- Densidade
- 1,3–1,45 g/cm³
- Uso contínuo
- ≤ 60 °Cdegrada acima de 170 °C
- Índice de oxigênio
- ≥ 45%autoextinguível
- Principais tipos
- Rígido · flexível · CPVC · PVC-O
O que é o policloreto de vinila (PVC)?
PVC é a sigla de policloreto de vinila, um dos cinco principais plásticos de uso geral. É uma resina termoplástica obtida pela polimerização do monômero cloreto de vinila (MVC) em condições específicas.
O PVC é amplamente usado na construção civil, em fios e cabos, utilidades domésticas, embalagens, aplicações médicas e outros setores. Graças à excelente resistência mecânica, à resistência à corrosão, às propriedades de isolamento elétrico e à boa processabilidade, o PVC ocupa uma posição de destaque no consumo mundial de plásticos.
Parâmetros de desempenho do PVC
| Propriedade | Faixa de valores | Descrição |
|---|---|---|
| Densidade | 1,3–1,45 g/cm³ | Densidade relativamente alta, devido ao elevado teor de cloro |
| Resistência à tração | 40–55 MPa | Melhor desempenho no PVC rígido |
| Módulo de flexão | 2500–4000 MPa | Alta rigidez nos materiais rígidos |
| Temperatura de deflexão térmica | 65–90 °C | Estabilidade térmica moderada, adequada para aplicações em temperaturas médias |
| Temperatura de uso contínuo | ≤ 60 °C | Considerar o risco de degradação em altas temperaturas |
| Índice de oxigênio (retardância de chama) | ≥ 45% (autoextinguível) | O alto teor de cloro confere retardância de chama intrínseca |
| Resistividade volumétrica | 10¹³–10¹⁴ Ω·cm | Excelente isolamento, adequado para revestimento de cabos |
| Resistência química | Excelente | Resistente a ácidos, álcalis e sais; não resiste a cetonas nem a aromáticos |
| Métodos de processamento | Extrusão, moldagem por injeção, calandragem etc. | Compatível com vários processos; excelente processabilidade |
Conceitos básicos do PVC
O PVC tem propriedades físicas e químicas estáveis: é insolúvel em água, álcool e gasolina e tem baixa permeabilidade a gases e vapor d’água. À temperatura ambiente, resiste a ácido clorídrico em qualquer concentração, ácido sulfúrico abaixo de 90%, ácido nítrico a 50–60% e soluções de soda cáustica abaixo de 20%, o que demonstra certa resistência à corrosão química. É bastante estável frente a sais, mas pode ser dissolvido por solventes orgânicos como éteres, cetonas, hidrocarbonetos alifáticos clorados e hidrocarbonetos aromáticos.
- Dureza ajustávelPode ser transformado em PVC flexível com a adição de plastificantes, ou em PVC rígido sem eles.
- Excelente resistência químicaAlta resistência a ácidos, álcalis e sais.
- Bom isolamento elétricoMuito usado no revestimento de fios e cabos.
- Boa retardância de chamaAutoextinguível e em conformidade com várias normas de retardância de chama.
- Ótima processabilidadeAdequado para extrusão, moldagem por injeção, calandragem, moldagem por sopro, termoformagem e outros processos.
- Restrições ambientaisLibera gás HCl na combustão; o uso de estabilizantes à base de metais pesados é regulamentado na Europa.
Tipos de PVC
| Tipo | Sigla | Características e exemplos de aplicação |
|---|---|---|
| PVC rígido | PVC rígido / PVC-U | Alta rigidez, sem plastificantes; muito usado em tubos, perfis e fôrmas para construção |
| PVC flexível | PVC flexível | Contém plastificantes, é macio; usado em revestimento de cabos, couro sintético e filmes para pisos |
| Resina de PVC para pasta | Resina de PVC para pasta | Partículas finas; adequada para revestimentos, couro sintético, revestimento de luvas e superfícies de brinquedos |
| PVC modificado | PVC-M, PVC-A etc. | Modificado com ACR, ABS etc. para aumentar a tenacidade ou a resistência ao calor; usado em peças estruturais |
| PVC clorado | CPVC | Resistência ao calor elevada a 90–95 °C; usado em tubos de água quente e equipamentos químicos |
| PVC orientado | PVC-O | Alta orientação molecular e maior resistência circunferencial; muito usado em redes de abastecimento de água de alta pressão |
Aplicações do PVC
- Construção civil e materiais de construção
- Perfis para portas e janelas, tubos de esgoto, pisos vinílicos, painéis de parede, placas expandidas, mantas impermeabilizantes para coberturas etc.
- Fios e cabos
- Revestimento de cabos, camadas isolantes, fios de comunicação, chicotes elétricos automotivos
- Produtos médicos
- Equipos de infusão, bolsas de sangue, luvas descartáveis, máscaras respiratórias, cateteres etc. (devem atender às normas que exigem formulação sem DEHP)
- Embalagens e produtos de uso diário
- Frascos soprados, filmes termoencolhíveis, cartões, brinquedos, couro sintético, solados etc.
