Accueil Chimie : additifs lubrifiants TROUVER UNE NOUVELLE BOÎTE À OUTILS POUR LES FLUIDES DE TRAVAIL DES METAUX.

TROUVER UNE NOUVELLE BOÎTE À OUTILS POUR LES FLUIDES DE TRAVAIL DES METAUX.

0
0
200

L’industrie des fluides de travail des métaux est souvent considérée comme une «industrie orpheline» dans le paysage plus vaste des carburants et des lubrifiants. Lors de la 5e conférence annuelle sur les fluides de retrait des métaux organisée par l’Independent Lubricant Manufacturers Association (ILMA) en septembre 2015, les conférenciers ont discuté de certains des principaux défis auxquels l’industrie est confrontée. Parmi eux se trouvent les paraffines chlorées (CP), qui disparaissent des options additifs en raison de mesures réglementaires.

Utilisés depuis les années 1930, les paraffines chlorées sont, pour la plupart, l’additif extrême pression le plus rentable sur le marché aujourd’hui. Un additif à pression extrême fonctionne en formant un nouveau composé adhérent étroitement entre deux surfaces. Les paraffines chlorées se composent d’un squelette hydrocarboné avec du chlore élémentaire lié à celui-ci à des endroits aléatoires le long du squelette. L’acide chlorhydrique est créé en tant que sous-produit.

Parmi les différents attributs du chlore, on peut citer le fait qu’il fonctionne bien à une large gamme de températures, en particulier de basses températures, et il est efficace pour empêcher la croissance des microbes. Pour certaines applications, les paraffines chlorées sont les seuls additifs à pression extrême qui feront le travail. CP ont des utilisations dans de nombreuses autres industries en dehors de la métallurgie, comme la fabrication de vinyle et de polymères.

CP sont divisés en quatre catégories: courte, moyenne, longue et très longue chaîne. L’utilisation de paraffines chlorées à chaîne courte de moins de 14 atomes de carbone n’est plus autorisée par les autorités de réglementation des États-Unis et de l’Union européenne parce qu’elles sont connues pour être persistantes, bioaccumulables et toxiques. Les paraffines chlorées à chaîne moyenne (C14-C17) et à chaîne longue (C18-C20) sont largement utilisées comme additifs EP aux États-Unis. Au cours des dernières années, les paraffines chlorées à très longues chaînes (C21 et plus) Parapluie de longue chaîne, sont devenus une catégorie de leur propre.

L’Environmental Protection Agency (EPA) des États-Unis mène actuellement son évaluation des risques pour les paraffines chlorées. Comme l’a indiqué Maria Doa, directrice de la Division de la lutte chimique de l’EPA lors de la conférence de l’ILMA, l’EPA avait l’intention de terminer son évaluation en mai 2016. Cependant, Doa a indiqué que l’EPA repousserait probablement ce délai d’environ un an.

Dans le cadre du règlement d’une mesure d’exécution visant les deux sociétés américaines qui produisent ou importent des paraffines chlorées, les compagnies ont convenu de cesser la production et l’importation de paraffines chlorées à chaîne courte (SCCP). Les compagnies ont également convenu qu’elles soumettraient les avis de pré-fabrication (PMN) pour d’autres paraffines chlorées à l’EPA pour l’examen. L’EPA a fourni sa détermination préliminaire aux sociétés de son examen en vertu de la section 5 (e) de la Loi sur le contrôle des substances toxiques (TSCA). Les compagnies ont ensuite informé certains clients qu’ils devaient cesser toute fabrication de paraffines chlorées d’ici le 31 mai 2016. Doa a déclaré que, sur la base des préoccupations des utilisateurs, l’EPA envisagerait d’étendre la date d’environ un an à 2017.

L’EPA recueille également des données d’utilisation critique sur les paraffines chlorées à chaîne moyenne et longue. Selon Doa, les données sur les utilisations critiques sont nécessaires pour répondre aux questions suivantes sur les paraffines chlorées à chaîne moyenne et longue: s’agit-il d’un substitut moins toxique pour autre chose? Ont-ils des avantages dans d’autres usages? Y at-il des substituts, et travaillent-ils? L’EPA essaie principalement de voir si les utilisateurs de paraffines chlorées peuvent expliquer pourquoi CP sont essentiels à leur fonctionnement.

Doa a dit que l’EPA a entendu de nombreux utilisateurs qu’ils ont besoin de plus de temps pour fournir ces informations ou de la transition à des produits non-CP.

