Các hạn chế về PFAS và tem FKM: Những điều người mua cần xem xét trước khi thay đổi vật liệu

Hướng dẫn thực tiễn về tình trạng pháp lý, khả năng kháng hóa chất, thử nghiệm đạt tiêu chuẩn và đảm bảo nguồn cung liên tục cho vòng đệm O-ring fluorocarbon.

Việc hạn chế này đang được tiến hành, nhưng chưa phải là lệnh cấm hoàn toàn.

Các cuộc thảo luận liên quan đến PFAS hiện đang vượt xa chủ đề môi trường thông thường và đi thẳng vào email của người mua gioăng. Cơ quan Hóa chất Châu Âu đã đưa ra đề xuất sửa đổi về các hạn chế trên toàn EU theo REACH vào tháng 8 năm 2025 và đề xuất này bao gồm gioăng như một trong tám lĩnh vực bổ sung được đánh giá sau khi xem xét hơn 5.600 ý kiến ​​tham vấn. Đề xuất sửa đổi cũng xem xét nhiều lựa chọn khác ngoài lệnh cấm hoàn toàn ngay lập tức, chẳng hạn như tiếp tục sử dụng trong các điều kiện xác định, nơi các rủi ro có thể được kiểm soát.

Quá trình này tiếp tục tiến triển vào năm 2026. Ủy ban Đánh giá Rủi ro của ECHA đã thông qua ý kiến ​​của mình vào tháng 3, trong khi Ủy ban Phân tích Kinh tế Xã hội đã nhất trí với dự thảo ý kiến ​​và mở một cuộc tham vấn kết thúc vào ngày 25 tháng 5. Việc hạn chế vẫn cần phải hoàn tất quy trình ra quyết định của EU. Kể từ tháng 8 năm 2026, người mua không nên mô tả các hạn chế về PFAS như một lệnh cấm toàn diện cuối cùng đối với mọi loại gioăng chứa flo được bán vào châu Âu.

Quá trình pháp lý chưa hoàn tất khiến việc chờ đợi không phải là một kế hoạch tốt. Các bản khai báo sản phẩm, bảng câu hỏi khách hàng và yêu cầu về vật liệu thay thế đã bắt đầu xuất hiện. Các công ty sử dụng gioăng FKM hiện có một cơ hội hữu ích để xác định vật liệu này là thiết yếu ở đâu, chất đàn hồi khác có thể thay thế được ở đâu và ứng dụng nào cần các chương trình kiểm định dài hạn.

Vì sao FKM lại là một phần của cuộc thảo luận

FKM là tên gọi chung của ASTM và ISO thường được sử dụng cho cao su fluorocarbon. Loại polymer này được đánh giá cao vì cấu trúc hóa học carbon-flo có thể mang lại khả năng chống chịu mạnh mẽ với nhiệt, nhiên liệu, dầu và nhiều chất lỏng ăn mòn. Cấu trúc polymer flo hóa đặt các vòng đệm FKM vào phạm vi thảo luận rộng hơn về quy định liên quan đến PFAS, mặc dù vòng đệm O-ring đã được xử lý rất khác so với hóa chất xử lý di động hoặc chất hoạt động bề mặt trong nước.

Công việc thực tế là xác định. Người mua cần biết nhóm hợp chất, số hiệu sản phẩm hoàn chỉnh, địa điểm sản xuất, thị trường nơi sản phẩm sẽ được bán và thông tin mà khách hàng yêu cầu. Các hạn chế về PFAS cũng có thể tương tác với các giới hạn hiện có đối với các nhóm phụ và tạp chất PFAS cụ thể, vì vậy một câu ngắn gọn như "có chứa FKM" không giải đáp được mọi thắc mắc về việc tuân thủ.

Vì sao các kỹ sư lại chọn FKM ngay từ đầu?

Vòng đệm O-ring fluorocarbon được sử dụng rộng rãi trong nhiều thiết bị và dụng cụ khác nhau như hệ thống nhiên liệu, thiết bị dầu nóng, nhà máy chế biến hóa chất, thiết bị chân không và hệ thống truyền động ô tô. Thông thường, các kỹ sư sẽ lựa chọn vòng đệm O-ring fluorocarbon khi cần thay thế NBR, loại vật liệu bị giảm độ bền ở nhiệt độ cao hoặc trương nở trong nhiên liệu thơm. Các đặc tính khác như độ thấm khí thấp và khả năng chống lão hóa tốt cũng là những lý do quan trọng ảnh hưởng đến việc lựa chọn chúng.

