¿Qué es el Cloruro de Polivinilo (PVC)?

El policloruro de vinilo (PVC) es el polímero que ocupa el tercer lugar en el mercado de producción de plásticos a escala mundial, debido al gran número de compuestos y derivados que se pueden obtener de él.

Estructuralmente, el PVC es similar al polietileno, con la diferencia que cada dos átomos de carbono, uno de los átomos de hidrógeno está sustituido por un átomo de cloro. Es producido por medio de una polimerización por radicales libres del cloruro de vinilo (fórmula química CH 2 =CHCl).

La resina que resulta de esta polimerización es la más versátil de la familia de los plásticos; pues además de ser termoplástica (bajo la acción del calor se reblandece, y puede moldearse fácilmente; al enfriarse recupera la consistencia inicial y conserva la nueva forma), se pueden obtener productos rígidos y flexibles.

El PVC, es una combinación química de carbono, hidrógeno y cloro. Sus materias primas provienen del petróleo (en un 43%) y de la sal común, recurso inagotable (en un 57%). Es el plástico con menos dependencia del petróleo, En este momento solo el 4% del consumo total del petróleo se utiliza para fabricar materiales plásticos y de ellos, únicamente una octava parte corresponde al PVC.

Existen dos tipos de cloruro de polivinilo, el flexible y el rígido. Ambos tienen alta resistencia a la abrasión y a los productos químicos.

El PVC flexible o también llamado plastificado, constituye el 50% de la producción. En este tipo de PVC, se emplea un polímero de suspensión o masa y aditivos que hacen procesable el material como son plastificantes que imparten al producto terminado flexibilidad, dependiendo de la proporción del plastificante usado. Este tipo de PVC es destinado para hacer manteles, cortinas para baño, muebles, alambres y cables eléctricos, tapicería de automóviles, etc.

El PVC rígido utiliza un polímero o resina de PVC de suspensión o masa y que se encuentra integrado con un gran número de aditivos como modificadores de flujo, de impacto, estabilizadores, colorantes, entre otros, pero que no contiene plastificantes que modifiquen la flexibilidad del material. Se usa en la fabricación de tuberías para riego, juntas, techado, botellas, y también en partes de automóviles.

La formula del PVC es:

Algunas propiedades del PVC hacen que ocupe un lugar privilegiado dentro de los plásticos, estos son: es ligero, inerte, inocuo, resistente al fuego (no propaga la llama), impermeable, aislante (térmico, eléctrico y acústico), de elevada transparencia, fácil de transformar (por extrusión, inyección, calandrado, prensado, recubrimiento y moldeo de pastas), además de que es reciclable. Estos materiales pueden estirarse hasta 4.5 veces su longitud original, tiene densidad de 1.3 a 1.6 g/cm 3 .

Las resinas de PVC se pueden producir mediante cuatro procesos diferentes: Suspensión, Emulsión, Masa y Solución.

Suspensión: Es el método más empleado, con él se obtienen homopolímeros y copolímeros. El proceso se lleva a cabo en reactores de acero inoxidable por el método de cargas. En la producción de resinas de este tipo se emplean como agentes de suspensión la gelatina, los derivados celulósicos y el alcohol polivinílico, en un medio acuoso de agua purificada. Los catalizadores clásicos son los peróxidos orgánicos. Este tipo de resinas tiene buenas propiedades eléctricas.

Emulsión: Se obtienen las resinas de pasta o dispersión, las que se utilizan para la formulación de plastisoles. Las resinas de pasta pueden ser homopolímeros o copolímeros; también se producen látices. En este proceso se emplean agentes surfactantes derivados de alcoholes grasos, con objeto de lograr una mejor dispersión y como resultado un tamaño de partícula menor. Dichos surfactantes tienen influencia determinante en las propiedades de absorción del plastisol. La resina resultante no es tan clara ni tiene tan buena estabilidad como la de suspensión, pero tampoco sus aplicaciones requieren estas características. El mercado de esta resina es de dos octavos del total de la producción mundial.

