Van antiaanbaklaag tot tandpasta: wetenschappers vinden een simpele manier om Teflon te recyclen

Britse onderzoekers komen met een groene manier om Teflon te recyclen. Met de stoffen die overblijven kan je zelfs tandpasta maken.

Onderzoekers van Newcastle University en de University of Birmingham hebben een eenvoudige manier gevonden om polytetrafluorethyleen (PTFE), ook wel Teflon genoemd, af te breken tot bruikbare bouwstenen. De methode blijkt verrassend simpel: stop het plastic met wat natriummetaalkorrels in een maalmolen en laat het recyclefeest maar beginnen. De bevindingen verschijnen in het Journal of the American Chemical Society (JACS).

PFAS

Teflon, bekend van de antiaanbaklaag op pannen en geliefd om zijn extreme bestendigheid, wordt inmiddels op grote schaal gebruikt. Tegelijkertijd staat de stof er berucht om dat het bijzonder lastig te recyclen is. Er zijn dan ook niet veel manieren om Teflon te recyclen. Overigens is dit ook niet zonder gevaar: als dit verkeerd gaat kan PTFE omslaan in een ‘forever chemical’, waar ook PFAS onder valt.

De nieuwe studie pakt dat recyclingsprobleem aan op een verrassend simpele manier. In een afgesloten stalen kogelmolen worden bolletjes natriummetaal samen met PTFE vermalen. De mechanische beweging breekt de sterke koolstof–fluor-verbindingen in het plastic, waarna deze op kamertemperatuur reageren met het natriummetaal. Het resultaat: onschadelijk koolstof en natriumfluoride, een zout dat onder meer in tandpasta’s wordt gebruikt.

Volgens het team is het belangrijk om te noemen dat de natriumfluoride direct inzetbaar is. Het team heeft tijdens hun onderzoek laten zien dat het zonder extra zuivering kan dienen als grondstof voor andere fluorhoudende moleculen. Deze zuiverheid is gecontroleerd met een geavanceerde meting aan de University of Birmingham. “Tijdens de meting konden we op atoom-niveau in het reactie¬mengsel kijken,” licht teamlid Dominik Kubicki toe. “Zo konden we aantonen dat het proces schoon natriumfluoride oplevert, zonder bijproducten.”

Fluor

Naast het feit dat PTFE nu op een makkelijke (en schone) manier gerecycled kan worden is er nog een andere reden waarom de resultaten belangrijk zijn. Deze heeft te maken met het fluor dat wordt teruggewonnen. Fluor wordt tegenwoordig namelijk voor veel verschillende toepassingen gebruikt: het komt voor in ongeveer een derde van alle nieuwe geneesmiddelen en ook in tal van geavanceerde materialen. De traditionele winning van fluor is echter niet bijzonder milieuvriendelijk en is erg afhankelijk van vervuilende processen, zoals de mijnbouw. “Fluor is tegenwoordig erg belangrijk,” zegt teamlid Erli Lu. “Onze methode laat zien dat we het zelfs kunnen terugwinnen uit alledaags afval.”

Helaas is dat hard nodig: veel producten met PTFE belanden uiteindelijk op de stort, juist ómdat het lastig is om goed te recyclen. Het feit dat de reactie bij kamertemperatuur plaatsvindt en geen giftige oplosmiddelen vereist, zoals veel recyclingsmethoden van PTFE dat momenteel nog wel doen, maakt de aanpak afvalvrij en daarmee een aantrekkelijk groen alternatief.

Mechanochemie

De studie benadrukt ten slotte ook de opkomst van de mechanochemie: een bijzondere vorm waarbij de kracht van chemie wordt gecombineerd met de (mechanische) energie uit beweging. Mechanochemie wordt volgens het team tegenwoordig steeds vaker als ‘het groene alternatief’ gezien. Dit onderzoek valt daar dus ook onder: normaal gesproken wordt PTFE gerecycled door het op te lossen in een giftige stof. Dit onderzoek presenteert hiervoor een alternatief waarbij de beweging van het vermalen een belangrijke rol speelt.

Volgens het team mogen de resultaten er zijn. Zo laat Kubicki weten: “dit onderzoek is een perfect voorbeeld van hoe nieuwe technologie de weg vrij kan maken naar duurzame oplossingen. Verschillende wetenschappen samen kunnen één van de sterkste plastics op de knieën dwingen en daardoor opnieuw nuttig maken. Dit is een belangrijke stap richting het duurzamer winnen van fluor.”

Schrijf je in voor de nieuwsbrief!
Ook elke dag vers het laatste wetenschapsnieuws in je inbox? Of elke week?
Schrijf je hier in voor de nieuwsbrief!

Luister ook naar de Scientias Podcast: