Dengan sifat kimia yang unik, PFAS (zat per- dan polyfluoroalkil) telah lama menjadi bahan yang stabil untuk pembuatan kabel dan kabel. Sekarang, masalah lingkungan dan kesehatan berarti tekanan peraturan meningkat. Waktunya telah tiba untuk mempersiapkan masa depan bebas PFAS.
Berkat ikatan karbon-fluor yang kuat, fluoropolimer adalah isolator listrik yang luar biasa dengan ketahanan yang sangat tinggi terhadap panas dan bahan kimia lainnya. Tapi ada alasan mengapa mereka dikenal sebagai 'bahan kimia selamanya'. Mereka menumpuk di lingkungan, menimbulkan risiko bagi kesehatan manusia, dan tidak rusak selama ratusan, atau bahkan ribuan tahun.
Regulasi PFAS, hingga larangan langsung untuk penggunaan tertentu, semakin meningkat. AS dan Uni Eropa memimpin dengan langkah-langkah ketat, sementara wilayah lain juga bergerak menuju kontrol yang lebih ketat. Waktu terus berdetak dan perlombaan untuk alternatif yang lebih aman sedang berlangsung.
Mari kita lihat tantangan, alternatif potensial, dan pertimbangan utama untuk memilih bahan yang tepat untuk kebutuhan pengembangan produk Anda.
Mengapa kami menggunakan PFAS dalam W&C Senyawa
PFAS ideal untuk meningkatkan kinerja, daya tahan dan keandalan produk akhir berkat sifat seperti stabilitas termal, ketahanan kimia, biokompatibilitas dan gesekan rendah.
Untuk Untuk alasan selanjutnya, PFAS digunakan sebagai aditif proses dalam senyawa.
Ambil formasi air liur dalam bentuk bebas halogen senyawa tahan api (HFFR), misalnya. Penumpukan material di sekitar cetakan ekstrusi merupakan masalah signifikan dalam pembuatan kawat dan kabel. Ini disebabkan oleh degradasi termal atau oksidatif polimer yang dipaksa oleh tegangan geser tinggi di pintu keluar cetakan, yang dapat membuat fragmen kecil menumpuk di sekitar bibir cetakan. Jika ini putus dan tertanam dalam produk yang diekstrusi, hal itu dapat menyebabkan ketidaksempurnaan permukaan yang menyebabkan korsleting.
PFAS sangat efektif dalam meminimalkan air liur, berkat energi permukaan yang rendah dan sifat pelumas. Mengembangkan bahan alternatif dengan kinerja yang sama menghadirkan tantangan yang kompleks.
Alternatif potensial dalam senyawa W&C
Beberapa pengganti potensial untuk PFAS dalam senyawa kawat dan kabel telah muncul dalam beberapa tahun terakhir, yang bertujuan mengurangi air liur dan meningkatkan kemampuan proses.
-Aditif berbasis silikon dapat secara signifikan mengurangi air liur, tetapi tidak selalu sama persis dengan efektivitas PFAS, sehingga terkadang diperlukan tingkat dosis yang lebih tinggi. Secara khusus, komposit PDMS/silika menghadirkan solusi siap pakai sebagai bantuan pemrosesan untuk banyak aplikasi kawat dan kabel. Mereka pasti memainkan peran yang semakin penting dalam manufaktur.
PDMS/Silica menggabungkan sifat menguntungkan dari kedua bahan. PDMS memiliki energi permukaan yang rendah, yang membantu meminimalkan adhesi ke permukaan cetakan. Silika dapat menghilangkan endapan mikro dan menyebabkan proses ekstrusi yang lebih bersih dan produk berkualitas lebih tinggi. Efek samping selamat datang pada tingkat dosis yang lebih tinggi adalah koefisien gesekan yang berkurang (untuk ketahanan abrasi yang lebih baik), peningkatan sifat tahan api, dan penurunan kepadatan asap jika terjadi kebakaran. Bahan berbasis PDMS/silika juga sangat serbaguna dan dapat disesuaikan untuk beragam aplikasi.
