הפוטנציאל של לובריטים בעלי יכולת ביולוגית בתצורת מתכת בת קיימא

כמו ייצור גלובלי עומד להגביר את הלחץ כדי להפחית את טביעת הרגל הסביבתית שלה, תעשיית יצירת המתכת חוקרת לובריקנטים חדשניים התואמים עם מטרות קיימות. lubricants, הנגזרים ממשאבים מתחדשים, מציעים אלטרנטיבה מעשית למוצרים המבוססים על שמן מינרלים קונבנציונליים.נוסחאות ידידותיות לסביבה אלה לא רק לעמוד בדרישות הביצועים, אלא גם להיפטר באופן טבעי, ממזער נזק אקולוגי ארוך טווח זה בוחן את הפוטנציאל של מתכת, מכסה פוטנציאלים עתידיים, ממתכת, ממתכת, ממתכת, מחוספסת, ממתכת, וסיכויים, ממתכת, תכונות סבירות, ממותרות, ממותרות, עיצוב, וסיכויים עתידיים, ממתכת, ממתכת, ממתכת, ממותרות, ממותרות, ממותרות, ממותרות, עיצוב, עיצוב, עיצוב, ממותרות, ממותרות לטווח ארוך טווח, ממותרות, ממותרות, וסיכויים, ממותרות.

מה הם לובריטים בעלי ערך ביולוגי?

לובריקנים בעלי ערך ביולוגית הם שמנים שופעים שעוברים על ידי ⁇ על ידי ⁇ -בקטריה, פטריות ואנזימים - במים, פחמן דו חמצני, ו biomass בתנאים אירוביים, או לתוך methane ופחמן דו חמצני תחת תנאי אנירוביים.

סטנדרטים בינלאומיים כגון ה-OECD 301 (Ready Biodegradability) ו- CEC L-33-A-93 מגדירים את סף הכדאיות של ה-OECD. Lubricants אשר משיגה ירידה של ⁇ 60% בתוך 28 ימים מסווגים כמוצרים מוסמכים ביו-מבוגר. Common כוללים נוזלים הידראוליים מבוססי ester ונוזלי מתכת המבוססים על שמן צמחי.

יתרונות ב- Metal Forming

פעולות יצירת מתכת - כולל בולים, חדירה, חדירה, מתגלגל וציור עמוק - לעתים קרובות על סיכה כדי להפחית את החיכוך, חתיכות עבודה מגניבות, למנוע זריקה, להאריך את חיי הכלי. Biodegradable lubricants לספק כמה יתרונות משכנעים ביישומים אלה:

בטיחות סביבתית ו- Biodegradation

היתרון העיקרי הוא biodegradation מהירה. Spills, דליפות, ושטף מקווי ייצור מתכת לעתים קרובות contaminate אדמה וממים קרקעיים. מינרל שמן שאריות יכול להישאר במשך עשרות שנים, פגיעה במערכות אקולוגיות מימיות ומיקרואורגניזמים קרקעיים. biodegradable lubricants, בניגוד, לשבור באופן טבעי, צמצום זיהום.לדוגמה, תרכובת מבוססת שמן צמחי יכול לנפח על ידי פחות מ מינרלים, לעומת 20% מ מינרלים טיפוסיים.

צמצום בטיחות ותעסוקה

נוזלים לעיבוד מתכתי קונבנציונליים מכילים לעתים קרובות biocides, כלור פרפין, ופוליציקלי פחמימנים ארומטיים שמציבים סיכון בריאות למפעילים באמצעות שאיפת או מגע עור. - ניסוחים שניתן להעלות על הדעת, במיוחד אלה המבוססים על esters טבעיים, מציגים רעילות נמוכה יותר.רבים מסווגים כמו לא-hazard תחת מערכת ההרמוניה הגלובלית (GHS).

יעילות אנרגיה וביצועי תהליכים

לוברינטים בעלי ערך ביולוגי יכולים לשפר את יעילות האנרגיה ביצירת מתכת.שמן ירקות יש לו שפע טבעי גבוה יותר בשל מבנה חומצי השומן הקוטבי שלהם, אשר יוצר סרט גבול עצום על משטחים מתכת.סרט זה מקטין את משככי החיכוך בהשוואה שמנים מינרלים במהירויות דומות של מים נמוכים יותר מתרגמים ישירות לתוך כוחות מופחתים, פחות חום, ומהירויות ייצור גבוהות יותר הראו כי באמצעות צריכת שמן גבוה יותר של צריכת מים יכול להיות גבוה יותר מ -15 אחוזים.

