伊士曼化学公司寻求开发更安全的溶剂
在所有关于更安全、更环保的化学品的讨论中,公司必须采取哪些措施来开发和将这些类型的化学品推向市场?
伊士曼化学公司的创业之旅伊斯曼奥米尼亚酒店高性能溶剂展示了该公司如何组织——使用最佳可用工具和标准来评估和最小化危险——生产出既具有优异性能又具有优异安全性的分子。
承担这样一个创新项目是一个昂贵而冒险的提议。
它要求承诺完成安全测试,清除监管障碍,寻求第三方认证,并将生产推向商业规模。此外,伊士曼致力于营销新溶剂,并在客户了解如何在配方中使用时提供实际技术支持。通过这个过程,伊士曼学到了很多关于如何应对为清洁行业带来新溶剂的挑战的知识。
大海捞针发现新分子
一开始,伊士曼团队决定专注于清洁产品市场。他们选择这一部分是因为配方设计师面临监管变化、成本压力和安全问题的限制。
来自市场的见解表明,需要一种对用户和环境都具有高性能和安全性的溶剂。是时候让伊斯曼的跨职能团队开始工作了。
供应商需要知道,每个人都会对这些产品进行公平的评估,并理解它们会有所不同,但它们对人类和地球都会更好。
团队根据溶剂的预期用途设定选择标准。任何符合广泛标准的分子都被纳入潜在候选分子的范围。
接下来,该团队制定了性能和安全规范,排除了一些化合物。尽管如此,研究小组仍有一份令人望而生畏的2400种“候选溶剂”名单。名单上包括了所有可能的碳、氢和氧化合物,根据推断,这些化合物符合研究小组的标准。
通过尖端筛选工具和标准缩小领域
为了排除2400个分子中的一些,伊士曼的科学家们使用数学模型来评估这些化合物的适用性。
例如,伊士曼公司的工作人员使用美国环保局的一个工具,对化学品的环境释放潜力进行筛选,将名单缩小到596种化合物。
在下一阶段,研究小组观察了哪些分子达到了EPA更安全选择的目标列入更安全化学成分清单的计划指南。更安全的选择计划,后来被称为环境设计,根据六个属性评估溶剂:
致癌性
神经毒性
急性哺乳动物毒性
生殖和发育毒性
重复剂量毒性
环境命运和毒性
分析考虑溶剂是否具有值得关注的属性,在这种情况下,溶剂不符合进一步筛选的条件。对于未充分表征或低关注度的分子,EPA考虑对其进行筛选。当伊士曼团队评估了近600个分子中哪些符合筛选条件时,该团队将候选名单缩短到大约70个。
在70个分子中,研究小组确定了20个分子,伊斯曼可以以一种经济高效的方式制造这些分子。有了这一决心,是时候对决赛选手进行综合和全面测试了。
伊斯曼毒理学计划
毒理学项目的目标是为清洁应用确定一种更安全的溶剂。此外,该计划需要通过生成团队需要保护的安全数据来实现商业化监管机构批准和第三方认证.
