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• Andree Cubas Galindo

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FACULTAD DE INGENIERÍA

ESCUELA DE INGENIERÍA INDUSTRIAL

INFORME PARA LA ASIGNATURA DE PROCESOS INDUSTRIALES

PVC

Docente: Chávez Romero, Zaida Brenilda

Estudiante: Soto Chávez, Maycol

Chiclayo, 12 de Septiembre del 2014

1. EL PVC El PVC (Policloruro de Vinilo) es un polímero termoplástico, obtenido de dos materias primas naturales, un 57% de cloruro de sodio o sal común (ClNa) y un 43% del petróleo. Se puede afirmar, pues, que el PVC es el plástico con menor dependencia del petróleo, del que hay disponibilidad limitadas. Por otro lado, sólo un 4% del consumo total del petróleo se utiliza para fabricar materiales plásticos, y, de ellos, únicamente una octava parte corresponde al PVC. De la sal común se deriva el Cloro y del petróleo el Etileno, ambos elementos dan como compuesto resultante dicloro etano, el cual se convierte a altas temperaturas en el gas cloruro de vinilo (CVM). A través de un proceso de polimerización (emulsión, suspensión en masa y en solución), el Cloruro de Vinilo se transforma en un polvo blanco, fino y químicamente inerte: la resina de PVC. A partir de ella se pueden obtener productos rígidos y flexibles. A partir de procesos de polimerización, se obtienen compuestos en forma de polvo o pellet, plastisoles, soluciones y emulsiones.

2. PROPIEDADES IMPORTANTES DEL PVC

El PVC es un material termoplástico (Los termoplásticos son un tipo de material plástico o deformable, que al calentar pasan a un estado viscoso o fluido; y pasan a un estado vítreo, frágil al enfriar suficientemente). Esta propiedad les permite que bajo la acción del calor se reblandezca, y puede así moldearse fácilmente; y al enfriarse recupera la consistencia inicial y conserva la forma que se pretendía obtener. La diferencia con los termoestables en que éstos últimos no funden al elevarlos a altas temperaturas, sino que se queman, siendo imposible volver a moldearles. En la industria existen dos tipos:

• Rígido: para envases, ventanas, tuberías, las cuales han reemplazado en gran medida al hierro (que se oxida más fácilmente). • Flexible: cables, juguetes, calzados, pavimentos, recubrimientos, techos tensados.

 Forma y Tamaño de la Partícula: De forma esférica y en casos similar a una bola de algodón. El tamaño varía según sea resina de suspensión (40 – 80/120 micrones) o de pasta (0.8 – 10 micrones)  Porosidad de la Partícula: Característica de cada tipo de resina. A mayor porosidad, mayor facilidad de absorción del plastificante, acortándose los ciclos de mezclado y eliminando la posibilidad de que aparezcan “ojos de pescado” en el producto terminado.  Peso Molecular : Al disminuir el peso molecular, las temperaturas de procesamiento de las resinas serán más bajas y serán más fácilmente procesables; las propiedades físicas en el producto terminado, tales como la tensión y la resistencia al rasgado, serán más pobres; el brillo y la capacidad de aceptar más carga será mejor y la fragilidad a baja temperatura será menor.  Estabilidad Térmica: A mayor peso molecular, mayor estabilidad térmica. Durante su procesamiento, la resina se degrada al recibir calor y trabajo. degradación se presenta en forma de amarillamiento y empobrecimiento de las propiedades mecánicas del producto. Es para evitar esto que se adicionan los estabilizadores.

Principales características del PVC:

−Rango de temperatura de trabajo: de -15ºC A 60ºC. −Elevada resistencia química: necesaria por el continuo contacto con material en descomposición., como así también elevada tolerancia a sustancias altamente alcalinas y ácidas. −Resistencia a la corrosión: el tubo de PVC es inmune a casi todos los tipos de corrosión experimentados en sistemas de tuberías subterráneas.

