¿Qué es el cloruro de polivinilo y para qué sirve?

¿Qué es el cloruro de polivinilo y cuáles son sus usos?

El PVC, obtenido por la polimerización del cloruro de vinilo (VCM), es un material polimérico amorfo blanco. Desde el descubrimiento inicial del VCM en 1838 por el químico francés Regnault, seguido por la observación de Baumanz de su polimerización bajo la luz solar, el PVC ha sido producido industrialmente desde 1931 utilizando principalmente métodos de polimerización en emulsión.

Cloruro de polivinilo productos

El PVC destaca por su resistencia al desgaste, su resistencia al fuego, su baja permeabilidad al gas y al vapor de agua, así como por su resistencia a la corrosión química. Además, ofrece buenas propiedades mecánicas, aislamiento eléctrico, transparencia de los productos, capacidad de absorción acústica, aislamiento térmico y amortiguación, siendo un material universal con una excelente relación rendimiento-precio, aunque con menos estabilidad térmica y resistencia al impacto.

Para la producción de PVC, se utilizan comúnmente métodos como el proceso de electrólisis de carburo, el proceso de acetileno de petróleo y el proceso de etileno de petróleo, siendo este último predominante en países desarrollados como Europa y Estados Unidos.

Usos del cloruro de polivinilo

El PVC puede ser moldeado mediante diversos métodos de procesamiento para producir una amplia gama de productos, desde flexibles y suaves hasta rígidos y duros. Los productos de PVC incluyen desde elastómeros termoplásticos hasta materiales estructurales de ingeniería, desde plásticos generales hasta elastómeros, pinturas, fibras, materiales de función especial, adhesivos y selladores. Hay más de 2,000 variedades de resinas de PVC y materiales modificados y especializados, con aplicaciones que abarcan el 24.6% en la industria de la construcción, el 19.5% en envases, el 15.5% en agricultura, el 30.4% en consumo diario y el 10% en otros campos.

(1) Tuberías

Aproximadamente la mitad de la resina de PVC producida anualmente en el mundo se utiliza para la fabricación de tuberías municipales e industriales. En el mercado de propietarios privados, representa el 66% del mercado de hogares estadounidenses y el 75% en aplicaciones de alcantarillado doméstico. En aplicaciones de agua y alcantarillado, los tubos enterrados de PVC con diámetros de 100 mm (4 pulgadas) o más grandes generalmente se conectan mediante juntas tóricas. El tipo de junta tórica más común en América del Norte es el sistema de sellado de goma reforzada con metal, comúnmente conocido como el sistema de sellado Rieber.

(2) Cloruro de polivinilo usos en la industria de la construcción

El PVC sigue siendo el material predominante en los sectores de perfiles de tubos y ventanas en la industria de la construcción, especialmente en edificios residenciales, donde los tubos de PVC rígido pueden reemplazar tubos de hierro fundido tradicionales, lo que no solo reduce los costos de construcción y mejora la eficiencia de instalación, sino que también impulsa la escala de producción de puertas y ventanas de PVC. Además, el sector de materiales decorativos de PVC tiene perspectivas de desarrollo favorables, incluyendo paneles decorativos transparentes en color, papel pintado de gama media a alta y baldosas de PVC para pisos.

El PVC se utiliza ampliamente en la construcción e industria de la construcción, por ejemplo, como paneles de pared de etileno-vinilo para exteriores, un material de bajo mantenimiento popular en Irlanda, Reino Unido, Estados Unidos y Canadá. Este material está disponible en varios colores y acabados, incluidos acabados de madera efecto brillo, y se utiliza como alternativa a la madera pintada para la instalación de ventanas y marcos en ventanas de vidrio aislante en edificios nuevos o para reemplazar ventanas de vidrio sencillo más antiguas, ya que no se degrada y es resistente a la intemperie. Otros usos incluyen aleros, paneles de pared o tablas de viento. Este material ha reemplazado casi por completo el hierro fundido utilizado para tuberías y drenajes de aguas residuales, tuberías de desagüe, zanjas de drenaje y canalones. Es bien sabido que el PVC tiene una fuerte resistencia a los productos químicos, al sol y a la oxidación del agua.

