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Qué es el PVC
El PVC es el producto de la polimerización del monómero de cloruro de vinilo a policloruro de vinilo. La resina que resulta de esta polimerización es la más versátil de la familia de los plásticos; pues además de ser termoplástica, a partir de ella se pueden obtener productos rígidos y flexibles. A partir de procesos de polimerización, se obtienen compuestos en forma de polvo o pellet, plastisoles, soluciones y emulsiones.
PVC es la resina sintética más compleja y difícil de formular y procesar, pues requiere de un número importante de ingredientes y un balance adecuado de éstos para poder transformarlo al producto final deseado.
Métodos de obtención
El policloruro de vinilo o PVC puede polimerizarse como un homopolímero cuando únicamente participa el monómero de cloruro
de vinilo. También se puede obtener un copolimero cuando interviene otro monómero
se utiliza en la fabricación de loseta. Finalmente existe un tercer polímero que es el
PVC postclorado.
Las propiedades importantes del PVC en
su forma pura.
Forma y Tamaño de la Partícula
Su forma es esférica y en algunos casos tiene similitud a la de una bola de algodón. El tamaño varía según se trate de resina de suspensión o de pasta. En el caso de la resina de suspensión, el diámetro de la partícula va de 40 micrones (resina de mezcla) a 80-120 micrones (resina de uso general). En el caso de resina de pasta, el diámetro de la partícula es de 0.8 a 10 micrones.
Porosidad de la Partícula
Es característica de cada tipo de resina. A mayor porosidad, mayor facilidad de absorción del plastificante, acortándose los ciclos de mezclado y eliminando la posibilidad de que aparezcan “ojos de pescado” (fish eyes) en el producto terminado
Gravedad Específica
Los valores típicos para la resina de suspensión tipo homopolímero son de 1.40 g/cc y para
copolímeros cloruro-acetato de vinilo son de 1.36 a 1.40 g/cc.
Estabilidad Térmica
Durante su procesamiento, la resina se degrada al recibir calor y trabajo. La degradación se
presenta en forma de amarillamiento y empobrecimiento de las propiedades
mecánicas del producto.
Densidad Aparente
Se refiere al peso por unidad de volumen que ocupa un material incluyendo los espacios
que se forman en el material analizado.
Geles
El polímero de PVC cuando es formulado y sobre todo preparado para obtener piezas transparentes, puede poseer partículas de
mayor tamaño.
Contaminación
El polímero proviene de un proceso de polimerización que no es el proceso de masa
y donde a requerido de ciertas fases de lavado y purificación.
Volátiles
Únicamente se presenta en polímeros que provienen de otros procesos de
polimerización que no es proceso de masa.
Propiedades mecánicas, eléctricas, térmicas y
químicas.
Propiedades mecánicasVarían de acuerdo al tipo de compuesto que se
formule. Si se trata de un compuesto rígido alcanzara valores de resistencia de tensión de
500 a 750 Kg./cm2 y una elongación inexistente. Mientras que un compuesto flexible presenta resistencia a la tensión
alrededor 90 a 250 Kg./cm2 y elongación de 170 a 400 % .
Propiedades térmicasa) Estabilidad Térmicas
durante este proceso las resinas se degradan al recibir calor y luz. La degradación provoca disminución de sus propiedades mecánica, así como un color amarillento.
B) temperatura de fusión La temperatura de fusión de los compuestos rígidos de 170ºc aproximadamente, y de los plastificados de 130ºc
Propiedades Químicas El PVC rígido, resiste a humos y líquidos
corrosivos; soluciones básicas y ácidas; soluciones salinas y otros solventes y
productos químicos. Tiene buena estabilidad dimensional. Es termoplástico y
termosellable. Sólo arde en presencia de fuego; de otra forma, no lo sostiene y tiene buena resistencia a los efectos del medio
ambiente, principalmente al ozono.
Propiedades Eléctricas
Tiene gran poder de aislamiento eléctrico. Para medirlo se usa el método de resistividad
volumétrica, el que también permite controlarla.
Características del PVC.
Resistente y liviano
Su fortaleza ante la abrasión, bajo peso (1,4
g/cm3), resistencia mecánica y al impacto,
son las ventajas técnicas claves para su elección
en la edificación y construcción
Versatilidad. Gracias a a la utilización de
aditivos tales como estabilizantes,
plastificantes y otros, el PVC puede
transformarse en un material rígido o
flexible, teniendo así gran variedad de
aplicaciones.
