Elena Marcheggiani – NORMACHEM
Nel mondo di oggi in generale, e nel mondo delle vernici in particolare, trova larghissimo impiego una famosa famiglia chimica: i PFAS.
PFAS è una sigla che sta per sostanze perfluoroalchiliche, caratterizzate da legami carbonio-fluoro. La peculiarità di questa famiglia di molecole sta proprio in questo legame, che è uno dei più forti in chimica organica.
Grazie alla loro struttura, infatti, questo tipo di composti ha performance tecniche elevatissime, tra cui, solo per elencarne alcune, grande stabilità termica e resistenza alla corrosione. Tuttavia, è proprio questo legame che va a determinare anche una serie di proprietà di concern (preoccupazione) legate ai PFAS. La principale è l’estrema persistenza delle molecole nell’ambiente.
I composti perfluoroalchilici resistono infatti alla degradazione ambientale grazie ai loro legami estremamente stabili. Strettamente collegato al concern di persistenza, vi è anche l’estrema mobilità dei PFAS nell’ambiente. Vi sono diverse evidenze scientifiche che dimostrano che tracce di PFAS vengono ritrovate molto lontano dalla fonte di emissione degli stessi. I PFAS sono stati frequentemente osservati nella contaminazione del suolo, delle acque sotterranee e delle acque superficiali.
Molte sostanze perfluoroalchiliche sono inoltre classificate come pericolose per la salute: si tratta per esempio di composti tossici per la riproduzione in grado di danneggiare il feto, o ancora composti cancerogeni o interferenti endocrini.
I PFAS sono dunque molecole largamente usate a livello tecnico-scientifico, in ragione delle loro speciali proprietà chimiche, ma che hanno portato e continuano a portare a un livello di inquinamento ambientale altissimo e ad enormi ripercussioni sulla salute umana.
Pertanto, nel contesto della normativa europea, ma non solo, queste sostanze sono state e continuano ad essere attenzionate al fine di limitarne la fabbricazione, l’uso e l’immissione sul mercato. Ad oggi, diverse normative europee stabiliscono dei divieti o delle restrizioni in relazione agli PFAS, tuttavia le disposizioni ad oggi in vigore in Europa riguardano sempre specifiche famiglie chimiche di PFAS. Per esempio, il Regolamento (UE) 2019/1021 sugli inquinanti organici persistenti (POPs) impone divieti relativamente all’acido perfluorottano sulfonato (PFOS), all’acido perfluoroottanoico (PFOA), all’acido perfluoroesansolfonico (PFHxS), i loro derivati e composti correlati. Il Regolamento (CE) n. 1907/2006 (REACH), invece, impone restrizioni in relazione alla fabbricazione, l’uso e l’immissione sul mercato di acidi perfluorocarbossilici lineari e ramificati con specifiche lunghezze della catena carboniosa e di composti ad essi correlati.
Sicuramente è fondamentale evidenziare che, ad oggi, l’Europa non si ferma. Non è più sufficiente, infatti, limitare singole famiglie di composti per fronteggiare il concern portato dagli PFAS. È stato ritenuto necessario, da parte di cinque Stati Membri Europei (Germania, Danimarca, Olanda, Norvegia, Svezia), presentare una proposta di restrizione legata alla fabbricazione, uso o immissione sul mercato di tutti i composti perfluoroalchilici. Il Regolamento (CE) n. 1907/2006 (REACH) in Europa norma in maniera orizzontale il mondo dei prodotti chimici, intesi come sostanze miscele e articoli, dando specifiche disposizioni che hanno lo scopo di proteggere la salute umana e l’ambiente. Uno degli strumenti di cui il Regolamento si serve sono proprio le restrizioni, come quella ad oggi proposta per tutti gli PFAS. Il gruppo di sostanze impattate dalla proposta di restrizione è definito in maniera tale da comprendere praticamente tutti i composti per e polifluoroalchilici. Non si farà più riferimento a singole famiglie di PFAS, ma saranno interessati tutti i tipi di composti, compresi i polimeri. Se la proposta di restrizione verrà accettata per come è stata formulata ad oggi, vi sarà un enorme impatto su moltissimi settori dell’industria.
Soffermandoci sul mondo delle pitture e vernici, sono usati principalmente fluoropolimeri e PFAS a catena corta, sia nel contesto delle vernici spray che a base acqua o solvente. Le caratteristiche dei PFAS che li rendono unici per tali usi riguardano la loro stabilità termica, la resistenza alla corrosione, la proprietà di ritardanti di fiamma, la durabilità, la resistenza alle condizioni atmosferiche, ai raggi UV, la resistenza alle macchie e prevenzione di polvere, la bagnabilità, le proprietà dielettriche. Il largo impiego di questi composti è legato al loro forte legame carbonio-fluoro, ma anche al fatto che spesso queste molecole sono composte di due porzioni, una idrofilica e una idrofobica e che, dunque, possono agire come tensioattivi, conferendo proprietà estremamente oleofobiche agli articoli.
Le applicazioni principali sono legate al mondo dell’automotive, dell’architettura o delle vernici per pavimenti e superfici. Tra le sostanze più usate vi sono PTFE (politetrafluoroetilene), PVDF (polivilidene fluoruro), FEVE (fluoroetilen vinil etere), FEP (propilene etilene florurato), ECTFE (etilene clorotrifluoroetilene).
I fluoropolimeri sono tipicamente aggiunti ai rivestimenti, alle pitture e alle vernici per fornire resistenza a corrosione, agenti atmosferici, abrasione e graffi.
I fluoropolimeri forniscono inoltre durabilità e protezione UV. I PFAS a catena corta nelle pitture e nelle vernici ne riducono la tensione superficiale, migliorando così la bagnabilità, il livellamento e le proprietà antincollaggio. I PFAS a catena corta conferiscono anche repellenza all’olio e all’acqua.
Poiché gli PFAS sono tutt’ora composti largamente usati, alla luce delle proposte normative, diventa fondamentale per le aziende mappare la presenza di queste sostanze all’interno dei loro prodotti e valutare alternative tecniche più sicure. Ad oggi sono state analizzate numerose alternative ai composti per e polifluoroalchilici, tra cui le resine non fluorurate. Alcune resine non fluorurate, come quelle a base di silicone, poliuretano (PU), poliestere (PS), o resine acriliche, epossidiche, e ancora altre, possono essere utilizzate come alternative ai leganti a base di PFAS nelle pitture. I tensioattivi non ionici o anionici possono essere utilizzati come alternativa ai tensioattivi fluorurati nelle pitture per uso domestico. I solfosuccinati, infine, possono essere utilizzati come agenti bagnanti. Queste sono solo alcune delle alternative che si possono trovare in letteratura.
È importante dunque, per le aziende, mostrarsi pronte alle sfide che la conformità regolatoria presenta quotidianamente, consapevoli che l’Europa si sta muovendo per eliminare pressoché totalmente i PFAS dal mondo della chimica.