המונחים: Compliance

ממשלות ברחבי העולם מתדקות תקנות על השימוש וההסכמת של הלובקים התעשייתיים.התקנות של האיחוד האירופי, מדיניות האלטרנטיבה החדשה המשמעותית של EPA (SNAP), ותכניות שונות של eco-labeling (למשל, Blue Angel, EU Ecolabel) מעודדות או מחייבות שימוש במתקנים ביו-degradable ומבוססים מחדש ביישומים רגישים, אשר יכולים בקלות לעמוד במתקנים ירוקים כגון:

ניהול פסולת ועלויות ניכוי

ביודרדרים שופעים לפשט את ניהול הפסולת.נוזלים ספאריים יכולים לעתים קרובות להיות מטופלים ביולוגית או מגובשים במקום לדרוש חומרים יקרי סיכון או פליטה.הקטנת סיווג סיכונים גם מורידה עלויות תחבורה ואחסון.במקרים מסוימים, העלות העליונה של מוצרים ביו-דרדרדית היא מתבטלת על ידי הוצאות נמוכות יותר של מים מופחתים, המציעה סך של עלות בעלות הכוללת.

אתגרים ושיקולים

למרות ההבטחה שלהם, הלובקים ביו-דידה עומדים בפני כמה מכשולים טכניים וכלכליים שיש להם אימוץ נרחב ביצירת מתכת.

Oxidation and Thermal Stability

שמנים ירקות מכילים חומצות שומן בלתי רוויות כי הם נוטים חמצון בטמפרטורות גבוהות (מעל 100 מעלות צלזיוס), המוביל לייצור מתפתל, עלייה חדה, ואובדן של סיכה. בעוד esters סינתטי מציעים יציבות תרמית טובה יותר, הם יקרים יותר. in מתכות חמורות להרכיב פעולות כגון חימום או מהירות גבוהה מתגלגל, טמפרטורות מקומיות יכול לעלות על 200C, הדורשות פערים אלקטרו-קוגניטיביים אלה חייב להיות גדול יותר.

יכולת הידרוליטית ואינטראקציה במים

רבים ביודות ברותדות ניתנות לרגישות יותר הידרוליזה (התמוטטות כימית על ידי מים) מאשר שמנים מינרלים.ביצירת מתכת, ulsions מבוסס מים הם נפוצים; lubricant חייב להתנגד להפרדה והשפלה כאשר מעורבב עם מים. esters בלתי רווי יכול הידרוזה כדי ליצור חומצות שומן חופשיות, אשר עלולות לשחית מתכות או לקלקל את התמציתיות.

מחיר Premium

לובריטים בעלי ערך ביולוגית עולים בדרך כלל 2-5 פעמים יותר מאשר מקבילות שמן מינרלים קונבנציונליים. פער מחירים זה מונע על ידי העלות הגבוהה של שמנים צמחיים מעודן, esters סינתטי, ותוספים מיוחדים, כמו גם נפח ייצור קטן יותר.עבור פעולות רגישות בעלות - במיוחד חתומה גבוהה שבו צריכת סיכה היא מסיבית - תמריץ כלכלי להישאר חלש, אלא אם כן לחץ רגולטורי או פסולת עלויות קצה.

לחץ קיצוני (EP)

כמה תהליכים ליצירת מתכת - כגון ציור עמוק של פלדה גבוהה סטרנגית או זיוף של ⁇ טיטניום - הםquire lubricants שיכול לעמוד בלחץ מגע קיצוני (עד כמה GPa) ללא כישלון סרט. בעוד שמנים biodegradable בשלב עדיין ניתן להטמיע עם תוספים כגון תרכובות מבוזרות או זרחן, תוספים אלה עשויים להגדיל את הרעילות או להפחית את יכולת המינרלים של פחמן (a) אך ורק על בסיס מינרלי) מבוסס על ידי חשיפה טכנית.

