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Seit einiger Zeit findet das Thema rundum PFAS (Per- und polyfluorierte Alkylsubstanzen) hohe mediale Präsenz, bei der es um ein Verbot von mehr als 10.000 Stoffen auf europäischer Ebene geht. Der aktuelle Entwurf sieht vor, neben den toxischen und leicht flüchtigen Substanzen auch Produkte zu verbieten, die aus dem täglichen Leben und der Industrie nicht mehr wegzudenken sind.

Im Speziellen geht es um die Fluorkunststoffe wie PVDF, ECTFE, PFA oder FEP. Ohne diese sind in der modernen Medizintechnik die Herstellung von Impfstoffen, die Analytik oder die Implantattechnologie nicht mehr möglich. Auch sind die Herstellung von Halbleitern für die Photovoltaik, die Chipindustrie ohne Fluorkunststoffe ausgeschlossen. Der aktuelle Stand der chemischen Industrie würde um über 50 Jahre zurückgeworfen.

Jetzt sind Sie gefragt! Zum Wohle aller besteht bis 22.09.2023 die Möglichkeit, bei derECHA Einspruch als Endnutzer einzulegen, der genau Ihren Anwendungsfall betrifft.

Vergangene Webinare haben gezeigt, dass die Thematik noch mehr Klärung bedarf. Hierzu hat die ECHA ein Video mit allen Informationen aufgearbeitet und geteilt:

Fluorkunststoffe: Unverzichtbar für unsere Welt und Wirtschaft

Per- und polyfluorierte Alkylsubstanzen (PFASs) sind chemische Verbindungen, die aufgrund ihrer wasser- und schmutzabweisenden Eigenschaften in vielen Branchen weit verbreitet sind. Allerdings wurden in den letzten Jahren Bedenken hinsichtlich der potenziellen Risiken von PFASs für Mensch und Umwelt laut. Um diese Risiken zu minimieren, haben fünf europäische Länder - Dänemark, Deutschland, Niederlande, Norwegen und Schweden - ein "restriction proposal" bei der Europäischen Chemikalienagentur (ECHA) eingereicht, das ein Verbot von mehr als 10.000 PFAS-Verbindungen vorsieht, einschließlich Fluorkunststoffe wie beispielsweise PVDF,ECTFE, PTFE oder PFA.

Allerdings sollten Fluorkunststoffe aus einem generellen Verbot von PFAS-Verbindungen ausgeschlossen werden, da diese alle Kriterien für ein „Polymer of low Concern“ erfüllen. Daher fordert die Industrie, dass Fluorkunststoffe nicht mit gesundheitsschädlichen PFAS-Verbindungen in Verbindung gebracht werden dürfen.

Was sind PFAS-Verbindungen?

PFASs umfassen jegliche fluorierte Stoffe, welche mindestens eine vollständig fluorierte Methyl- oder ein Methylen-Kohlenstoffatom aufweisen. Um die Einordnung der Fluorpolymere innerhalb der PFAS-Verbindungen nachvollziehen zu können, wird in der nachfolgenden Abbildung eine Einteilung dieser Stoffgruppen dargestellt:

Fluorkunststoffe wie PTFE, PVDF oder ECTFE gehören ebenfalls zu dieser Gruppe, da sie mindestens eine vollständig fluorierte Kohlenstoffkette aufweisen. Allerdings unterscheiden sich diese Polymere von anderen PFAS-Verbindungen durch ihre Struktur. In Summe handelt es sich bei den Fluorkunststoffen nur um 38 Substanzen, welche zu den über 10.000 PFAS-Verbindungen gehören.

Schema

Welche Eigenschaften haben Fluorkunststoffe?

Fluorkunststoffe zeichnen sich durch viele einzigartige Eigenschaften aus, wodurch sie sich für eine Vielzahl von Anwendungen in verschiedenen Branchen qualifizieren. Hier sind einige der wichtigsten Eigenschaften von Fluorkunststoffen:

  • Beständigkeit gegenüber hohen Temperaturen: Fluorkunststoffe sind bekannt für ihre hohe Hitzebeständigkeit. Sie können Temperaturen von -260 °C bis zu 260 °C standhalten.
  • Chemische Beständigkeit: Fluorkunststoffe sind gegenüber den meisten Chemikalien resistent. Sie sind beständig gegenüber Säuren, Laugen, Lösungsmitteln und anderen aggressiven Medien. Diese Eigenschaft macht sie ideal für Anwendungen, die chemischen Angriffen ausgesetzt sind.
  • Geringe Reibungskoeffizienten: Hierdurch kann eine sehr hohe Gleitfähigkeit gewährleistet werden (vor allem PTFE).
  • Nicht haftende Oberfläche: Fluorkunststoffe haben eine nicht haftende Oberfläche, welche eine einfache Reinigung ermöglicht.
  • Geringe Permeabilität: Fluorkunststoffe sind bekannt für ihre geringe Permeabilität gegenüber Gasen und Flüssigkeiten.
  • Hervorragender Druckverformungsrest: Geringe Restdeformation des Dichtungswerkstoffs nach Entnahme der Belastung bei bestimmter Temperatur und Zeit (vor allem FFKM)

 Fluorkunststoffe sind unverzichtbar und nicht substituierbar.

