Plásticos – Serie Técnica: El PVC

El Policloruro de Vinilo (PVC) es un moderno, importante y conocido miembro de la familia de los termoplásticos. Es un polímero obtenido de dos materias primas naturales cloruro de sodio o sal común (ClNa) (57%) y petróleo o gas natural (43%), siendo por lo tanto menos dependiente de recursos no renovables que otros plásticos.

Es uno de los polímeros más estudiados y utilizados por el hombre para su desarrollo y confort, dado que por su amplia versatilidad es utilizado en áreas tan diversas como la construcción, energía, salud, preservación de alimentos y artículos de uso diario, entre otros.

 

El desarrollo en tecnología y aplicaciones no ha tenido pausa llegándose en nuestros días a una producción de 32 millones de ton.

Estudios realizados por el Centro de Ecología y Toxicología de la Industria Química Europea (ECETOC), señalan que la producción de PVC se realiza sin riesgos para el medio ambiente.  

Formación del PVC

Proceso de Producción:

A partir de una solución de Cloruro de Sodio (NaCl), más conocida como sal común o sal de mesa y mediante un proceso generado con el aporte de energía eléctrica denominado Electrólisis, se produce Cloro (Cl2), Hidrógeno (H2) e Hidróxido de Sodio o Soda Cáustica (NaOH)

El Cloro se combina con Etileno obtenido por craqueo del etano proveniente del gas natural o de cortes del petróleo. Ambos reaccionan para obtener Dicloroetano (EDC).

El EDC es sometido a un proceso de craqueo térmico para producir el Monómero de Cloruro de Vinilo (CVM), un gas a temperatura ambiente.

Mediante una reacción de polimerización en medio acuoso, llevada a cabo en reactores cerrados, el CVM se convierte en un sólido blanco en polvo, el Policloruro de Vinilo (PVC). En general se pueden obtener dos tipos de resinas de PVC: aquéllas que surgen por el proceso de suspensión y las que se obtienen del proceso de emulsión. Ambas resinas se diferencian principalmente por la morfología del grano, lo que hace que los métodos de transformación y los artículos obtenidos sean distintos.

Molécula del PVC

ALGUNOS PROCESOS COMUNES DE TRANSFORMACIÓN DEL PVC:

Extrusión: Durante este proceso se alimenta un cañón metálico o cuerpo metálico, generalmente cilíndrico y calefaccionado, con compuesto de PVC rígido o flexible, en forma de pellets o mezcla seca en polvo (dry blend). Dentro del cañón, uno o más tornillos impulsan el compuesto hacia adelante, lo compactan, funden y homogeneizan, para luego descargarlo en un cabezal que equilibrará temperaturas y flujos.

El compuesto sale por una matriz diseñada para dar forma al producto final. En la mayoría de los casos se utilizan pellets en extrusoras mono tornillo y la mezcla seca en polvo en extrusoras doble tornillo. Controlando el ancho y la altura se obtienen perfiles de las más variadas formas, como por ejemplo caños y conductos. Los recubrimientos de cables son también el resultado de un proceso de extrusión. En general se utilizan resinas de PVC obtenidas por el proceso de suspensión.

Inyección: En esta técnica de moldeo el compuesto de PVC rígido o flexible – previamente fundido – se inyecta a alta presión dentro de un molde cerrado, que se mantiene a una temperatura prefijada. La refrigeración del molde produce el enfriamiento del producto terminado. De esta forma se define el artículo, que será expulsado luego de la apertura del molde. Para piezas pequeñas, los moldes, montados en una sola máquina, tienen varias cavidades en donde se inyecta de manera simultánea el PVC fundido. El proceso de moldeo por inyección permite producir artículos más complejos que el de extrusión y definir las tres dimensiones (alto, largo y ancho). Los artículos – rígidos o flexibles, compactos o expandidos – se obtienen en su forma final. En general se utilizan resinas de PVC obtenidas por el proceso de suspensión.

Mientras el moldeo por inyección soplado permite obtener artículos huecos, el proceso de co-inyección permite producir artículos con almas rígidas (metálicas o poliméricas), colocadas en el molde antes de la inyección final.

Calandrado: Se trata de un proceso continuo que requiere la alimentación de compuesto de PVC amasado, fundido (gelificado) y caliente sobre los cilindros calefaccionados de la calandra.  En ella hay rodillos de distintos tamaños que giran a diferentes velocidades para formar láminas o filmes de PVC rígidos o flexibles que pueden orientarse por estirado.

En este proceso se obtienen artículos en los que sólo podemos controlar dos dimensiones, ancho (dado por el ancho de los rodillos) y espesor (controlado por la separación entre rodillos y por el estirado). En general se utilizan resinas de PVC obtenidas por el proceso de suspensión.

