I moderne industri er metaloverfladebehandling et vigtigt skridt i at forbedre ydelsen, udvide levetiden og forbedre udseendet af metalmaterialer. Imidlertid udgør traditionelle metaloverfladebehandlingsprocesser, såsom dem, der stærkt bruger tungmetaller og flygtige organiske opløsningsmidler, en alvorlig trussel mod miljøet og menneskers sundhed. Med den kontinuerlige forbedring af global miljøbevidsthed og de stadig strenge miljøbestemmelser står metaloverfladebehandlingsindustrien over for en hidtil uset transformationstryk, og grønne kemiske processer er fremkommet som en ny tendens inden for industriens udvikling.
Miljøspørgsmål af traditionelle metaloverfladebehandlingsprocesser
Traditionelle metaloverfladebehandlingsprocesser, såsom hexavalente krom -passivering i elektroplettering, er vidt brugt til at forbedre metallernes korrosionsmodstand. Men hexavalent krom er et stærkt kræftfremkaldende stof, og dets spildevand og udstødningsemissioner udgør stor skade på miljøet og menneskers sundhed. I maleriprocessen indeholder et stort antal organiske opløsningsmiddelbaserede belægninger flygtige organiske forbindelser (VOC'er), som kan danne fotokemisk smog under flygtigiseringsprocessen, forurene det atmosfæriske miljø og også forårsage skade på det åndedrætssystem for operatører. Derudover kan den store mængde affaldsrester og spildevand genereret af traditionelle processer, hvis de ikke behandles korrekt, føre til jord- og vandforurening og forstyrre økologisk balance.
Udviklingsbaggrund for grøn kemisk teknologi
Med den kontinuerlige stramning af miljøbestemmelser, såsom EU's regulering af registrering, evaluering, tilladelse og begrænsning af kemikalier (rækkevidde), er der indført strenge begrænsninger for forurenende emissioner i metaloverfladebehandlingsindustrien. Hvis virksomheder ikke foretager procesforbedringer, står de over for risikoen for høje bøder eller endda produktionsudlukninger. På samme tid har den stigende efterspørgsel efter miljøvenlige produkter fra forbrugere fået virksomheder til at søge mere miljøvenlige produktionsmetoder. I denne sammenhæng er grønne kemi -processer gradvist blevet en forskningshotspot og udviklingsretning i metaloverfladebehandlingsindustrien på grund af deres fordele ved lav forurening, lavt energiforbrug og høj sikkerhed.
Introduktion til typiske grønne kemi -processer
Kromfri passiveringsproces
Kromfrit passiveringsproces er en miljøvenlig metaloverfladebehandlingsteknologi, der har udviklet sig hurtigt i de senere år. Det erstatter traditionelle hexavalente kromforbindelser med titaniumsalte, zirkoniumsalte, molybdatsalte osv. Og opnår korrosionsforebyggelse ved at danne en tæt passiveringsfilm på metaloverfladen. F.eks. Har passiveringsfilmen dannet af titanium zirconiumbaserede passivatorer på overfladen af aluminiumslegeringer god korrosionsbestandighed og vedhæftning og indeholder ikke tungmetaller, hvilket gør spildevandsbehandlingen enkel. Denne proces reducerer ikke kun skaden på miljøet, men opfylder også kravene til skadelige stofbegrænsninger for elektroniske produkter og andre produkter.
Vandbaseret belægningsproces
Vandbaseret belægningsteknologi er en belægningsteknik, der bruger vand som opløsningsmiddel eller spredningsmedium. Sammenlignet med traditionelle opløsningsmiddelbaserede belægninger kan vandbaserede belægninger reducere VOC-emissioner med mere end 90%, hvilket i høj grad reducerer luftforurening. Vandbaserede belægninger har god konstruktionsydelse og kan påføres ved hjælp af forskellige metoder, såsom sprøjtning, børstning og dypning. De har også hurtig tørringshastighed og god vandmodstand, korrosionsmodstand og dekorative egenskaber. Inden for bilmaling er vandbaseret basismaling og vandbaseret mellemmaling blevet vidt brugt, hvilket effektivt reducerer miljøforurening i bilproduktionsprocessen.
