Verbinden op LinkedIn
De mogelijke uitdaging van de PFAS-verordening voor afdichtingsselectie
vandaag en morgen
Deel nu!
Januari 2025
Belangrijke feiten in één oogopslag:
- PFAS wettelijke uitdagingen: De voorgestelde PFAS-verordening van de EU kan van invloed zijn op essentiële polymere afdichtingsmaterialen zoals FKM, PTFE en andere, die vanwege hun unieke eigenschappen cruciaal zijn in industrieën zoals de voedingsmiddelen- en farmaceutische industrie.
- Onzekerheid bij ECHA over PFAS-beperking: Hoewel het belang van fluorpolymeren de laatste tijd wordt erkend, blijft de definitieve PFAS-regelgeving van ECHA onduidelijk omdat ze nog steeds een enorm aantal opmerkingen verwerken.
- Alternatieve ontwikkeling voor PFAS-vrij materiaal: Angst+Pfister levert PFAS-vrije materialen (bijv. EPDM-, HNBR- en VMQ-verbindingen van de volgende generatie) als mogelijke vervangers, hoewel deze materialen hun beperkingen hebben, evenals nieuwe soorten non-fluoro-surfactant (NFS) FKM voor het waarschijnlijke geval dat NFS FKM-polymeren aanvaardbaar zouden kunnen zijn met de definitieve regelgeving.
Een evenwicht vinden tussen innovatie en regelgeving: De toekomst van PFAS in afdichtingsoplossingen en betrokken sectoren
PFAS, d.w.z. geperfluoreerde en polygefluoreerde alkylverbindingen, liggen op ieders lippen als gevolg van wereldwijde regelgeving. Verenigingen uit vele industriële sectoren waarschuwen voor de gevolgen van een te uitgebreid verbod op stoffen in de Europese Unie, dat ook een bedreiging vormt voor gevestigde polymere afdichtingsmaterialen zoals FKM, FFKM, PTFE, FEP of PVDF. Deze materialen worden op grote schaal gebruikt als betrouwbare en duurzame afdichtingsoplossingen waarbij de toepassing van de klant eigenschappen vereist die alleen fluormaterialen in dit geheel bezitten. Naast hun hoge temperatuur en chemische bestendigheid zijn deze materialen ook toxicologisch onschadelijk door hun chemische inertheid, waardoor ze geschikt zijn voor contact met gereguleerde producten in de procesindustrie. In deze combinatie stellen de voedingsmiddelen- en drankenindustrie, de farmaceutische industrie en de chemische industrie bijzondere eisen aan de eigenschappen en zuiverheid van de materialen. Aangezien PFAS juist van de markt moeten worden gehaald vanwege mogelijke risico's voor het milieu en de gezondheid, wordt duidelijk hoe onnauwkeurig de verzamelnaam “PFAS” eigenlijk is voor dergelijke regelgeving.
Door het brede scala aan verschillende verbindingen en toepassingen zijn niet alle “PFAS” hetzelfde - polymere en niet-polymere verschillen aanzienlijk. Hoewel de milieu- en gezondheidsrisico's van sommige PFAS-verbindingen worden genoemd, zijn er ook onmisbare toepassingen, bijvoorbeeld in de medische technologie, waar ze een duidelijk voordeel hebben en hun gebruik uitgebreid is gevalideerd: Endoscopen, hartkatheters, implantaten, stents en nog veel meer sterk gereguleerde producten, alternatieven ontbreken. Een gedifferentieerde aanpak is nodig om de risico's te minimaliseren zonder levensreddende technologieën op te offeren.
Het Europees Agentschap voor chemische stoffen (ECHA) is nog bezig met het beoordelen van de meer dan 5.600 opmerkingen die zijn ingediend over de geplande verordening: De eerste verklaringen van de verantwoordelijke commissies voor risicobeoordeling (RAC) en sociaaleconomische analyse (SEAC) over verschillende toepassingen van PFAS benadrukten persistentie als het belangrijkste gevaar van deze brede groep stoffen, naast mogelijke bijkomende effecten van enkele PFAS op het milieu en de menselijke gezondheid.
Tot nu toe hebben de commissies zich echter nog niet beziggehouden met de toepassingen van afdichtingstechnologie; voedselproducenten, machinefabrikanten en fabrikanten van afdichtingen zien de onzekere situatie onder ogen door alle opties te onderzoeken tussen de hoop op een volledige of gedeeltelijke vrijstelling van polymeren van de geplande verordening vanwege hun inertie en het gevreesde verbod van alle PFAS en ook polymere gefluoreerde materialen op de meest uitgebreide manier. In het laatste geval zouden deze toepassingen, zodra de verordening van kracht wordt, alleen nog worden uitgerust met afdichtingsmaterialen met een aanzienlijk kortere levensduur, als ze al worden gebruikt, met alle denkbare gevolgen van dien.
