Le guide de l’ennoblisseur n°10

Composés perfluoroalkylés et polyfluoroalkylés PFAS

Par Aziz Lallam – Abdelaziz.lallam@uha.fr – ENSISA, 11 rue Alfred Werner 68093 Mulhouse

Introduction

Les PFAS, ou substances per et polyfluoroalkylées, représentent une vaste famille de composés chimiques synthétiques fluorées. Appréciés pour leurs propriétés, antiadhésives, imperméabilisantes et pour leur résistance à la chaleur, ils sont largement utilisés dans de nombreux produits industriels et de consommation courante.
Dans l’industrie textile, les PFAS jouent un rôle crucial en conférant aux tissus des propriétés fonctionnelles essentielles telles que la résistance à l’eau, aux taches à l’huile etc. Ils garantissent stabilité thermique et durabilité à l’usage. Ces caractéristiques sont particulièrement recherchées dans les vêtements d’extérieur, les vêtements de sport, les uniformes professionnels et même certains textiles d’ameublement. L’utilisation des PFAS prolonge la durée de vie des tissus et réduit la fréquence des lavages
En revanche, il est important de noter que l’utilisation massive des PFAS dans l’industrie textile représente une source importante de pollution environnementale. Ces substances peuvent être libérées dans l’environnement à chaque étape du cycle de vie du textile. De plus, la présence de PFAS dans les textiles peut entraver le recyclage des produits. En conséquence, ils peuvent compromettre les efforts en faveur d’une économie circulaire. Dans cette article, nous donnons une classification succincte des PFAS en précisant leurs domaines d’applications et en se focalisant sur les produits textiles. Nous proposerons des exemples de solutions de produits alternatifs aux PFAS et nous indiquerons la réglementation qui concerne leur utilisation.

 

Classification des PFAS

Les PFAS sont des composés chimiques caractérisés par la présence d’une chaîne carbonée entièrement ou partiellement fluorée, voici une classification simplifiée des PFAS :

A. PFAS à base de Polymères fluorés :

Voici deux exemples de composés représentatifs des PFAS à base de polymères organiques (Cf. tableau I) :

1. PTFE : commercialisé sous la marque déposée dont le nom est Il est utilisé principalement dans les revêtements antiadhésifs et imperméabilisants.
2. PFA, FEP : Le PFA ou Perfluoroalkoxy et le FEP ou Fluoro Ethylene Propylene sont deux types de fluoropolymères, connus pour leur résistance chimique et thermique exceptionnelles dans des applications industrielles.

B. PFAS non-polymères :

Les composés per et polyfluorés suivants sont des exemples des PFAS non-polymères :

1. Acides perfluoroalkylcarboxyliques (PFCAs) :
   1. Acide perfluorooctanoïque (PFOA): Utilisé dans la production de PTFE et d’autres produits.
   2. Acide perfluorononanoïque (PFNA) : Présent dans certains revêtements et produits de consommation.
2. Acides perfluoroalkylsulfoniques (PFSAs) :
   1. Acide perfluorooctanesulfonique (PFOS): Utilisé dans les produits ignifuges et les revêtements.
   2. Acide perfluorobutane sulfonique (PFBS) : Utilisé dans certains produits de consommation, mais non relié directement aux produits textiles.
   3. PFAS à chaîne plus courte : Développés comme alternatifs aux PFAS à longue chaîne

Il est important de noter que cette classification est simplifiée et que la nomenclature des PFAS peut être complexe. Pour une classification plus détaillée et précise, il est recommandé de consulter des sources spécialisées et des bases de données scientifiques notamment les rapports scientifiques de l’INERIS.

Référence bibliographique

PFAS : le point sur les contributions de l’Ineris au plan d’action interministériel | Ineris

Les PFAS appartiennent à une famille de composés chimiques largement utilisés pour leurs propriétés hydrofuges et oléofuges. Voici un tableau présentatif de quelques-uns des principaux PFAS et leurs applications :

Nom du PFAS	Formule chimique brute	Utilisation principale
Acide perfluorooctanoïque PFOA	C₈HF₁₅O₂	Revêtements antiadhésifs, textiles, emballages alimentaires
Acide perfluorooctane sulfonique PFOS	C₈HF₁₇SO₃	Mousse anti-incendie, imperméabilisants textiles, pesticides
Acide perfluorononanoïque PFNA	C₉HF₁₉O₂	Revêtements industriels, lubrifiants, additifs plastiques
Acide perfluorodécanoïque PFDA	C₁₀HF₂₁O₂	Revêtements de surface, électroniques, cosmétiques
Acide perfluorohéxane sulfonique PFHxS	C₆HF₁₃SO₃	Mousse anti-incendie, textiles, traitements de surface

tableau I – les principaux PFAS

PFOA :