Lors de la conférence de l’ILMA, de nombreux orateurs ont reconnu que, dans un avenir proche, le MCCP et le LCCP ne seront plus sur la table parce qu’ils finiront par être considérés comme persistants, bioaccumulables et toxiques. Les orateurs les plus optimistes voient cela comme une occasion de développer de nouvelles chimies pour l’industrie. Doa a mentionné dans son exposé que les paraffines chlorées à très longue chaîne ne semblent pas avoir les mêmes préoccupations qui leur sont associées et qu’il y a des tests pour évaluer ce phénomène. Doa a compris qu’ils étaient envisagés pour le remplacement du MCCP et du LCCP dans certaines formulations.

Il existe deux fabricants de PC aux États-Unis, mais des centaines en Chine et en Asie-Pacifique, qui ne sont pas si loin de produire des paraffines chlorées à chaîne courte. Ces paraffines chlorées ne peuvent pas être importées aux États-Unis. Il convient de noter que les fabricants asiatiques n’étaient pas bien représentés à cette conférence.

La recherche d’alternatives

Alors, à quoi ressemble le paysage post-CP? Malheureusement, un formulateur n’a pas le luxe de choisir des composants basés sur la performance et la compatibilité seule. Jerry Byers, ancien responsable de la recherche et du développement dans la division des fluides industriels chez Cimcool, a exprimé ce sentiment dans son discours intitulé «Comment se débarrasser des paraffines chlorées». C’est le cas en raison des règlements, at-il dit. Formuler des additifs pour le travail des métaux sans PC serait comme «essayer d’écrire un roman avec de moins en moins de lettres de l’alphabet».

Le phosphore et le soufre sont aussi souvent utilisés pour la lubrification sous pression extrême ainsi que le chlore. Cependant, comme Byers l’a expliqué, chacun a ses inconvénients. Phosphore, a dit Byers, a tendance à provoquer la croissance des algues dans les voies navigables, qui prend de l’oxygène loin de la vie marine. Il alimente également les microbes dans les fluides de travail des métaux, causant une défaillance prématurée du fluide. Un additif à pression extrême à base de soufre, tel que le sulfonate de calcium sur-basé, n’est pas compatible avec les fluides à base d’eau, qui représentent 80% des fluides de travail des métaux aux États-Unis.

Une grande partie du travail de développement de produits chimiques de rechange incombe aux entreprises additives. Brett Wessler, directeur de recherche à Lubrizol, a parlé des tentatives de son entreprise dans ce domaine. Lubrizol a réalisé un test de couple de taraudage, ainsi qu’un test de compression par torsion, ce dernier étant beaucoup plus sévère, sur plusieurs options d’additifs à pression extrême pour déterminer qui a retenu son coefficient de frottement le plus long. Au fil du temps, l’additif est «expulsé», comme le dit Wessler, et le lubrifiant échoue. Les oléfines sulfurées, les graisses sulfurées, les composés de phosphore, les sulfonates surbasés et les esters polymères ont été testés à des longueurs de temps, de vitesse et de pression variables. Des paraffines chlorées à chaîne moyenne, longue et longue ont été utilisées comme témoins.

Comme Wessler l’a expliqué, le remplacement des paraffines chlorées peut se classer dans l’une des trois catégories suivantes: la première dans laquelle un CP peut être remplacé sans changement opérationnel, le second dans lequel un CP peut être remplacé par quelques ajustements opérationnels et le troisième en Dont un additif contenant du chlore peut être nécessaire. Il a expliqué que bien que toutes les formulations ne soient pas effectuées aussi bien que les contrôles CP, le formulateur doit déterminer si, pour une application donnée, un remplacement donné peut être suffisant.

Tous les intervenants ont souligné qu’il existe de nombreuses considérations pour lesquelles un additif ou une combinaison d’additifs pourrait fonctionner pour quelle application. Chaque application a son propre ensemble de considérations, telles que la température d’activation, la pression, la durée, la vitesse, le type de métal et l’utilisation finale de la pièce métallique en cours de création. Chaque application doit être considérée individuellement, et la recherche n’est pas pour un additif qui se comporte exactement comme les paraffines chlorées – c’est pour un produit qui fonctionne assez bien pour l’application donnée.

Les paraffines chlorées à longue chaîne, ou vLCCP, sont considérées comme l’une des principales options de remplacement pour le CP de moyenne et longue chaîne. Dans son discours, Byers les a offerts en considération, étant donné qu’un jour, le vLCCP sera la seule paraffine chlorée disponible. Avec la longueur de la chaîne carbonée, explique-t-il, la viscosité tend à augmenter, de sorte que la viscosité du produit final pourrait être trop élevée pour certains utilisateurs finaux. Il a également noté qu’il pourrait prendre une concentration plus élevée de vLCCP pour obtenir le travail fait, et que vLCCP sont difficiles à émulsionner, et exigent des émulsifiants complètement différents que ses homologues à moyenne et longue chaîne.