Como el PVC no es conductor, los efectos galvánicos y electroquímicos no existen en las tuberías. En consecuencia no se necesita ningún tipo de recubrimiento ni protección catódica cuando se usan tubos de PVC. −Resistencia al ataque biológico: tiene una excelente resistencia a la degradación y/o deterioro causado por acción de microorganismos (hongos y bacterias) o macroorganismo (termitas). −Resistencia a la intemperie (sol, lluvia, viento y aire marino): cuando son sometidos permanentemente a la radiación ultravioleta del sol, los tubos de PVC pueden sufrir daños superficiales, por lo que se recomienda emplear compuestos especiales para este fin o protegerlos con recubrimientos adecuados. −Resistencia al impacto: Su fortaleza ante la abrasión, resistencia mecánica y al impacto, son las ventajas técnicas claves para su elección en la edificación y construcción. −Densidad: el PVC, al igual que los otros materiales termoplásticos se caracteriza por su bajo peso específico (1,4 g/cm3), comparado con la mayoría de los materiales utilizados en la fabricación de tubos. Esto permite obtener un tubo liviano, sin que por ello resulte débil. −Resistencia a las cargas superpuestas: los tubos de PVC se obtienen por extrusión de un compuesto rígido de PVC, pero, deben ser considerados como conductos flexibles desde el punto de vista del diseño. Un tubo flexible, se define como aquel que se deformará por lo menos un 2% sin ningún signo de daño. Esta flexibilidad le permite soportar las cargas del suelo ya que al deformarse transforma parte de las cargas verticales que actúan sobre él, en cargas horizontales, las que son absorbidas por la resistencia pasiva del suelo. − No contaminante: las propiedades del PVC lo hacen atóxico, no migratorio, o sea que no reacciona con los elementos y compuestos residentes en los suelos, ni materiales de construcción; logrando además, que el material transportado, por ningún motivo, contamine el entorno. − Aislante: Térmico, eléctrico, acústico − Protege los alimentos: Permeable al vapor − Resistente al fuego: No propaga la llama - Auto extinguible − Impermeable: a gases y líquidos

− Inerte e inocuo: El PVC es estable y muy inerte. Tiene buena resistencia a los solventes, ácidos y bases. Su comportamiento frente a líquidos, gases y vapores, lo hacen especialmente adecuado para estar en contacto con alimentos, medicamentos y con el cuerpo humano en usos de prácticas médicas. Se emplea extensivamente donde la higiene es una prioridad. Los catéteres y las bolsas para sangre y hemoderivados están fabricadas con PVC − Versátil: Gracias a la utilización de aditivos tales como estabilizantes, plastificantes y otros, el PVC puede transformarse en un material rígido o flexible, teniendo así gran variedad de aplicaciones. − Larga vida útil: se estima superior a los 50 años, en condiciones normales de uso, lo cual se comprueba en aplicaciones tales como tuberías para conducción de agua potable y sanitaria. Una evolución similar ocurre con los marcos de puertas y ventanas en PVC. − Sellado hermético: en sus diferentes formas de unión. − Transporte en obra: dada su liviandad, su transporte en obra se simplifica, pudiendo manejarse tubos de hasta 400mm de diámetro y 6 metros de longitud con sólo dos personas. − Bajo costo: considerando las propiedades descriptas y su elevada longevidad, el costo resulta ínfimo. Buena relación calidad/precio.

3. PROCESO DE OBTENCIÓN DEL PVC

El PVC es una resina termoplástica, producida cuando las moléculas de cloruro de vinilo se asocian entre sí, formando cadenas de macromoléculas. Este proceso es llamado de polimerización, y puede ser realizado de varias maneras, dos de esos procesos son: polimerización en suspensión y polimerización en emulsión. Ambos usan un proceso semicontínuo, en el que los reactores se alimentan con el monómero cloruro de vinilo, con los aditivos, catalizadores y agua (la reacción de polimerización del PVC ocurre en medio acuoso). Las diferencias entre los procesos suspensión y emulsión se manifiestan en el tamaño y en las características de los granos de PVC obtenido, y por lo tanto, cada proceso es elegido según las aplicaciones y resultados que se quieren obtener con el PVC.

Después del final de la reacción, se agotan los reactores y la mezcla de agua y PVC es separada del monómero no reaccionado. El PVC es centrifugado, secado y embalado. El agua es reciclada o tratada en la unidad de tratamiento de efluentes. Como el VCM tiene propiedades tóxicas, es muy importante que no se lo libere para la atmósfera ni permanezca en el producto. Por eso, varias etapas del proceso y las características de los equipamientos donde él ocurre fueron concebidas para evitar tales pérdidas: esto asegura que nuestras resinas contengan sistemáticamente menos que 1g de VCM por tonelada de PVC.

4. APLICACIONES

Al ser de larga duración, el PVC es utilizado a nivel mundial en un 55% del total de su producción en la industria de la construcción. Al PVC lo podemos encontrar en nuestra casa: en los aparatos electrónicos, juguetes, bolígrafos y carpetas, la pintura de las puertas y paredes, el recubrimiento de los muebles en forma de barniz, de lámina imitando madera, las fibras textiles del sofá, la ropa que llevamos encima, fibras plásticas como el nylon, las acrílicas y el poliéster, también los botones, los zapatos, la tinta en que están impresos nuestros libros y revistas. Entre los plásticos que no vemos estarían entre otros: la instalación eléctrica, las conducciones, tanto para el agua como para la calefacción, el aislamiento, etc.

• CONSTRUCCION: Tubos de agua potable y evacuación, ventanas, puertas, persianas, zócalos, pisos, paredes, láminas para impermeabilización (techos, suelos), canalización eléctrica y para telecomunicaciones, papeles para paredes, etc.

• PACKAGING: Botellas para agua y jugos, frascos y potes (alimentos, fármacos, cosmética, limpieza, etc.). Láminas o films (golosinas, alimentos). Blisters (fármacos, artículos varios).