Anwendungsbereiche Fluorkunststoffe

pfas-anwendungen

Basierend auf den Eigenschaften gehen eine Vielzahl von möglichen Anwendungsmöglichkeiten hervor, welche nachfolgend dargelegt werden. Hierbei handelt es sich nur um einige Beispiele:

  • Temperaturbeständige Anwendungen: Fluorkunststoffe sind aufgrund ihrer hohen Hitze- sowie Kältebeständigkeit ideal für Anwendungen in der Luft- und Raumfahrtindustrie oder der chemischen Industrie.
  • Chemisch resistente Anwendungen: Aufgrund ihrer hohen chemischen Beständigkeit werden Fluorkunststoffe in der chemischen Verarbeitung, Öl- und Gasindustrie, Halbleiterherstellung und in der Pharmaindustrie eingesetzt.
  • Gleit- und Antihaft-Anwendungen: Fluorkunststoffe sind aufgrund ihres geringen Reibungskoeffizienten und ihrer nicht haftenden Oberfläche ideal für Anwendungen im Maschinenbau, in der Textilindustrie und in der Automobilindustrie.
  • Abdichtungs- und Isolationsanwendungen: Fluorkunststoffe werden in der Elektronikindustrie eingesetzt, um Isolierungen zu produzieren. Auch sind sie unverzichtbare Dichtwerkstoffe für hochanspruchsvolle Anwendungen.

Ein Verbot von Fluorkunststoffen wäre ein technologischer Downgrade für unsere Welt.

Warum sind Fluorkunststoffe ungefährlich?

Fluorkunststoffe erfüllen aufgrund ihrer chemischen Struktur und Eigenschaften alle Kriterien, um als "Polymer Of Low Concern" klassifiziert zu werden. Fluorkunststoffe haben keine reaktiven oder funktionellen Gruppen, die in chemische Reaktionen eintreten könnten, und sind daher chemisch inert. Außerdem sind sie aufgrund ihrer geringen Löslichkeit in Wasser oder anderen Lösungsmitteln und ihrem hohen Molekulargewicht von Mn ≥ 1000 g/mol schwer abbaubar.

Darüber hinaus sind Fluorkunststoffe thermisch stabil und halten hohen Temperaturen stand. Dies bedeutet, dass sie bei der Verwendung nicht in ihre Bestandteile zerfallen oder zersetzt werden und keine schädlichen Emissionen freisetzen. Auch eine Anhäufung von Fluorkunststoffen im menschlichen Körper ist unwahrscheinlich, da sie aufgrund ihres chemischen Aufbaus nicht bioakkumulativ sind.

Im Vergleich zu anderen PFASs sind Fluorkunststoffe somit weniger besorgniserregend und können sicher verwendet werden, solange sie gemäß den vorgeschriebenen Verfahren und Verwendungen behandelt werden.

Welche Auswirkungen hätte ein Verbot?

Ein Verbot von Fluorkunststoffen hätte erhebliche Auswirkungen auf verschiedene Industrien und Anwendungen. Aufgrund ihrer einzigartigen Eigenschaften (siehe Anwendungsbereiche) werden Fluorkunststoffe in vielen verschiedenen Branchen eingesetzt. Hierbei ist zu betonen, dass Fluorkunststoffe in einigen Anwendungen eine unersetzliche Rolle spielen, insbesondere in Anwendungen, bei denen es auf Langlebigkeit, Zuverlässigkeit und Leistungsfähigkeit ankommt.

Ein Beispiel hierfür ist die Verwendung dieser Polymere für Leitungen und Tanks in der Chemieindustrie, die ohne Fluorkunststoffe nicht in der Lage wären, die hohen Anforderungen an Korrosionsbeständigkeit und chemische Beständigkeit zu erfüllen.

Auch aus der Medizintechnik sind diese Kunststoffe nicht mehr wegzudenken. Anwendungsbereiche sind beispielsweise die Herstellung von Schläuchen, Kathetern oder auch Implantaten. Ein Verbot könnte daher zu Engpässen bei medizinischen Geräten und Behandlungen führen, was Auswirkungen auf die Gesundheitsversorgung haben könnte.

Darüber hinaus sind Fluorkunststoffe aufgrund ihrer hohen Reinheit auch unverzichtbar für die Halbleiter-Industrie. Für die Herstellung von Chips sind sehr saubere Umstände notwendig, welche frei von jeglichen Verunreinigungen sind.

Es ist auch zu beachten, dass es derzeit keine geeigneten Alternativen für alle Anwendungen gibt, bei denen Fluorkunststoffe eingesetzt werden. Ein Verbot wird daher zu einem Verlust an Innovation und Fortschritt in diesen Bereichen führen.

