Cloruro de polivinilo

Poli (cloruro de vinilo)
Imagen ilustrativa del artículo Cloruro de polivinilo
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Estructura de poli (cloruro de vinilo)
Identificación
Nombre IUPAC poli (1-cloroetileno)
Sinónimos

PVC
poli (1-cloroeteno)
cloruro de polivinilo

N o CAS 9002-86-2
N o ECHA 100,120,191
PubChem 6338
CHEBI 53243
Sonrisas C ([C @@ H] (Cl) *) *
PubChem , vista 3D
InChI InChI: vista 3D
InChI = 1S / C2H3Cl / c1-2-3 / h2H, 1H2
Propiedades químicas
Fórmula (C 2 H 3 Cl) n
n = 700 a 1500
Propiedades físicas
T ° transición vítrea 80  ° C
T ° fusión > 180  ° C (descomposición)
Parámetro de solubilidad δ 19,8  MPa 1/2  ;

21,3  J 1/2 · cm -3/2
Densidad 1,38  g · cm -3
Temperatura de autoignición 600  ° C
Límites explosivos en el aire Inferior: 60  g · m -3
Propiedades electronicas
Constante dieléctrica 3,39 ( 1  kHz , 25  ° C )
2,9 ( 1  MHz , 25  ° C )
2,8 ( 1  GHz , 25  ° C )

5,3 ( 1  kHz , 100  ° C )
3,3 ( 1  MHz , 100  ° C )
2,7 ( 1  GHz , 100  ° C )
Propiedades ópticas
Índice de refracción  1,52 - 1,55
Precauciones
WHMIS

Producto incontroladoEste producto no está controlado de acuerdo con los criterios de clasificación de WHMIS.
Clasificación IARC
Grupo 3: No clasificable en cuanto a su carcinogenicidad para los seres humanos.
Unidades de SI y STP a menos que se indique lo contrario.

El poli (cloruro de vinilo) , conocido con la abreviatura PVC (abreviatura del nombre inglés cloruro de polivinilo ), es un polímero termoplástico de consumo , amorfo o débilmente cristalino , principal representante de la familia de los cloropolímeros .

Se elabora a partir de dos materias primas  : 57% de sal marina (NaCl) y 43% de petróleo; es el único material plástico compuesto por más del 50% de materia prima de origen mineral.

El PVC rígido se utiliza principalmente para la fabricación de perfiles y tubos por extrusión . El PVC flexible (o PVC plastificado ) se utiliza por ejemplo en la industria de la confección y tapicería .

Fórmula molecular

De fórmula química - ( C H 2 - C H Cl ) n -, se obtiene por polimerización radical de cloruro de vinilo monomérico (VCM acrónimo fórmula CH 2 = CHCl). El PVC es un material orgánico .

Histórico

Poli (cloruro de vinilo) fue descubierto por accidente en al menos dos ocasiones durante el XIX XX  siglo, primero en 1835 por Henri Victor Regnault y en 1872 por Eugen Baumann . En ambos casos, el polímero apareció como un sólido blanco en botellas de cloruro de vinilo después de la exposición a la luz solar. A principios del XX °  siglo, el químico ruso Ivan Ostromislensky  (en) y Fritz Klatte  (en) tanto trató de utilizar PVC en productos comerciales, pero sus esfuerzos no tuvieron éxito debido a las dificultades de polímero transformación. En 1926, Waldo Semon  (en) , en colaboración con la empresa BF Goodrich , ha desarrollado un método de laminación de PVC mezclándolo con aditivos . Esto hizo que el material fuera más flexible y más fácil de fabricar, la génesis del éxito comercial del PVC.

Síntesis de VCM y PVC

Históricamente, el cloruro de vinilo se producía haciendo reaccionar etileno con cloro gaseoso. Hoy en día, es una reacción entre etileno y ácido clorhídrico , en presencia de oxígeno , que se utiliza generalmente. El producto intermedio, el dicloroetano , se convierte en cloruro de vinilo por efecto del calor.

La polimerización de VCM se inicia mediante radicales . El proceso más común es el de suspensión . Diversos aditivos permiten controlar su polimerización (iniciadores de polimerización, interruptores cortos , asesinos de emergencia , agentes espumantes,  etc. ).

Nota: el PVC es insoluble en su monómero.

Formulación

Ciertos aditivos permiten mejorar su estabilización química, frente a los rayos ultravioleta, calor, impacto, etc., y estabilizar su color y apariencia. Por ejemplo, los estabilizadores conocidos como "Hals" (para estabilizadores de luz de aminas impedidas ) lo hacen más resistente a la luz al inhibir la actividad de los radicales libres.

El PVC puede incorporar muchas cargas , que son principalmente minerales como carbonato cálcico natural o precipitado, talco , caolín o metales destinados a mejorar sus propiedades mecánicas, su estado superficial y también a reducir el precio . En promedio, el PVC contiene un 10% de aditivos.

El PVC debe ser resistente al calor o al fuego. Ahora es combustible y libera naturalmente 170- 180  ° C de cloruro de hidrógeno y de 70  ° C , cloruro de hidrógeno a una reacción de auto-sostenible una vez que se inicia. Los aditivos estabilizantes previenen o limitan esta liberación:

Usos y formas comerciales

El PVC tiene muchos usos en la industria. Existen principalmente cuatro tipos de PVC:

Higiene y seguridad

La polimerización del PVC es irreversible. Algunos plastificantes utilizados en su composición pueden presentar un riesgo para la salud.

