Modern endüstride, metal yüzey tedavisi performansı iyileştirmek, hizmet ömrünü genişletmek ve metal malzemelerin görünümünü arttırmak için önemli bir adımdır. Bununla birlikte, ağır metalleri ve uçucu organik çözücüleri ağır kullananlar gibi geleneksel metal yüzey işlem süreçleri, çevre ve insan sağlığı için ciddi bir tehdit oluşturmaktadır. Küresel çevre farkındalığının sürekli geliştirilmesi ve giderek daha katı çevre düzenlemeleri ile metal yüzey tedavi endüstrisi benzeri görülmemiş bir dönüşüm baskısı ile karşı karşıyadır ve yeşil kimyasal süreçler endüstri gelişiminde yeni bir eğilim olarak ortaya çıkmıştır.
Geleneksel metal yüzey işlem süreçlerinin çevresel sorunları
Elektrokaplamada altıgen krom pasivasyonu gibi geleneksel metal yüzey işlem süreçleri, metallerin korozyon direncini arttırmak için yaygın olarak kullanılır. Ancak onaltılık krom güçlü bir kanserojendir ve atık su ve egzoz emisyonları çevreye ve insan sağlığına büyük zarar verir. Boyama işleminde, çok sayıda organik çözücü bazlı kaplama, uçucu hale getirme işlemi sırasında fotokimyasal duman oluşturabilen, atmosferik ortamın kirletebilen ve ayrıca operatörlerin solunum sistemine zarar verebilen uçucu organik bileşikler (VOC'ler) içerir. Ek olarak, geleneksel süreçler tarafından üretilen büyük miktarda atık kalıntısı ve atık su, düzgün bir şekilde tedavi edilmezse, toprak ve su kirliliğine yol açabilir ve ekolojik dengeyi bozabilir.
Yeşil kimyasal teknolojinin geliştirme arka planı
AB'nin kayıt, değerlendirme, yetkilendirme ve kimyasalların kısıtlanması (erişim) düzenlemesi gibi çevre düzenlemelerinin sürekli olarak sıkılaştırılmasıyla, metal yüzey tedavi endüstrisindeki kirletici emisyonlarına katı kısıtlamalar uygulanmıştır. İşletmeler süreç iyileştirmeleri yapmazlarsa, yüksek para cezaları ve hatta üretim kapatma riskiyle karşı karşıya kalırlar. Aynı zamanda, tüketicilerin çevre dostu ürünlere yönelik artan talep, şirketleri daha çevre dostu üretim yöntemleri aramaya teşvik etti. Bu bağlamda, yeşil kimya süreçleri, düşük kirlilik, düşük enerji tüketimi ve yüksek güvenlik avantajları nedeniyle metal yüzey tedavi endüstrisinde yavaş yavaş bir araştırma hotspot ve gelişim yönü haline gelmiştir.
Tipik yeşil kimya süreçlerine giriş
Krom içermeyen pasivasyon işlemi
Kromsuz pasivasyon süreci, son yıllarda hızla gelişen çevre dostu bir metal yüzey tedavi teknolojisidir. Geleneksel altıgen krom bileşiklerinin titanyum tuzları, zirkonyum tuzları, molibdat tuzları, vb. İle yerini alır ve metal yüzey üzerinde yoğun bir pasivasyon filmi oluşturarak korozyonun önlenmesini sağlar. Örneğin, alüminyum alaşımlarının yüzeyinde titanyum zirkonyum esaslı pasivatörler tarafından oluşturulan pasivasyon filmi iyi korozyon direncine ve yapışmasına sahiptir ve atık su arıtmasını basitleştiren ağır metaller içermez. Bu süreç sadece çevreye verilen zararı azaltmakla kalmaz, aynı zamanda elektronik ürünler ve diğer ürünler için zararlı madde kısıtlamalarının gereksinimlerini de karşılamaktadır.
Su bazlı kaplama işlemi
Su bazlı kaplama teknolojisi, su çözücü veya dağıtıcı bir ortam olarak kullanan bir kaplama tekniğidir. Geleneksel çözücü bazlı kaplamalarla karşılaştırıldığında, su bazlı kaplamalar VOC emisyonlarını%90'dan fazla azaltabilir ve hava kirliliğini büyük ölçüde azaltabilir. Su bazlı kaplamalar iyi inşaat performansına sahiptir ve püskürtme, fırçalama ve daldırma gibi çeşitli yöntemlerle uygulanabilir. Ayrıca hızlı kurutma hızı ve iyi su direnci, korozyon direnci ve dekoratif özelliklere sahiptirler. Otomotiv boyama alanında, su bazlı taban boyası ve su bazlı ara boya yaygın olarak kullanılmıştır, bu da otomotiv üretim sürecinde çevre kirliliğini etkili bir şekilde azaltır.