FKM không phải là một hợp chất duy nhất. Hàm lượng flo, hệ thống lưu hóa, cấu trúc polymer, thành phần chất độn và quá trình xử lý sau lưu hóa đều ảnh hưởng đến hiệu suất. Sổ tay O-ring châu Âu của Parker liệt kê các ví dụ về FKM cụ thể theo từng hợp chất với phạm vi nhiệt độ cố định như -15°C đến 230°C, trong khi một số loại hiệu suất cao được liệt kê ở mức 250°C hoặc 260°C. Các số liệu cụ thể theo từng hợp chất cho thấy phạm vi trong cùng một loại và không cung cấp xếp hạng chung cho mọi gioăng FKM màu đen.

Tuy nhiên, cũng có những hạn chế. Các loại tiêu chuẩn có thể hoạt động kém hiệu quả trong nước nóng, hơi nước, một số amin, xeton hoặc axit hữu cơ có trọng lượng phân tử thấp. Độ dẻo ở nhiệt độ thấp có thể yếu hơn so với một số chất đàn hồi không chứa flo. Một quy tắc mua hàng chỉ đơn giản là thay thế tất cả các vòng chữ O bằng flo bằng một loại thay thế khác đã bỏ qua lý do tại sao mỗi hợp chất được phê duyệt.

Đối với gioăng chịu hóa chất, thông số kỹ thuật thực tế cần nêu rõ loại chất lỏng, nồng độ, nhiệt độ, thời gian tiếp xúc, áp suất và chuyển động. Tên polyme chỉ là bước khởi đầu trong việc lựa chọn vật liệu cao su.

Một chương trình thay thế của NASA cho thấy khối lượng công việc cần thực hiện.

NASA đã công bố một trường hợp hữu ích sau khi việc sản xuất vòng đệm O-ring dùng cho nhiên liệu đẩy tự bốc cháy bị ngừng lại do một thành phần quan trọng không còn nữa. Không thể đơn giản thay thế bộ phận ban đầu bằng một loại chất đàn hồi khác có độ cứng tương đương. Trung tâm Kỹ thuật và An toàn của NASA đã hợp tác với các nhà sản xuất vòng đệm O-ring và vật liệu, đồng thời tiến hành thử nghiệm khả năng tương thích trong thời gian ngắn và dài.

Bài học này áp dụng trực tiếp cho các hạn chế về PFAS. Tuyên bố của nhà cung cấp có thể xác định vấn đề về quy định, nhưng không thể chứng minh hiệu suất của gioăng. Việc thay thế gioăng FKM bằng hợp chất khác có thể làm thay đổi độ giãn nở, độ biến dạng nén, ma sát, độ thấm và khả năng phục hồi ở nhiệt độ thấp. Quy tắc tương tự cũng áp dụng cho vòng chữ O bằng fluorocarbon. Việc thay thế chỉ hoàn tất sau khi các rủi ro liên quan đã được kiểm tra và bản vẽ, thông số kỹ thuật và hồ sơ phê duyệt đã được cập nhật.

Các phương án thay thế chính đều có những ưu điểm khác nhau.

Cao su NBR vẫn là lựa chọn thiết thực cho nhiều loại dầu khoáng và hệ thống thủy lực ở nhiệt độ trung bình. Cao su HNBR thường có khả năng chịu nhiệt, chống ozone và hoạt động cơ học tốt hơn so với NBR tiêu chuẩn. Cao su EPDM được sử dụng rộng rãi với nước, hơi nước, dầu phanh và tiếp xúc với môi trường ngoài trời, nhưng thường không phải là lựa chọn tốt cho dầu mỏ và nhiên liệu. Cao su silicone có độ dẻo dai tuyệt vời ở nhiệt độ thấp và khả năng chịu nhiệt độ rộng, mặc dù khả năng chống rách và mài mòn có thể hạn chế việc sử dụng trong điều kiện khắc nghiệt.

FEPM, FFKM, fluorosilicone và PTFE có thể giải quyết các vấn đề khó khăn về môi trường hoặc nhiệt độ, nhưng cả bốn nhóm vật liệu này đều là vật liệu chứa flo. Các nhà cung cấp không nên giới thiệu các nhóm vật liệu chứa flo như một giải pháp không chứa PFAS mà không có sự xem xét kỹ lưỡng của cơ quan quản lý. Một giải pháp thay thế không chứa flo có thể khả thi trong điều kiện sử dụng này nhưng lại không thực tế trong điều kiện khác. Do đó, việc lựa chọn vật liệu cao su phải bắt đầu từ điều kiện sử dụng thực tế.

Việc lựa chọn vật liệu cao su tốt bắt đầu bằng việc phân biệt các ứng dụng. Gioăng làm kín nước tĩnh ở 80°C không nên tuân theo cùng một quy trình như gioăng làm kín nhiên liệu chuyển động tịnh tiến ở 150°C. Loại thứ nhất có thể có nhiều lựa chọn khả thi; loại thứ hai có thể đòi hỏi một lộ trình kỹ thuật và quy định hẹp hơn.