Rentable
Bajo costo de instalación y prácticamente costo nulo de mantenimiento en su
vida útil.
Aislante eléctrico
No conduce la electricidad, es un excelente material como
aislante para cables.
Estabilidad.
Es estable e inerte. Se emplea extensivamente donde la higiene es una prioridad. Los catéteres y las bolsas para sangre y
hemoderivados están fabricadas con PVC
Recuperación de energía.
Cuando se recupera la energía en los sistemas modernos de combustión de residuos, donde las emisiones se controlan
cuidadosamente, el PVC aporta energía y calor a la industria y a los hogares.
Buen uso de los recursos.
Al fabricarse a partir de materias primas naturales: sal común y petróleo.
Clasificación del PVC
Se clasifica de acuerdo a cuatro criteriosSe clasifica de acuerdo a cuatro criterios
Por su método de producción
(polimerización):
En suspensión. En emulsión.
En masa. En disolución.
Por su peso molecular:
Alto.Alto.
Medio Medio
BajoBajo
Por el tipo de monómeros que lo
forman:
Homopolímeros.
Copolímeros.
Postclorado.
Por su formulación:
Rígido.
Flexible.
Postclorado.
Las cualidades del PVC en sus cuatro formas de producción.
EmulsiónEmulsión
MasaMasa
SoluciónSolución
El polímero se dispersa en agua, mediante el uso de agentes de dispersión como jabones o detergentes, formadas en gotas microscópicas.
Se caracteriza por ser de “proceso continuo”, donde sólo se emplean catalizador y agua, en ausencia de agentes de suspensión y emulsificantes Su mercado octavo del mercado mundial total.
Se lleva a cabo precisamente en solución, y a partir de este método se producen resinas de muy alta calidad para ciertas especialidades. Por lo mismo, su volumen de mercado es bajo.
SuspensiónSuspensión
Utilizan peroxido de laurillo como indicador de la reacción y agua como medio donde se efectúa la reacción y un coloide protector es el más empleado, correspondiéndole cinco octavas partes del mercado total.
Proceso Partícula Transformación
Suspensión 80-100
•Extrusión•Inyección •Calandreo
Masa 60-200
•Extrusión •Inyección •Soplado
Emulsión 1-5 •Rotomoldeo •Embarrado
Solución 0.2-1 •Aspersión
Aplicación de PVCAplicación de PVC
Peso molecular En las resinas de PVC el rango molecular, o
Mw, varia de 50,000 hasta 450,000 g/gmol. A medida de que el peso molecular aumenta, se mejoran las propiedades físico-mecánicas: tensión, elongación, compresión, impacto, mayor resistencia químicas a solventes, álcalis, envejecimiento, viscosidad de fundido pero disminuye su procesabilidad y solubilidad.
Tipo de monómero Homopolímero
Se obtiene por la asociación de monómeros iguales de
cloruro de vinilo.
Es un polímero de tamaño de partícula de 0.5 a 200
micras y se caracteriza por tener un 57% de cloro, a demas de presentar una
sensibilidad a la temperatura.
Copolimero Actúan como
plastificantes internos, mejoran las propiedades
presentadas por los plastificantes externos.
Presentan una mejor procesabilidad y mayor
flexibilidad.
Postclorado
El producto recibe el nombre de policloruro de vinilo
clorado (CPVC) y consiste en aumentar en un 10 % el contenido de cloro en las
moléculas, su aplicación es en la fabricación de
tuberías y conexiones que transportan agua caliente.
Por su formulación Rígido: para envases,
ventanas, tuberías, las cuales han reemplazado en gran medida al hierro (que se oxida más fácilmente).
Flexible: cables, juguetes, calzados, pavimentos, recubrimientos, techos tensados...
Cómo se formula el PVC.
Plastificantes
Químicamente los plastificantes son solventes de baja
volatilidad, los cuales son incorporados en la
formulación del PVC para impartirle propiedades
elastoméricas de flexibilidad, elongación y
elasticidad.
Estabilizadores
Es importante mencionar que es el único ingrediente con el cual el PVC reacciona durante la fabricación del
compuesto y su procesado; que seguirá en cierta forma
reaccionando durante la vida útil del producto,
retardando la degradación que el calor y la luz
producen en el producto.
Cargas
se usan con objeto de reducir costos, impartir opacidad y modificar ciertas propiedades
finales, como la resistencia a la
abrasión, al rasgado, etc.
