PVC

PVC – O que é

O Policloreto de vinila também é conhecido como PVC, vinil, homopolímero de cloretileno e homopolímero de cloretileno, é um plástico barato tão versátil que se tornou completamente difundido na sociedade moderna.

É oferecido comercialmente em uma variedade de formulações, geralmente como um pó branco ou grânulos incolores.

O composto é resistente à umidade, intempéries, à maioria dos ácidos, gorduras e óleos, muitos solventes orgânicos e ao ataque de fungos.

É facilmente colorido e fabricado em uma variedade de formas, incluindo folhas, filmes, fibras e espuma.

A lista de produtos fabricados em PVC é exaustiva, indo desde discos fonográficos até tubos de drenagem e potável, garrafas de água, película aderente, cartões de crédito e brinquedos.

Mais usos incluem caixilhos de janelas, calhas de chuva, painéis de parede, portas, papéis de parede, pisos, móveis de jardim, pastas e até canetas. Até imitação de couro é feito dele. Na verdade, é difícil virar para qualquer lugar sem ver alguma forma desse plástico.

Em 1913, o Policloreto de vinila tornou-se o primeiro produto sintético já patenteado. Seu amplo uso está agora em questão, pois vem de uma indústria de produção altamente tóxica e potencialmente continua sendo uma ameaça ambiental em todas as fases de sua vida. Além do processamento químico tóxico necessário para fabricar o PVC, pesquisas crescentes indicam uma tendência de alguns produtos absorverem produtos químicos nocivos, com uma possível ligação a riscos à saúde e contaminação ambiental.

Além disso, o PVC não é biodegradável, fato que os fabricantes promovem como uma vantagem, enquanto os ambientalistas o contam entre muitas das desvantagens do plástico.

Eles apontam para as quantidades cada vez maiores de produtos descartados e aterros cada vez menores, e o potencial de sanguessuga a longo prazo que pode levar à contaminação das águas subterrâneas.

Este material não deve ser queimado, pois pode liberar gases nocivos, e sua reciclagem é difícil devido aos diversos aditivos utilizados em diversos produtos.

Um dos subprodutos do processo de fabricação do Policloreto de vinila é o organoclorado. Embora o cloro seja encontrado naturalmente no meio ambiente em minerais como o sal, esse tipo é diferente.

Altamente reativo, seu efeito na forma concentrada pode ser muito destrutivo, como visto em outras indústrias manufatureiras. Algumas formas familiares de organoclorados incluem bifenilos policlorados (PCBs), banidos na década de 1970; halon e CFCs, responsáveis pela destruição do ozônio; e DDT. Supostamente, a produção de PVC resulta na geração de mais organoclorados do que qualquer outro material.

Além do meio ambiente, a saúde humana também é uma preocupação. Estudos sobre a liberação inicial de produtos químicos de plásticos, como aqueles usados em cortinas de chuveiro, pisos e interiores de carros de vinil, estão em andamento. A infiltração de um produto químico amolecedor chamado DEHP (di-2-etil hexil ftalato) em produtos como bolsas de vinil IV usadas nas enfermarias neonatais de alguns hospitais também tem sido uma preocupação. Agentes de amaciamento alternativos estão sendo considerados pela indústria, mas exigem mais testes.

Embora os produtos de Policloreto de vinila tenham sido usados sem problemas aparentes para a saúde humana por muitos anos, a preocupação é que o crescimento de resíduos tóxicos criados pelo processo, a possível lixiviação e o status não biodegradável do plástico acabarão e inevitavelmente levarão a problemas que podem ser catastróficos.

A tendência conservadora está voltada para alternativas ecologicamente corretas e biodegradáveis. Entre outros, incluem madeira, papel, cobre, aço e argila. Plásticos sem cloro, como polietileno (PE), polipropileno (PP) e poliisobutileno, também podem ser preferidos ao PVC, embora a maioria deles não seja biodegradável.

PVC – Policloreto de vinila

O PVC é o material ideal para as mais diversas aplicações. É o único material plástico que é 100% derivado do petróleo, contendo, em peso, 57% de cloro (originado do cloreto de sódio – sal de cozinha) e 43% de eteno (derivado do petróleo). A partir do sal marinho, pelo processo de eletrólise, obtém-se o cloro, soda cáustica e hidrogênio.

