Uma nova pesquisa identificou uma maneira simples e ecologicamente correta de decompor o Teflon, um dos plásticos mais resistentes em uso atualmente, e convertê-lo em um material químico valioso.
Cientistas da Universidade de Newcastle e da Universidade de Birmingham desenvolveram um processo limpo e economizador de energia para reciclar o Teflon (PTFE), que é amplamente reconhecido pelo seu papel em utensílios de cozinha antiaderentes e produtos que devem suportar altas temperaturas e produtos químicos agressivos.
A equipe descobriu que o Teflon descartado poderia ser decomposto e reutilizado apenas agitando-o com sódio metálico e agitação mecânica – tudo em temperatura ambiente e sem solventes tóxicos.
Sua pesquisa, publicada Jornal da Sociedade Química Americana (JACS)A norma descreve uma alternativa de baixo consumo de energia e livre de resíduos às técnicas de recuperação de flúor.
Quebrando a ligação carbono-flúor para recuperar o flúor útil
Roly Armstrong, professor de química na Universidade de Newcastle e autor correspondente, disse: “O processo que descobrimos quebra as fortes ligações carbono-flúor do Teflon, convertendo-o em fluoreto de sódio, que é usado em pasta de dente com flúor e adicionado à água potável.
“Centenas de milhares de toneladas de Teflon são produzidas em todo o mundo todos os anos – é usado em tudo, desde lubrificantes a revestimentos de utensílios de cozinha, e atualmente existem poucas maneiras de se livrar dele.
O professor associado Dr. Earle Lu, da Universidade de Birmingham, acrescentou: “O flúor é um ingrediente vital na vida moderna – é encontrado em cerca de um terço de todos os novos medicamentos e em muitos materiais avançados. No entanto, o flúor tem sido tradicionalmente obtido através de processos químicos e de mineração que consomem muita energia e são altamente poluentes. Cada um dos nossos métodos pode recuperá-lo diretamente, e nós podemos recuperá-lo. Uma oportunidade de recurso é um problema de descarte. “
Por que o PTFE é tão difícil de reciclar?
O politetrafluoroetileno (PTFE), frequentemente chamado de Teflon, é valorizado por sua resistência ao calor e aos produtos químicos, tornando-o um ingrediente chave em utensílios de cozinha, eletrônicos e equipamentos de laboratório. No entanto, essas mesmas forças tornam a reciclagem extremamente difícil.
Quando o PTFE é incinerado ou incinerado, libera poluentes persistentes conhecidos como ‘produtos químicos permanentes’ (PFAS), que permanecem nos ecossistemas por décadas. Como resultado, os métodos tradicionais de eliminação representam riscos significativos para o ambiente e para a saúde pública.
A mecanoquímica oferece um caminho mais limpo
Para enfrentar este desafio, os pesquisadores usaram a mecanoquímica, um método sustentável no qual a energia mecânica impulsiona reações químicas em vez de calor elevado.
Dentro de um recipiente de aço selado chamado moinho de bolas, pequenos pedaços de sódio metálico são combinados com Teflon. Essa moagem faz com que os materiais reajam à temperatura ambiente, quebrando as ligações carbono-flúor do Teflon e formando carbono inofensivo com fluoreto de sódio, um sal estável amplamente utilizado em cremes dentais com flúor.
A equipe também mostrou que o fluoreto de sódio produzido por este método pode ser usado imediatamente, sem purificação adicional, para sintetizar outros compostos valiosos contendo flúor usados em produtos farmacêuticos, equipamentos de diagnóstico e produtos químicos especializados.
Confirmação de reação clara com análise avançada de RMN
O professor associado Dr. Dominic Kubicki, que lidera a equipe de ressonância magnética nuclear de estado sólido (NMR) da Universidade de Birmingham, explicou:”Usamos espectroscopia de RMN de estado sólido avançada – uma especialidade nossa em Birmingham – para olhar dentro da mistura de reação em nível atômico. Isso demonstrou que era possível fazer os lados da combustão sem quaisquer processos. Como os subprodutos levam à estabilidade das propriedades do material de última geração. Um exemplo perfeito de como o progresso pode acelerar. “
Rumo a uma economia circular do florim
Esta descoberta aponta para um sistema circular onde o flúor pode ser recuperado de resíduos industriais em vez de ser perdido no descarte. Tal modelo poderia reduzir significativamente o impacto ambiental dos produtos químicos à base de flúor que desempenham papéis essenciais na medicina, na eletrónica e nos sistemas de energia renovável.
“Nosso método é simples, rápido e utiliza materiais baratos”, disse o Dr. Lu. “Esperamos que isto inspire mais trabalhos para reutilizar outros tipos de resíduos fluorados e ajude a tornar mais sustentável a produção de importantes compostos fluorados”.
O estudo também ressalta o papel crescente da química mecanicista na química verde. Este campo emergente substitui reações de alta temperatura ou com uso pesado de solventes por movimento mecânico, abrindo novas oportunidades para inovação sustentável.
Kubicki acrescentou: “Esta pesquisa mostra como a ciência interdisciplinar, combinando a química dos materiais com a espectroscopia avançada, pode transformar um dos plásticos mais duráveis em algo útil novamente. Este é um passo pequeno, mas importante, em direção à química sustentável do flúor.”