Pigmentos
se usan principalmente como objeto decorativo. Se
utilizan pigmentos metálicos de aluminio,
cobre, oro y bronce y otros metálicos combinados,
como órgano-metálicos de Cd, Cu, Ba, etc.
Espumantes
Existen dos tipos de espumas para formulación de PVC; la química y la mecánica. La primera usa un producto químico
orgánico que a cierta temperatura desprende dióxido de carbono y forma la célula o burbuja.
La mecánica, se produce exclusivamente con plastisoles
Cómo se procesa el PVC.
CalandreoSe elaboran principalmente películas
y láminas (flexibles y rígidas, transparentes y opacas,
espumadas o no, encogibles y orientadas, con y sin carga, con
y sin pigmento, etc.)El proceso en sí consiste en hacer
pasar el compuesto de PVC por un juego de tres o más rodillos
de considerable dimensión, alimentándose el compuesto previamente molineado, para
que por rotación y compresión se forme la película o lámina,
según el espesor deseado. Proceso de calandrado en línea
Extrusión Es original de la industria
hulera, y consiste en un tornillo sinfín dentro de un barril, en cuyo extremo se encuentra un dado que da forma a un sin número de perfiles rígidos y flexibles,
tales como cintas, cordones, mangueras, tubos rígidos, perfiles rígidos para ventanas,
puertas, cancelería, etc.
Inyección Consiste en un tornillo sinfín
que empuja el compuesto de PVC fundido hacia un
molde que debe ser completamente llenado.
Se fabrica una gran variedad de artículos como tapas para
licuadoras, gogles, manubrios de bicicletas, conexiones para tubería
rígida, etc., pero principalmente para calzado
completo y zapato tennis, productos de gran demanda.
Soplado Es un proceso
combinado de extrusión y soplado para producir artículos huecos, donde se aprovecha el mismo principio que para la producción de botellas de vidrio
Compresión o prensado Este es un proceso poco
común, empleado principalmente para la fabricación de discos fonográficos; consiste
en un molde de dos partes con calefacción propia que acciona por
presión, forma el producto deseado
Vaciado El molde caliente es llenado y
vaciado formando una película de espesor dependiente de la
temperatura del molde. Posteriormente se aplica
más temperatura para que la película cure
adecuadamente y se extrae a mano el objeto moldeado.
Los productos típicos de este proceso son las cabezas de muñeca.
Moldeo Rotacional Se utiliza principalmente en la
producción de pelotas y figuras de vinilo rígidos.
Al molde frío se le pone una cierta cantidad de plastisol
y se le cierra herméticamente. Se coloca dentro de un horno, donde
el artículo se forma por medio de aplicación de
calor y rotación al molde.
Termoformado Es un proceso de transformacion
secundario que consiste en el calentamiento de una lamina de
compuesto de PVC para reblandecerla y, posteriormente, acoplarla a la superficie de un molde con la ayuda de medios
neumáticos o mecanicos. Despues se enfria el material para
mantener la forma, se recortan las secciones utiles y se pasa a la
siguiente etapa que puede ser un llenado, sellado o impresión.
Lecho fluidizadoEs un proceso muy especializado que se utiliza para recubrir objetos metálicos
empleando energía calorífica para lograr la adherencia al metal y formar una película
protectora.
Aplicaciones del PVC
Electricidad y electrónica Recubrimientos para
cables eléctricos de uso doméstico, telefónica e industriales. Cajas de distribución, perfiles para instalaciones, enchufes, clavijas, gabinetes y teclados para computadora.
Construcción Packaging Tubos de agua potable y
evacuación, ventanas, puertas, persianas, zócalos,
pisos, paredes, láminas para impermeabilización
(techos, suelos), canalización eléctrica y
para telecomunicaciones, papeles para paredes, etc.
Botellas para agua y jugos, frascos y potes (alimentos,
fármacos, cosmética, limpieza, etc.). Láminas o
films (golosinas, alimentos). Blisters
Mobiliario Aplicaciones médicas
Muebles de jardín (reposeerás, mesas, etc.);
piezas para muebles (manijas, rieles, burletes, etc.); placas divisorias.
Tubos y bolsas para sangre y diálisis, catéteres, válvulas, delantales, botas, etc. Vestimenta y anexos Calzado (botas, zapatillas), ropa de seguridad, ropa impermeable, guantes, marroquinería (bolsos, valijas, carteras, tapicería).
