ความเข้าใจเกี่ยวกับสารเพอร์ฟลูออโรอัลคิลและโพลีฟลูออโรอัลคิล (PFAS)

PFAS เป็นกลุ่มของสารเคมีที่มีชื่อเสียงในด้านความเสถียรทางเคมีสูงและคุณสมบัติเป็นสารลดแรงตึงผิว ซึ่งถูกนำมาใช้ในหลายภาคอุตสาหกรรม รวมถึงการผลิตเซมิคอนดักเตอร์ การทำงานกับโลหะ และการผลิตสารหล่อลื่น เนื่องจากคุณสมบัติที่ไม่ชอบน้ำและไม่ชอบน้ำมัน PFAS จึงถูกพิจารณาว่าเป็นสิ่งจำเป็นในการเพิ่มประสิทธิภาพของกระบวนการกลึงและปรับปรุงคุณภาพของผลิตภัณฑ์ อย่างไรก็ตาม ความเสถียรและความคงทนสูงของพวกมันได้ก่อให้เกิดความกังวลด้านสิ่งแวดล้อมและสุขภาพอย่างมีนัยสำคัญ.

ในงานโลหะการ PFAS มักถูกเติมลงในของเหลวตัดและหล่อลื่นในฐานะสารลดแรงตึงผิวเพื่อปรับปรุงการระบายความร้อนและประสิทธิภาพการหล่อลื่น โครงสร้างสายโซ่ฟลูออโรคาร์บอนของ PFAS ช่วยให้สามารถสร้างฟิล์มที่เสถียรบนพื้นผิวโลหะ ลดแรงเสียดทานและการสึกหรอ ซึ่งช่วยยืดอายุเครื่องมือและเพิ่มความแม่นยำในการตัดเฉือน.

ตัวอย่างเช่น ซัลโฟนเนตเพอร์ฟลูออโรออกเทน (PFOS) และซัลโฟนเนตเพอร์ฟลูออโรเฮกเซน (PFHxS) ได้ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในของเหลวตัดโลหะและสูตรหล่อลื่นต่างๆ เพื่อเพิ่มคุณสมบัติป้องกันสนิมและการหล่อลื่น นอกจากนี้ สารเหล่านี้ยังสามารถคงความเสถียรภายใต้สภาวะสุดขั้ว เช่น อุณหภูมิและความดันสูง ซึ่งมีความสำคัญโดยเฉพาะสำหรับการทำงานโลหะที่มีความแม่นยำในอุตสาหกรรมต่างๆ เช่น อุตสาหกรรมการบินและการผลิตอุปกรณ์ทางการแพทย์.

การค่อยๆ เลิกใช้ PFAS

การใช้ PFAS ในการทำงานโลหะและสารหล่อลื่นยังมีความเสี่ยงต่อสิ่งแวดล้อมและสุขภาพที่อาจเกิดขึ้น สารเหล่านี้ย่อยสลายได้ยากมาก มีคุณสมบัติสะสมในชีวภาพ และสามารถเข้าสู่แหล่งน้ำธรรมชาติผ่านการปล่อยน้ำเสีย ของเหลวที่ใช้แล้ว น้ำหล่อเย็น และน้ำหล่อที่ใช้ในการทำงานโลหะมักมีปริมาณ PFAS ที่สำคัญ.

หากไม่ได้รับการจัดการอย่างเหมาะสม สารประกอบฟลูออรีนเหล่านี้อาจทำให้ดินและน้ำใต้ดินปนเปื้อนมากขึ้น ซึ่งเป็นภัยคุกคามต่อระบบนิเวศและสุขภาพของมนุษย์ งานวิจัยแสดงให้เห็นว่า PFAS สามารถรบกวนระบบต่อมไร้ท่อของมนุษย์และเกี่ยวข้องกับปัญหาสุขภาพต่างๆ รวมถึงมะเร็ง การทำงานของระบบภูมิคุ้มกันบกพร่อง และปัญหาการเจริญพันธุ์.

เมื่อความกังวลทั่วโลกเกี่ยวกับผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมจาก PFAS เพิ่มมากขึ้น หลายประเทศและภูมิภาคเริ่มเข้มงวดกฎระเบียบเกี่ยวกับสารเหล่านี้ สำนักงานคุ้มครองสิ่งแวดล้อมของสหรัฐอเมริกา (EPA) ได้ระบุ PFOS, กรดเพอร์ฟลูออโรออกตานอยิก (PFOA) และอนุพันธ์ของมันภายใต้พระราชบัญญัติการควบคุมสารพิษ โดยกำหนดให้มีการลดการใช้งานในกระบวนการอุตสาหกรรมหรือการค้นหาทางเลือกอื่น ๆ.