• MOBILIARIO: PVC rígido en muebles de jardín (reposeras, mesas, etc.); PVC flexible en piezas para muebles (manijas, rieles, burletes, etc.), placas divisorias, tapizados de sillas, sillones, etc.

• ELECTRICIDAD Y ELECTRONICA: partes de artefactos eléctricos, Aislamiento de cables, Cajas de distribución, Enchufes, Carcazas y partes de computadoras.

• APLICACIONES MÉDICAS

Envases: estos se diseñan para contener soluciones estériles, como fluidos nutritivos o salinos. Otros se usan como recipientes estériles para sangre u orina. Recubrimientos para pisos y paredes: su colocación, libre de juntas que puedan albergar gérmenes, previene la proliferación de enfermedades infecciosas, una preocupación central para hospitales, laboratorios y otros centros de cuidado. Tubos y bolsas para sangre y diálisis, catéteres, válvulas, delantales, botas.

• VESTIMENTA: Calzado (botas, zapatillas), ropa de seguridad, ropa impermeable, guantes, marroquinería (bolsos, valijas, carteras, tapicería).

• AUTOMOTRIZ: Tapicería, paneles para tablero, apoyabrazos, protección anticorrosiva y antivibratoria, etc.

También podemos encontrarlo en las tarjetas de crédito, artículos de librería, juguetes, mangueras, artículos de riego, etc. Vemos que sin los plásticos muchos de los objetos mencionados no existirían y, si existiesen, su costo los haría inaccesibles, así como también su mantenimiento.

5. VENTAJAS DEL PVC

 Eléctricas y electrónicas

• Buenas propiedades eléctricas y de aislamiento sobre un amplio rango de temperaturas. • Excelente durabilidad y tiene aproximadamente una vida útil de 40 o más años. • Características de procesamiento fáciles para obtener las especificaciones deseadas del producto final. • Resistente a ambientes agresivos.

 Construcción

• Fuerte y ligero.- la resistencia del PVC a la abrasión, su ligereza y su buena resistencia y fuerza mecánica son la clave de su uso en la construcción. • Resistencia al fuego.- el PVC difícilmente se incendia, además si llegara a quemarse, se detendrá en el momento en que la fuente de calor sea removida. Esto lo hace conveniente para usarse en ventanas, puertas y vestiduras. • Durabilidad.- el PVC es resistente al ambiente, a la acción de químicos, corrosión, shock y abrasión. Por ello se le elige para muchas aplicaciones en donde se requiera una larga vida útil del material. • Costos.- los componentes del PVC usados en la construcción ofrecen excelentes ventajas de costo. • Versatilidad.- las propiedades físicas del PVC permiten diseños de alto grado de libertad cuando se diseñan nuevos productos. • Reciclable.- todos los materiales de PVC usados en la construcción son reciclables.

 Juguetes

• Es resistente y con mucha durabilidad • Es un material muy versátil y las formulaciones pueden ser ajustadas para dar el comportamiento exacto y los requisitos de calidad para cada tipo de juguete. • Tiene un bajo costo, permitiendo buena calidad, juguetes de un precio razonable. • Es muy adecuado en juguetes que necesiten ser producidos en masa.

 Vehículos

• El PVC hace que los carros duren más (El promedio de vida útil de un vehículo de camino moderno fue: en 1970 duraba 11½ años, ahora dura 17 años) • El PVC conserva los combustibles fósiles, ya que consume muy poca energía. • Reduce el ruido de los ocupantes del auto. • Hace más costeables a los coches.

• Ayuda a salvar vidas (El PVC es importante en los componentes absorbentes del shock en caso de impacto). • Aumenta la libertad del diseño.

6. IMPACTO AMBIENTAL

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Puede producirse contaminación potencial del medio ambiente por el uso de estabilizantes de plomo o cadmio en el PVC durante las fases de producción y de residuo.

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La emisión de los gases produce daños en la salud de las personas.

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No es biodegradable. Ésta es una propiedad inherente a todos los plásticos y por supuesto al PVC. La biodegradación de ellos podría producir gases dañinos para el medio ambiente, como CO2, metano, etc. que, entre otros, son responsables del efecto invernadero.

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Es amigo de la naturaleza. Su empleo en perfiles para recubrimientos, puertas y ventanas, ayuda a minimizar el corte de árboles de manera indiscriminada y el uso de pinturas.

7. BIBLIOGRAFIA Y LINKOGRAFIA

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UCA – Facultad de Química e Ingeniería “Fray Rogelio Bacon” - Bruera – Suarez

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Tesis: Estudio de factibilidad para una planta procesadora de resinas de PVC- Nelson Bolívar Tapia Yagual. Ecuador

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http://www.plastico.com/temas/PVC,-Cuales-son-sus-efectos-en-elambiente-y-la-salud-humana+3027117?pagina=7

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http://www.eis.uva.es/~macromol/curso05-06/pvc/obtencion.html