逐漸受管制溶劑有哪些? 介紹常見7種化學品-電子科技事業 電子科技事業
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2024.11.15

逐漸受管制溶劑有哪些? 介紹常見7種化學品

你也在尋找NMP或PFOS/PFOA的替代品嗎?

 

各國正逐步管制的七種工業常用化學品

 

(圖片來源: Pexels)

 

隨著環境保護的意識與健康風險的關注提升,許多曾經廣泛應用的化學品如今逐漸受到管制。這些化學品不僅對人體健康有潛在危害,還可能對環境造成污染,因此各國政府和環保機構也更加嚴格管理與監控這些化學品。這些管制措施主要是基於該化學品的毒性、揮發性、有害性和生物累積效應等特徵的評估。以下一一為您介紹:

 

二氯甲烷 (Methylene Chloride)
 

二氯甲烷因具有廣譜溶解力(broad-spectrum solubility),能迅速溶解各類有機物質,包括油脂、蠟、瀝青、樹脂、油漆、墨水和部分聚合物,還能有效去除難以清理的重油污和工業殘留物,因此常用於需要強力清洗的工業應用。此外,二氯甲烷揮發性高,清洗後易蒸發、不殘留液體,特別適用於電子設備和精密零件的快速乾燥,可以縮短乾燥時間並提高清洗效率。

 

雖然這種高揮發性在工業應用極具便利性,但是可能對使用者的健康造成危害。二氯甲烷屬於揮發性有機化合物(VOCs),長期吸入可能影響呼吸系統、中樞神經,並增加罹癌風險。因此,多國限制或禁止在消費性產品中使用二氯甲烷。歐盟 REACH 法規自 2011 年起禁止含二氯甲烷的油漆去除劑販售與使用,僅限特定工業用途允許經專業訓練的人員操作。美國環保署(EPA)從2019 年起禁止販售含有二氯甲烷的油漆去除劑,並於 2024 年宣布自 2025 年起全面禁止該類產品的製造、加工與販售。職業安全與健康管理局(OSHA)對工業使用設有嚴格職業暴露限值(PEL),以降低長期暴露的健康風險。

 

由於多國對二氯甲烷的使用設有限制和禁令,促使企業尋找更安全、環保的替代方案。生物基溶劑和水性溶劑在許多工業製程中逐漸展現可行性。未來,二氯甲烷的應用可能受到替代品分流的影響,而企業需同時考量法規遵循、健康保護與生產效率,進行全面性的調整。

 

 

四氯乙烯 (Tetrachloroethylene, PCE)

 

四氯乙烯為結構對稱的非極性分子,可溶解多種油脂、樹脂以及衣物上的油漆、墨水等汙漬,清潔效果顯著,因此常應用於乾洗業。另外,由於閃點較高,在常規使用條件下不易燃燒,屬於工業和清潔應用中比較安全的溶劑,經常在需要注重防火安全的環境中使用。四氯乙烯在乾洗業中可以回收利用,僅透過乾洗設備過濾和蒸餾去除雜質,即可重複使用,有效降低溶劑的消耗成本。

 

四氯乙烯雖然清潔效率高、操作方便,但長期接觸會對人體健康造成威脅,包括神經毒性和致癌風險,同時也可能污染土壤與地下水,對環境造成危害。因此有許多國家限制四氯乙烯在乾洗業中的應用。其中歐盟對四氯乙烯的管制十分嚴格。REACH法規不僅將四氯乙烯列為高關注物質(SVHC),限制在消費品中的應用,有時甚至禁止作為溶劑使用。此外,歐盟也要求商業清潔產業逐步減少對四氯乙烯的依賴,積極推動使用更安全的替代品。

 

因應環保與健康考量,未來四氯乙烯的使用將變得更加嚴格,日後可能逐漸被更安全、環保的替代品取代。乾洗業已開始導入液態二氧化碳、石油基或矽油溶劑等替代方案,工業上也逐漸採用水基或生物可降解溶劑。這些替代品通常具有較低的揮發性與毒性,對環境友好,同時仍能滿足工業清潔與去汙的需求。

 

N-甲基吡咯烷酮 (N-Methyl-2-pyrrolidone, NMP)

