Materias primas y aditivos del PVC A continuación se expone una breve descripción de las materias primas que se emplean en la fabricación del policloruro de vinilo y los aditivos para su posterior procesamiento. Materias primas del PVC
En su composición, el PVC contiene un 57 de cloro, proveniente de la sal com!n y un "# de $idrocarburos %&as y'o petróleo(. El PVC toma entre el ),# y el )," del total de petróleo obtenido en el mundo. Cloruro de Sodio:
%*al com!n( Es un recurso pr+cticamente ina&otable, del cual por un proceso electroltico se obtiene cloro, sosa c+ustica e $idró&eno. Petróleo y/o Gas natural:
A partir de uno de ellos se obtiene o btiene el etileno. Etileno y cloro- se combinan para producir etileno diclorado. Etileno diclorado- se transforma en cloruro de vinilo %VC( el cual, por un proceso de polimeri/ación y secado produce un polvo blanco inocuo, el policloruro de vinilo %PVC(. Aditivos utilizados utilizados en la fabricación fabricación de PVC PVC
El policloruro de vinilo %PVC( es un recurso eficiente y vers+til con un amplio ran&o de aplicaciones en todas las +reas de la actividad $umana. 0odos 0odos los polmeros tienen al&!n tipo tipo de aditivación para facilitar facilitar el procesamiento que los llevar+ al uso o producto final. El PVC no est+ exento de esta &enerali/ación y su versatilidad promueve una utili/ación m+s amplia de aditivos. Esto permite lo&rar desde artculos r&idos %ca1os, perfiles de ventanas( $asta muy flexibles %contenedores para sueros y san&re(2 opacos, trasl!cidos o cristales2 pi&mentados en la &ama de colores que se desee, etc. Plastificantes
3as variaciones en las cantidades a&re&adas de estos auxiliares son las que permiten obtener artculos con la flexibilidad o blandura deseada. *e emplean para impartir flexibilidad. Cuando se formulan con $omopolmeros de suspensión, se obtienen compuestos para producción de materiales flexibles. Cuando se combinan con resinas de pasta, nos dan los plastisoles para producción de otros materiales tambi4n flexibles. umicamente los plastificantes son solventes de ba6a volatilidad, los cuales son incorporados en la formulación del PVC para impartirle propiedades elastom4ricas de flexibilidad, elon&ación y elasticidad. Por lo &eneral son lquidos, aunque muy ocasionalmente los $ay sólidos. Pueden ser 4steres dib+sicos, alif+ticos o arom+ticos, di4steres &licólicos derivados de +cidos monob+sicos, poli4steres lineales, &lic4ridos epoxidados e $idrocarburos arom+ticos de mono4steres, as como $idrocarburos alif+ticos clorados. 3os plastificantes se clasifican en función de su eficacia, permanencia, flexibilidad a ba6a temperatura, compatibilidad y poder de solvatación en plastisoles. Entre mayor sea la polaridad, cromaticidad o &rado de ramificación, mayor ser+ el poder de solvatación y compatibilidad del plastificante. uenas caractersticas de flexibilidad a ba6a temperatura se obtienen con plastificantes que sean inferiores en solvatación y compatibilidad. En nuestro medio los m+s empleados son los ftalatos y entre ellos los m+s comunes son el 8E9P o 8:P %di;<;etil$exilftalato(, el 8=8P %diisodecilftalato( y el 8=>P %diisononilftalato(, que se funcionan como plastificantes &enerales.