שירות קצר יותר חיים

מכיוון ש-Baldegradable lubricants מתדרדר מהר יותר, הם עשויים לדרוש תחליף תכוף במערכות מבוזרות. במערכות סיכה מרכזית עבור קווי עיתונות גדולים, המטען הנוזלי כולו עשוי לדרוש שינוי בכל 3-6 חודשים בהשוואה ל-1 עד 2 שנים עבור שמנים מינרליים.זה עולה ירידה ועלויות תחזוקה.עם זאת, ניטור זהיר, סינון, ושכפול יכול להקטין את הבעיה הזו.

אזורי יישומים ומחקרי מקרים

לובריטים בעלי ערך ביולוגי כבר מצאו הצלחה במספר נישות ממותגות מתכת.

רכב Stamping

יצרני רכב גדולים הם פיילוט של בועות שמן צמחי מבוסס שמן צמחי עבור לוחות אלומיניום ופלדה גוף לוחות.לדוגמה, יצרנית רכב אירופית החליפה תרכובת המבוססת על שמן מינרלים עם ניסוח שמן צמחי גבוה סגולה בלוח הדלת שלה חותמת קו.תוצאות הראו ירידה של 12% בהרכב, ירידה של 30% בצריכת סיכה עקב כיסוי טוב יותר, ואפס בכלי לבישת מערכת משתנה לחלוטין לא היה צורך ריסוס אוטומטי.

אלומיניום Extrusion

חדירה אלומיניום כוללת חיכוך גבוה וטמפרטורות סביב 400-500 מעלות צלזיוס. biodegradable lubricants עבור מת ממשק חיוב הם בדרך כלל מבוסס על esters סינתטי עם גרפנט או בורון nitride תוספים. ניסוחים אלה להפחית ללבוש מת לחסל את המטושטשים הקשורים מוצרים המבוססים על נפט. מתקן הפליטה טייוואן דיווחו על ירידה של 40% בפליטה לאחר מעבר לדלקת ריאות למות, שיפור אוויריבית, ומפעיל איכות.

המונחים:

בציור חוט, lubricants biodegradable משמשים יותר ויותר עבור חוטי נחושת ואלומיניום. lubricant חייב לספק עובי סרט עקבי להישאר יציב תחת מהירויות מלוטשות גבוהות. ulsions מבוסס צמחי הוכיחו כוחות ציור דומים ומשטח לסיים סבון מבוסס מינרלים, עם היתרון הנוסף של הסרה קלה יותר במהלך ניקוי במורד הזרם.

הערכה סביבתית וכלכלית

אימוץ ביודות ברירות בעלות מתכת מניבה הטבות סביבתיות ניתנות למדידה מחזור חיים (LCA) השוואת נוזל ציור מבוסס שמן מאונס עם מוצר שמן מינרלים קונבנציונלי מצא כי החלופה הביו-מבוגרת הפחיתה את פוטנציאל ההתחממות הגלובלית על ידי 35%, פיזור דלק מאובנים על ידי 60%, וזרימת מים מתוקים על ידי 80% מעל מחזור החיים של המוצר.

מבחינה כלכלית, העלות הכוללת של הבעלות יכולה להיות חיובית כאשר גורם בניהול פסולת, בריאות ובטיחות, וציות רגולטוריות. צמח בולים בינוני שחלף ל lubricants ביו-דידה דיווחו על חיסכון שנתי של 50,000 דולר בדמי פסולת, 20,000 דולר בתביעות הפיצויים של העובד, ו-5,000 דולר בעלויות אנרגיה, תוך העלאת מחירים של 300% במחיר של רכישת סיכה.

ארכיון תגיות: E-Labelsels

כמה מסגרות רגולטוריות וסטנדרטים מרצון מניעים את אימוץ של lubricants ביו-דידה של ה-OECD, הנחיות הבחינה הביו-דידנטיות של ה-OECD מספקות בסיס משותף לסיווג באירופה, האיחוד האירופי Ecolabel for lubricants (החלטה 2018/1702) דורשות שהמוצר יהיה ביודידה-דידיד, יש לו רעילות מינימלית, ומבוסס על חומרים גולמיים.