A eletrólise é a reação química resultante da passagem de uma corrente elétrica por água salgada (salmoura). Assim se dá a obtenção do cloro, que representa 57% da resina de PVC produzida.

O petróleo, que representa apenas 43% desta resina, passa por um caminho um pouco mais longo. O primeiro passo é uma destilação do óleo cru, obtendo-se aí a nafta leve. Esta passa, então, pelo processo de craqueamento catalítico (quebra de moléculas grandes em moléculas menores com a ação de catalisadores para aceleração do processo), gerando-se o eteno.

Tanto o cloro como o eteno estão na fase gasosa e eles reagem produzindo o DCE (dicloro etano). A partir daí, obtém-se o MCV (mono cloreto de vinila, unidade básica do polímero).

As moléculas de MVC são submetidas ao processo de polimeração, ou seja, elas vão se ligando formando uma molécula muito maior, conhecida como PVC (policloreto de vinila), que é um pó muito fino, de cor branca, e totalmente inerte. O PVC pode ser rígido ou flexível, opaco ou transparente, brilhante ou fosco, colorido ou não. Estas características são obtidas com a utilização de plastificantes, estabilizantes, pigmentos, entre outros aditivos, usados na formulação do PVC.

Depois de formulado, o PVC é utilizado na fabricação de uma série de produtos, tais como:

Produtos médico hospitalares: embalagens para medicamentos, bolsas de sangue (sendo o material que melhor conserva o sangue), tubos para transfusão e hemodiálise, artigos cirúrgicos, além de pisos de salas onde é indispensável o alto índice de higiene;
Janela, que oferecem excelente resistência às mudanças de clima e à passagem dos anos, mesmo em ambientes corrosivos (beiramar);
Revestimentos de paredes e pisos que são decorativos, resistentes e laváveis;
Brinquedos e artigos infláveis como bolas, boias, colchões e barcos;
Artigos escolares, pela facilidade de moldagem, variedade de aspectos (cor, brilho, transparência) e baixo custo;
Embalagens usadas para acondicionar alimentos, protegendo-os contra umidade e bactérias. Estas embalagens são impermeáveis ao oxigênio e ao vapor, dispensando, assim, o uso de conservantes, preservando o aroma;
Garrafas para água mineral. São transparentes e leves;
Tubos e conexões utilizados na canalização de água e esgotos, pois são resistentes e facilmente transportados e manipulados graças ao seu baixo peso;
Mangueiras, que são flexíveis, transparentes e coloridas;
Laminados utilizados para embelezar e melhorar painéis de madeira e metal. Resistem bem ao tempo, aos raios UV, à corrosão e à abrasão;
Laminados impermeáveis, utilizados em piscinas, túneis, tetos;
Móveis de jardim, que precisam ser resistentes às variações climáticas e devem ser de fácil manutenção.

A maioria dos produtos de PVC (perfis de janelas, tubos de distribuição de água e de saneamento, revestimento de cabos entre outros) tem uma vida útil muito longa. Por outro lado, as embalagens de PVC têm curto tempo de utilização, por serem descartáveis. No entanto, a proporção dos plásticos nos depósitos de lixo é baixa (em média, 6% do peso total), sendo que o PVC, que é reciclável, representa apenas, em média, 0,8% desse total.

Tubos – PVC

O ciclo de vida útil desse produto varia de 15 a 100 anos em 64% dos casos, de 2 a 15 anos em 24% dos casos e até 2 anos em 12% dos casos.

A reciclagem Mecânica (reaproveitamento do material descartado para confecção de outros produtos), a Energética (recuperação da energia contida no resíduo plástico) e a Química (retorno às matérias-primas de origem), são maneiras bem eficientes de reaproveitá-lo. O PVC reciclado tem diversas aplicações, é utilizado na camada central de tubos de esgoto, em reforços para calçados, juntas de dilatação para concreto, perfis, cones de sinalização, etc. Em alguns países, a Legislação já permite a utilização de plástico reciclado como camada intermediária em uma embalagem, mesmo esta sendo destinada a armazenar alimentos. A condição é que nesta embalagem, a camada de plástico que ficará em contato com o alimento seja fabricada com plástico virgem.

