Um novo método surpreendente finalmente torna o teflon reciclável

Cientistas da Universidade de Newcastle e da Universidade de Birmingham criaram 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 em produtos que devem suportar altas temperaturas e produtos químicos agressivos.

A equipe descobriu que o Teflon descartado pode ser quebrado e reutilizado apenas com sódio metálico e movimento mecânico por agitação – tudo em temperatura ambiente e sem solventes tóxicos.

Seu estudo, publicado no Jornal da Sociedade Química Americana (JACS)descreve uma alternativa de baixo consumo de energia e sem resíduos às técnicas padrão de recuperação de flúor.

Quebrando ligações carbono-flúor para recuperar 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 no Teflon, convertendo-o em fluoreto de sódio, que é usado em cremes dentais com flúor e adicionado à água potável.

“Centenas de milhares de toneladas de Teflon são produzidas globalmente todos os anos – ele é usado em tudo, desde lubrificantes até revestimentos de utensílios de cozinha, e atualmente há muito poucas maneiras de se livrar dele. À medida que esses produtos chegam ao fim de suas vidas, eles acabam em aterros sanitários – mas este processo nos permite extrair o flúor e transformá-lo em novos materiais úteis.”

O professor associado Dr. Erli Lu, da Universidade de Birmingham, acrescentou: “O flúor é um elemento 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 é tradicionalmente obtido através de processos químicos e de mineração que consomem muita energia e são altamente poluentes. Nosso método mostra que podemos recuperá-lo dos resíduos diários e reutilizá-lo diretamente – transformando um problema de descarte em uma oportunidade de recurso. “

Por que reciclar PTFE é tão difícil

O politetrafluoroetileno (PTFE), frequentemente chamado de Teflon, é valorizado por sua resistência ao calor e aos produtos químicos, tornando-o um material essencial em utensílios de cozinha, eletrônicos e ferramentas de laboratório. No entanto, esses mesmos pontos fortes tornaram extremamente difícil a reciclagem.

Quando o PTFE é queimado ou incinerado, liberta poluentes persistentes conhecidos como “produtos químicos para sempre” (PFAS), que permanecem nos ecossistemas durante décadas. Como resultado, os métodos tradicionais de eliminação representam riscos significativos para o ambiente e para a saúde pública.

A mecanoquímica fornece um caminho mais limpo a seguir

Para enfrentar este desafio, os investigadores utilizaram a mecanoquímica, uma abordagem sustentável em que a força mecânica impulsiona as reações químicas em vez do calor elevado.

Dentro de um recipiente de aço selado chamado moinho de bolas, pequenos pedaços de sódio metálico são moídos junto com Teflon. Essa moagem faz com que os materiais reajam à temperatura ambiente, quebrando as ligações carbono-flúor dentro do Teflon e produzindo carbono inofensivo junto com fluoreto de sódio, um sal estável amplamente utilizado em cremes dentais com flúor.

A equipe também demonstrou que o fluoreto de sódio gerado através deste método pode ser usado imediatamente, sem purificação adicional, para sintetizar outros compostos valiosos contendo flúor usados ​​em produtos farmacêuticos, ferramentas de diagnóstico e produtos químicos especializados.

Confirmando reações limpas com análise avançada de RMN

Dominik Kubicki, que lidera a equipe de Ressonância Magnética Nuclear (RMN) de estado sólido da Universidade de Birmingham, explicou:”Usamos espectroscopia de RMN de estado sólido avançada – uma de nossas especialidades em Birmingham – para examinar o interior da mistura de reação em nível atômico. Isso nos permitiu provar que o processo produz fluoreto de sódio limpo sem quaisquer subprodutos. É um exemplo perfeito de como a caracterização de materiais de última geração pode acelerar o progresso em direção à sustentabilidade. “

Rumo a uma economia circular do flúor

Esta descoberta aponta para um sistema circular no qual 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.

“Nossa abordagem é simples, rápida e utiliza materiais baratos”, disse o Dr. Lu. “Esperamos que isso inspire mais trabalhos sobre a reutilização de outros tipos de resíduos fluorados e ajude a tornar mais sustentável a produção de compostos vitais que contêm flúor.”

O estudo também ressalta o papel crescente da mecanoquímica 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 persistentes em algo útil novamente. É um passo pequeno, mas importante, em direção à química sustentável do flúor.”