Mascherine: nuova resina per la loro produzione

A Spinetta Marengo, Alessandria, negli impianti chimici della Solvay è stato testato un nuovo ed innovativo materiale, una resina, per la realizzazione dello strato filtrante delle mascherine riutilizzabili.

Problema rifiuti Covid-19

In passato vi abbiamo parlato del problema rifiuti che si è generato a partire dalla diffusione del SARS-CoV-2. I rifiuti ospedalieri sono, infatti, aumentati del 20%. L’errato conferimento dei rifiuti da parte dei cittadini, che spesso abbandonano guanti e mascherine per strada, ha aggravato il problema legato alla gestione de rifiuti stessi.

Mascherine riutilizzabili

Sul fronte delle mascherine, una soluzione potrebbe essere quella di sostituire le mascherine monouso con mascherine riutilizzabili.

Solvay, in collaborazione con il Politecnico di Milano, ha progettato e realizzato membrane grazie ad un nuovo ed innovativo materiale utile per realizzare lo strato filtrante delle mascherine. La nuova membrana è realizzata con politetrafluoroetilene espanso (e-PTFE).

Il Politetrafluoroetilene e le mascherine

Il PTFE è un polimero che appartiene alla categoria dei perfluorocarburi (PFC), una classe di composti basati solo su fluoro e carbonio. Essendo il legame carbonio-fluoro il legame singolo più forte nella chimica organica, i PFC che lo contengono sono più stabili termicamente e chimicamente dei corrispettivi alcani. È per questo motivo che i PFC trovano applicazione anche come componenti di agenti antincendio. Lo svantaggio più grande legato all’utilizzo di questi composti è che sono potenti gas serra.

Produzione del PTFE

Il processo di produzione del PTFE avviene per polimerizzazione a catena radicalica, in presenza di un iniziatore come l’acqua ossigenata, ad esempio. Le condizioni operative cui viene fatta avvenire la reazione dipendono dal catalizzatore utilizzato ma generalmente la temperatura non deve superare gli 80°C.

n F₂C=CF₂ → −(F₂C−CF₂)_n− ΔH_P ≈ -41 kcal/mol

Essendo fortemente esotermica, il processo di reazione necessita di specifici accorgimenti di controllo della temperatura.

Le proprietà del PTFE

• completa inerzia chimica;
• ottime proprietà dielettriche;
• ottima resistenza al fuoco: non è propagatore di fiamma;
• ottime proprietà di scorrevolezza superficiale. È infatti il materiale industriale col più basso coefficiente di attrito (dinamico 0,04 e statico compreso tra 0,07 e 0,014);
• l’angolo di contatto risulta essere 127°. Questa proprietà lo rende non incollabile e non è noto alcun adesivo in grado di farlo;

Queste proprietà restano poi inalterate in un ampio range di temperatura che va da -80°C a circa 250°C.

Sicurezza delle mascherine

Il PTFE non espone ad alcun rischio finché è mantenuto a temperature inferiori a 200°C. La pirolisi a 200°C sviluppa diversi fluorocarburi e un sublimato. Gli studi condotti in merito, però, dimostrano che le quantità sono tali da non rappresentare un pericolo.

Il processo di degradazione inizia intorno ai 260°C e termina, con la decomposizione, a partire dai 350°C.

Applicazioni

Alcune delle principali applicazioni sono:

• guarnizioni e parti destinate al contatto con agenti corrosivi nell’industria chimica;
• nei motori per ridurre l’attrito del cambio;
• nell’industria elettrica come isolante;
• come additivo nei lubrificanti per le catene di trasmissione dei motocicli.