Materias primas y aditivos del PVC

A continuacin se expone una breve descripcin de las materias primas que se emplean en la fabricacin del policloruro de vinilo y los aditivos para su posterior procesamiento.Materias primas del PVCEn su composicin, el PVC contiene un 57% de cloro, proveniente de la sal comn y un 43% de hidrocarburos (gas y/o petrleo). El PVC toma entre el 0,3 y el 0,4% del total de petrleo obtenido en el mundo.Cloruro de Sodio:(Sal comn) Es un recurso prcticamente inagotable, del cual por un proceso electroltico se obtiene cloro, sosa custica e hidrgeno.Petrleo y/o Gas natural:A partir de uno de ellos se obtiene el etileno.Etileno y cloro: se combinan para producir etileno diclorado.Etileno diclorado: se transforma en cloruro de vinilo (VCM) el cual, por un proceso de polimerizacin y secado produce un polvo blanco inocuo, el policloruro de vinilo (PVC).

Aditivos utilizados en la fabricacin de PVCEl policloruro de vinilo (PVC) es un recurso eficiente y verstil con un amplio rango de aplicaciones en todas las reas de la actividad humana. Todos los polmeros tienen algn tipo de aditivacin para facilitar el procesamiento que los llevar al uso o producto final. El PVC no est exento de esta generalizacin y su versatilidad promueve una utilizacin ms amplia de aditivos.Esto permite lograr desde artculos rgidos (caos, perfiles de ventanas) hasta muy flexibles (contenedores para sueros y sangre); opacos, traslcidos o cristales; pigmentados en la gama de colores que se desee, etc.PlastificantesLas variaciones en las cantidades agregadas de estos auxiliares son las que permiten obtener artculos con la flexibilidad o blandura deseada. Se emplean para impartir flexibilidad. Cuando se formulan con homopolmeros de suspensin, se obtienen compuestos para produccin de materiales flexibles. Cuando se combinan con resinas de pasta, nos dan los plastisoles para produccin de otros materiales tambin flexibles.Qumicamente los plastificantes son solventes de baja volatilidad, los cuales son incorporados en la formulacin del PVC para impartirle propiedades elastomricas de flexibilidad, elongacin y elasticidad. Por lo general son lquidos, aunque muy ocasionalmente los hay slidos. Pueden ser steres dibsicos, alifticos o aromticos, disteres gliclicos derivados de cidos monobsicos, polisteres lineales, glicridos epoxidados e hidrocarburos aromticos de monosteres, as como hidrocarburos alifticos clorados.Los plastificantes se clasifican en funcin de su eficacia, permanencia, flexibilidad a baja temperatura, compatibilidad y poder de solvatacin en plastisoles. Entre mayor sea la polaridad, cromaticidad o grado de ramificacin, mayor ser el poder de solvatacin y compatibilidad del plastificante. Buenas caractersticas de flexibilidad a baja temperatura se obtienen con plastificantes que sean inferiores en solvatacin y compatibilidad.En nuestro medio los ms empleados son los ftalatos y entre ellos los ms comunes son el DEHP o DOP (di-2-etilhexilftalato), el DIDP (diisodecilftalato) y el DINP (diisononilftalato), que se funcionan como plastificantes generales.

Se trata de lquidos orgnicos incoloros, biodegradables, de muy baja solubilidad en agua y que una vez incorporados al compuesto de PVC quedan ntimamente ligados a la masa total. El DEHP es el plastificador ms usado con el PVC debido a su bajo coste. Para aplicaciones especiales se usan DIP, BBzP (bencilbutilftalato), TOTM, DOA, etc. Los epoxidados son plastificantes especiales en su gnero pues formulados en bajas proporciones, imparten buenas propiedades a baja temperatura y estabilidad trmica a largo plazo.EstabilizantesSon necesarios en todas las formulaciones de PVC para prevenir su descomposicin por el calor durante el procesamiento. Le otorgan mejor resistencia a la luz, a la intemperie y al calor, y ejercen una importante influencia en las propiedades fsicas y en el costo de la formulacin.La eleccin de un estabilizante depende de un nmero de factores incluidos en los requerimientos que el usuario solicita al producto final como por ejemplo, cristalinidad u opacidad, especificaciones tcnicas y de salubridad.Es importante mencionar que es el nico ingrediente con el cual el PVC reacciona durante la fabricacin del compuesto y su procesado; que seguir en cierta forma reaccionando durante la vida til del producto, retardando la degradacin que el calor y la luz producen en el producto. Los estudios de rastreo por radiocarbn han confirmado esta teora.Los estabilizadores pueden ser: sales organometlicas de Ba, Cd y Zn en forma de lquidos o polvos, mercapturos y carboxilatos de compuestos organoestanosos en forma de lquidos o polvos, jabones y sales de plomo, lquidos o polvos, combinaciones de estearatos de Ca y Zn atxicos; estabilizadores organofosfitos, epoxis y algunos ms que contienen nitrgeno.En forma general, para la produccin de materiales flexibles, calandreados, extrudos, moldeados y plastisoles se usan comnmente estabilizadores de bario-cadmio (zinc). Los compuestos rgidos generalmente son estabilizados con compuestos organoestanosos y jabones y sales de plomo. Los compuestos elctricos, aunque son flexibles, deben estabilizarse con plomo por la baja conductividad de estos.Es importante mencionar que el zinc, a pesar de ser estabilizador, en circunstancias especiales tiene efectos perjudiciales. Algunas resinas son ms sensitivas que otras al zinc, as como que ste no es tan efectivo en presencia de fosfatos y plastificantes derivados de hidrocarburos clorados.LubricantesSe emplean principalmente en materiales rgidos, facilitando el proceso en la obtencin de caos, botellas, film, lminas, etc. Uno de los aspectos ms importantes en la tecnologa del PVC es la lubricacin, pues est muy unida a la estabilizacin, sobre todo en el procesado de los rgidos, donde la degradacin durante la transformacin es crtica.Existe lubricacin interna, la cual se obtiene con cido esterico, estearatos metlicos y steres de cido graso y la lubricacin externa, la cual se obtiene mediante el uso de aceites parafnicos, ceras parafnicas y polietilenos de peso molecular bajo. Los lubricantes internos contribuyen a bajar las viscosidades de la fusin y a reducir la friccin entre las molculas. Los lubricantes externos funcionan esencialmente emigrando hacia la superficie, donde reducen la friccin del plstico fundido y las paredes metlicas del extrusor, calandria, etc. Esta particularidad tambin es empleada para impartir propiedades finales al producto, como la de anti-adeherencia (antiblocking) o de no pegafocidad (antitacking). De entre todos los lubricantes, el cido esterico es, con mucho, el ms empleado.

El cido esterico es un slido parecido a la cera; su frmula qumica es CH3(CH2)16COOH.CargasLas cargas se usan con objeto de reducir costos, impartir opacidad y modificar ciertas propiedades finales, como la resistencia a la abrasin, al rasgado, etc. Los materiales empleados son generalmente productos inertes, inorgnicos y minerales; entre ellos destaca el carbonato de calcio y silicatos, como la arcilla, caoln, talco y asbesto. El carbonato de calcio es el ms ampliamente usado, mientras que el asbesto se usa principalmente en la produccin de loseta vinil-asbesto.PigmentosLos pigmentos se usan principalmente como objeto decorativo. Se utilizan pigmentos metlicos de aluminio, cobre, oro y bronce y otros metlicos combinados, como organo-metlicos de Cd, Cu, Ba, etc. Tambin, se emplean colorantes con el mismo objetivo. Sin embargo, los colores como el blanco y el negro son ms empleados en exteriores, por sus propiedades de reflexin y absorcin de la luz, como en el caso de los paneles laterales (sidings) blancos y la tubera negra.EspumantesLos espumantes o esponjantes son productos empelados para formar materiales con baja densidad y con efectos y propiedades celulares; muy usados en recubrimientos de tela para tapicera. Se emplean principalmente plastisoles, aunque tambin es posible elaborarlos a partir de calandreado con resina de suspensin.Existen dos tipos de espumas para formulacin de PVC; la qumica y la mecnica. La primera usa un producto qumico orgnico que a cierta temperatura desprende dixido de carbono y forma la clula o burbuja. La espuma mecnica, se produce exclusivamente con plastisoles y consiste en bajar la tensin superficial a tal grado que con agitacin enrgica se forma la espuma o burbuja deseada. Este ltimo proceso es prcticamente nuevo. Para el espumado qumico, comnmente se emplea azodicarbonamidas y para el espumado mecnico se usan silicones. Existe tambin el PVC celular que es rgido y sigue similares principios de formulacin aunque muy diferentes de proceso.Absorbedores de rayos ultravioletaLa luz en la regin de los rayos ultravioleta tiene una fraccin donde hay suficiente energa de activacin como para romper las ligaduras del PVC. Es debido a esta fraccin con energa de activacin que todo material, sin excepcin, envejece, se amarillea y, en suma, se degrada. Por ello se emplea en algunas formulaciones de PVC agentes absorbedores de rayos ultravioleta, a fin de retardar el amarillamiento, puesto que el evitarlo permanentemente no es posible. Las benzofenonas y los derivados del cido saliclico son los absorbedores ms empleados.Ayudas de procesoEstos materiales se usan principalmente en la formulacin de compuestos rgidos. Como su nombre lo indica, ayudan al proceso en forma similar a un lubricante interno. En general son acrlicos que hacen el procesado ms suave, dando un mejor acabado y una fusin ms rpida y temprana, pero aumentando la viscosidad de la fusin.Modificador de impactoSe emplea para aumentar la resistencia al impacto de los compuestos rgidos, creando una interfase, donde el elastmero entre la resina acta como absorbedor de choque en el proceso de absorcin y disipacin de energa. Es muy importante darle un trabajo apropiado al compuesto formulado para lograr una buena dispersin, pues de otra forma el producto no tendr las propiedades deseadas. Tambin, se emplean los modificadores de impacto en los compuestos flexibles con objeto de que stos puedan retener los grabados efectuados por operaciones de post-formado. Los materiales empleados como modificadores de impacto pueden ser el ABS, el polietileno clorado, el acrilato de butadieno, el estireno, los acrlicos, etc.Mdificadores de viscosidadSu aplicacin es exclusiva para plastisoles y se emplean para bajar, regular y conservar la viscosidad de stos, ya que los plasisoles, con el tiempo incrementan su viscosidad a niveles no adecuados de operacin. Estos modificadores son esencialmente agentes surfactante que imparten por naturaleza efectos lubricantes y son comnmente del gnero de los steres grasos del etilen-glicol.AntiestticosSon productos empleados en la formulacin de PVC con objeto de eliminar el efecto mencionado, defecto principal en los discos fonogrficos donde crean ruidos indeseables. Qumicamente, los productos empleados son surfactantes iguales a los modificadores de viscosidad.FungicidasEstos productos, como los anteriores, no son muy empleados en nuestro medio porque ste no es muy propicio para la procreacin de hongos. Se han usado en la formulacin de tapiz para pared, producto donde esa proteccin s es necesaria. En vista de que los compuestos organoestanosos tienen propiedades fungicidas y propiedades estabilizadoras, los compuestos trialquilestanosos se usan para este objeto. Los fungicidas mercuriales son poco usados.SolventesSe usan principalmente para la formulacin de organosoles, es decir, plastisoles con solvente, as como para la regulacin de la viscosidad de los plastisoles. Comnmente son mezclas de MEC, MIBC y otros como toluolxilol, etc.Otros aditivos usados en el PVC son: Pirorretardadores, Colorantes, Polmeros de aleacin, Agentes de antibloqueo y deslizamiento, Refuerzos, etc.