*e trata de lquidos or&+nicos incoloros, biode&radables, de muy ba6a solubilidad en a&ua y que una ve/ incorporados al compuesto de PVC quedan ntimamente li&ados a la masa total. El 8E9P es el plastificador m+s usado con el PVC debido a su ba6o coste. Para aplicaciones especiales se usan 8=P, /P
%bencilbutilftalato(, 0:0, 8:A, etc. 3os epoxidados son plastificantes especiales en su &4nero pues formulados en ba6as proporciones, imparten buenas propiedades a ba6a temperatura y estabilidad t4rmica a lar&o pla/o. Estabilizantes
*on necesarios en todas las formulaciones de PVC para prevenir su descomposición por el calor durante el procesamiento. 3e otor&an me6or resistencia a la lu/, a la intemperie y al calor, y e6ercen una importante influencia en las propiedades fsicas y en el costo de la formulación. 3a elección de un estabili/ante depende de un n!mero de factores incluidos en los requerimientos que el usuario solicita al producto final como por e6emplo, cristalinidad u opacidad, especificaciones t4cnicas y de salubridad. Es importante mencionar que es el !nico in&rediente con el cual el PVC reacciona durante la fabricación del compuesto y su procesado2 que se&uir+ en cierta forma reaccionando durante la vida !til del producto, retardando la de&radación que el calor y la lu/ producen en el producto. 3os estudios de rastreo por radiocarbón $an confirmado esta teora. 3os estabili/adores pueden ser- sales or&anomet+licas de a, Cd y ?n en forma de lquidos o polvos, mercapturos y carboxilatos de compuestos or&anoestanosos en forma de lquidos o polvos, 6abones y sales de plomo, lquidos o polvos, combinaciones de estearatos de Ca y ?n atóxicos2 estabili/adores or&anofosfitos, epoxis y al&unos m+s que contienen nitró&eno. En forma &eneral, para la producción de materiales flexibles, calandreados, extrudos, moldeados y plastisoles se usan com!nmente estabili/adores de bario; cadmio %/inc(. 3os compuestos r&idos &eneralmente son estabili/ados con compuestos or&anoestanosos y 6abones y sales de plomo. 3os compuestos el4ctricos, aunque son flexibles, deben estabili/arse con plomo por la ba6a conductividad de estos. Es importante mencionar que el /inc, a pesar de ser estabili/ador, en circunstancias especiales tiene efectos per6udiciales. Al&unas resinas son m+s sensitivas que otras al /inc, as como que 4ste no es tan efectivo en presencia de fosfatos y plastificantes derivados de $idrocarburos clorados.
Lubricantes
*e emplean principalmente en materiales r&idos, facilitando el proceso en la obtención de ca1os, botellas, film, l+minas, etc. @no de los aspectos m+s importantes en la tecnolo&a del PVC es la lubricación, pues est+ muy unida a la estabili/ación, sobre todo en el procesado de los r&idos, donde la de&radación durante la transformación es crtica. Existe lubricación interna, la cual se obtiene con +cido este+rico, estearatos met+licos y 4steres de +cido &raso y la lubricación externa, la cual se obtiene mediante el uso de aceites parafnicos, ceras parafnicas y polietilenos de peso molecular ba6o. 3os lubricantes internos contribuyen a ba6ar las viscosidades de la fusión y a reducir la fricción entre las mol4culas. 3os lubricantes externos funcionan esencialmente emi&rando $acia la superficie, donde reducen la fricción del pl+stico fundido y las paredes met+licas del extrusor, calandria, etc. Esta particularidad tambi4n es empleada para impartir propiedades finales al producto, como la de anti;ade$erencia %antiblocin&( o de no pe&afocidad %antitacin&(. 8e entre todos los lubricantes, el +cido este+rico es, con muc$o, el m+s empleado.