 

NMP含有酰胺與五元環結構,屬於極性親水性溶劑,能溶解各類極性與非極性的有機、無機物質,亦具備溶解高分子化合物(如聚合物、樹脂等)的能力,因此在電子、製藥和化工行業中有著廣泛的應用。同時,NMP也具備很強的滲透力。應用於塗料、油墨和農藥時,可以更有效地穿透基材,達到更好的覆蓋和附著效果。

 

然而,NMP可能對皮膚、眼睛及呼吸道造成刺激,並具有潛在的生殖毒性。因此,NMP目前已被歐盟列為SVHC,在特定消費性產品中的使用也受到限制。另一方面,美國也將NMP列為高優先級化學品,目前正進行全面的風險評估。EPA已針對其特定用途啟動監管措施,以降低對人體健康與環境的潛在風險。

 

有關NMP的使用將面臨更多限制,特別是在電子製造及其他高暴露風險的工業領域。環境法規、健康風險認知提升與替代技術進展,將會大幅影響NMP在實務上的應用。儘管NMP在某些高科技應用中仍具關鍵地位,但使用上將更依賴於法規遵循、替代品可行性及市場需求的變化。

 

未來,NMP在消費性產品與低風險應用中的使用,可能將逐步被更環保、低毒性的溶劑所取代。常見替代選項包括醇類溶劑(如乙醇、異丙醇),雖已廣泛應用於各類清潔與製程環境,但在某些高效清潔或特殊工藝條件下仍難以完全取代NMP。另一些低毒性有機溶劑,如氯代烯烴類,在兼顧清潔效能與環保標準的前提下,展現出高度應用潛力。

 

以下列出幾種可能的NMP替代品:

 

替代品 溶解性 毒性與健康風險 環保性 其他特點
異丙醇(IPA) 良好 低毒性、對皮膚刺激性較小 揮發性較高,使用後快速乾燥,無殘留,廣泛應用
乙醇(Ethanol) 良好 低毒性、一般無害 可生物降解,較安全,廣泛應用於食品、飲料等
丁醇(Butanol) 良好 低毒性,少數情況可能有毒 中等 揮發性較低,適用於需要較低揮發性的應用
二乙醚(Diethyl Ether) 良好 易燃,揮發性較強 中等 揮發性強,需小心使用,常見於實驗室和化學合成
乙醚(THF) 良好 中等毒性,有致癌風險 中等 溶解能力強,但有揮發性和毒性,使用需謹慎
檸檬烯(Limonene) 良好 低毒性,天然來源 可再生資源,環保且對人體無害,有較強的香味
N-乙基-2-吡咯烷酮(NEP) 良好 低毒性 生物降解性好,對環境友好,可替代某些溶劑
γ-丁內酯(GBL) 良好 低毒性、與NMP類似 可生物降解,溶解性強,通常與THF配合使用
丙酮(Acetone) 良好 低毒性,揮發性強 中等 價格便宜,常見於清潔、去污及某些化學反應中
醋酸乙酯(Ethyl Acetate) 良好 低毒性 中等 低毒性,適合對環境要求較高的應用

 

 

 

甲苯 (Toluene)

 

甲苯是一種常用的有機溶劑,具有對稱的分子結構,屬於非極性物質,加上含有芳香環結構,所以能有效溶解多種有機物質,如油脂、樹脂、塑膠、染料及部分藥物,廣泛應用於製造、化工、電子、塗料和清潔等行業,是重要的基礎化學品。此外,甲苯製造成本相對低廉,市場需求穩定,生產規模大,使其在多數應用中兼具穩定性與成本效益,成為許多工業製程中經濟實用的溶劑選擇。

 

儘管甲苯應用廣泛,但仍屬危險物質,對人體健康與環境可能造成不利影響。長期暴露可能引起神經系統影響、呼吸道刺激或其他健康問題,同時排放到環境中亦可能對水質與土壤造成污染。在美國,甲苯的使用受到 OSHA、EPA 和 NIOSH 等機構的嚴格監管,尤其對工作場所暴露限值有明確規範,其運輸、儲存與使用也需符合相關法規。歐盟則將甲苯列為SVHC,要求在生產、使用或進口前進行環境與健康風險評估,以降低潛在危害。