ממשלות מטילות גם הגבלות על נוזלים הידראוליים שאינם מבולדים בסביבה רגישה.לדוגמה, נורבגיה אוסרת על השימוש בנוזלים הידראוליים מבוססי שמן מינרלים באזורי החוף.מתכת שיוצרת פעולות ליד נתיבי מים או אדמות מוגן לעתים קרובות לבחור חלופות biodegradable כדי להשיג היתרים תפעוליים. Compliance with תקנות אלה אינה אופציונלית - זהו תנאי הכרחי להמשכיות עסקית.

עתיד Outlook וחדשנות

המסלול של lubricants ביו-degradable במתכת להרכיב הוא בהחלט למעלה.התקדמות בביוטכנולוגיה, ננוטכנולוגיה וכימיה ירוקה הם מוכנים להתגבר על המגבלות הנוכחיות.

מניות בסיס מתקדמות ותוספות

טכניקות esterification חדשות מניבות esters סינתטי עם יציבות oxidative ו hydrolytic משופרת תוך שמירה על biodegradability גבוהה. Modified צמחי שמן - כגון שמן סויה epoxidized או estolides - יתר על כן גבולות תרמיים טובים יותר ללא להקריב תוכן מתחדשים. ננו סלולרי שופע (למשל, גרגרי גרף, חד-חמצני, חמצני, מטושטשים, תרכובות מטושטשות, מופרעת-חלקיקים, הם תרכובות) תרכובות מבוססות חלקיקים.

נוזלי Ionic מבוססי

(למשל, נוזל איטוני) מתפתח כמו הדור הבא של lubricants.הם מציגים תנודתיות רשלנית, יציבות תרמית מעולה, וקוטב טוטליטריות.מחקר שפורסם ב-FLT:0Tribology InternationalFLT:1 מדגים כי נוזל אנכי מבוסס ביולוגית יכול להפחית חיכוכים וללבוש באלומיניום בהשוואה ל- 40%, בעוד שהופך להיות מינרליביולוגיקליאלי.

מערכות לבריונות חכמות

האינטרנט של דברים (IoT) ו ניטור מצב מקוון לעשות את זה אפשרי לנהל את lubricants biodegradable עם דיוק.חיישנים המדידה את הגמישות, חומציות, ותוכן מים בזמן אמת לאפשר ליצרנים לייעל חיים נוזליים ושכפול תוספת תוספת, מזרז את הדאגה של חיי השירות הקצר יותר. אלגוריתמים חיזוי יכול לקבוע בדיוק מתי צריך, צמצום פסולת וזמן למטה.

אינטגרציה כלכלה מעגלית

מערכות עתידיות עשויות לשלב לובריטים ביולוגיים עם טיפול במיצי פסולת ביולוגית.נוזלים ספאריים יכולים להיות מוזנים אנאירוביים כדי לייצר ביוגז, סגירת לולאה פחמן בגרמניה כבר מפגינים את הרעיון הזה בצמחים של מכוניות בולים, השגת פרדיגמת פריקה של כמעט אפס.

מסקנה

לוברינטים בעלי ערך ביולוגי אינם ניסוי עתידני – הם פתרון מעשי ומוכח שיכול להפחית באופן משמעותי את טביעת הרגל הסביבתית של פעולות יצירת מתכת. בעוד אתגרים הקשורים לעלויות, יציבות תרמית וביצועי לחץ קיצוניים נשארים, חידושים מתמשכים במניות הבסיס, תוספים, ו ניטור מערכת הם בהתמדה מעצימים את הפער.עבור יצרנים מחויבים להשקעות, המעבר ל- luants ביו-מדרגתיים גמישים מציעות סביבתיות, אך לעתים קרובות, כמו גם יתרונות סביבתיים לא מתאימים, אלא גם לתקני בטיחות סטנדרטיים, אך לא יהיו גמישים, אלא גם לתקני אבטחה ירוקה.

יצרנים המעוניינים להעריך ביו-דידה של lubricants צריך לעבוד בשיתוף פעולה הדוק עם ספקים כדי לבצע ניסויים באתר, למדוד את אינדיקטורים ביצועי מפתח (friction, Wear, מחזור זמן, שימוש באנרגיה), ולחשב עלות הכוללת של בעלות בהתחשב בחיסכון בבזבוז וציות.מצמיצים מוקדמים מרוויחים יתרון תחרותי בפגישה של לקוחות ודרישות רגולטוריות למוצרים ירוקים יותר.