09 negri - Giornale Italiano di Medicina del Lavoro ed Ergonomia ...

64 G Ital Med Lav Erg 2008; 30:1
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Il PFOA in genere viene utilizzato per la produzione di
materiali perfluorurati: i più comuni sono il politetrafluoroetilene
(PTFE) e il polivinildenfluoruro (PVDF). Infatti,
l’uso più importante che si fa del PFOA è come iniziatore
e cessatore di catena nei processi di produzione dei fluoropolimeri
e dei fluorotelomeri e come surfattante. Il PTFE
o Teflon è un fluoropolimero che ha trovato applicazione
in svariati settori.
I composti PFOS correlati fanno parte di una vasta famiglia
di composti di sintesi la cui degradazione può dare
origine alla molecole di PFOS stesse. Fanno parte dei composti
PFOS-correlati anche i telomeri degli alcool (ovvero
i fluoroalcooli) ma solo quelli a catena lunga poiché gli altri
non possono esser degradati a PFOS.
I PFAS, oltre al PFOA e al PFOS (C8), comprendono
un’ampia gamma di sostanze che contengono catene perfluoroalchiliche
più corte (per esempio C6, C4, C2) che
non possono dare origine a PFOA o a PFOS per degradazione
ambientale proprio in virtù della loro formula di
struttura originale.
In alternativa ai PFAS, possono esser usati come surfattanti
composti in cui alla catena principale di atomi di
carbonio vengono aggiunte catene alchiliche perfluorurate:
questi “polimeri fluorurati” vengono usati come rivestimento
per le superfici (l’asse aderisce alla superficie e le
catene fluorurate si allineano perpendicolarmente).
Tabella II. Classificazione dei composti PFOS-correlati
in 22 categorie in accordo con l’OECD (Havelund 2001)
Category Group name
1 Perfluoroalkylsulfonates (Salts of sulfonic acid)
2 Derivates of perfluoroalkyilsulfonyl
3 Perfluoroalkylsulfonamides
4 Derivates of perfluoroalkylsulfonamide alcohol
5 Derivates of perfluoroalkylsulfonamide phosphate
6 Derivates of perfluoroalkylsulfonamide acetic acid
7 Derivates of perfluoroalkylsulfonamide polyethoxilate
8 Derivates of perfluoroalkylsulfonamide aminopropyl
9 Derivates of perfluoroalkylsulfonamide
chromiumcomplexes
10 Perfluorocarboxilic acid
11 Fluorosulfonamide
12 Fluoroesters
13 Fluorothioethers
14 Fluorocarboxylates
15 Fluorourethanes
16 Fluoroalcohols
17 Fluoroacrylates
18 Fluorphosphates
19 Derivates of fluoroalcohols
20 Fluoroborates
21 Perfluorosulfonamide acrylatespolymers
22 Fluoroacrylatespolymers
In natura l’esistenza di composti organici fluorurati è
molto rara, anche a causa dell’energia richiesta dalla formazione
del legame tra carbonio e fluoro (C-F), tuttavia,
in laboratorio o su ampia scala di produzione, possono
essere sintetizzate molecole parzialmente o totalmente
florurate.
Per la produzione dei composti fluorurati esistono tre
diversi processi: fluorazione diretta attraverso la fluorazione
elettro-chimica (ECF), telomerizzazione ed oligomerizzazione
(da molecole più o meno piccole). I più utilizzati
sono i primi due processi.
Il processo di fluorazione diretta (messo a punto nel
1937) inizia a partire dall’1-octanesulfonyl fluoride
(C 8 H 17 SO 2 F) disciolto in una soluzione di acido fluoridrico
attraverso la quale viene fatta passare corrente elettrica
che determina la sostituzione degli atomi di idrogeno con
atomi di fluoro e quindi la formazione del corrispettivo
perfluorottan sulfonato (C 8 F 17 SO 2 F). La 3M ha utilizzato
questa tecnica fino agli anni ’50 poiché questo è il processo
più economico a causa della relativa dispendiosità della
corrente elettrica e dei reagenti utilizzati (Moody et al.,
2000).
La telomerizzazione consiste in un processo di condensazione
tra un composto detto telogeno (AB) e un monomero
detto tassogeno (M), si ottengono così dei telomeri,
ovvero composti omologhi di struttura A-(M) n -B. L’indice
(n) è il grado di telomerizzazione ed è un numero intero
dato per ogni specie telomerica. La telomerizzazione
si pone dunque come reazione intermedia tra addizione e
polimerizzazione, infatti se il valore (n) è pari all’unità si
parlerà di una vera e propria addizione del composto AB al
composto M; se, d’altra parte, il valore di (n) è superiore a
certi limiti il telomero potrà confondersi con un basso polimero.
Nel caso dei fluorotelomeri molecole composte da
una catena a due atomi di carbonio con atomi di fluoro (tetrafluoroetilene)
condensano tra loro a costituire molecole
più lunghe (tipicamente di almeno 12 atomi di carbonio).
Il terzo metodo è l’oligomerizzazione cioè la costituzione
di molecole molto lunghe a partire da monomeri più
o meno grandi. Quest’ultimo processo è poco usato.
3. Caratteristiche chimico-fisiche
I PFAS sono composti molto stabili caratterizzati da
bassa tensione di vapore, bassa energia di superficie, elevata
resistenza termica, resistenza agli acidi e alle basi, resistenza
alle sostanze ossidanti e riducenti (Kissa 2001) e
da elevata solubilità in acqua.
In particolare, il PTFE, ha una densità di circa 2.2 g/cm 3
e un punto di fusione di 327°C, ha il coefficiente di fusione
più basso di tutti i materiali solidi ed eccellenti proprietà
dielettriche, inoltre esso è un composto bio-compatibile;
tutte queste proprietà ne fanno un materiale di largo uso in
diversi settori industriali e medicali.
Il PFOS e i composti ad esso correlati sono estremamente
difficili da distruggere, in quanto il legame fluorocarbonio
è il più forte della chimica organica, sono estremamente
stabili e hanno un’elevata tendenza al bioaccumulo.