 

現階段甲苯已有多種可行的替代方案,包括低揮發性有機溶劑、水性溶劑、醇類溶劑(如乙醇、異丙醇)以及部分生物基溶劑。在工業領域中,這些替代品可廣泛應用於塗料、清潔、電子製造及化工製程,不僅有助於降低對人體健康的影響,也能有效減少對環境的負擔。隨著市場對安全、環保產品需求的增加,這些替代方案有望在未來被更廣泛採用。

 

正己烷 (n-Hexane)

 

正己烷屬於飽和烴類,是一種常見的烷烴溶劑,因為是非極性分子,能有效溶解油脂、蠟類、樹脂、橡膠、塗料等油性物質,再加上穩定性高,不易與溶質反應,經常在化工、製藥、電子及食品加工等產業中應用,像是作為脫模劑的原料,或是在處理塑膠產品時,協助清除模具中的油脂。而正己烷也具有易揮發性,可作為塗料、油漆、黏合劑等產品的溶劑,促進塗層的乾燥和固化。

 

實際上,正己烷作為VOCs的一種,使用過程中容易揮發,對大氣環境造成污染,高溫下可能引發燃燒或爆炸風險,此外也會對人體健康產生危害,使用時必須特別謹慎。基於這些風險,許多國家與國際機構對其使用與排放均設有嚴格限制。OSHA對正己烷在工作場所的暴露限值訂有明確標準,要求雇主定期進行空氣品質監測,以避免濃度超過法定限值,並需提供有效的通風系統與個人防護設備。歐盟方面則在REACH法規框架下,將正己烷列為需進行風險評估的物質,對其工業用途及暴露限值進行嚴格管控,並要求使用高劑量正己烷的產業提交完整的風險管理計劃,以確保使用過程不會對人體健康或環境造成不良影響。

 

為因應市場對低VOC、無毒、無害替代品的需求,業界正積極投入研發更安全、環保的溶劑方案。除了新型生物基溶劑和水性溶劑外,一些改良型低毒性有機溶劑也開始受到關注,展現逐步取代傳統有機溶劑的潛力。隨著這些替代技術的成熟與應用推廣,正己烷的使用預期將在多數工業領域逐漸減少,而其角色可能更多轉向特定專業或小眾用途。

 

甲醛 (Formaldehyde)
   

甲醛是一種無色、有刺激性氣味的氣體,通常由天然氣、煤氣或木材提煉而成,成本低廉且製程簡單,是化學製造、建材及日用化學品的重要原料。在樹脂生產中,甲醛是尿素甲醛樹脂(UF)、酚醛樹脂(PF)及三聚氰胺甲醛樹脂(MF)的關鍵成分,廣泛應用於刨花板、纖維板、傢俱、地板及汽車內飾,提供良好結構強度與黏合性能。

 

然而,甲醛具有致癌性,長期高濃度暴露會對肝臟、呼吸系統及免疫系統造成危害。為降低風險,多數國家對其使用與排放制定嚴格規範。美國EPA將甲醛列為優先監管化學品,消費者產品安全委員會(CPSC)對傢俱及建材的甲醛釋放量設有標準;歐盟則根據 REACH 法規限制消費品中甲醛的使用,化妝品濃度不得超過 0.05%,木製建材和傢俱需符合 E1 標準(≤0.1 ppm)。

 

如今,市場正逐步轉向低甲醛甚至無甲醛產品。業界在積極研發環保替代材料,包括生物基膠黏劑、水性聚合物、木質素改性膠及無甲醛合成樹脂,新一代甲醛衍生物也朝向更高安全性與可持續性發展,預期將在傢俱、建材和消費品中廣泛應用。

 

全氟辛烷磺酸 (Perfluorooctane Sulfonate, PFOS)

全氟辛酸 (Perfluorooctanoic Acid, PFOA)

 

