工業頻道
歐盟擬全面禁止PFAS，替代材料成焦點
2023年2月7日，歐洲化學品管理局（ECHA）公布了丹麥、德國、荷蘭、挪威、瑞典五國共同提交的針對全氟和多氟烷基類物質（PFAS）的REACH法規限制提案，涵蓋了約1萬種被定義為PFAS的化合物，旨在一舉從根本上全面禁止所有的1萬種PFAS化學品的生產、使用和銷售。該提案預計將在2023年底前實施。
可以說，一旦限制法案落地，將會給整個化工行業和供應鏈帶來非常大的影響。然而，從全球范圍內看，PFAS管控趨嚴已是長期趨勢，而如何應對PFAS禁令帶來的挑戰已成為各行業企業在豁免期內共同應對的難題。
PFAS為何會被限制，甚至禁止使用？
全氟和多氟烷基物質（PFAS），也被稱為C6-C14 PFAS，其含有的碳氟鍵擁有極高的鍵能，從而賦予了PFAS較強的穩定性，如防水、防油脂、減少摩擦力、高熱穩定性和化學穩定性等。
憑借優異的穩定性，PFAS已被廣泛用于各種工業產品和消費品中。在工業領域， PFAS通常應用于半導體芯片、高效能滅火泡沫等消防產品、建筑防水材料及車用電池的生產制造中。在消費品領域，PFAS同樣扮演著重要角色，普遍應用于家具、電子設備、服裝和紡織品、以及食品和飲料包裝和加工設備等諸多日常場景中。
在如此廣泛的應用場景下，PFAS的危害性也讓人觸目驚心。PFAS物質不易分解，因此又被稱為“永久的化學物”，某些類型已被證明會在環境和人們身體中積累，甚至可能嚴重影響健康
目前，除了歐盟之外，其他地區也加強了對含氟聚合物的限制與管理。美國各州已陸續發布關于PFAS的管控法案禁令，近期美國環保署（EPA）還發布了一項針對PFAS的審查框架，確保這些化學物質在被允許進入商業領域之前已經過EPA的全面評估。近年來，我國也針對PFAS物質中最具代表性的PFOS先后制定并頒布了相應限令和規范，明確了禁止使用PFOS及其衍生物的行業和領域，并且對PFOS的生產過程進行了限制和管理。另外，國家重點研發計劃“納米污染物控制技術”也將PFAS作為重點污染物之一進行管控。
歐盟PFAS禁令將帶來哪些行業影響？
毫無疑問，如果歐盟針對PFAS的法規限制提案予以通過，將會對半導體、光伏、汽車、能源、消費等諸多行業產生深刻影響。
以近年來蓬勃發展的新能源汽車為例， PFAS材料在燃料電池及電力電纜方面的應用情況十分廣泛。在燃料電池的聚合物電解質膜(PEM)中，PFAS材料作為一種關鍵成分，能夠提高電池的性能和穩定性。與此同時，PFAS材料還應用于燃料電池的氣體擴散層、氣體和水的密封劑以及冷卻劑回路等部位。此外，由于新能源汽車對電力的需求更大，電線電纜的制造也需要更高的性能和更強的耐腐蝕性，PFAS材料以優異的電氣性能和耐腐蝕性得到了新能源汽車電線電纜的制造商們的青睞。以上這些應用領域對PFAS材料的性能要求各不相同，但都需要其具備優良的化學、機械和熱穩定性。
另一新興領域光伏產業也將受到PFAS禁令的影響。作為一種清潔能源，很多光伏應用都安裝于戶外，因此其工況環境要求部件材質能夠很好地應對多變的環境挑戰，而其熱穩定性、化學穩定性等關鍵性能也需要依賴于PFAS碳-氟單鍵的穩定性。換言之，光伏應用在提供清潔能源的同時，自身也存在環境安全隱患。
值得注意的是，中國是全球最大的制造業國家之一，許多消費品和工業產品都含有PFAS，如果歐洲針對PFAS的禁令得以實施，將對中國的出口產生一定的影響。數據顯示，2021年歐盟從中國進口的氟化物的貨物價值預估在幾十億人民幣，尤其是目前中國的制冷劑出口占據了歐盟的很大一塊市場。這意味著，大部分含PFAS聚合物的零部件產品將受到進出口限制。
著手研究替代PFAS，企業在積極行動！