Masa: Se caracteriza por ser de “proceso continuo”, donde sólo se emplean catalizador y agua, en ausencia de agentes de suspensión y emulsificantes, lo que da por resultado una resina con buena estabilidad. El control del proceso es muy crítico y por consiguiente la calidad variable. Su mercado va en incremento, contando en la actualidad con un octavo del mercado mundial total.

Solución: 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.

Actualmente en el mercado se puede encontrar una amplia variedad de productos de PVC acorde a requerimientos de la industria y del usuario.

• Películas para envasado de productos medicinales, desde películas monocapas hasta películas con altas barreras y laminados para proteger productos farmacéuticos. Envases para plasma, suero y sangre.

• Filmes y láminas para el envasado de productos electrónicos que requieren condiciones de protección específicas.

• Filmes y láminas para el envasado de diversos productos como pilas, lámparas eléctricas, cámaras fotográficas, herramientas, productos para el hogar, productos de cosmética.

• Bandejas y tapas termoformadas, para el envasado de alimentos.

• Filmes termocontraíbles, para etiquetado de botellas, frascos, cápsulas para botellas de vino o envases con protección de evidencia de apertura.

• Filmes y películas destinadas al envasado de alimentos.

• Cuerpos huecos (garrafas, bidones, botellas, frascos), translúcidos u opacos y coloreados; con amplia diversidad de diseños y formas, con asas o sin ellas.

• Industria de la cosmética: botellas, frascos, cremas, jabones, etc.

• Industria química y de limpieza: envasado de productos químicos como alcoholes, aguarrás o para artículos de limpieza como detergentes, ceras, aceites, desengrasantes, agua de lavandina, etc., en diferentes tipos de envases.

Estadísticamente el PVC es utilizado a nivel mundial en un 55% del total de su producción en la industria de la construcción. El 64% de las aplicaciones del PVC tienen una vida útil entre 15 y 100 años, y es esencialmente utilizado para la fabricación de tubos, ventanas, puertas, persianas, muebles, etc.

Un 24% tiene una vida útil entre 2 y 15 años (utilizado para electrodomésticos, piezas de automóvil, mangueras, juguetes, etc.).

El resto -12%- es utilizado en aplicaciones de corta duración, como por ejemplo, botellas, tarros, film de embalaje, etc., y tiene una vida útil entre 0 y 2 años. La mitad de este último dato (un 6%) es utilizado para embalaje, razones por las que el PVC se encuentra en cantidades muy pequeñas en los Residuos Sólidos Urbanos (RSU): tan sólo el 0,7%.

Historia

El policloruro de vinilo fue accidentalmente descubierto al menos en dos ocasiones en el siglo 19. La primera vez en 1835, el cloruro de vinilo fue sintetizado en un laboratorio, por Justus von Liebig. Cuatro años más tarde, Víctor Regnault publicó sus observaciones sobre la aparición de un polvo blanco que se formaba cuando una ampolla cerrada, conteniendo cloruro de vinilo era expuesta a la luz solar.

Posteriormente, en 1912, Fritz Klatte descubre la base para la producción industrial del PVC. Ocho años después, EUA elabora el primer producto comercial de PVC. Una década más tarde, la industria alemana comienza su producción. Para 1940, la comercialización comienza en Inglaterra. En 1950, se inicia la producción y el comercio de productos de PVC en Argentina. Hacia finales de 1930, B.F. Goodrich y General Electric desarrollaron en los Estados Unidos una formulación de PVC plastificado para su utilización como aislante eléctrico en cable y alambre.

En México, se comercializa el PVC desde 1947. En 1953 y 1955 se instalaron las primeras plantas productoras de esta resina en el país, sin embargo el mayor desarrollo tecnológico y la comercialización a nivel internacional se dio con el comienzo de la década de los ochenta.