De ECHA mededeling van 20 november 2024 erkent nu de uitgebreide inspanningen van de industrie en verenigingen en erkent specifiek de onovertroffen voordelen van fluorpolymeren in afdichtingstechnologie: Met name deze toepassing - met afdichtingstaken in consumenten-, professionele en industriële toepassingen als pakkingen, buisvoeringen, vlakke pakkingen en klepcomponenten - wordt expliciet genoemd als een nieuw, nog niet eerder geïdentificeerd gebruik van PFAS.
De kennisgeving opent ook nieuwe mogelijkheden met betrekking tot het verdere verloop van de procedure. Alternatieven voor een verbod zullen bijvoorbeeld ook worden besproken als onderdeel van de verdere procedure, wat voorheen niet was voorzien.
In het algemeen is de recente aankondiging van het ECHA natuurlijk zeer positief, maar het is niet het moment om op de lauweren te rusten van de voorgestelde verordening, maar om de situatie zorgvuldig te blijven evalueren. Mogelijke alternatieven voor de respectieve toepassing met de respectieve parameters moeten nog steeds worden gezocht en geëvalueerd in alle aspecten, als dat al mogelijk is. Voedselproducenten, machinebouwers en fabrikanten van afdichtingen hopen ook dat de twee comités, RAC en SEAC, hen een indicatie kunnen geven van de te volgen weg. Het valt nog te bezien of - zoals bekritiseerd in Verordening (EU) nr. 10/2011 - de focus zal liggen op de meer consumentgerichte verpakkingskwesties met gematigde omstandigheden en langdurig contact, of dat er ook voldoende aandacht zal worden besteed aan de toepassingen in de voedingsindustrie, die doorgaans kortere, agressievere procesomstandigheden hebben en daarom heel andere mechanische, thermische en chemische beoordelingen vereisen. Een uitgebreid onderzoek naar beide aspecten zou belangrijk zijn om de onzekerheden van de hele voedingsmiddelenindustrie en haar leveranciers uit de machinebouwsector te verminderen. In dit opzicht moet de voedingsmiddelenindustrie worden gezien als een voorloper van de andere takken van de procesindustrie, aangezien veel van de betrokken werktuigbouwkundige bedrijven ook aan de andere takken leveren, zij het in verschillende verhoudingen.
De fabrikanten van gefluoreerde polymeren reageren nu op deze onduidelijke situatie en herzien hun productassortiment en productieprocessen, verbeteren deze om kritische PFAS met een korte keten te vermijden, vooral gefluoreerde oppervlakteactieve stoffen met in water oplosbare eigenschappen, of stoppen helemaal met de productie van gefluoreerde materialen.
Als downstreamgebruikers van polymere PFAS worden fabrikanten van verbindingen nu geconfronteerd met de uitdaging van een gereduceerde toeleveringsketen die ook nog eens op zeer korte termijn kan veranderen, waarbij ze hun materialenportfolio herzien en nieuwe materialen ontwikkelen om hun klanten alle opties te kunnen bieden, ongeacht de weg die de wereldwijde regelgeving de komende jaren kan inslaan.
Deze nieuwe uitdaging betekent vaak een nieuw conflict van doelstellingen voor de selectie van afdichtingen naast de bestaande. Afdichtingen in de procesindustrie moeten aan minstens drie aspecten voldoen:
De drie aspecten van afdichtingsselectie voor voeding, drank en farmaceutica
Enerzijds is de chemische bestendigheid van het elastomeer essentieel naast de mechanische bestendigheid om afdichtingen te verkrijgen die bestand zijn tegen agressieve producten met een grote verscheidenheid aan ingrediënten. Agressieve producten hoeven niet per se gevaarlijke stoffen te zijn, zoals de reinigingschemicaliën in de vorm van verhitte alkaliën, zuren, oxiderende sterilisatiemiddelen of stoom die essentieel zijn in de voedingsmiddelen- en drankenindustrie. Sterker nog, dranken met smaakmengsels of voedingsmiddelen met vaste ingrediënten zoals noten, zaden of fruitpulp kunnen ook een grote uitdaging vormen voor de afdichtingstechnologie.