PFOS(全氟辛烷磺酸)和 PFOA(全氟辛酸)是常見的全氟化合物(PFAS),因碳氟鍵極為穩定,具備高度化學穩定性及耐高溫、耐油、耐水等特性,廣泛應用於織物防水處理、食品與紙質包裝、電子元件絕緣層及化學反應助劑等領域。然而,這種穩定性也使 PFAS 在環境中極難分解,並能在生物體內累積。研究指出,長期暴露可能影響肝臟代謝與免疫功能,干擾甲狀腺與生殖系統,並與發育遲緩及某些癌症風險增加有關。

 

基於其持久性與潛在危害,歐盟已將 PFOS 與PFOA 列為SVHC,並在 REACH 法規下進行嚴格管制。PFOS 在泡沫滅火劑、紡織品與地毯中的使用已被禁止,而自 2020 年 7 月起,PFOA 及其衍生物也全面禁用,包括化妝品、食品包裝及織物處理等領域。美國則由 EPA 於 2016 年開始強化監管,要求製造商逐步淘汰這些化學物質,並將飲用水中 PFOA/PFOS 的濃度標準設為 70 ppt 以下,同時持續推動更嚴格的限制。

 

隨著管制趨嚴,市場的需求正推動PFAS替代品的發展。短鏈 PFAS(如 C4、C6 系列)因持久性與危害性相對較低,是目前的過渡性選項。同時,生物基化學品與可降解材料也逐漸受到重視,除了同樣具備防油、防水的功能之外,也是環境友善的好選項。此外,物理性或機械性處理技術,如奈米結構與超疏水材料,也被視為未來可能的替代方案。

 

以下將7種常見溶劑綜合比較:

 

溶劑名稱 主要用途 管制原因 推薦替代品 替代品特點

二氯甲烷

(Methylene Chloride)

去漆劑、清洗劑 對呼吸系統有影響,長期接觸可導致中樞神經系統損害和癌症風險 碳酸丙烯酯 (Propylene Carbonate)、N-甲基吡咯烷酮替代品 碳酸丙烯酯毒性較低,具去漆能力,替代品降低揮發性和健康風險

四氯乙烯

(PCE)

乾洗、金屬清洗 對健康和環境有害,污染地下水和土壤 二氧化碳乾冰清洗、水基乾洗技術 二氧化碳乾冰環保且無殘留,水基乾洗技術無毒且適合乾洗應用

N-甲基吡咯烷酮

(NMP)

電子製造清洗、剝離劑 對皮膚和呼吸道有刺激性,且有生殖毒性風險 雙丙二醇甲醚 (Dipropylene Glycol Methyl Ether)、γ-丁內酯 (Gamma-Butyrolactone) 低毒性,適合電子製造和清洗用途,揮發性低且清洗效果佳

甲苯

(Toluene)

油漆、膠水、清洗劑 對中樞神經系統有毒性,長期接觸影響健康 異丙醇 (Isopropanol, IPA)、乙酸乙酯 (Ethyl Acetate) IPA無毒且揮發性較低,乙酸乙酯是一種天然溶劑,環保且低毒

正己烷

(n-Hexane)

油脂去除劑 對神經系統有毒性,長期接觸可能導致神經損傷 異己烷 (Isohexane)、碳氫化合物清洗劑 異己烷神經毒性低於正己烷,碳氫化合物溶劑無毒性且清洗效果佳

甲醛

(Formaldehyde)

工業溶劑、表面處理 高毒性,致癌物質,對健康危害嚴重 水基膠水、無甲醛黏著劑 水基膠水安全且無毒,無甲醛黏著劑對人體和環境更友善

全氟化合物

(PFOS 和 PFOA)

防污劑、表面活性劑 難以降解,具生物累積性,可能致癌,對健康有潛在危害 氟醚類替代品 (如Novec 1230)、水基表面活性劑 氟醚無毒且環保,水基表面活性劑無揮發性且可生物降解

 

 

結語

 

隨著對人體健康與環境風險的認知提升,許多曾廣泛使用的化學品正逐漸受到限制。為了落實企業的社會責任,未來的方向將是積極尋找更安全、低毒、環保的替代品,並在工業與消費性應用中推動可持續的使用方式。這不僅降低潛在風險,也助力企業建立穩健發展策略,兼顧生產效益及社會責任,保障員工與消費者健康。

 

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