สหภาพยุโรปยังได้กำหนดข้อจำกัดที่เข้มงวดเกี่ยวกับการใช้สาร PFAS ต่างๆ ภายใต้อนุสัญญาสตอกโฮล์มเพื่อลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมและสุขภาพของพวกเขา มาตรการด้านกฎระเบียบเหล่านี้ได้กระตุ้นให้อุตสาหกรรมการผลิตโลหะค้นหาทางเลือกที่ปราศจาก PFAS และสูตรน้ำมันหล่อลื่นและของเหลวตัดที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมมากขึ้น.

หล่อลื่นที่ปราศจาก PFAS ในการทำงานโลหะ

ในการผลิตสารหล่อลื่นสำหรับการทำงานโลหะ ทางเลือกที่ปราศจาก PFAS กำลังได้รับความสนใจ. ทางเลือกเหล่านี้มีเป้าหมายเพื่อลดหรือกำจัดการใช้ PFAS ซึ่งจะช่วยลดความเสี่ยงของมลพิษทางสิ่งแวดล้อม. เทคโนโลยีทางเลือกบางอย่าง เช่น น้ำมันหล่อลื่นจากพืชและน้ำมันหล่อลื่นสังเคราะห์ ไม่เพียงแต่มีคุณสมบัติป้องกันสนิมและหล่อลื่นที่คล้ายคลึงกัน แต่ยังมีความสามารถในการย่อยสลายทางชีวภาพและความเข้ากันได้กับสิ่งแวดล้อมที่ดีกว่าอีกด้วย. อย่างไรก็ตาม ค่าใช้จ่ายและข้อกำหนดทางเทคนิคของทางเลือกเหล่านี้ยังคงเป็นความท้าทาย ซึ่งจำเป็นต้องมีการวิจัยและพัฒนาเพิ่มเติมเพื่อให้แน่ใจในประสิทธิภาพและความเสถียรของพวกเขาในแอปพลิเคชันอุตสาหกรรมที่แตกต่างกัน.

สำหรับการบำบัดน้ำเสียจากการทำโลหะวิทยา วิธีการบำบัดทางกายภาพและเคมีแบบดั้งเดิม เช่น การทำให้รวมตัว การตกตะกอน และปฏิกิริยารีดอกซ์ ไม่ได้มีประสิทธิภาพในการกำจัด PFAS อย่างสมบูรณ์. การศึกษาล่าสุดแสดงให้เห็นว่าเทคโนโลยีการรักษาที่ทันสมัย เช่น กระบวนการออกซิเดชันขั้นสูง (AOPs) การกรองด้วยเยื่อและเทคนิคการดูดซับ (เช่น การดูดซับด้วยถ่านกัมมันต์และเรซิน) มีประสิทธิภาพสูงกว่าในการกำจัดมลพิษอินทรีย์ที่มีความคงทนเหล่านี้. อย่างไรก็ตาม การนำเทคโนโลยีเหล่านี้ไปใช้ต้องพิจารณาถึงต้นทุน การใช้พลังงาน และความต้องการในการดำเนินงาน และต้องการการปรับแต่งและการตรวจสอบเพิ่มเติม

การใช้ PFAS ในการทำงานโลหะและสารหล่อลื่นเน้นถึงข้อดีในด้านประสิทธิภาพอุตสาหกรรม แต่ก็ยังนำมาซึ่งความเสี่ยงต่อสิ่งแวดล้อมและสุขภาพ เมื่อความตระหนักด้านสิ่งแวดล้อมเพิ่มขึ้นและกฎระเบียบเข้มงวดขึ้น อุตสาหกรรมจึงต้องเผชิญกับแรงกดดันในการลดการใช้ PFAS ค้นหาทางเลือกใหม่ และปรับปรุงเทคโนโลยีการบำบัดน้ำเสีย ในอนาคต นวัตกรรมในการทำงานโลหะจะต้องสร้างสมดุลระหว่างประสิทธิภาพและข้อกำหนดด้านสิ่งแวดล้อม ส่งเสริมการเปลี่ยนแปลงอุตสาหกรรมอย่างยั่งยืน.

◆ อ้างอิงจาก: Springer Nature

◆ แหล่งที่มา: https://rdcu.be/dSOkJ