La minéralisation rend possible le recyclage chimique des fluoropolymères

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Des chercheurs au Japon ont mis au point un procédé pour convertir les fluoropolymères couramment utilisés en fluorite (fluorure de calcium), un matériau de départ utile pour fabriquer presque tous les composés fluorés.

« Récemment, l’épuisement de la fluorite a été un problème », explique Naohisa Yanagihara de l’université de Teikyo, qui a développé la méthode aux côtés de Takahiro Katoha. « Non seulement la fluorine est une ressource épuisable, mais le fait que la production de fluorine soit inégalement répartie entre deux pays (Chine et Mexique) pose problème. Il est très important d’établir une méthode alternative d’approvisionnement en fluorite, ainsi qu’une technologie de recyclage pour se préparer aux événements imprévus qui pourraient survenir dans un proche avenir.

Les fluoropolymères, comme le téflon, sont réputés pour leurs propriétés antiadhésives. Mais ils sont notoirement difficiles à retraiter en raison de leur extrême résistance chimique et de leur inertie. Les tentatives récentes de recyclage chimique des fluoropolymères ont été limitées par l’exigence de récipients de réaction à haute pression, de longs temps de réaction et d’agents oxydants agressifs. Visant à améliorer la durabilité et la faisabilité du recyclage des fluoropolymères, Yanagihara explique qu’ils n’utilisent que des produits chimiques à usage général « et que la réaction est effectuée sous pression atmosphérique à l’aide d’un four électrique à 400-500 ° C pendant trois heures ».

Le procédé commence par décomposer les polymères fluorés dans de la soude fondue pour produire des sels de fluorure de sodium et de carbonate de sodium, avant de dissoudre ce mélange dans de l’eau. L’étape suivante consiste à acidifier le mélange avec de l’acide nitrique et à ajouter du chlorure de calcium pour former de la fluorite sous forme de précipité qui peut être facilement éliminé par filtration.

«Il s’agit d’une méthode durable pour transformer les fluoropolymères, l’un des principaux matériaux à potentiel de réchauffement climatique, en matériaux non dangereux», commente Sabu Thomas, expert en recyclage de polymères à l’université Mahatma Gandhi, en Inde. «La méthode a un bon potentiel en termes d’applications et d’extension à l’échelle industrielle. Une caractéristique marquante est l’absence de génération de gaz d’échappement pendant le processus.

Les principales limitations du procédé concernent l’utilisation de soude fondue. «Les polymères qui se décomposent à des températures inférieures au point de fusion de l’hydroxyde de sodium ne seront pas minéralisés ou l’efficacité de la minéralisation sera faible», explique Yanagihara. « En outre, les métaux ordinaires tels que l’acier inoxydable ne conviennent pas comme récipients de réaction en raison du fort pouvoir oxydant de l’hydroxyde de sodium – les récipients de réaction peuvent être limités à la céramique ou à d’autres matériaux. »

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