El PVC permite el uso del cloro liberado durante la fabricación de productos como jabón, lavandería. Hoy en día es una de las soluciones para evitar grandes y peligrosos depósitos de cloro. Este polímero está en forma de polvo blanco.

Si tanto se ha criticado al PVC es porque se sospecha que contribuye:

Antes de la década de 1980, la técnica de fabricación de PVC no aseguraba la ausencia de monómero de cloruro de vinilo (VCM), que podía llegar a 200 o incluso 1000  ppm . Su uso en la fabricación de tuberías de agua potable requiere un control del CVM residual en las tuberías de PVC de antes de 1980 debido a que se han observado un cierto número de casos de superación de los límites de calidad.

Plastificación y riesgo tóxico

Muy a menudo se añaden plastificantes (para formar plastisoles, por ejemplo ) al PVC para mejorar determinadas características (flexibilidad, alargamiento a la rotura, resistencia al frío y a los golpes,  etc. ) o para facilitar su aplicación. El PVC flexible (plastificado) representa alrededor del 30% del consumo de PVC.

Entre los plastificantes utilizados, algunos ftalatos son nocivos. Con el tiempo, pueden migrar (permanencia no garantizada por incompatibilidad con la matriz polimérica) y depositarse en la superficie (fenómeno de exudación) de objetos de PVC flexible. Por este motivo, su uso en juguetes está limitado por una directiva europea.

Están autorizados otros plastificantes, de la familia de los adipatos o incluso aceites vegetales (por ejemplo aceite de soja ). Durante muchos años, han hecho posible la fabricación de film estirable apto para uso alimentario. Sin embargo, al entrar en contacto con sustancias grasas en los alimentos, ciertos plastificantes hidrófobos migran a los alimentos. Se están desarrollando otras alternativas para eventualmente reemplazar al PVC en las películas para alimentos.

Transformación

El PVC se forma con mayor frecuencia mediante procesos continuos ( extrusión , recubrimiento ). La extrusión se utiliza en particular para la fabricación de perfiles de ventanas y tubos de PVC. La inyección se usa menos debido al riesgo de liberación de ácido clorhídrico, pero muchos artículos, sin embargo, se producen industrialmente: piezas de tuberías, equipos eléctricos,  etc. Para ensamblar diferentes piezas de PVC, los métodos más utilizados son el encolado y diferentes técnicas de soldadura , incluido el termosellado.

Incineración

La combustión de poli (cloruro de vinilo) libera principalmente ácido clorhídrico en presencia de vapor de agua contenido en el aire. Actualmente, todas las plantas de incineración de desechos domésticos aprobadas están equipadas con filtros de ácido, ya que muchos desechos contienen cloruros. Quemar basura al aire libre es un grave daño ambiental. Además, la combustión del PVC genera dioxinas y furanos en cantidades variables según las condiciones de combustión.

Para reconocer el PVC, es necesario llevar un alambre de cobre con la incandescencia. Luego hay que poner este cable en contacto con la muestra de plástico y luego exponerlo a una llama. Si se pone verde, suele ser de PVC. Los vapores pican los ojos (liberación de ácido clorhídrico HCl) y la llama se apaga por sí sola. Ver prueba de Beilstein .

Reciclaje

Antes de la década de 2000, el PVC se percibía como un material no reciclable, destinado a terminar en un vertedero o para ser incinerado. En 2000, la industria del PVC en Europa decidió poner en marcha Vinyl2010  : un plan de acción cuyo principal objetivo era la puesta en marcha de canales de recogida y reciclaje adaptados a los diferentes tipos de residuos al final de su vida útil a tratar. El compromiso voluntario Vinyl2010 (2000-2010) permitió reciclar 260.000  t de PVC postconsumo al año , en lugar de las 200.000  t inicialmente previstas.

La creación de la iniciativa Recovinyl y el desarrollo de procesos de reciclaje como Vinyloop y Texyloop permitieron alcanzar este objetivo. El proceso Vinyloop es un método de reciclaje químico que recicla el PVC en forma de residuos compuestos. Este proceso difiere del proceso de molienda más popular. El PVC gastado, que puede provenir de diferentes fuentes como cables y perfiles, se sumerge en un disolvente y posteriormente se filtra.

En 2013, se reciclaron más de 444.000  t de PVC en Europa, frente a las 362.000  t de 2012.

La industria europea del PVC ha decidido renovar un nuevo compromiso voluntario, VinylPlus, para estar en línea con los objetivos europeos de 2020. En esta ocasión, pretende reciclar 800.000  t de PVC al año para 2020.

Comercio

En 2014, Francia exportó una media de 70.000  t de PVC (base, plastificado y no plastificado juntos) por mes e importó una media de 25.000  t . El precio medio observado en las fronteras del PVC obtenido por suspensión (S-PVC) crudo (sin aditivos) es de 950  € / t .

Notas y referencias

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Apéndices

Artículos relacionados

enlaces externos