禁令在前，作為如此重要的化學品，PFAS能被全面替代嗎？
答案不能一概而論。比如在上述的燃料電池上，用作質子交換膜（PEM）的PFAS在汽車行業目前還沒有替代品（碳氫化合物多嵌段共聚物電解質膜正在開發中）。而在鋰離子電池產品上，用作粘合劑的PFAS可以用聚酰亞胺（PI）、聚丙烯酸（PAA）、羧甲基纖維素（CMC）、丁苯乳膠（SBR）等替代；用作電解質的PFAS可以用LiPF6替代，用作其他用途的PFAS則暫無替代方案。
換言之，PFAS的替代方案與下游應用場景有很大關系。目前，大多應用領域都還處于探索之中，越來越多不同領域的企業已經做出積極承諾，著手于治理與解決該問題。
在消費電子領域，蘋果在其官方白皮書中表示，從2022年11月開始逐步剔除PFAS有害物質，通過規范條例限制有害物質在蘋果產品、配件、制造工藝和包裝中的使用，并且投入大量研發積極尋找替代品，打造出符合蘋果標準的電源線和耳機線，保證用戶使用安全。
在電力輸送領域，施耐德承諾將在電力輸配電設備中逐步淘汰氟化氣體和PFAS氣體(全氟烷基和多氟烷基物質)，加速朝著更可持續的未來邁進。
面對禁令所帶來的挑戰，企業需首要評估自己的產品中是否含有PFAS，并盡可能尋找和研發具有同等性能且環保的替代材料，降低對PFAS的依賴；其次，密切關注各個國家和地區關于PFAS的最新政策動態，做好合規工作，及時調整企業戰略和生產計劃；此外，還需要加強與供應商和客戶的溝通，確保供應鏈的連續性和產品的可替代性。
加強產業鏈上下游的密切合作是解決當下挑戰的重要途徑。除了應用端之外，一些上游的原料供應商也早已意識到這一趨勢，從研發方面探索更多新的替代性解決方案。這些解決方案可以是不含PFAS的氟化學品，也可以是新的非氟化學品替代品。以科思創為例，PFAS替代解決方案已成為科思創內部的長期重點發展項目，公司已經組建專門團隊，通過加大研發力度積極推進PFAS替代性解決方案發展進程，與下游企業共同應對行業挑戰。另外，3M公司也宣布將退出PFAS的生產制造，并于2025年之前停止在其產品組合中使用PFAS。杜邦則承諾將通過適當的系統、流程和協議，確保PFAS有限且安全使用，以最高標準要求使得其產生得環境影響最小化，同時在可行的情況下積極尋求替代方案。
全面剔除PFAS非一日之功。首先PFAS涵蓋了上萬種工業生產的化學物質，從材料生產到零件制造再到最終產品上線，過程中涉及到的產業鏈極其復雜。企業往往需要先識別和收集自身哪些產品和流程中使用了PFAS，才能逐步開發和尋找更加安全的替代材料。這也意味著，諸如科思創這類材料供應商往往在此過程中需要承擔著更重要的樞紐作用，不僅需要深刻理解下游應用端的需求，還要熟悉材料技術，具備研發新解決方案的實力，才能幫助下游企業滿足法規要求，保持并提升市場競爭力。據悉，在此之前科思創已經與電子電氣、汽車等諸多領域頭部企業展開了深入合作，這些經驗也將進一步助力其在PFAS替代解決方案上的創新與研發，幫助下游企業更好地應對未來的挑戰。
結語：提前準備，從危到機
PFAS禁令來勢洶洶，無疑將對一些產業造成沖擊。雖然目前科學家們已經開發出部分PFAS的替代方案，但還有大量關鍵的PFAS應用尚未找到合適的解決方案。即便在有替代方案的前提下，如何找到成本低廉，易于生產，可完全生物降解且環保的替代品仍是一個具有挑戰性的課題，需要全球各方進行持續的研究。
智慧的中國人愛說“危中有機”， 相信不斷趨嚴的PFAS禁令危機也將促使各個產業鏈加快尋找和研發更環保的替代品，推動各個產業的升級和轉型。相信機會總是會眷顧那些有準備的人們。
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