PVC – Construção Civil

A construção civil é responsável por mais de 60% do mercado brasileiro e mundial do PVC. Pela durabilidade, vem conquistando cada vez mais espaço em edificações e obras públicas. Atua como calhas, eletrodutos, esquadrias, portas e janelas, recobrimentos de fios, forros e divisórias, galpões infláveis e estruturados, mantas de impermeabilização, persianas e venezianas, pisos, rede de saneamento básico, revestimento de parede e piscinas, etc.

O PVC rígido é o material adequado para o transporte de água, pois evita contaminações externas e previne perdas por vazamento, devido à fácil e eficiente soldagem entre os tubos e as conexões.

Ocupa lugar de destaque no saneamento e irrigação, em aplicações no saneamento e na irrigação

Principais processos de fabricação de produtos de PVC baseados em extrusão

A produção de tubos rígidos de PVC normalmente é feita por meio da utilização de extrusoras de rosca dupla a partir do composto na forma de “dry blend” (mistura a seco).

No passado utilizavam-se extrusoras de rosca simples, principalmente em tubos de menores diâmetros, porém essa tecnologia hoje apresenta pouca competitividade em relação à extrusão com rosca dupla, que pode atingir produtividade da ordem de 1.000 Kg/h.

O processo de produção de tubos rígidos de PVC iniciasse na Extrusora, responsável pela gelificação, plastificação e homogeneização do composto originalmente na forma de pó. Uma vez fundido, o composto alimenta a matriz, responsável pela conformação do material na forma do produto final. À saída da matriz encontrasse um calibrador a vácuo, o qual resfria o material fundido e dá dimensões ao produto final.

Para linhas de maior profundidade ou em tubos de maiores espessuras é comum a utilização de água gelada no resfriamento do calibrador, de modo a conseguir maiores taxas de remoção de calor.

Na sequência do calibrador propriamente dito, dentro da própria câmara de vácuo, o tubo passa por uma série de jatos de água para resfriamento adicional.

Nas linhas de alta produtividade ou na produção de tubos de maiores espessuras podem ainda ser incorporadas banheiras adicionais de resfriamento.

À frente de linha encontram-se o puxador e o dispositivo de corte e recepção das barras cortadas.

Uma vez cortadas, as barras passam por um dispositivo de formação de bolsa: por meio de aquecimento de uma de suas pontas, o tubo recebe um macho que ajusta o diâmetro interno do tubo para perfeito acoplamento entre as barras. Outros tipos de tubos podem sofrer processos de incorporação de roscas machos e fêmeas, como no caso de tubos para irrigação, ou ainda incorporação de juntas de borracha para garantir estanqueidade na junção ponta/bolsa.

Com relação à matriz vale comentar que a mesma deve ser projetada para suportar altas pressões, principalmente nas máquinas de maior produtividade.

O projeto deve ainda levar em conta a ausência de “dry blend” (mistura a seco);  ou pontos de estagnação, ou seja, pontos de pouca ou nenhuma velocidade de fluxo do composto no interior da matriz.

Devido a sensibilidade inerente do PVC à temperatura, o mesmo pode sofrer degradação nesses pontos de retenção, causando problemas de marcas nos tubos e fazendo com que o processo tenha de ser interrompido com maior frequência para abertura e limpeza do ferramental, com impacto direto nos custos de produção devido à perdas de horas produtivas e descarte de material devido à necessidade de novos ajustes na partida do equipamento.

Observam-se os principais componentes da matriz: flange de acoplamento à Extrusora, torpedo, aranha (ou cruzeta), macho e matriz, responsáveis pela conformação do composto fundido no formato do tubo.

PVC – Características

Leve (1,4 g/cm3), o que facilita seu manuseio e aplicação;
Resistente à ação de fungos, bactérias, insetos e roedores;
Resistente à maioria dos reagentes químicos;
Bom isolante térmico, elétrico e acústico;
Sólido e resistente a choques;`
Impermeável a gases e líquidos;
Resistente às intempéries (sol, chuva, vento e maresia);
Durável: sua vida útil em construções é superior a 50 anos;
Não propaga chamas: é autoextinguível;
Versátil e ambientalmente correto;
Reciclável e reciclado;
Fabricado com baixo consumo de energia.