En el mercado de la construcción, los tubos de PVC se dividen en tubos de presión y tubos sin presión. Los tubos de presión han reemplazado gradualmente a los tubos de hierro fundido y cobre, que son propensos a la corrosión y tienen altos costos de mantenimiento y reemplazo. Hoy en día, los tubos de PVC para agua potable y suministro de agua caliente, comúnmente utilizados en la construcción, adoptan esta práctica en el extranjero. Los tubos de PVC de pequeño diámetro de presión tienen ventajas como bajo costo, buena resistencia a la corrosión, sin necesidad de mantenimiento frecuente y reemplazo. Los tubos sin presión se utilizan principalmente en tuberías de desagüe interiores, sistemas de agua de lluvia, tuberías de transporte de ingeniería pública, tuberías de paso y tuberías subterráneas de cables.

(3) Cloruro de polivinilo usos en cables eléctricos

El PVC se usa comúnmente como aislamiento protector en cables eléctricos. Se elige PVC por su buen aislamiento eléctrico, facilidad de extrusión y resistencia al fuego.

El PVC es un material excelente para revestimientos protectores y, por lo general, es de color negro. Industrialmente se usa comúnmente en cables de distribución sin blindaje de 1~5kV y redes de baja tensión urbanas, también se usa en cables de distribución eléctrica pública de 10~35kV enterrados bajo tierra, así como en enchufes, conectores, placas de distribución montadas en pared, tuberías de protección de cables e instalaciones eléctricas domésticas y de oficina. El PVC también se aplica ampliamente en líneas de comunicación generales, como cables de cobre de usuarios de redes telefónicas, cables blandos telefónicos y cables de doble núcleo paralelo aislados con poliolefina.

(4) Cuidado de la salud

Los dos principales campos de aplicación de los compuestos de PVC aprobados para uso médico desechable son los contenedores flexibles y las tuberías: se utilizan en contenedores para sangre y componentes sanguíneos, colección de orina o productos para estomas, y dispositivos para donación y recolección de sangre, tubos, bypass cardiopulmonar, dispositivos de diálisis y más. En Europa, el consumo de cloruro de polivinilo productos en dispositivos médicos es de aproximadamente 85,000 toneladas al año. Casi un tercio de los dispositivos médicos de plástico están hechos de PVC.

(5) Cloruro de polivinilo usos otros

China es un gran país agrícola y, al mismo tiempo, enfrenta escasez de agua, lo que determina un gran mercado para tuberías de riego agrícola de PVC en China. El uso de tuberías de PVC para riego puede aumentar la eficiencia del agua del 40% al 50% alrededor del 90% en comparación con el riego por canal. Los diámetros de tuberías de PVC agrícolas generalmente varían de 25 a 160 mm.

Consideraciones sobre la toxicidad y seguridad del cloruro de polivinilo

(1) ¿Es seguro el cloruro de polivinilo para los seres humanos?

El cloruro de polivinilo es tóxico. La producción de PVC libera sustancias químicas tóxicas como dioxinas, las cuales son perjudiciales para la salud humana. Estudios sobre la incineración de residuos domésticos han demostrado un aumento continuo en la generación de dioxinas con el aumento de la concentración de PVC. En febrero de 2007, el Comité Consultivo Técnico y Científico del Consejo de Construcción Verde de Estados Unidos (USGBC) emitió un informe sobre los créditos relacionados con la evitación del PVC en el sistema de calificación LEED para edificaciones verdes. Según el informe, "no hay un material que sea el mejor ni el peor en todas las categorías de impacto en la salud humana y el medio ambiente", pero "el riesgo de emisión de dioxinas hace que el PVC sea uno de los materiales con mayor impacto en la salud humana".