Weitere Auswirkungen eines Verbots von Fluorkunststoffen betreffen den sozioökonomischen Bereich. Fluorkunststoffe sind ein wichtiger Wirtschaftsfaktor und tragen zur Schaffung von Arbeitsplätzen bei, insbesondere in Regionen, in denen die Produktion dieser Polymere einen bedeutenden Anteil an der Wirtschaft ausmacht. Ein Verbot könnte zu Arbeitsplatzverlusten und einem Rückgang der Wirtschaftsleistung in diesen Regionen führen.

Verbot von Fluorpolymeren

Da Fluorkunststoffe gemäß ihrer chemischen Struktur als PFAS-Verbindungen kategorisiert werden können, sind diese, wie bereits in vorherigen Abschnitten erwähnt, vom Verbot vollständig betroffen.

Ein wichtiges Kriterium im Verbot der Fluorkunststoffe ist die Zugabe von FPA (fluorinated polymerization aid) im Herstellungsprozess der Fluorkunststoffe. Bei FPA handelt es sich um Additive, welche als Initiator fungieren, um die Reaktionsgeschwindigkeit zu erhöhen. Darüber hinaus werden diese dafür eingesetzt, den Polymerisationsprozess zu stabilisieren.

Bei Einsatz dieser Additive werden die Fluorkunststoffe PTFE, PVDF oder FKM verboten. Sofern diese nicht verwendet werden, ist je nach Anwendungsfall ein Verbot der Fluorkunststoffe nach 6,5 oder 13,5 Jahren zu erwarten. Die genauen Regelungen für Fluorkunststoffe abhängig des Anwendungsfalles können aus dem „restriction proposal“ entnommen werden.

Bis zur finalen Entscheidung eines Verbots von PFASs gibt es einige wichtige, zeitliche Meilensteine, welche nachfolgend dargelegt werden:

Zeitstrahl

Jetzt sind Sie gefragt! Zum Wohle aller besteht bis 22.09.2023 die Möglichkeit, bei derECHA Einspruch als Endnutzer einzulegen, der genau Ihren Anwendungsfall betrifft.

Vergangene Webinare haben gezeigt, dass die Thematik noch mehr Klärung bedarf. Hierzu hat die ECHA ein Video mit allen Informationen aufgearbeitet und geteilt:

Entscheidend ist der 22.03.2023, bei der die Phase zum Sammeln verschiedenster Informationen, die für sowie gegen ein Verbot von allen PFASs sprechen, beginnt. Hier ist die gesamte Wertschöpfungskette vom Hersteller/Verarbeiter bis hin zum Endkonsumenten gefragt, fundierte Daten in Form von beispielsweise wissenschaftlichen Ausarbeitungen der ECHA zur Verfügung zu stellen. Das Ende dieses Zeitfensters ist der 22.09.2023.

Weiteres Vorgehen

Das Sammeln der Daten ist essentiell dafür, um gegen ein Verbot von Fluorpolymeren vorgehen zu können. Bei den Berichten, welche mit ECHA geteilt werden sollen, soll es sich um wissenschaftliche Ausarbeitungen handeln. Einige wichtige Fragestellungen, welche den Kern der Berichte ausmachen, können wie folgt aussehen:

  • In welchen Anwendungen werden die Fluorpolymere eingesetzt?
  • Was wird beim Endkonsumenten aus den Fluorpolymeren hergestellt?
  • Warum werden die Fluorpolymere für diesen Anwendungsfall bevorzugt?
  • Wieso sollte (herausgehend aus dem Anwendungsfall) der jeweilige Fluorkunststoff nicht verboten werden?
    - Bezug nehmend auf die Eigenschaften
  • Welche Alternativmöglichkeiten hinsichtlich des Kunststoffs existieren für die jeweilige Anwendung?
  • Wie schneidet das Alternativpolymer im Vergleich zum eigentlichen Fluorpolymer ab?

    - Mit Fokus auf Materialeigenschaften, Lebensdauer etc.
    - Kann der Alternativkunststoff überhaupt alle Funktionen des Fluorkunststoffs abdecken?


Neben der Beantwortung dieser oben genannten Fragen, ist es auch wichtig, diese Antworten beispielsweise mit mechanischen Prüfungen zu belegen. Hierdurch werden vom Anwender dieser Fluorpolymere Case-Studies erstellt. Das oberste Ziel ist es hierbei, so viele Anwendungsbereiche wie möglich abzudecken, um so ECHA zu signalisieren, dass ein Verbot der Fluorkunststoffe aus technischer sowie sozioökonomischer Sicht nicht möglich ist. Auch wenn Alternativkunststoffe eingesetzt werden könnten, sind in den meisten Fällen sehr hohe Abstriche zu erwarten.

Während der öffentlichen Konsultation hinsichtlich eines PFASs-Verbots stehen wir gerne für unsere Kunden zur Verfügung. Bei Fragen oder sonstigen Anliegen kontaktieren Sie bitte:

Halit Ozan Kilic

Halit Ozan Kilic
Anwendungstechniker Halbzeuge

T +49 6105 4085-585
h.kilic@frank-gmbh.de

Andreas Kunz

Andreas Kunz
Abteilungsleiter/Produktmanager Halbzeuge

 +49 6105 4085-148
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