PVC e o Meio Ambiente

Os efeitos do PVC sobre a saúde e o meio ambiente têm sido cuidadosa e amplamente investigados em todas as suas etapas, possivelmente como os de nenhum outro produto, desde a produção do polímero, passando pela fabricação e pelos usos dos artigos obtidos até sua disposição final.

Como para qualquer produto ou setor das indústrias química e petroquímica, o PVC é objeto de investigações e regulamentações de autoridades nacionais e internacionais, assim como os demais polímeros.

A indústria está continuamente investigando sua atividade em relação ao meio ambiente e seus avanços tecnológicos conduzem a contínuas melhoras dos procedimentos de produção e dos produtos resultantes.

PVC – Origem

O PVC não um material como os outros. É o único material plástico que não é 100% originário do petróleo. O PVC contém 57% de cloro (derivado do cloreto de sódio) e 43% de petróleo. A partir do sal, pelo processo de eletrólise, obtém-se o cloro, soda cáustica e hidrogênio. A eletrólise é a reação química resultante da passagem de uma corrente elétrica por água salgada.

Assim se dá a obtenção do cloro que representa 57% do PVC produzido.

O petróleo, que representa apenas 43% do PVC formado, passa por um caminho mais longo. O primeiro passo é uma destilação do óleo cru para a obtenção da nafta leve.

Esta passa então por um processo de craqueamento catalítico (quebra de moléculas grandes em moléculas menores com a ação de catalisadores para a aceleração do processo), gerando assim, o etileno.

Tanto o cloro como o etileno estão na fase gasosa produzindo o DCE (dicloro etano). A partir do DCE obtém-se o MVC (mono cloreto de vinila, unidade básica do polímero que é formado pela repetição da estrutura monomérica). As moléculas de MVC são submetidas ao processo de polimeração, ou seja, ela vão se ligando e formando uma molécula muito maior, conhecida como PVC (policloreto de vinila), que é um pó muito fino, de cor branca e totalmente inerte.

A polimerização é realizada a partir do monômero cloreto de vinila que por sua vez é obtido através de um processo de duas etapas: o etileno reage com HCL e gerando o 1,2  dicloroetano.

Este se piroliza a cloreto de vinila e HCL, sendo este último reciclado.

A polimerização em suspensão é o método mais comum de se produzir o PVC, sendo utilizado para moldagem, extrusão e calandragem. Devido à grande instabilidade ao calor e à luz, da ligação C Cl, torna-se variavelmente necessária a utilização de estabilizadores térmicos e plastificantes lubrificantes dentre outros para o processamento e utilização do material.

Propriedades básicas: excelente resistência ao stress cracking; inércia térmica; resistência à corrosão e à água; rigidez; transparência; isolamento térmico e elétrico. Suas propriedades podem ser melhoradas através de uma ampla gama de formulações, porem o preço pode também aumentar.

O seu processamento é delicado devido a sérios problemas de degradação do material.

O PVC possui inúmeras características vantajosas para sua utilização. Ele é leve (1,4g/cm3), o que facilita seu manuseio, a aplicação é resistente à maioria doa reagentes químicos e à ação de fungos, bactérias, insetos e roedores. É um bom isolante térmico, elétrico e acústico além de ser sólido e resistente a choques e impermeável a gases e líquidos. Versátil e ambientalmente correto é reciclável e reciclado.

Aplicações: frascos para óleo comestível, água, detergente e xampu dentre outros.

O PVC é reciclável e pode ser utilizado em uma diversidade de produtos com aceitação de até 15% de mistura com outros plásticos.

Além disso, apresenta uma versatilidade de design a custos menores de produção com máquinas mais simples e de menor custo, moldes econômicos, corpo e alça transparente, facilidade de diversificação de cor e facilidade de impressão.

A reciclabilidade do PVC não é uma novidade. Ela acontece desde o começo da sua produção. No entanto, só tornou impulso de forma mais organizada com os movimentos ecológicos dos países desenvolvidos.

No Brasil representam em média 3%. Os resíduos de PVC representam em média 0,3% do peso total do lixo domiciliar. Isso ocorre porque o PVC é mais utilizado em produtos de longa duração, como tubos e conexões, fios e cabos para a construção civil.

O PVC reciclado tem diversas aplicações; é utilizado na camada central de tubos de esgoto, em reforço para calçados, juntas de dilatação para concreto, perfis, cones de sinalização.