Además, los productos de PVC liberan sustancias químicas tóxicas como los ftalatos, que pueden ser perjudiciales si se inhalan o ingieren. Los ftalatos, que constituyen aproximadamente el 70% del mercado estadounidense de plastificantes, no se unen covalentemente a la matriz polimérica, lo que facilita su lixiviación. En 2004, un grupo de investigación conjunto de Suecia y Dinamarca encontró una asociación estadística entre alergias infantiles y los niveles de DEHP y BBzP (ftalato de butilbencilo) en el aire interior de viviendas con suelos de vinilo de etileno. En diciembre de 2006, la Agencia Europea de Sustancias y Mezclas Químicas de la Comisión Europea publicó un proyecto final de evaluación de riesgos sobre el BBzP, encontrando que los consumidores no estaban "preocupados" por la exposición, incluida la exposición de los niños.

En la década de 1970, la carcinogenicidad del cloruro de vinilo (comúnmente conocido como VCM, monómero de cloruro de vinilo) se relacionó con el cáncer en trabajadores industriales de PVC. Específicamente, los trabajadores del departamento de polimerización de la planta de B.F. Goodrich cerca de Louisville, Kentucky, fueron diagnosticados con hemangiosarcoma hepático, una forma rara de cáncer. Desde entonces, estudios en trabajadores de PVC en Australia, Italia, Alemania y el Reino Unido han relacionado ciertos tipos de cáncer ocupacional con la exposición al cloruro de vinilo, estableciendo el VCM como un carcinógeno reconocido.

(2) Impacto del uso de cloruro de polivinilo en el medio ambiente

La producción y disposición del PVC pueden generar grandes cantidades de gases de efecto invernadero y otros contaminantes. Los productos de PVC también contienen cloro y otras sustancias químicas que, si no se manejan o desechan adecuadamente, pueden ser perjudiciales. El PVC tiene varios impactos ambientales que han generado preocupación sobre su uso en ciertas aplicaciones:

A. Impactos ambientales

La producción y disposición del PVC pueden tener efectos adversos en el medio ambiente, incluida la liberación de sustancias químicas tóxicas como las dioxinas. El PVC no es fácilmente reciclable y puede tardar mucho tiempo en degradarse en el medio ambiente.

B. Dificultades para el reciclaje

El PVC es difícil de reciclar y no se biodegrada fácilmente, lo que puede provocar acumulación de residuos en el medio ambiente.

Conclusiones y recomendaciones

A pesar de las preocupaciones sobre su posible toxicidad y sus impactos ambientales, el cloruro de polivinilo sigue siendo ampliamente utilizado en diversas aplicaciones industriales y cotidianas como un plástico multifuncional. Con una estricta regulación y gestión científica, el PVC puede utilizarse de manera segura en diversas situaciones. Para obtener productos de PVC de alta calidad, se recomienda visitar el sitio web de Guidechem, donde se reúnen múltiples proveedores confiables que pueden ofrecer productos que cumplen con estándares y apoyo profesional, ayudando así a usar este material de manera responsable para la salud y el medio ambiente.

Referencias:

[1] Zheng Waner. Aplicación de cloruro de polivinilo funcionalizado en síntesis orgánica y análisis colorimétrico [D] Universidad de Jinan, 2022. DOI:10.27167/d.cnki.gjinu.2022.000201.

[2] Wu Qiaoyu. Simulación y diseño de un proceso de producción de cloruro de polivinilo de 1 millón de toneladas/año [D]. Universidad de Tecnología Química de Beijing, 2022. DOI: 10.26939/d.cnki.gbhgu.2022.000506.

[3]https://en.wikipedia.org/wiki/Polyvinyl_chloride

[4] Bi Zhigong, Zhang Qian, Chen Yunfeng, et al. Análisis de aplicación y mercado de elastómeros [J, 2018, 28 (05): 78-82. .05.016 .

[5]https://www.geeksforgeeks.org/pvc-full-form/?ref=header_search