El +cido este+rico es un sólido parecido a la cera2 su fórmula qumica es C9#%C9<(BC::9. Cargas
3as car&as se usan con ob6eto de reducir costos, impartir opacidad y modificar ciertas propiedades finales, como la resistencia a la abrasión, al ras&ado, etc. 3os materiales empleados son &eneralmente productos inertes, inor&+nicos y minerales2 entre ellos destaca el carbonato de calcio y silicatos, como la arcilla, caoln, talco y asbesto. El carbonato de calcio es el m+s ampliamente usado, mientras que el asbesto se usa principalmente en la producción de loseta vinil; asbesto. Pigmentos
3os pi&mentos se usan principalmente como ob6eto decorativo. *e utili/an pi&mentos met+licos de aluminio, cobre, oro y bronce y otros met+licos combinados, como or&ano;met+licos de Cd, Cu, a, etc. 0ambi4n, se emplean
colorantes con el mismo ob6etivo. *in embar&o, los colores como el blanco y el ne&ro son m+s empleados en exteriores, por sus propiedades de reflexión y absorción de la lu/, como en el caso de los paneles laterales %sidin&s( blancos y la tubera ne&ra. Espumantes
3os espumantes o espon6antes son productos empelados para formar materiales con ba6a densidad y con efectos y propiedades celulares2 muy usados en recubrimientos de tela para tapicera. *e emplean principalmente plastisoles, aunque tambi4n es posible elaborarlos a partir de calandreado con resina de suspensión. Existen dos tipos de espumas para formulación de PVC2 la qumica y la mec+nica. 3a primera usa un producto qumico or&+nico que a cierta temperatura desprende dióxido de carbono y forma la c4lula o burbu6a. 3a espuma mec+nica, se produce exclusivamente con plastisoles y consiste en ba6ar la tensión superficial a tal &rado que con a&itación en4r&ica se forma la espuma o burbu6a deseada. Este !ltimo proceso es pr+cticamente nuevo. Para el espumado qumico, com!nmente se emplea a/odicarbonamidas y para el espumado mec+nico se usan silicones. Existe tambi4n el PVC celular que es r&ido y si&ue similares principios de formulación aunque muy diferentes de proceso. Absorbedores de rayos ultravioleta
3a lu/ en la re&ión de los rayos ultravioleta tiene una fracción donde $ay suficiente ener&a de activación como para romper las li&aduras del PVC. Es debido a esta fracción con ener&a de activación que todo material, sin excepción, enve6ece, se amarillea y, en suma, se de&rada. Por ello se emplea en al&unas formulaciones de PVC a&entes absorbedores de rayos ultravioleta, a fin de retardar el amarillamiento, puesto que el evitarlo permanentemente no es posible. 3as ben/ofenonas y los derivados del +cido saliclico son los absorbedores m+s empleados. Ayudas de proceso
Estos materiales se usan principalmente en la formulación de compuestos r&idos. Como su nombre lo indica, ayudan al proceso en forma similar a un lubricante
interno. En &eneral son acrlicos que $acen el procesado m+s suave, dando un me6or acabado y una fusión m+s r+pida y temprana, pero aumentando la viscosidad de la fusión. odificador de impacto
*e emplea para aumentar la resistencia al impacto de los compuestos r&idos, creando una interfase, donde el elastómero entre la resina act!a como absorbedor de c$oque en el proceso de absorción y disipación de ener&a. Es muy importante darle un traba6o apropiado al compuesto formulado para lo&rar una buena dispersión, pues de otra forma el producto no tendr+ las propiedades deseadas. 0ambi4n, se emplean los modificadores de impacto en los compuestos flexibles con ob6eto de que 4stos puedan retener los &rabados efectuados por operaciones de post;formado. 3os materiales empleados como modificadores de impacto pueden ser el A*, el polietileno clorado, el acrilato de butadieno, el estireno, los acrlicos, etc. dificadores de viscosidad
*u aplicación es exclusiva para plastisoles y se emplean para ba6ar, re&ular y conservar la viscosidad de 4stos, ya que los plasisoles, con el tiempo incrementan su viscosidad a niveles no adecuados de operación. Estos modificadores son esencialmente a&entes surfactante que imparten por naturale/a efectos lubricantes y son com!nmente del &4nero de los 4steres &rasos del etilen;&licol. Antiest!ticos
*on productos empleados en la formulación de PVC con ob6eto de eliminar el efecto mencionado, defecto principal en los discos fono&r+ficos donde crean ruidos indeseables. umicamente, los productos empleados son surfactantes i&uales a los modificadores de viscosidad. "ungicidas
Estos productos, como los anteriores, no son muy empleados en nuestro medio porque 4ste no es muy propicio para la procreación de $on&os. *e $an usado en la formulación de tapi/ para pared, producto donde esa protección s es necesaria. En vista de que los compuestos or&anoestanosos tienen propiedades fun&icidas y
propiedades estabili/adoras, los compuestos trialquilestanosos se usan para este ob6eto. 3os fun&icidas mercuriales son poco usados. Solventes
*e usan principalmente para la formulación de or&anosoles, es decir, plastisoles con solvente, as como para la re&ulación de la viscosidad de los plastisoles. Com!nmente son me/clas de EC, =C y otros como toluolxilol, etc. :tros aditivos usados en el PVC son- Pirorretardadores, Colorantes, Polmeros de aleación, A&entes de antibloqueo y desli/amiento, Defuer/os, etc.
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