A legislação em defesa do consumidor e as normas técnicas vetam no mundo todo o uso do plástico reciclado em embalagens de alimentos e remédios, brinquedos e artigos médico-hospitalares.

PVC – Reciclagem

O PVC é um material reciclável e já amplamente reciclado em todo o mundo. No entanto, podemos diferenciar de forma clara os resíduos gerados na indústria transformadora daqueles gerados nas cidades.

No primeiro caso, é hábito reutilizar o material residual (scrap), convertendo-o em nova matéria-prima, que é reutilizada em novas produções.

No segundo caso (zonas urbanas), deve existir uma boa organização por parte das autoridades locais para garantir a coleta seletiva desses resíduos gerados pela população.

PVC – Reciclagem

Com relação aos produtos em PVC, nota-se claramente que a sua presença no lixo urbano é muito baixa porque, no Mercosul, por exemplo, cerca de 65% do consumo de PVC se destina a produtos cuja vida útil ultrapassa facilmente os 50 anos, como é o caso de tubos e conexões, fios e cabos, perfis, etc., uma vez que o PVC resiste bem ao envelhecimento e às intempéries.

Tipos de reciclagem do PVC

O PVC é facilmente reciclável e, uma vez reciclado, tem grande variedade de aplicações. Se estudarmos a história do PVC, vemos que sua reciclagem é tão antiga quanto sua fabricação, o que demonstra ser este um processo viável em termos tecnológicos e econômicos.

Graças à sua facilidade de transformação e à sua termoplasticidade, o PVC pode ser reciclado das seguintes formas:

Reciclagem mecânica: É o sistema mais utilizado, e devemos considerar dois tipos de PVC: o originário do processo industrial ou scrap (realizado desde as origens do material) e o proveniente de resíduos urbanos. Em ambos os casos, os resíduos são selecionados, moídos, readitivados (quando é o caso) e transformados em novos produtos. O que se diferencia são as etapas necessárias até a obtenção do produto reciclado, como, por exemplo, a necessidade de limpeza dos resíduos provenientes do pós-consumo.
O PVC recuperado e reciclado é empregado na fabricação de inúmeros produtos, como tubos, perfis, laminados, artigos injetados, como corpos ocos, escovas, revestimentos de paredes, mangueiras, solados de calçados, artigos para a indústria automotiva, etc.
Reciclagem química: Os resíduos são submetidos a processos químicos sob temperatura e pressão para decompô-los em produtos mais elementares, como óleos e gases. Atualmente, esse processo é usado apenas em países como Alemanha e Japão.
Reciclagem energética: Consiste na queima controlada dos resíduos, sob condições tecnicamente avançadas, visando a recuperação da energia contida no material. Esta tecnologia é aplicada em toda a Europa, EUA e Ásia, mas pouco utilizada na América do Sul.

PVC – História

O Policloreto de Vinila (PVC) é um dos plásticos mais versáteis e devido a esta característica este é um dos materiais mais estudados e utilizados da atualidade.

Em 1835 o Monômero de Cloreto de Vinila (MVC) foi sintetizado pela primeira vez em laboratório por Justus Von Liebig.

A descoberta de Liebig fez-se por meio da reação do dicloroetileno com hidróxido de potássio em solução alcoólica.

Em 1939 Victor Regnault publica suas observações sobre a aparição de um pó branco que se formava quando uma ampola fechada contento o MVC era exposto à luz solar.

Regnault pensou que esse pó fosse PVC, mas estudos indicaram tratar-se de poli (cloreto de vinilideno).

Em 1860 A. W. Hoffman publica um informe sobre a polimerização do Brometo de Vinila (Polibrometo de Vinila).

Em 1872 E. Baumann sintetiza o Policloreto de Vinila (PVC).

Em seus registros é informado a mudança do MVC, induzida pela luz, em um produto sólido branco.

Em 1912 Fritz Klatte descobre a base para a produção industrial do PVC.

Klatte descobriu os meios para a produção do MVC por intermédio da chamada rota do acetileno (reação do gás acetileno com o cloreto de hidrogênio).

Polimerização do PVC nos dias de hoje

O PVC, que é uma resina termoplástica, é produzido quando as moléculas de cloreto de vinila se associam, formando cadeias de macromoléculas.