Plazma işleme teknolojisi
Plazma işlem süreci, metal yüzeyi ile fiziksel ve kimyasal reaksiyonlara uğramak için plazmadaki aktif parçacıkları kullanır, böylece metalin yüzey özelliklerini iyileştirir. Bu işlem kimyasal reaktiflerin kullanılmasını gerektirmez ve tedavi işlemi sırasında atık su veya egzoz gazı üretmez, bu da onu gerçekten yeşil ve çevre dostu bir süreç haline getirir. Örneğin, plazma nitriding tedavisi, metal yüzeyde yüksek sertlik ve iyi aşınma direncine sahip bir nitrür tabakası oluşturabilir, metalin servis ömrünü iyileştirebilir ve tedavi işlemi düşük enerji tüketimi ve yüksek verimliliğe sahiptir.
Yeşil kimya teknolojisinin avantajları ve zorlukları
Avantaj
Üstün Çevresel Performans: Ağır metallerin, VOC'lerin ve diğer kirleticilerin emisyonlarını önemli ölçüde azaltarak çevreye ve insan sağlığına verilen zararı azaltır.
Sürdürülebilir Kalkınma: Yeşil kimyasal süreçler, sürdürülebilir kalkınma kavramına uygun olarak tipik olarak yenilenebilir kaynaklar veya düşük toksisite hammaddeleri kullanır.
Ürün kalitesinin iyileştirilmesi: Bazı yeşil kimyasal işlemler, metallerin yüzey özelliklerini iyileştirirken ürünlerin görünüm kalitesini ve stabilitesini artırabilir.
Kapsamlı Maliyetlerin Azaltılması: Bazı yeşil kimyasal işlemler daha yüksek başlangıç ekipmanı yatırımı gerektirse de, uzun vadede, çevre arıtma maliyetlerinin ve hammadde atıklarının azaltılması nedeniyle kapsamlı maliyetler aslında azalır.
Meydan okumak
Teknolojik Olgunluk: Bazı yeşil kimyasal süreçler hala araştırma ve geliştirme veya küçük ölçekli uygulama aşamasındadır ve teknik istikrar ve güvenilirliğin daha da geliştirilmesi gerekir.
Maliyet faktörü: Yeşil kimya süreçleri için gereken yüksek özel ekipman ve hammadde fiyatları, işletmelerin erken aşamalarda benimsenirken maliyet baskılarına neden olur.
Eksik endüstri standartları: Şu anda, metal yüzey tedavi endüstrisindeki yeşil kimya süreçleri standartları birleştirilmemiştir ve şirketler seçerken ve uygularken net rehberlik değildir.
Yeşil kimyasal süreçlerin gelişim beklentileri
Teknolojinin sürekli ilerlemesi ve artan çevre koruma talebi ile, metal yüzey tedavi endüstrisindeki yeşil kimyasal süreçlerin uygulama beklentileri çok geniştir. Gelecekte, Ar -Ge personeli mevcut yeşil kimya süreçlerini optimize etmeye, teknolojik olgunluklarını ve istikrarlarını artırmaya ve maliyetleri azaltmaya devam edecektir. Aynı zamanda, biyo bazlı kaplamalar ve nano yüzey işlem teknolojileri gibi yeni yeşil kimyasal işlemler ve malzemeler ortaya çıkmaya devam edecektir. Endüstri dernekleri ve devlet daireleri aynı zamanda işbirliğini güçlendirecek, birleşik endüstri standartları ve normları geliştirecek ve yeşil kimyasal süreçlerin yaygın uygulamasını teşvik edecektir.
Çözüm
Metal yüzey tedavi endüstrisinin yeşil kimyasal süreçlere dönüşümü, sürdürülebilir kalkınmaya ulaşmak için kaçınılmaz bir seçimdir. Yeşil kimya süreçleri şu anda tanıtım ve uygulamada bazı zorluklarla karşılaşsa da, teknolojinin sürekli yeniliği ve iyileştirilmesi ile avantajları kademeli olarak öne çıkacaktır. İşletmeler, çevre korumasındaki bu yeni eğilimi aktif olarak benimsemeli, yeşil kimyasal süreçlerin araştırılmasına ve uygulanmasına yatırımı artırmalı, sadece çevre korumasına katkıda bulunmakla kalmaz, aynı zamanda şiddetli piyasa rekabetinde fırsatlar kazanmalı ve ekonomik ve çevresel faydalar için bir kazan-kazan durumu elde etmelidir.