L’acide perfluorooctanoïque (PFOA), également appelé C₈, est un composé fluoré synthétique appartenant à la grande famille des substances per et polyfluoroalkylées (PFAS). Sa structure se caractérise par une chaîne de huit atomes de carbone entièrement fluorés, à l’exception du groupe carboxyle. Cette configuration lui confère une stabilité chimique exceptionnelle, faisant des liaisons carbone-fluor parmi les plus robustes existantes. Pendant plusieurs décennies, le PFOA occupait une place de choix dans l’industrie textile grâce à ses propriétés exceptionnelles.

PFHxS :

L’acide perfluorohexane sulfonique (PFHxS) est un composé chimique appartenant à la famille des PFAS.  Il est utilisé principalement comme agent tensioactif et revêtement protecteur dans divers domaines industriels, notamment les mousses anti-incendie, les textiles imperméables et le placage métallique. À partir de 2026, la réglementation européenne prévoit une interdiction plus large des PFAS, y compris le PFHxS. En France, le PFHxS est interdit depuis 2022.

 

Textile et PFAS : une alliance peu durable

Les PFAS sont présents dans les apprêts chimiques et dans les traitements des surfaces textiles on les retrouve dans :

1. Traitements imperméabilisants: Les PFAS créent une barrière sur les fibres textiles, empêchant l’eau et les liquides de pénétrer.
2. Traitements oléofuges : Ils repoussent les huiles et les graisses, rendant les textiles résistants aux taches.
3. Revêtements antisalissure: Ils aident à prévenir l’adhérence de la saleté et des particules.
4. Revêtements Anti adhésifs
5. Stabilisation thermique

Produits alternatifs aux PFAS dans les textiles

Les efforts de recherche et développement visant à remplacer les PFAS dans l’industrie textile progressent. Parmi les alternatives explorées, on trouve :

1. Traitements à base de cire : L’utilisation de cires naturelles ou synthétiques permet d’apporter une certaine imperméabilité et une résistance aux taches.
2. Revêtements polymériques : Certains polymères offrent des propriétés hydrofuges tout en garantissant une bonne respirabilité.
3. Nanotechnologies : Les nanoparticules d’argent présentent des effets antimicrobiens et anti-odeurs, contribuant à améliorer la performance des textiles.

Pistes de produits alternatifs aux PFAS dans le textile et revêtements

1. Traitements hydrofuges et oléofuges:
   1. Silicones: Offrent une bonne résistance à l’eau et à l’huile, mais peuvent présenter des problèmes de durabilité.
   2. Polyuréthanes: Large gamme de formulations possibles, mais leur performance peut varier.
   3. Cires naturelles: Alternatives plus écologiques, mais généralement moins performantes que les PFAS.
2. Revêtements à base de sol-gel: Technologie émergente offrant des propriétés antiadhésives intéressantes.

 

Conclusion

En conclusion, l’utilisation des PFAS dans l’industrie textile a permis d’offrir des performances remarquables, telles que l’imperméabilité, la résistance aux taches et la stabilité thermique. Ces propriétés fonctionnelles ont contribué à prolonger la durée de vie des textiles et à faciliter leur entretien. Toutefois, les enjeux environnementaux liés à leur production et à leur cycle de vie ne peuvent être ignorés, compromettant notamment les efforts en faveur d’une économie circulaire.

Face à ces défis, la recherche d’alternatives aux PFAS est devenue une priorité. Le développement de traitements à base de cire, de revêtements polymériques et l’exploration des nanotechnologies, comme l’intégration de nanoparticules d’argent, offrent des solutions innovantes, bien que chacune présente ses propres avantages et limites en termes d’efficacité, de durabilité et d’impact écologique. Par ailleurs, les applications émergentes telles que les revêtements à base de sol-gel témoignent de l’engagement du secteur à repenser ses technologies.

Ainsi, l’évaluation rigoureuse des alternatives – en prenant en compte leur sécurité pour la santé humaine, leur empreinte environnementale et leurs coûts – s’avère essentielle. Le succès de cette transition dépendra d’un effort coordonné en recherche et développement, soutenu par des réglementations appropriées, afin de garantir une industrie textile plus responsable et durable.