该团队的毒理学家制定了一个分层测试策略,包括评估物理和化学特性、计算机建模(电子)筛选和“试管”(体外)和活体(体内)测试。整个计划依赖于可持续性倡导者高度重视的工具:绿色化学的12项原则、更安全的选择溶剂筛选和各种建模程序。竞彩足球app怎么下载
Tier 1计算机模型评估了生物降解性以及致突变性、急性口服毒性和生殖毒性等问题。清除第一层的分子转移到第二层进行体外测试,包括可能的内分泌干扰评估第三层体内测试评估其他健康和环境终点。
一种新的分子出现了
在所有的测试之后,一个具有特殊安全性的最终候选人出现了。
该分子没有显示皮肤刺激、生殖毒性或遗传毒性(细胞遗传物质破坏)的证据。此外,测试显示该分子对口服、皮肤或吸入途径没有急性毒性证据。它也是可生物降解的,对水生生物没有潜在的危害。
底线是什么?多层毒理学试验表明,最终的候选溶剂非常安全。即使剂量达到实际极限,这种溶剂也没有毒性。唯一令人担忧的发现是眼睛刺激,这只与100%溶剂有关。在1%至5%的典型配方浓度下,溶剂无刺激性。
除了其特殊的安全性,溶剂met加利福尼亚州环境保护局空气资源委员会(CARB)和美国环境保护局(EPA)规定的消费品低蒸气压挥发性有机化合物豁免标准。
伊士曼团队知道他们有一个符合公司内部要求的解决方案安全目标而且是环保的。接下来,他们必须评估它的清洁能力。
测试性能
为了分离溶剂的化学清洁能力,伊士曼的科学家们改进了一种通常用于涂料实验室的机器,称为“擦洗机”。证据很清楚:与普通溶剂相比,这种新溶剂有效地去除了0.5%或更高浓度的有机物,擦洗次数更少。由于溶剂的独特性质,伊士曼的科学家发现它在中性pH配方中最有效。
对于性能测试研究小组检查了溶剂清除各种土壤的有效性,如油漆墙上的肥皂浮渣和铝板上的油污。与普通溶剂相比,这种新溶剂可以用较少的擦洗剂完全去除土壤。
实现市场验证
证明伊士曼·奥米尼亚高性能溶剂提供了性能、安全性和价值的独特组合,团队开始进行市场验证。
纽约市产品公司是伊士曼的第一个配方合作伙伴,同意在新的清洁产品中使用Omnia。多亏了Nyco,伊士曼在商业发布之前就实现了Omnia的验证。通过与伊士曼的合作,纽约市引入了OM1.由Omnia提供动力的脱脂剂、多表面清洁剂、浴缸和卫生间清洁剂组成的系列产品。
营销新溶剂的挑战
尽管伊士曼通过与纽约市的合作获得了市场认可,但清洁配方设计师在采用Omnia方面进展缓慢。因为他们认为他们现有的配方“足够安全”,所以出于安全原因,他们没有动力去改变。
还有一个问题是该行业缺乏清洁产品的标准性能测试。只要客户认为现有产品足够干净,配方设计师就没有动力重新配方以获得更好的性能。如果没有分销商、最终用户和零售商的帮助,清洁市场似乎不愿意尝试新的成分。
只要客户认为现有产品足够干净,配方设计师就没有动力重新配方以获得更好的性能。
更大的挑战是,Omnia并不是替代者中的一员。许多配方被用于开发高或低pH值的清洁剂,以确保高性能。相比之下,Omnia需要pH中性配方,这对用户、表面和环境安全得多。
克服反对意见
为了展示一种既高效又安全的溶剂的价值,伊士曼开始了一段帮助教育和改进该行业的旅程。该团队利用媒体采访、展会、价值链讨论和行业演示来解决问题,并为在清洁工中使用Omnia提供理由。
作为克服技术障碍的一种方式,伊士曼的科学家们创造了广泛的配方指南以及使用Omnia的起点公式。伊士曼团队成员多次访问了美国和加拿大的200多家清洁产品制造商。他们的努力得到了回报,因为多家制造商开始将Omnia应用于从室外表面清洁剂到多用途工业用手巾的各种应用中。
关键外卖
当原材料供应商承诺开发更安全的化学品时,价值链中的每个人都必须支持他们的努力,以使这类投资得以继续。考虑到将更安全的成分推向市场的成本、时间和风险都很高,供应商需要知道,至少每个人都会对这些产品进行公平的评估,并理解它们会有所不同,但它们对人类和地球都会更好。我们不应该等待政府强制改变——我们可以改变。
“绿色化学”正努力在市场中站稳脚跟。最重要的一点是,价值链的所有部分都必须支持和接受更安全的成分,以实现真正的变革。