Bibliografa

QU ES EL PVC?http://www.aniq.org.mx/provinilo/pvc.asphttp://www.textoscientificos.com/polimeros/pvchttp://www.textoscientificos.com/polimeros/moleculasHISTORIA DEL PVChttp://www.aniq.org.mx/provinilo/pvc.aspMATERIALES PLSTICOS, PROPIEDADES Y APLICACIONES. Irvin I. RUBINPROCESOS DE PRODUCCIN (SNTESIS)www.aboutpvc.org/recursos/contenidos/00001734RECURSO.dochttp://www.aniq.org.mx/provinilo/pvc.asphttp://www.textoscientificos.com/polimeros/plasticos/sinteticos/resinas-poliuretano-siliconas-vinilicasEsquema de un reactor de PVC:http://www.mediaviisi.fi/metsoautomation/neles/ApplicationReports/2722_Chemical/2722_14_00en.pdfOxicloracin:http://www.diquima.upm.es/docencia/tqindustrial/docs/cap5_etileno.pdfMANUAL DEL INGENIERO, VOL. IV Tecnologa de plsticos para ingenieros Dr. Ing. C. M. von MEYSENBUGMATERIALES PLSTICOS, PROPIEDADES Y APLICACIONES. Irvin I. RUBINMATERIAS PRIMAS Y ADITIVOShttp://www.textoscientificos.com/polimeros/pvc/materiasprimashttp://www.aniq.org.mx/provinilo/pvc.asphttp://es.wikipedia.org/wiki/FtalatoTIPOS DE PVChttp://www.textoscientificos.com/polimeros/plasticos/sinteticos/resinas-poliuretano-siliconas-vinilicasMANUAL DEL INGENIERO, VOL. IV Tecnologa de plsticos para ingenieros Dr. Ing. C. M. von MEYSENBUGMATERIALES PLSTICOS, PROPIEDADES Y APLICACIONES. Irvin I. RUBINPROPIEDADES FSICAS, QUMICAS Y MECNICAShttp://www.textoscientificos.com/polimeros/pvchttp://www.aniq.org.mx/provinilo/pvc.aspPORQU EL PVC Y NO OTROS PLSTICOS?http://www.textoscientificos.com/polimeros/plasticoshttp://www.aniq.org.mx/provinilo/noticias.aspMATERIALES PLSTICOS, PROPIEDADES Y APLICACIONES. Irvin I. RUBINIMPACTO AMBIENTALhttp://www.pangea.org/~vmitjans/pvc/PVC.pdfhttp://www.amiclor.org/opciones/info_pvc.shtmlPROCESAMIENTOhttp://www.aniq.org.mx/provinilo/pvc.aspMANUAL DEL INGENIERO, VOL. IV Tecnologa de plsticos para ingenieros Dr. Ing. C. M. von MEYSENBUGAPLICACIONEShttp://www.textoscientificos.com/polimeros/pvc/usoshttp://www.textoscientificos.com/polimeros/plasticos/sinteticos/resinas-poliuretano-siliconas-vinilicashttp://www.aniq.org.mx/provinilo/pvc.asphttp://www.kompass.es/anuario-producto-empresa/policloruro-de-vinilo-pvc-empresas-3194337.htmlhttp://www.bpf.co.uk/bpfindustry/plastics_materials_Polyvinyl_Chloride_PVC.cfm