-Turunan PEG sangat menjanjikan dalam mengurangi air liur tetapi, dengan stabilitas termal yang lebih rendah, mereka memerlukan pengelolaan kondisi suhu yang cermat.
Mengapa kami menggunakan PFAS dalam insulasi kabel
Penggunaan PFAS lainnya dalam kawat dan kabel adalah untuk isolasi. Bahan isolasi umum di industri mengandung PFAS. Ini termasuk polytetrafluoroethylene (PTFE), fluorined ethylene propylene (FEP), perfluoroalkoxy (PFA), dan ethylene tetrafluoroethylene (ETFE).
Yang penting untuk dipahami adalah bahwa PFAS yang dikandungnya tidak semuanya sama. Faktanya, hanya sedikit yang digolongkan sebagai zat terkontrol di bawah Konvensi Stockholm — yaitu PFOS, PFOA, dan PFHXS. Ini termasuk dalam kelas PFAS yang terdiri dari rantai karbon panjang, yang terakumulasi dalam organisme sepanjang rantai makanan.
Sebagian besar fluoropolimer di pasaran saat ini sudah bebas PFOA, dan sebagian besar produsen tidak pernah menggunakan PFOS atau PFHX sejak awal. Generasi fluoropolimer berikutnya akan diproduksi dengan proses baru tanpa fluorosurfaktan (pengemulsi berfluorinasi), yang seharusnya secara substansif mengurangi kontaminasi PFAS di lingkungan.
Alternatif potensial dalam insulasi
Dalam mencari alternatif yang lebih berkelanjutan, tantangannya adalah menyeimbangkan kinerja dengan pengelolaan lingkungan. Untuk saat ini, PFAS tidak tergantikan untuk aplikasi kritis di mana keselamatan, kinerja, dan kontinuitas operasional adalah yang terpenting.
Misalnya, jaringan komunikasi kedirgantaraan dan pertahanan bergantung pada fluoropolimer untuk mengurangi gangguan sinyal dan mencegah hilangnya sinyal frekuensi tinggi dalam jarak jauh. Alternatif bebas PFAS yang layak terus dicari.
Demikian juga, di sektor perawatan kesehatan. Alat pacu jantung mengandalkan daya tahan fluoropolimer. Kateter dan kabel pemandu bergantung pada permukaan gesekan rendah untuk menavigasi pembuluh darah dengan lancar. Menemukan alternatif berkelanjutan akan bergantung pada sifat mekanik, fleksibilitas, metode sterilisasi, dan biokompatibilitas.
-Polyurethane termoplastik (TPU) adalah salah satu pengganti yang layak untuk beberapa aplikasi kabel medis. Mereka menawarkan fleksibilitas, daya tahan, biokompatibilitas, dan kemudahan pemrosesan, tetapi mungkin tidak sepenuhnya cocok dengan fluoropolimer dalam ketahanan kimia atau sifat gesekan.
-Silicone menawarkan fleksibilitas dan biokompatibilitas yang tak tertandingi tetapi tidak tahan kimia seperti fluoropolimer.
Kemajuan menuju masa depan yang lebih aman untuk semua
Pencarian alternatif PFAS untuk kabel dan kabel terus berlanjut. Tidak ada pengganti tunggal secara keseluruhan, terutama untuk aplikasi berkinerja tinggi tertentu seperti kabel medis, pertahanan, dan komunikasi.
Kabar baiknya adalah lanskap berkembang pesat. Setiap mitra utama yang bekerja sama dengan kami secara aktif mengembangkan teknologi penggantian PFAS. Ketersediaan alternatif akan meningkat seiring waktu.
Dengan produsen kawat dan kabel yang didorong untuk mengembangkan produk yang lebih aman bagi manusia dan planet ini, satu hal yang jelas: Saatnya memikirkan kembali formulasi Anda. Di IMCD, kami di sini untuk mengeksplorasi kemungkinan bersama.