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Fuentes e información complementaria:

http://www.aniq.org.mx/provinilo/pvc.htm
http://www.amiclor.org/opciones/info_pvc.shtml#plasflex
http://en.wikipedia.org/wiki/Polyvinyl_chloride
http://www.infojardin.net/glosario/clamidospora/cloruro-polivinilo-pvc.htm
http://omega.ilce.edu.mx:3000/sites/ciencia/volumen1/ciencia2/39/html/sec_16.html
http://pixelwebworks.com/grupolacity/proyecto_del_mes.htm
http://www.pslc.ws/mactest/pvc.htm

Los silicones y las emulsiones de silicón

Los silicones o polisiloxanos, son polímeros inorgánico-orgánico con la fórmula química [R2SiO]n, donde R son los grupos orgánicos tales como metíl, etil, y fenil. Pueden variar su consistencia del líquido a gel para el caucho o plástico duro. El tipo más común es el polidimetilsiloxano linear o PDMS. El segundo grupo más grande de materiales de silicón está basado en las resinas de silicón.

A menudo se refieren a los silicones como “silicio”, y aunque los silicones contienen átomos del silicio, no se componen exclusivamente de éste, además de tener características físicas totalmente diferentes al silicio elemental.

Los aceites de silicón, los polímeros y los selladores son descoloridos y sin olor, resistentes al agua, a químicos, resistentes a la oxidación, estables a elevadas temperaturas, tensión de superficial baja, punto de congelación bajo y no conducen electricidad.

Los silicones tienen muchas aplicaciones, tales como lubricantes, pegamentos, selladores, empaquetaduras, implantes de pecho, y muchos otros productos. Debido a su estabilidad térmica y puntos de ebullición y fusión elevados, los silicones se utilizan a menudo donde no son aplicables los polímeros orgánicos. No son reactivos, lo que los hace no tóxicos.

En los campos de plomería y automotriz, la grasa de silicón se utiliza a menudo como lubricante. En la plomería, la grasa se aplica en los anillos O de grifos y válvulas. En la industria automotriz, la grasa de silicón se utiliza como lubricante para los componentes del freno puesto que es estable a altas temperaturas, no es soluble en agua, y es menos probable de que ensucie los cojines de freno.

Las emulsiones de silicón son mezclas de aceite de silicón y agua preparadas especialmente para lograr diferentes características en diversas aplicaciones como son: limpieza, brillo, desmoldante en las industrias de fundición, hule, plásticos, poliuretanos, resina poliéster química, mueblera, etc.

Por sus características, ofrece los siguientes beneficios:

•  No altera el material moldeado, prolongando su vida útil

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Las emulsiones de silicona y sus aplicaciones

Las siliconas son compuestos sintéticos, cuya base estructural es el elemento químico silicio. La cadena de silicona alterna átomos de silicio y de oxígeno. Cada silicona tiene dos grupos unidos a la misma y éstos pueden ser grupos orgánicos. Los enlaces entre un átomo de silicio y los dos átomos de oxígeno unidos, son altamente flexibles.

Al unirse la unidad básica a otras unidades básicas, forma moléculas complejas lineales con ramificaciones y los radicales (R) que se unen al silicio son de variada índole. El numero de unidades puede llegar a moléculas gigantes de 1000 o más unidades entre sí por puentes de oxigeno variando así sus propiedades físicas en cuanto a su viscosidad, dureza y resistencia.

Podemos clasificar a las siliconas en relación a la longitud de sus moléculas lo que determinará en gran parte su estado físico.

Todas ellas tienen gran estabilidad química y físicas a temperaturas extremas entre –40° y 400° C de ahí sus usos en la industria. Son perfectos dieléctricos en el mismo rango de temperaturas antedichas y poseen gran resistencia a desnaturalizarse con ácidos y álcalis. Tienen propiedades hidrófobas por lo que son utilizados como impermeabilizante de primera línea.

Las siliconas se usan para variadas aplicaciones. Pueden ser elastómeros y aceites lubricantes. En las naves espaciales, se utilizan para las piezas resistentes al calor, las siliconas son usadas adhesivos, lubricantes, elastómeros, hules, aditivos antiespumantes, emulsiones, etc.

Las emulsiones están hechas con aceite de silicona y generalmente son solubles con el agua. Tienen buena estabilidad y resistencia a condiciones extremas, además de tener un largo período de vida de almacenamiento. Puede ser aplicada por vaporización, inmersión, a brocha o por frotación a los moldes.

Sus aplicaciones generales son: lubricantes, abrillantadores, limpiadores, suavizante, textil, pulidores etc.

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