Este processo é chamado de polimerização e pode ser realizado de várias maneiras.

Os dois principais processos de obtenção do PVC são a polimerização em suspensão e a polimerização em emulsão.

Ambos usam um processo semi-contínuo, em que os reatores são alimentados com o monômero cloreto de vinila (MVC), aditivos e catalisadores.

A reação de polimerização ocorre em meio aquoso.

As diferenças entre os processos de suspensão e emulsão se manifestam no tamanho e nas características dos grãos de PVC obtidos.

O PVC obtidos por estes processos são utilizados segundo as aplicações e os resultados que se desejam obter com o PVC.

Após o término da reação, os reatores são esvaziados e a mistura de água e PVC é separada do monômero que não reagiu.

O PVC é centrifugado, secado, peneirado e embalado.

A água é reciclada ou tratada na unidade de tratamento de efluentes.

Como o MVC tem propriedades tóxicas, é muito importante que ele não seja liberado para a atmosfera nem permaneça no produto.

Por esta razão, várias etapas do processo e as características dos equipamentos onde ele ocorre foram concebidas para evitar tais perdas.

Isso permite que as resinas contenham menos de 1g de VCM por tonelada de PVC.

PVC – Vantagens

Produzido a partir do Sal (NaCl) e principalmente do Petróleo, é um dos plásticos mais utilizados da atualidade.

A principal vantagem do PVC é a sua versatilidade:

Mediante a adição de aditivos podemos mudar as características do produto final

Peças com várias durezas (desde produtos rígidos como tubos e conexões até produtos flexíveis como sandálias e mangueiras de jardim).
Peças translúcidas, cristalinas ou opacas.
Peças brilhantes ou foscas
Peças compactas (sólidas) ou espumadas (expandidas)
Superfícies com texturas diferenciadas.
Peças com diversas cores (aspecto perolizado, alumínio, metálico etc…).

Esta versatilidade faz com que o PVC esteja presente em nosso dia a dia nos mais diversos setores da economia:

Construção civil (forros, perfil de janelas, tubos, conexões, tapetes de banheiro, fios e cabos, mangueiras de jardim, conduites, pisos, juntas de dilatação e etc…)
Industria em geral (perfis rígidos, botas de segurança, luvas, mangueiras com e sem alma rígida e etc…)
Industria de brinquedos
Industria automobilística (fiação elétrica, frisos laterais, mangueiras etc…)
Industria de calçados (solados, sandálias e etc…)
Área médica/hospitalar (bolsas de sangue e soro, cateteres, conectores e etc…)
Indústria de alimentos (filmes esticáveis, frascos, etc…)

Principais características do PVC

Durabilidade: Produtos confeccionados a partir do PVC têm vida longa, viabilizando a sua aplicação em bens duráveis como tubos para água e esgoto, fios e cabos, perfis industriais, janelas, forros e etc…
Não inflamável: devido ao cloro existente em sua molécula, o PVC não se queima com facilidade nem inflama sozinho. Por esta razão é extensivamente empregado para isolar e proteger cabos elétricos e para outros insumos na indústria da construção, automobilística, eletrodomésticos, bens de uso, etc.
Estável quimicamente: De uma maneira geral o PVC tem boa resistência a ácidos e bases o que viabiliza a sua utilização na industria médico/hospitalar, alimentícia e industrial. Devido a sua inércia química a embalagem de PVC preserva as propriedades organoléticas do produto embalado.
Recuperação de energia: o PVC tem um alto valor energético. Nos sistemas modernos de valorização energética de resíduos, onde as emissões são muito controladas, o PVC pode fornecer energia e calor na indústria, residências ou em outros lugares.
Fácil de processar: trabalhando com equipamentos adequados, o PVC é transformado na maioria dos processos industriais de transformação de materiais termoplásticos (injeção, extrusão, calandragem, sopro e etc…)
Fácil de reciclar: Devido ao fato de ser uma resina termoplástica o PVC é 100% reciclável.
Propriedades de barreira: baixa permeabilidade ao oxigênio e ao gás carbônico o que viabiliza sua aplicação na indústria de alimentos.

Fonte: www.albag.com.br/www.plasticosvipal.com.br/www.wisegeek.com/www.planetaplastico.com.br/www.solvayindupa.com