- Densidad
- 1.3–1.45 g/cm³
- Uso continuo
- ≤ 60 °Cse degrada por encima de 170 °C
- Índice de oxígeno
- ≥ 45 %autoextinguible
- Tipos principales
- Rígido · flexible · CPVC · PVC-O
¿Qué es el policloruro de vinilo (PVC)?
PVC es la abreviatura de policloruro de vinilo, uno de los cinco grandes plásticos de uso general. Es una resina termoplástica que se obtiene por polimerización del monómero de cloruro de vinilo (VCM) en condiciones específicas.
El PVC se usa ampliamente en la construcción, los cables, los artículos de uso diario, el embalaje, las aplicaciones médicas y otros campos. Gracias a su excelente resistencia mecánica, su resistencia a la corrosión, sus propiedades de aislamiento eléctrico y su buena procesabilidad, ocupa un lugar destacado en el consumo mundial de plásticos.
Parámetros de desempeño del PVC
| Propiedad | Rango de valores | Descripción |
|---|---|---|
| Densidad | 1.3–1.45 g/cm³ | Densidad relativamente alta, debida al elevado contenido de cloro |
| Resistencia a la tracción | 40–55 MPa | Mejor desempeño en el PVC rígido |
| Módulo de flexión | 2500–4000 MPa | Alta rigidez en los materiales rígidos |
| Temperatura de deflexión térmica | 65–90 °C | Estabilidad térmica moderada, adecuada para aplicaciones a temperaturas medias |
| Temperatura de uso continuo | ≤ 60 °C | Debe tenerse en cuenta el riesgo de degradación a altas temperaturas |
| Índice de oxígeno (resistencia a la llama) | ≥ 45 % (autoextinguible) | Su alto contenido de cloro le confiere resistencia a la llama intrínseca |
| Resistividad volumétrica | 10¹³–10¹⁴ Ω·cm | Excelente aislamiento, adecuado para cubiertas de cables |
| Resistencia química | Excelente | Resistente a ácidos, álcalis y sales; no resiste cetonas ni aromáticos |
| Métodos de procesamiento | Extrusión, moldeo por inyección, calandrado, etc. | Compatible con diversos procesos; excelente procesabilidad |
Conceptos básicos del PVC
El PVC tiene propiedades físicas y químicas estables: es insoluble en agua, alcohol y gasolina, y poco permeable a los gases y al vapor de agua. A temperatura ambiente resiste el ácido clorhídrico de cualquier concentración, el ácido sulfúrico por debajo del 90 %, el ácido nítrico al 50–60 % y las soluciones de sosa cáustica por debajo del 20 %, por lo que presenta cierta resistencia a la corrosión química. Es bastante estable frente a las sales, pero se disuelve en disolventes orgánicos como éteres, cetonas, hidrocarburos alifáticos clorados e hidrocarburos aromáticos.
- Dureza ajustablePuede obtenerse PVC flexible añadiendo plastificantes, o PVC rígido sin ellos.
- Excelente resistencia químicaMuy resistente a ácidos, álcalis y sales.
- Buen aislamiento eléctricoMuy utilizado en cubiertas de alambres y cables.
- Buena resistencia a la llamaAutoextinguible y conforme con diversas normas de resistencia al fuego.
- Gran procesabilidadApto para extrusión, moldeo por inyección, calandrado, moldeo por soplado, termoformado y otros procesos.
- Restricciones ambientalesLibera gas HCl al arder; el uso de estabilizantes a base de metales pesados está regulado en Europa.
Tipos de PVC
| Tipo | Abreviatura | Características y ejemplos de aplicación |
|---|---|---|
| PVC rígido | PVC rígido / uPVC | Alta rigidez, sin plastificantes; se usa habitualmente en tubos, perfiles y encofrados para la construcción |
| PVC flexible | PVC flexible | Contiene plastificantes, es blando; se usa en cubiertas de cables, cuero sintético y películas para pisos |
| Resina de PVC en pasta | Resina de PVC en pasta | Tamaño de partícula fino; adecuada para recubrimientos, cuero sintético, recubrimiento de guantes y superficies de juguetes |
| PVC modificado | PVC-M, PVC-A, etc. | Modificado con ACR, ABS, etc., para mejorar la tenacidad o la resistencia al calor; se usa en piezas estructurales |
| PVC clorado | CPVC | Resistencia al calor elevada a 90–95 °C; se usa en tubos para agua caliente y equipos químicos |
| PVC orientado | PVC-O | Alta orientación, mayor resistencia circunferencial; se usa habitualmente en redes de abastecimiento de agua a alta presión |
Aplicaciones del PVC
- Construcción y materiales de construcción
- Perfiles para puertas y ventanas, tubos de drenaje, pisos vinílicos, paneles de pared, placas de espuma, membranas impermeabilizantes para techos, etc.