Kiểm tra bộ phận thay thế so với các chế độ hỏng hóc thực tế

Việc kiểm tra các loại gioăng chịu hóa chất thường bắt đầu bằng tiêu chuẩn ASTM D471, so sánh tác động của chất lỏng lên cao su. ASTM D471 có thể đo lường sự thay đổi về khối lượng, thể tích, kích thước, độ cứng, độ bền kéo và độ giãn dài sau khi ngâm. ASTM lưu ý rằng thử nghiệm tăng tốc cung cấp dữ liệu so sánh và có thể không dự đoán trực tiếp hiệu suất thực tế vì điều kiện sử dụng khác nhau.

Việc phục hồi nén cần được kiểm tra riêng. Tiêu chuẩn ASTM D395-18(2025) đề cập đến thử nghiệm biến dạng nén và nêu rõ rằng các phương pháp chủ yếu áp dụng cho ứng suất tĩnh. Nếu chi tiết là động, cần phải bổ sung thêm ma sát, mài mòn và chu kỳ áp suất nhanh. Các vòng đệm chịu hóa chất được sử dụng trong môi trường khí dễ cháy nổ cũng có thể cần thử nghiệm giảm áp khí nhanh.

Dữ liệu quy định cần có quy trình kiểm soát phiên bản tương tự như bản vẽ.

Một bản khai báo hữu ích từ nhà cung cấp cần nêu rõ nhà sản xuất, mã hợp chất, bộ phận hoặc nhóm sản phẩm, ngày tháng, quy định áp dụng và cơ sở của tuyên bố. Bản khai báo cũng cần nêu rõ liệu tuyên bố đó liên quan đến các chất được thêm vào một cách cố ý, hàm lượng đo được, các nhóm PFAS bị hạn chế cụ thể hay định nghĩa rộng hơn được đề xuất. Việc ghi nhãn "không chứa PFAS" mà không có định nghĩa cụ thể sẽ gây khó khăn cho việc kiểm toán.

Đối với các hạn chế về PFAS, hãy giữ cho hồ sơ quy định được liên kết với phiên bản vật liệu đã được phê duyệt. Đối với các loại gioăng chống hóa chất, tuyên bố tuân thủ và phạm vi thử nghiệm cũng phải được liên kết với nhau. Khi văn bản pháp lý cuối cùng, ngưỡng hoặc các trường hợp ngoại lệ thay đổi, công ty có thể xác định các bộ phận bị ảnh hưởng mà không cần phải tìm kiếm thủ công qua hàng năm trời các đơn đặt hàng.

Đừng quên rãnh và việc lắp ráp

Quá trình lắp đặt và vận hành là những điểm dễ gây hỏng hóc đối với các gioăng chịu hóa chất trong quá trình thay thế. Báo cáo thử nghiệm ngâm có thể trông có vẻ chấp nhận được, nhưng vật liệu mới có thể bị rách ngang qua một lỗ trong quá trình lắp đặt hoặc bị mòn ở mép sau vài nghìn chu kỳ. Mẫu thử nghiệm không thể đại diện cho hình dạng rãnh, độ hoàn thiện trục hoặc tải trọng bên. Các thử nghiệm trên sản phẩm hoàn chỉnh và hệ thống lắp ráp giúp lấp đầy khoảng trống trong quá trình xác thực.

Những điều người mua nên hỏi trước khi chấp thuận thay đổi

Start with the current part list. Which FKM seals are sold into the EU, which are safety-critical, and which have no qualified second source? Record the operating fluid, temperature, pressure, motion and expected service life for each application. The resulting list becomes the rubber material selection map for the project.

Then define the approval route. Decide whether testing will use standard specimens, finished fluorocarbon O-rings, assembled hardware or all three. Keep the original material as the control wherever possible. A side-by-side result is more useful than comparing a new report with an old catalogue value generated under different conditions.

How Yida Can Support the Material Review

Dalian Yida Precision Rubber Products Co., Ltd. supplies O-rings, gaskets and custom molded rubber components in FKM, NBR, HNBR, EPDM, silicone and other elastomer families. For projects affected by PFAS restrictions, Yida can review the existing drawing, compound requirement and operating conditions before samples are prepared.

The review can separate applications that still require the performance of FKM from those where rubber material selection may support a practical alternative. Agreed requirements can include hardness, dimensions, appearance, fluid ageing, compression set and finished-part testing. Send the drawing, medium, pressure, temperature range, motion, quantity and required declaration for a focused material and sampling proposal.