En tout cas, a dit Byers, et Wessler est d’accord, il n’y a pas de solution unique. Indépendamment de ce que ressemble le monde post-CP, les coûts vont augmenter, et des combinaisons d’additifs seront nécessaires.

Défis à venir

Supprimer la plupart des paraffines chlorées de la boîte à outils va créer plus de problèmes, en plus juste avoir à trouver différents additifs extrême pression. Une grande partie de l’industrie des fluides métallurgiques est biocides. Comme la plupart des fluides métallurgiques sont fabriqués avec de grandes quantités d’eau et sont souvent stockés dans des réservoirs pendant de longues périodes de temps, les bactéries et les champignons fleurissent dans ces environnements et peuvent endommager les performances du produit final. Tout comme les paraffines chlorées, l’industrie des biocides est soumise à un examen minutieux des organismes de réglementation, ce qui crée des contraintes supplémentaires pour les formulateurs de fluides pour le travail des métaux.

De nombreuses alternatives aux paraffines chlorées, comme les additifs à base de phosphore, ne sont pas aussi efficaces pour contrôler les populations de microbes. Par conséquent, comme la plupart des intervenants l’ont reconnu, l’avenir est plus susceptible d’avoir une plus grande participation aux biocides.

«Il n’y a pas beaucoup de produits qui conviennent à notre industrie», a déclaré Michelle Rioux, responsable du service technique chez Lonza Industrial Solutions. Cela a été un problème particulier, at-elle dit, depuis l’US EPA a commencé à exiger des dossiers sur tous les produits chimiques qui ont des utilisations antimicrobiennes. Les dossiers comprenaient des informations telles que la chimie des produits, des études toxicologiques élargies, des données d’exposition, des informations sur le devenir dans l’environnement et l’exposition des applicateurs, et ont parfois entraîné la non-homologation d’un produit. Lorsqu’un produit est autorisé à se réinscrire, il comporte parfois des restrictions d’utilisation ou des modifications d’étiquettes. Quoi qu’il en soit, Rioux dit, il ya un coût important pour l’industrie. En Europe, le Règlement sur les produits biocides (BPR) se situe au milieu d’un examen similaire à celui de l’EPA des États-Unis. En outre, il exige un partage des données entre les entreprises afin de limiter l’utilisation des tests sur les animaux. De nombreux autres pays, y compris les pays asiatiques, exigent un enregistrement similaire sur une liste d’inventaire chimique, ce qui implique souvent la divulgation de données sensibles.

Les biocides donneurs de formaldéhyde, qui sont le type de biocide le plus largement utilisé pour leur vitesse et leur efficacité, sont l’une des principales cibles de l’action réglementaire. Adrian Krygsman de Troy Corp. a donné un discours sur le formaldéhyde et les litiges politiques et universitaires actuels sur la question de savoir s’il est cancérigène. Dans l’Union européenne, le formaldéhyde est classé comme cancérogène. Pour cette raison, de nombreuses entreprises à travers le monde sont réticents à investir dans plus. Plusieurs institutions des États-Unis, y compris la Food and Drug Administration et l’Académie nationale des sciences ont conclu que c’est un carcinogène aussi bien. De plus, de nombreux États ont fixé des limites d’exposition professionnelle, ce qui rend très difficile la production d’un produit donnant du formaldéhyde qui satisfasse la réglementation partout.

À la fin de la réunion, John Burke, directeur de l’ingénierie à Houghton International, a exprimé la frustration générale qui a incontestablement perpétré le public face à la date limite de l’EPA et la nécessité de données d’utilisation critique. Ces données prennent beaucoup plus de temps à compiler que la quantité de temps donnée, at-il dit. «Nous ne faisons que gratter la surface. Nous ne sommes nulle part près d’un modèle de production. « 

Cette idée de fluides de travail des métaux comme une industrie orpheline semble sonner vrai, une fois tant de ses composants, comme son plus populaire additif et biocide, sont enlevés. ( fuelsandlubes 4/2/16 )

Charger d'autres articles liés
Charger d'autres écrits par JC-GIROUD
Charger d'autres écrits dans Chimie : additifs lubrifiants

Laisser un commentaire

Consulter aussi

ITW Spraytec : Pâte antigrip multi-usages.

Composée de particules de graphite, de cuivre et d’aluminium, cette nouvelle pâte an…