Aan de andere kant moet het materiaal voldoen aan de noodzakelijke wettelijke vereisten voor contact met voedsel. Vanwege het wereldwijde netwerk van de industrie is het zowel voor leveranciers als voor klanten belangrijk om aan zoveel mogelijk van deze voorschriften te voldoen met één of slechts enkele materialen om het aantal varianten te beperken. Omgekeerd betekent dit echter ook dat deze materialen hun veiligheid al met succes hebben bewezen vanuit het perspectief en de expertise van alle delen van de wereld. Het doel van de relevante wetten en normen - bijvoorbeeld de Amerikaanse 21 CFR 177.2600 (FDA), de Chinese GB 4806.n en GB 9685 of de Duitse XXI Aanbeveling van het Federale Bureau voor Risicobeoordeling - is dus hetzelfde, namelijk het beschermen van het publiek tegen onjuiste modificatie door migratie van stoffen uit de componenten, met daaropvolgende overdracht naar voedsel. De manier om dit te bereiken verschilt echter in detail en er is momenteel geen wederzijdse acceptatie. Ook al wordt protectionisme soms vermoed: Het mondiale materiaal moet ook bestand zijn tegen wereldwijd verschillende meningen van deskundigen.
Uiteindelijk, nadat aan de bovenstaande materiaalvereisten is voldaan, moet de uiteindelijke geometrie ook geschikt zijn voor gebruik als afdichting in een gereguleerde industrie zoals de voedingsmiddelen- en drankenindustrie, wat wordt samengevat onder het trefwoord “hygiënisch ontwerp”. Afdichtingen mogen vanuit hygiënisch oogpunt geen zwakke plek in het ontwerp vormen en mogen bijvoorbeeld de reinigbaarheid van het systeem niet onnodig belemmeren. Het voorkomen van onjuiste installatie of overdruk moet ook worden voorkomen door het ontwerp; aspecten waarmee eenvoudig rekening kan worden gehouden als de leverancier van pakkingen er in een vroeg stadium bij wordt betrokken.
De huidige dreigende regelgeving voor PFAS bedreigt nu dit eerste aspect van duurzaamheid van materialen. Fluorhoudende polymeren zijn uniek in hun thermische en chemische weerstand en kunnen niet worden vervangen door andere materialen, ook al kunnen in individuele gevallen andere materialen worden gebruikt. Dit is echter afhankelijk van de procesomstandigheden van dit individuele geval, zodat de oorspronkelijke reden om fluorhoudende polymeermaterialen te gebruiken als universeel materiaal voor (bijna) alle toepassingen niet langer gegeven is en er mogelijk meerdere varianten moeten worden geselecteerd afhankelijk van het product en de reinigingsomstandigheden, de temperatuur of het belastingsgeval.
Nieuwe FKM-materialen zonder fluorsurfactanten
Angst+Pfister ontwikkelt nieuw peroxidevernet FKM als opvolger van de materialen PERTEC® CIP FKM 75.501 04 en PERTEC® UP FKM 70.501 07, die onder andere in de levensmiddelenindustrie worden gebruikt als zogenaamde NFS-versies (non-fluoro-surfactant) in het gehoopte geval van een vrijstelling van polymeermaterialen van de bestaande regelgeving. De achtergrond hiervan is dat de polymeerfabrikanten ook wateroplosbare fluorsurfactanten gebruikten voor peroxide-crosslinked FKM. Nieuwe processen van de polymeerfabrikanten vereisen deze stoffen niet, maar maken een polymeervervanging noodzakelijk, waardoor deze materiaalontwikkeling onvermijdelijk is voor alle peroxide-crosslinked FKM van alle pakkingfabrikanten. De nieuwe materialen van Angst+Pfister zullen naar verwachting vrijwel dezelfde eigenschappen hebben als hun voorgangers vanwege hun grote gelijkenis.
In het gehoopte geval van een vrijstelling van de regelgeving voor polymere PFAS zou bijvoorbeeld het beproefde FKM-materiaal HITEC® FKM 75.16-04 beschikbaar blijven, dat als bisfenol-crosslinked materiaal gelukkig niet wordt beïnvloed door de beschreven kwestie van fluorosurfactanten.
Rekening houdend met de huidige geschatte tijdsperioden totdat een verordening niet voor 2028, maar misschien pas in 2030 of later van kracht wordt, is er nog steeds voldoende tijd voor de gebruikelijke onderhoudscycli van één of twee jaar in veel gevallen en is er geen noodzaak voor een “overhaaste” omschakeling, zelfs als een volledig verbod op gefluoreerde polymeren een aanzienlijke impact zal hebben op de verwachte onderhoudscycli en de veiligheid van machines en systemen. Toch is het nu zinvol om materialen te onderzoeken die niet onder de geplande PFAS-regelgeving vallen om voorbereid te zijn op een volledig verbod. Enerzijds is dit de enige manier om de te verwachten veranderingen voor het slechtste scenario in elk afzonderlijk geval te beoordelen en anderzijds om de nodige stappen af te leiden voor ontwerp- en productbeheer, zoals een groter aantal varianten, een ontwerpwijziging voor snellere vervanging of zelfs maatregelen om potentiële schade te beperken in het geval van een verwacht lek.
