«PFAS-Verbot in der Industrie» Warum Schmierstoffe und tribologische Systeme vor einem Umbruch stehen

Die Diskussion rund um PFAS gewinnt in Europa seit Jahren zunehmend an Dynamik. Bereits am 12. Dezember 2019 informierten die Niederlande, Dänemark, Luxemburg und Schweden im Europäischen Rat über Risiken poly und perfluorierter Alkylsubstanzen. Seitdem entwickelte sich die PFAS Regulierung zu einem der grössten industriepolitischen Themen innerhalb der EU Chemikalienstrategie.

Besonders relevant für die Tribologie sind fluorierte Hochleistungsstoffe wie:

  • PTFE (Polytetrafluorethylen)
  • PFPE basierte Fluidsysteme (Perfluorpolyether)
Abbildung 1: PTFE

Diese Werkstoffe und Fluide werden vor allem dort eingesetzt, wo konventionelle Schmierstoffsysteme an physikalische Grenzen stossen.

Ihre besonderen Eigenschaften:

  • sehr geringe Reibungsköffizienten
    • hohe thermische Stabilität
    • ausgezeichnete Oxidationsbeständigkeit
    • hohe chemische Resistenz
    • stabile Schmierfilmbildung
    • geringe Verdampfungsverluste

machen sie in vielen Hochleistungsanwendungen bis heute nahezu unverzichtbar.

Besonders bei:

  • hohen Temperaturen
  • aggressiven Medien
  • langen Standzeiten
  • hochbelasteten Reibkontakten
  • Vakuumanwendungen
  • energieintensiven Industrieprozessen

zeigen PFAS basierte Systeme entscheidende Vorteile gegenüber klassischen Schmierstoffen.

Die Herausforderung der Regulierung

Ein Wendepunkt entstand am 7. Februar 2023, als die Europäische Chemikalienagentur ECHA offiziell den umfassenden PFAS Restriktionsvorschlag unter REACH veröffentlichte. Der Vorschlag gilt als eine der grössten Chemikalienregulierungen in der Geschichte der EU und betrifft potenziell über 10 000 verschiedene PFAS Verbindungen.

Hintergrund der aktuellen Diskussion ist vor allem die hohe Umweltpersistenz vieler PFAS Stoffe. Zahlreiche fluorierte Verbindungen gelten als kaum biologisch abbaubar und können sich langfristig in:

  • Menschen
  • Böden
  • Grundwasser
  • Lebewesen
  • und Nahrungsketten

anreichern.

Die ÖCD bezeichnet PFAS mittlerweile als „increasingly detected environmental pollutants“. Gleichzeitig untersucht die ECHA derzeit umfangreiche industrielle Ausnahmen für kritische Anwendungen.

Laut aktuellem Stand der ECHA Bewertungen werden insbesondere folgende Industriebereiche intensiv analysiert:

  • Schmierstoffe
  • technische Fluidsysteme
  • Beschichtungen
  • Halbleiterindustrie
  • Medizintechnik

Allein die wirtschaftlichen Auswirkungen einer möglichen PFAS Restriktion werden europaweit auf mehrere Milliarden Euro geschätzt.

Abbildung 2: Schweizer Böden mit PFAS (ZHAW)

Warum Ersatzstoffe schwierig sind

Die zentrale Herausforderung:
Viele alternative Systeme erreichen bislang nicht dieselbe Kombination aus:

  • Temperaturbeständigkeit
  • Oxidationsstabilität
  • Reibungsreduktion
  • Langzeitperformance

wie fluorierte Fluidsysteme.

Gerade in hochbelasteten Anwendungen können Veränderungen der Fluidchemie erhebliche Auswirkungen auf:

  • Verschleiss und Lebensdauer
  • Schmierfilmbildung
  • Temperaturverhalten
  • Systemstabilität

haben.

Der Fachbeitrag macht deutlich, dass ein einfacher Austausch bestehender Schmierstoffe in vielen Anwendungen technisch kaum realistisch ist. Vielmehr wären teilweise umfangreiche Anpassungen kompletter tribologischer Systeme notwendig.

Besonders kritisch:
In einigen Hochleistungsbereichen existieren derzeit noch keine vollwertigen Alternativen mit vergleichbarer Performance.

-> Dementsprechend stellt sich nun die Frage: Wie wird man in der Zukunft vorgehen? Muss man auf gewisse Systeme verzichten?…

Fazit auf einen Blick

PFAS basierte Schmierstoffe gehören weiterhin zu den leistungsfähigsten Fluidsystemen moderner Tribologie. Gleichzeitig steigt der regulatorische Druck auf fluorierte Stoffgruppen weltweit deutlich an.

Die kommenden Jahre werden entscheidend dafür sein, wie Industrie, Forschung und Regulierung technische Leistungsfähigkeit, Nachhaltigkeit und Versorgungssicherheit miteinander verbinden können.

Klar ist bereits heute:
Die Bedeutung von:

  • Fluidanalytik
  • Schmierstoffüberwachung
  • Zustandsmonitoring
  • tribologischem Systemverständnis
  • und datenbasierter Instandhaltung

wird in diesem Umfeld weiter stark zunehmen.

 

 

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