Soplado: Para el proceso de moldeo por soplado se utilizan mezclas secas o pellets de PVC y aditivos que se funden y homogeneizan en una extrusora. Esta mezcla fundida alimenta un cabezal con una matriz de salida circular, conformando un tubo continuo que abandona el cabezal en forma vertical hacia abajo (parison), sujetado entre las dos mitades del molde que lo aprisionan. Este tubo o parison es inflado con aire para que adquiera la forma del molde (botella, frasco, bidón, etc.. Luego de enfriarse se desmolda, obteniendo el recipiente formado.

Para recipientes grandes, el polímero fundido debe extruirse muy rápidamente o se deformará debido a la gravedad. Esto se llama extrusión intermitente ya que normalmente sólo produce uno o dos recipientes durante cada ciclo de máquina. Para recipientes más pequeños, como envases para producto lácteos y jugos de fruta, existen máquinas que producen hasta 16 recipientes a la vez. Esto permite procesar una alta cantidad de recipientes para alcanzar la demanda de la industria. En general se utilizan resinas de PVC obtenidas por el proceso de suspensión.

Film Soplado / extruido: Film soplado: Se produce a partir de mezclas secas o pellets de PVC y aditivos, rígidos o flexibles, que se funden y homogeneizan en una extrusora. Esta mezcla fundida alimenta un cabezal con una matriz de salida circular, conformando un tubo continuo, que al momento de abandonar el cabezal, en forma vertical hacia arriba, es inflado. El volumen del aire estira el tubo al ancho deseado. La burbuja resultante se cierra por medio de dos rodillos a una altura que permite el enfriamiento del material, luego comienza el bobinado del film. El espesor del film se controla variando las velocidades de los rodillos superiores y de la extrusión. En general se utilizan resinas de PVC obtenidas por el proceso de suspensión.

Film extruido (Extrusión Flat Die): Al igual que el film soplado, las mezclas secas o pellets de PVC y aditivos alimentan una extrusora. La diferencia radica en que el cabezal tiene una matriz de salida plana en donde se forma el film, que atraviesa un rodillo que lo enfría y luego se lo bobina. Generalmente, este film tiene mejores propiedades ópticas que una película soplada y puede producirse en líneas de producción más veloces. Sin embargo, genera mayor desperdicio (scrap) y posee una orientación muy pequeña en dirección transversal. En general se utilizan resinas de PVC obtenidas por el proceso de suspensión.

Termoformado: Con la ayuda de presión o vacío sobre un molde se da forma a una hoja plana o lámina, previamente calentada, obteniendo así vasos, recipientes, carteles en relieve o caretas, entre otros. En su forma más elaborada, los artículos pueden alcanzar tolerancias exigentes, detalles bien definidos y especificaciones estrictas. Cuando se utilizan técnicas avanzadas de terminación o acabado, los termoformados de alta tecnología pueden alcanzar resultados similares a los productos obtenidos por medio del moldeo por inyección.

Rotomoldeo: Moldeo rotacional o rotomoldeo: Este proceso, sumamente popular y ampliamente utilizado para obtener artículos normalmente huecos, se utiliza para la producción de artículos grandes en pocas cantidades. Productos como juguetes, pelotas y mobiliario para jardín se fabrican por medio de este proceso.

El rotomoldeo utiliza un plastisol (pasta más o menos viscosa obtenida por la dispersión de PVC en plastificante) muy fluido que se introduce en un molde que rota vertical y horizontalmente dentro de un horno. El calor y la fuerza centrífuga producen la fundición y distribución del plastisol por las paredes del molde, formando una piel. Después de un periodo determinado, el molde se retira del horno y se enfría cuidadosamente para evitar que el producto sufra encogimiento o torsión.

PVC y medio ambiente | Reciclado: La sociedad en general y los entes gubernamentales y no gubernamentales tienen una preocupación creciente de que el mundo está en peligro de ser sepultado bajo montañas de basura por falta de espacio disponibles para depositarlos.

Esto no será así, porque la recuperación de los deshechos de cualquier material que sea es motivo de investigaciones ya sea recuperándolos para incluirlos nuevamente en los procesos de producción o emplearlos como fuente de energía calórica ya que los recursos naturales que disponemos no son infinitos.

Los estudios que se realizan para reutilizar los artículos de PVC al final de su vida útil contempla alternativas diversas, teniendo en cuenta la versatilidad del polímero para adaptarse a muy diversas aplicaciones cuyos períodos de vida útil pueden variar de algunos días (envases para alimentos peredecederos) a períodos que ya superan los sesenta años (cañerías para conducción de agua o líquidos cloacales).

Articulo extraído de la AAPVC (http://www.aapvc.com/aplicacionPvc.asp)

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