科德宝密封技术公司确定密封件的碳足迹

有多少克CO₂是在密封圈里吗?在设计阶段，通过什么方法可以最大限度地减少组件生产过程中的温室气体足迹?Freudenberg密封技术公司的Meike Rinnbauer博士和Volker Schroiff博士希望为这些问题提供知识渊博的答案。他们在过去两年的团队合作项目旨在准确确定科德宝产品的碳足迹。项目的开始已经产生了一个基本的见解:“有两个因素对组件的排放平衡有重大影响，”林恩鲍尔解释说。第一个因素是密封件制作材料的选择，第二个因素是密封件的制造工艺。另一方面，在项目开始时的分析中显示，运输的影响要低得多，因此在目前的评估中可以忽略不计。

科德宝密封技术公司开发了自己的“绿色指数”，以确定材料的温室气体平衡。背景:与气候相关的排放并不是化学物质在内部比较和评估材料和工艺时应考虑的唯一环境特性。林鲍尔说:“例如，我们尽量避免使用有毒前体，以确保员工的职业安全，同时也考虑到其他环境影响。”由于现代密封件通常由材料化合物组成，因此要检查所有单独的部件，以避免在选择某些材料时设置错误的激励因素。

为了确定单个材料组件的全球变暖潜能值(GWP)，科德宝密封技术公司使用符合ISO 14044标准的专家数据库进行生命周期评估。该过程利用了每一种物质的平均、地点独立的全球变暖潜能值，而不受其具体来源的影响。然而，在未来，预计整个供应链中都将提供特定于制造商和地点的参数。Rinnbauer说:“这也将使我们能够不仅根据成本、质量和可用性，而且根据可持续性标准来选择未来的材料供应商。”然后，根据材料比例加权的全球变暖潜能值之和就得到了密封材料的整个全球变暖潜能值。同时，根据科德宝自己的职业安全指南和欧洲REACH化学品法规，检查单个材料成分的危害性。根据危害等级，会分配一个惩罚因子，目前范围为1(无害)到2(持续)。最高的单个值决定了乘以总全球变暖潜能值的因子。这最终会产生一个无因次值，可用于将密封材料分配到绿色指数中的特定可持续性类别。一旦它们被确定，所有的指标值都存储在整个公司使用的材料数据库中，然后供开发工程师使用。

基于两种氟弹性体材料(FKM)，可以说明加重过程产生的影响，这两种材料都用于工业领域的密封件。第一种化合物完全不含任何有害物质成分，温室气体潜在排放量为9.4千克CO₂每公斤材料。第二种化合物的温室气体潜力较低，仅为8.0千克CO₂但它含有一种有害物质，因此在绿色指数中被列为“不可持续”。由于较低的可持续性被指定为1.66，第一个化合物在整体评估中表现更好。然而，燃料电池聚烯烃密封的例子也表明，即使含有0.08%的持久性催化剂，这种材料也可以是非常可持续的。科德宝密封技术公司尚未就如何以及在多大程度上考虑全球变暖潜能值之外的可持续性因素做出最终决定。“重要的是，”林鲍尔说，“我们的优化不是一维的。在选择材料时，我们还会考虑影响客户生态平衡的使用寿命和耐磨性。”

测量而不是估计
另一件事是明确的:用于制造密封件的能源会产生CO₂排放，除非生产工厂的能源供应已经完全转换为对温室气体中性的来源。“最大的挑战是正确分配二氧化碳₂生产现场向个别批次的材料或产品提供或产生的能源所产生的排放，”Schroiff解释道。这样做的一个先决条件是通过测量在各个工艺步骤中使用了多少能量来支持知识，特别是与重量、体积或表面积的关系。基于公司的核心流程，Weinheim总部的一个团队检查了具体的能源消耗和其他环境相关参数，例如由部分或完全加工材料组成的技术或“工程”废物的数量。例如，这种浪费的产生是因为产品只有在生产过程中经过精细加工才能获得最终形状。检验的四个核心过程包括材料的混合、成型(包括硫化)、涂层和再加热。就材料重量而言，混合被证明是与成型和硫化相似的能源密集型。Schroiff说:“但让我们特别惊讶的是，重新加热所消耗的能量几乎与成型和硫化相同。”

样品的产品
总之，科德宝团队将结果转移到两种样品产品上，一种是由氟弹性体(FKM)制成的，用于汽车工业和一般机械工程，另一种是由聚酰胺6.6制成的外壳部件，带有电磁屏蔽功能涂层。这揭示了显著的差异:对于煨煮，成型和硫化约占生产相关能源消耗总量的一半。降低CO是可能的₂使用优化的成型工艺，不需要后处理，整体排放量减少三分之一。对于壳体部分，塑料材料的生产占能量输入的比例明显更高，约为40%，而涂层约占十分之一。在聚酰胺组件的生产中，材料和可能的技术废物也占总排放量的很大比例。

施罗夫解释说，即使在转移方法之前，许多材料和工艺仍需要进行更详细的研究，但一个明显的趋势是显而易见的:“以更环保的方式制造部件的最大杠杆在于在生产过程中避免浪费，至少在我们仍在使用化石能源的情况下。”因此，科德宝密封技术坚决专注于防止浪费的生产技术。通过使用冷流道注射成型和闸板技术，该公司每年已经减少了约70吨的废物，减少了600吨的CO排放₂．