pfos类物质在电镀行业中应用减量化及替代研究

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1、功能性氟硅材料及应用PFOS类物质在电镀行业中应用减量化及替代研究黄澄华1，李训生2，龙光斗3，林安4，李书涛5(1中国氟硅协会专家委员会，北京100029；2湖北中科博策新材料研究院，武汉430034；3华中师范大学，武汉430079：4武汉大学，武汉430072；5湖北恒新化工有限公司，武汉432400)摘要：PFoS类物质在我国电镀行业中应用，对于改善电镀工艺及环境保护曾发挥了巨大作用，由于发现其对环境的持久影响即将受到POPs公约控制，将对我国数以百亿元计的电镀产业产生不利影响，减量化应用及

2、替代工作刻不容缓。文章结合PF0s类物质在中国电镀行业中应用情况调查工作就上述内容作了简要描述。关键词：含氟表面活性剂：PFOS类物质；电镀行业1PFOS类物质在电镀过程中应用工业、技术环节分析在常规的碳氢链物质中，若分子中中氢原子被氟原子取代，则这类分子为碳氟链结构物质。含碳氟链的表面活性剂为含氟表面活性剂，目前所使用的含氟表面活性剂，大部分为疏水基碳链被全氟化，且多为8个碳原子，如n—GF，tS03K、n--C7F-sCON{，前者称之为PFOS类物质，后者称之为PFOA类物质。在电镀行业中应用

3、，主要是PFOS类物质。与一般的有机表面活性剂，有机硅表面活性剂机理一样，表面活性剂一定量的比例加入溶液，能改善液体的表面张力，使其大幅度下降，只不过由于氟表面活性剂尤其是8个碳链的氟表面活性剂加入量极小(以水为例，由72达因降到30达因以下)往往只需万分到十万分之几，而有机硅类需要千分位，一般有机类需要百分位的加入。利用PFOS类物质的这一类特性，上世纪八十年代始，我国电镀行业人士，为了提高电镀工艺技术水平，将其引入电镀工艺的相关重要环节，包括以下几个方面：1．1前处理工序、主要是在酸洗脱脂、除锈

4、以及磷化等工艺。尤其是中、高温工艺。酸洗和磷化液等中含有比例较大的酸，在工艺处理中，化学反应放出的气体夹带以及高温蒸出的酸形成酸雾，挥发至车间环境，即损害工人身体健康，又腐蚀厂房及设备对环境造成污染。在上述溶液加入称之为酸雾抑制剂的材料，能在溶液表面形成一层致密的泡沫层，能使化学反应产生的气体方便的溢出，而阻隔酸雾挥发至环境。这些酸雾抑制剂目前主要是PFOS类物质。据调查表反馈统计，用量有些地区甚至高于电镀工序，而且据座谈会代表反映，不少是供应商已提前加入。1．2电镀工序，主要是在装饰镀铬和硬质铬镀

5、种中应用。铬槽中在电化学过程中，不可避免地使水也发生电解作用而产生氢气和氧气，如同酸洗和磷化工艺一样，气体溢出夹带大量的铬酐挥发对人体、环境造成危害，而且铬酐价格较高，且为致癌物质，以往均采用抽风形式，浪费了大量的电能和铬酐资源。上世纪八十年代初开始使用PFOS类铬雾抑制剂，其工作原理如酸洗等一样能有效阻止铬雾挥发，且使用成本仅为抽风成本的几分到十分之～，又有良好的经济效益。很快在全行业得到推广。后处理工序：铬雾抑制剂在电镀工艺中从理论上并不消耗，但工件的出槽到清洗工序中，无疑会夹带出槽外并进入清洗

6、废水中。另外在后处理工序中有些环节，如涂覆有机材料等，涂层材料中加入的流平剂也有可能为PFOS类物质。第七届全国功能性氟硅材料和涂料市场开发及应用“瓮福蓝天杯”技术研讨会5功能性氟硅材料及应用2趋势分析2．1政策法规及标准方面随着我国节能减排、资源节约的工作的深入展开，在电镀行业污染控制的政策法规和标准日趋严格和规范。首先政府制定了针对性强的电镀行业大气、水排放和清洁生产的一系列的法规标准，改变了电镀行业过去套用综合排放标准的历史。在此同时，对电镀行业的废弃物各地环保部门还规定了必须在有资质及技术的

7、专业单位进行处理回收。根据电镀行业配套性和服务性的特点，不少经济发达地区，还划片建立了专业电镀工业园区(如北京的大兴具、广东的开平市、重庆的江津市、武汉的黄陂区等)以便对电镀行业的污染控制进行集中管理和治理。这些政策法规和标准大大促进了我国电镀产业的技术进步和发展。但是从调查工作中我们注意到，由于PFOS类物质对环境有害并受到国际社会控制是近年来才出现的事情，为此在这些政策法规和标准都未能涉及，所控制的氟化物指标是泛指氟离子的指标，标准在lOmg／L或lOmg／M3以下(低于美国的14PPM)。二P

8、FOS类物质在槽液中含量在万分级到十万分级，出槽工件清洗后，浓度更微小。现在政策法规及标准尚不能适应国际公约标准的要求。2．2工艺技术方面酸雾、铬雾抑制剂(PFOS)在电镀行业中应用经过近30年的发展，由上世纪80年代的应用的公斤级计，到目前应用已超过40吨。初始，为几乎同时面市的中科院上海有机所试验工厂的F53B和武汉长江化工厂的Fc一80．目前又增加了湖北地区为主的Fc一248．这些材料的应用除了主要的酸雾、铬雾抑制功能外，还有良好的分散、润湿功能，能提高电镀质量