- Alambres y cables
- Cubiertas de cables, capas de aislamiento, cables de comunicaciones, arneses de cableado automotriz
- Productos médicos
- Tubos de infusión, bolsas de sangre, guantes desechables, mascarillas respiratorias, catéteres, etc. (deben cumplir las normas sin DEHP)
- Embalaje y productos de uso diario
- Botellas sopladas, películas termoencogibles, tarjetas, juguetes, cuero sintético, suelas de zapatos, etc.
Producción del PVC
El PVC se produce principalmente por polimerización por radicales libres del monómero de cloruro de vinilo (VCM). Los métodos habituales son:
- Polimerización en suspensiónProduce PVC granular; es el método más extendido y el de mayor volumen de producción.
- Polimerización en emulsiónProduce partículas finas; se usa sobre todo para recubrimientos y resinas en pasta.
- Polimerización en masaMenos habitual; produce partículas de mayor tamaño.
Compounding y peletizado de PVC
Aunque la resina base de PVC tiene excelentes propiedades fundamentales, para cumplir los distintos requisitos de flexibilidad, estabilidad térmica, resistencia al impacto, resistencia a la llama y funcionalidad de cada campo debe someterse a compounding y modificarse con diversos aditivos y cargas. Los métodos de modificación habituales y sus mecanismos son:
- PlastificaciónSe añade DOP, DINP, DEHT, etc., para obtener PVC flexible.
- EstabilizaciónSe añaden estabilizantes térmicos de calcio-zinc o de estaño.
- Resistencia a la llamaAutoextinguible por naturaleza, puede reforzarse aún más.
- Resistencia al impactoSe añade ACR, MBS, etc.
- Modificación antibacteriana y antiestáticaSe usa en embalajes médicos y electrónicos.
USEON ha entregado cientos de líneas de peletizado de PVC.
El PVC es duradero, económico y fácil de procesar. Antes de fabricar los productos finales, el PVC suele requerir un peletizado con aditivos funcionales. Entre los aditivos posibles figuran estabilizantes térmicos, estabilizantes UV, plastificantes, coadyuvantes de proceso, modificadores de impacto, modificadores térmicos, cargas, retardantes de llama, biocidas, agentes espumantes, supresores de humo y pigmentos.
El PVC se degrada con facilidad a altas temperaturas (por encima de 170 °C). La extrusora de dos etapas de USEON está diseñada específicamente para el peletizado de PVC.
Primera etapa: una extrusora de doble husillo paralela corrotante con husillos y cilindro de construcción modular, que permite reordenar fácilmente los elementos de husillo según la formulación. El doble husillo logra mejor dispersión y calidad de mezcla, pero genera temperaturas de fundido más altas; por eso se necesita una máquina de dos etapas.
Segunda etapa: una extrusora monohusillo enfría el material fundido que llega de la extrusora de doble husillo y realiza el peletizado.
