Cloruro de Polivinilo (PVC): Definición, fórmula y estructura

¿Qué es el PVC?

El acrónimo PVC hace referencia al producto cloruro de polivinilo. El PVC, que a menudo se denomina simplemente “plástico” o incluso “vinilo”, es un material termoplástico artificial que se utiliza en una amplia variedad de aplicaciones. Debido a las propiedades termoplásticas de este polímero, se puede diseñar en estados flexibles o rígidos según la aplicación o el uso requerido.

Un material termoplástico es aquel que se puede calentar fácilmente para manipularlo en distintas formas y enfriarlo para que se vuelva rígido nuevamente. Este proceso se puede repetir una y otra vez. Esta propiedad termoplástica es lo que permite que el PVC se utilice en una multitud de usos.

Composición del PVC

Los componentes básicos del PVC son el etileno (C2H4), un gas incoloro derivado del petróleo, y el cloro obtenido mediante la electrólisis del agua salada. El cloro representa el 57% de la masa de un monómero o molécula de cloruro de vinilo, mientras que el carbono y el hidrógeno constituyen el 38% y el 5% respectivamente.

Existen muchos tipos de plásticos, tanto naturales como sintéticos. Todos los plásticos son polímeros (cadenas largas) de monómeros orgánicos (unidades individuales). Los compuestos orgánicos son aquellos compuestos por átomos de carbono unidos a otros elementos mediante enlaces covalentes o compartidos, como en el caso del etileno. Los productos derivados del petróleo, como los hidrocarburos, son compuestos orgánicos de este tipo.

El monómero del PVC es el mencionado monómero de cloruro de vinilo (VCM). En el caso del cloruro de vinilo, dos átomos de carbono comparten un doble enlace entre sí y enlaces simples con tres átomos de hidrógeno y un átomo de cloro.

Para formar el polímero PVC, estas unidades individuales deben unirse entre sí en una larga cadena de unidades repetidas. En este proceso llamado polimerización, los átomos de carbono del cloruro de vinilo se liberan, a través de una variedad de procesos, de un enlace entre sí y se unen a los carbonos de otras unidades de cloruro de vinilo formando enlaces covalentes entre las unidades.

¿Cómo se fabrica el PVC?

¿Cómo hacen los fabricantes de PVC para que las moléculas de cloruro de vinilo se unan para formar polímeros de cadena larga? Existen diferentes procesos para la polimerización del cloruro de vinilo en función de las características deseadas.

El ochenta por ciento del PVC se produce mediante un proceso llamado polimerización en suspensión, que se lleva a cabo mezclando pequeñas gotas de monómeros de cloruro de vinilo, añadiendo un iniciador inducido térmicamente en una solución acuosa (agua) y agitando vigorosa y continuamente hasta que precipitan gotas de PVC en cantidad suficiente para ser recolectadas. Como es insoluble, se separa de la solución mediante centrifugación.

Otro método de producción es la polimerización en emulsión. Este proceso es muy similar al de la polimerización en suspensión. Se utiliza un emulsionante, como el jabón, para crear un equilibrio entre las distintas fases y el iniciador se introduce en la fase acuosa inicial. Las partículas producidas de esta manera son mucho más pequeñas.

La polimerización en masa es un tercer método para desarrollar PVC. El monómero y el iniciador son los componentes principales y no interviene ningún agente disolvente. Este método da como resultado un producto que puede proporcionar transparencia y alta flexibilidad.

Características del PVC

Las propiedades del PVC incluyen:

• Sólido a temperatura ambiente.
• Se derrite en un amplio rango de temperaturas (212-500 grados Fahrenheit) (100-260 grados Celsius)
• El PVC flexible tiene un rango de resistencia a la tracción de 1000 a 3625 PSI.
• El PVC rígido tiene un rango de resistencia a la tracción de 4930 a 9000 PSI.
• La gravedad específica puede variar entre 1,35 y 1,45 gramos por centímetro cúbico.
• Químicamente no reactivo
• Resiste la corrosión o la intemperie.
• Buen aislante

Usos del cloruro de polivinilo

Debido a sus características favorables, el PVC se utiliza en una amplia gama de aplicaciones. El cloruro de polivinilo es el tercer plástico más utilizado en la actualidad.

Ya sea en el campo médico para producir equipos como tubos flexibles, bolsas intravenosas o bolsas de almacenamiento para sangre y tejidos, o en el sector de la construcción para proporcionar tuberías de agua y drenaje libres de corrosión, este material tiene una gran demanda.

Las aplicaciones adicionales incluyen:

• Tuberías de agua rígidas
• Tuberías de drenaje
• Bolsas de almacenamiento
• Calzado
• Mangueras de agua flexibles
• Aislamiento del cableado

Las versiones actuales de cloruro de polivinilo han reemplazado equipos en muchos frentes. Con el desarrollo de este asombroso material, todas las industrias han podido reemplazar equipos antiguos que estaban sujetos a corrosión y degradación química y física por productos de PVC químicamente estables, económicos y duraderos.

Resumen de la lección

La naturaleza proporciona fuentes limitadas para las características plásticas de los materiales que demanda el mundo actual. La síntesis del producto llamado cloruro de polivinilo junto con otros plásticos artificiales en el siglo XIX dio lugar a las computadoras, los teléfonos celulares, las tuberías de agua no degradables e incluso los equipos médicos modernos avanzados de los que disfruta la civilización en la actualidad.

Se están desarrollando técnicas para producir PVC para fines muy específicos. El PVC rígido de alta densidad se produce principalmente mediante polimerización en suspensión. El ochenta por ciento de los PVC se fabrican mediante este método.

La polimerización en emulsión produce un grano de PVC mucho más pequeño. Los productos desarrollados con este método pueden formar una pasta y son buenos para revestir superficies.

Al utilizar la polimerización en masa para producir PVC, los diseñadores pueden crear materiales con alta transparencia y plasticidad.