變速驅(qū)動(dòng)器、泄漏檢測(cè)電子設(shè)備等。這些系統(tǒng)需要能夠承受高壓和寬范圍溫度的密封材料和軸承才能在最佳狀態(tài)下運(yùn)行,具體包括PTFE、PFA、FEP、FKM-FEPM、ETFE、PVDF、PFPE。這些含氟聚合物材料具有高彈性,并提供了將制冷劑泄漏降至最低并提供節(jié)能(低摩擦)軸承所需的優(yōu)異密封和摩擦性能。這種泄漏會(huì)直接導(dǎo)致溫室氣體(GHG)排放,降低能源效率,從而增加與能源相關(guān)的(間接)GHG排放。
含氟聚合物通常用于關(guān)鍵的T&D設(shè)備、零件和組件,如變壓器、開(kāi)關(guān)設(shè)備、斷路器和高壓直流(HVDC)設(shè)備等。這些PFAS具有獨(dú)特的電氣絕緣性能,可防止火災(zāi)和惡劣環(huán)境,如PTFE電纜涂層或PVDF冷卻管。在這種情況下,含氟聚合物對(duì)于保證歐洲電力供應(yīng)設(shè)備的電氣安全和性能至關(guān)重要。
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