Plasma -behandlingsteknologi
Plasmabehandlingsprocessen anvender aktive partikler i plasmaet til at gennemgå fysiske og kemiske reaktioner med metaloverfladen og derved forbedre metalens overfladegenskaber. Denne proces kræver ikke anvendelse af kemiske reagenser og producerer ikke spildevand eller udstødningsgas under behandlingsprocessen, hvilket gør det til en virkelig grøn og miljøvenlig proces. F.eks. Kan plasma -nitrideringsbehandling danne et nitridlag med høj hårdhed og god slidstyrke på metaloverfladen, hvilket forbedrer metalets levetid, og behandlingsprocessen har lavt energiforbrug og høj effektivitet.
Fordelene og udfordringerne ved grøn kemisk teknologi
Fordel
Overlegen miljømæssig præstation: reducerer emissionerne af tungmetaller, VOC'er og andre forurenende stoffer betydeligt, hvilket reducerer skaden på miljøet og menneskers sundhed.
Bæredygtig udvikling: Grønne kemiske processer bruger typisk vedvarende ressourcer eller råmaterialer med lav toksicitet i overensstemmelse med begrebet bæredygtig udvikling.
Forbedring af produktkvaliteten: Nogle grønne kemiske processer kan forbedre udseendet kvalitet og stabilitet af produkter, samtidig med at metalens overfladegenskaber.
Reduktion af omfattende omkostninger: Selvom nogle grønne kemiske processer kræver højere initial udstyrsinvestering, reduceres de omfattende omkostninger i det lange løb på grund af reduktion af miljøbehandlingsomkostninger og råmateriale affald.
Udfordring
Teknologisk modenhed: Nogle grønne kemiske processer er stadig i forskning og udvikling eller lille skala-applikationsstadium, og den tekniske stabilitet og pålidelighed skal forbedres yderligere.
Omkostningsfaktor: De høje priser på specielt udstyr og råvarer, der kræves til grønne kemi -processer, resulterer i omkostningstryk for virksomheder, når de vedtager dem i de tidlige stadier.
Ufuldstændige industristandarder: I øjeblikket er standarderne for grøn kemi -processer i metaloverfladebehandlingsindustrien ikke blevet samlet, og virksomheder mangler klar vejledning, når de vælger og anvender dem.
Udviklingsudsigterne for grønne kemiske processer
Med den kontinuerlige fremme af teknologi og den stigende efterspørgsel efter miljøbeskyttelse er anvendelsesudsigterne for grønne kemiske processer i metaloverfladebehandlingsindustrien meget brede. I fremtiden vil F & U -personale fortsat optimere eksisterende grønne kemi -processer, forbedre deres teknologiske modenhed og stabilitet og reducere omkostningerne. På samme tid vil nye grønne kemiske processer og materialer fortsætte med at dukke op, såsom biobaserede belægninger og nano -overfladebehandlingsteknologier. Industriforeninger og regeringsafdelinger vil også styrke samarbejdet, udvikle samlede industristandarder og normer og fremme den udbredte anvendelse af grønne kemiske processer.
Konklusion
Transformationen af metaloverfladebehandlingsindustrien mod grønne kemiske processer er et uundgåeligt valg til opnåelse af bæredygtig udvikling. Selvom grønne kemi -processer i øjeblikket står over for nogle udfordringer i forfremmelse og anvendelse, vil deres fordele gradvist blive fremtrædende med den kontinuerlige innovation og forbedring af teknologi. Virksomheder bør aktivt omfavne denne nye tendens inden for miljøbeskyttelse, øge investeringerne i forskningen og anvendelsen af grønne kemiske processer, ikke kun bidrage til miljøbeskyttelse, men får også muligheder i hård markedskonkurrence og opnå en win-win-situation til økonomiske og miljømæssige fordele.