En cuanto al peletizado, el método de corte influye directamente en la forma del pellet, la capacidad de producción y el comportamiento en el procesamiento posterior. Los métodos de peletizado más comunes son:
| Método de peletizado | Principio | Productos adecuados |
|---|---|---|
| Peletizado por anillo de agua | Las cuchillas cortan el material en la cara del dado, al aire; los pellets se proyectan a un anillo de agua giratorio que los enfría y los transporta | Pellets de PVC modificado en general, formulaciones flexibles |
| Peletizado de hebras (enfriado por aire) | Las hebras fundidas se estiran, se enfrían y una peletizadora las corta en pellets cilíndricos | PVC rígido, materiales de alta transparencia, premezclas para espumado |
| Peletizado en cara caliente | Adecuado para formulaciones de baja viscosidad y fundido de baja resistencia; alta temperatura en la zona de corte | PVC modificado especial, producción a pequeña escala |
| Pulverización en seco | Se usa para reciclar espuma de PVC, recortes de lámina y otros desechos de borde | Material reciclado irregular |
De todos estos métodos, el sistema de peletizado por anillo de agua es el más usado en las líneas de PVC de dos etapas por su alta eficiencia, su alto grado de automatización y la apariencia uniforme de los pellets. En cambio, el peletizado de hebras enfriado por aire se adapta mejor a productos que exigen una apariencia superior o a precursores para espumado, como burletes para la construcción y sustratos de lámina.
Frente al proceso tradicional de amasadora + monohusillo, el método de dos etapas ofrece las siguientes ventajas:
- Alta eficiencia de modificaciónMejor dispersión y reacciones más completas
- Compatible con diversos sistemas de aditivosACR, MBS, calcio-zinc, retardantes de llama sin halógenos, etc.
- Aplicable a múltiples tipos de PVCFormulaciones flexibles, rígidas, transparentes y espumadas
- Mayor uniformidad del productoMayor producción y mayor automatización
Reciclaje del PVC
El PVC puede reciclarse por métodos tanto físicos como químicos:
- Reciclaje físicoConsiste en triturar y volver a peletizar el material, que luego se reutiliza en aplicaciones sin contacto con alimentos, como accesorios de tubería y pisos.
- Reciclaje químicoMediante pirólisis, el cloro puede recuperarse como cloruro de hidrógeno (HCl), reutilizable en la producción de VCM, aunque este método se utiliza todavía poco.
- LimitacionesLos aditivos residuales, como plastificantes y estabilizantes, pueden afectar a la seguridad ambiental y al desempeño del PVC reciclado.
Preguntas frecuentes
¿Es el PVC seguro y fiable?
Sí, es seguro en condiciones de uso normales. El PVC de grado médico y alimentario debe formularse sin DEHP, plomo, cadmio, etc.
¿Se puede usar el PVC a altas temperaturas?
La temperatura de uso continuo recomendada no supera los 60 °C (CPVC: hasta 90–95 °C).
¿Cómo evaluar la calidad de los productos de PVC?
Revise la apariencia, el olor y la tenacidad. El PVC de mala calidad tiene un olor fuerte y se rompe con facilidad.
¿Puede el PVC sustituir a otros plásticos?
Tiene ventajas en resistencia a la llama y costo, pero rinde menos que el PE o el PP en aplicaciones de alta temperatura o de contacto con alimentos.
¿Cuántas veces se puede reciclar el PVC?
Puede reciclarse 2–3 veces, aunque sus prestaciones se degradan progresivamente.
¿Por qué amarillean algunos productos de PVC?
El sobrecalentamiento durante el procesamiento o la falta de estabilizantes pueden provocar degradación térmica y amarilleo, sobre todo sin antioxidantes o con exposición a la radiación UV.
¿Por qué pierde transparencia el PVC modificado?
Entre las posibles causas están la diferencia de índice de refracción entre los modificadores o cargas y el PVC, una dispersión deficiente que provoca dispersión de la luz, o una cizalla excesiva que causa degradación y burbujas.
¿Cómo mejorar la tenacidad del PVC a baja temperatura?
Añada modificadores de impacto como MBS, CPE o ACR, y optimice la formulación y la plastificación para reducir la fragilidad a bajas temperaturas.
¿Por qué aparece eflorescencia (blooming) en el PVC modificado durante su uso?
La incompatibilidad o el exceso de aditivos como plastificantes, lubricantes o modificadores de impacto puede provocar su migración a la superficie, lo que afecta a la apariencia y al desempeño.
¿Qué diferencias clave hay entre modificar PVC espumado y PVC convencional?
El PVC espumado exige controlar con cuidado el tipo de agente espumante y su temperatura de descomposición, y combinarlo con estabilizantes térmicos, modificadores de flujo y aditivos de control de densidad adecuados para lograr una estructura ligera de celda cerrada.