Onderzoek naar PFAS-vrije materialen: Angst+Pfister's EPDM-, VMQ- en HNBR-oplossingen voor de voedingsmiddelen-, dranken- en farmaceutische industrie
De materialen die beschikbaar zijn in de materialenportefeuille van Angst+Pfister voor deze toepassingen omvatten, naast vele andere, materialen uit de EPDM- en VMQ-groepen. HITEC® DW EPDM 70.503 00 was oorspronkelijk geoptimaliseerd voor contact met drinkwater en ontworpen voor duurzaamheid in deze toepassing, maar voldoet ook aan talrijke aanvullende goedkeuringen voor de voedingsmiddelenindustrie en zelfs de farmaceutische sector (zie afbeelding).
PERTEC® UP EPDM 70.503 04 daarentegen is speciaal ontwikkeld voor ultrazuivere toepassingen en voldoet bovendien aan Chinese en Franse goedkeuringen voor voedselveiligheid. Een hardere versie van dit materiaal, PERTEC® 80.503 01, is ook beschikbaar.
Als alternatief is PERTEC® UP VMQ 70.501 01 een ander ultrazuiver materiaalmengsel dat, in tegenstelling tot EPDM, bestand is tegen vetten en ook een breed, wereldwijd erkend goedkeuringsspectrum biedt. Voor zachtere oplossingen is de variant PERTEC® UP VMQ 50.501 02 beschikbaar.
Bij een directe vergelijking van deze uitstekende materialen met FKM-materialen zijn er natuurlijk materiaalspecifieke beperkingen: EPDM presteert minder goed bij een hoog vetgehalte en VMQ is minder goed bestand tegen stoomsterilisatieprocessen.
Als aanvulling op deze reeks PFAS-vrije materialen ontwikkelt Angst+Pfister een volgende generatie HNBR, met als doel deze materiaalklasse - die sinds het midden van de jaren 2010 grotendeels is vervangen door FKM-materialen - opnieuw te introduceren met behulp van moderne technologie.
Samenvatting en conclusie
De huidige onduidelijke situatie met betrekking tot de geplande regulering van alle PFAS is verontrustend voor voedselproducenten, machinefabrikanten, fabrikanten van afdichtingen en hun leveranciers. Een snelle verbetering van deze situatie door duidelijke regelgeving is nog niet in zicht, ook al erkent de laatste mededeling van het ECHA het belang van fluorpolymeren voor toepassingen in de afdichtingsindustrie. Verenigingen willen opheldering en in het bijzonder een volledige vrijstelling van de geplande regelgeving voor polymere PFAS, omdat deze veilig geproduceerd, gebruikt en verwijderd kunnen worden. In feite kunnen fluorpolymeren in veel afdichtingstoepassingen niet worden vervangen door gelijkwaardige alternatieven; er moet worden gevreesd voor een kortere levensduur en snellere storingen. Om op alle eventualiteiten voorbereid te zijn, is het raadzaam om in een vroeg stadium contact op te nemen met de leverancier van hoogwaardige pakkingen om enerzijds mogelijke fluorpolymeermaterialen van de nieuwste technologie uit hun portfolio en anderzijds potentiële vervangingsmaterialen te controleren en zo het risico voor uw eigen bedrijf tot een minimum te beperken.
Dit artikel werd voor het eerst gepubliceerd in het novembernummer van het vakblad DICHT!, uitgegeven door ISGATEC GmbH.
Laten we over je project praten!
Vraag een gratis adviesgesprek aan en vind een perfecte oplossing op maat.
Op basis van ons assortiment creëren en ontwikkelen we een individuele oplossing voor uw toepassing - of we ontwikkelen zelfs vanaf nul een hoogwaardig onderdeel voor uw product om kwaliteit en veiligheid te garanderen. Voor deskundig advies en oplossingen op maat, afgestemd op uw specifieke behoeften, is het serviceaanbod van Angst+Pfister uw bron voor oplossingen.
Laten we praten!
Gerelateerde verhalen
Nieuwe wereldwijde PFAS-regelgeving dwingt tot PFAS-vrije materialen en dringt aan op samenwerking met betrouwbare leveranciers.
Wij zorgen dat het werkt
Neem gewoon contact met ons op en we nemen snel contact met u op!
Blijf op de hoogte!
Meld u vandaag nog aan voor onze nieuwsbrief en ontvang onze nieuwste updates over producten en de laatste trends in de branche!