Produção do PVC
O PVC é produzido principalmente pela polimerização via radicais livres do monômero cloreto de vinila (MVC). Os métodos mais comuns são:
- Polimerização em suspensãoGera PVC granulado; é o método mais usado e com maior volume de produção.
- Polimerização em emulsãoGera partículas finas; usado principalmente para revestimentos e resinas para pasta.
- Polimerização em massaMenos comum; gera partículas maiores.
Compounding e granulação de PVC
Embora a resina base de PVC tenha excelentes propriedades fundamentais, para atender às diferentes exigências de flexibilidade, estabilidade térmica, resistência ao impacto, retardância de chama e funcionalidade de cada setor, ela precisa passar por compounding e modificação com diversos aditivos e cargas. Os métodos de modificação mais comuns e seus mecanismos são:
- PlastificaçãoAdição de DOP, DINP, DEHT etc. para produzir PVC flexível.
- EstabilizaçãoAdição de estabilizantes térmicos de cálcio-zinco ou à base de estanho.
- Retardância de chamaO PVC já é autoextinguível, mas essa propriedade pode ser reforçada.
- Resistência ao impactoAdição de ACR, MBS etc.
- Modificações antibacterianas e antiestáticasUsadas em embalagens médicas e eletrônicas.
A USEON já entregou centenas de linhas de granulação de PVC.
O PVC é durável, barato e fácil de processar. Antes da fabricação dos produtos finais, o PVC normalmente precisa ser granulado com aditivos funcionais. Entre os aditivos possíveis estão estabilizantes térmicos, estabilizantes UV, plastificantes, auxiliares de processamento, modificadores de impacto, modificadores térmicos, cargas, retardantes de chama, biocidas, agentes expansores, supressores de fumaça e pigmentos.
O PVC se degrada facilmente em altas temperaturas (acima de 170 °C). A extrusora de dois estágios da USEON foi projetada especialmente para a granulação de PVC.
Primeiro estágio: usa uma extrusora de dupla rosca paralela corrotante com rosca e cilindro modulares, o que permite reorganizar facilmente os elementos de rosca para diferentes formulações. A dupla rosca proporciona melhor dispersão e qualidade de mistura, mas eleva a temperatura do fundido; por isso, é necessária uma máquina de dois estágios.
Segundo estágio: usa uma Extrusora monorrosca para resfriar o material fundido que vem da extrusora de dupla rosca e fazer a granulação.
Na granulação, o método de corte escolhido afeta diretamente o formato dos pellets, a capacidade de produção e o comportamento no processamento posterior. Os métodos de granulação mais comuns são:
| Método de granulação | Princípio de funcionamento | Produtos indicados |
|---|---|---|
| Granulação por anel d’água | Facas cortam o fundido na face da matriz, ao ar; os pellets são lançados em um anel d’água rotativo que os resfria e os transporta | Pellets de PVC modificado em geral, formulações flexíveis |
| Granulação por fios resfriados a ar | Os fios fundidos são puxados, resfriados e depois cortados em pellets cilíndricos por um granulador | PVC rígido, materiais de alta transparência, pré-misturas para expansão |
| Corte a quente na face da matriz | Indicado para formulações de baixa viscosidade e fundido “curto”; alta temperatura na zona de corte | PVC com modificações especiais, produção em pequena escala |
| Moagem a seco | Usada na reciclagem de espuma de PVC, aparas de chapas e outras sobras de borda | Materiais reciclados irregulares |
Entre esses métodos, o sistema de granulação por anel d’água é o mais usado em linhas de PVC de dois estágios, pela alta eficiência, pelo alto nível de automação e pela aparência uniforme dos pellets. Já a granulação por fios resfriados a ar é mais indicada para produtos que exigem aparência superior ou para precursores de expansão, como perfis de vedação para construção e substratos de chapas.
Em comparação com o processo tradicional de misturador (amassador) + monorrosca, o método de dois estágios oferece as seguintes vantagens:
- Alta eficiência de modificaçãoMelhor dispersão e reações mais completas
- Compatibilidade com vários sistemas de aditivosACR, MBS, cálcio-zinco, retardantes de chama livres de halogênio etc.
- Aplicável a vários tipos de PVCFormulações flexíveis, rígidas, transparentes e expandidas
- Produto mais uniformeMaior capacidade de produção e mais automação
Reciclagem de PVC
O PVC pode ser reciclado por métodos físicos e químicos:
- Reciclagem físicaConsiste em triturar e regranular o material, que é reaproveitado em aplicações sem contato com alimentos, como conexões e pisos.
- Reciclagem químicaPor pirólise, o cloro pode ser recuperado na forma de cloreto de hidrogênio (HCl), que pode voltar à produção de MVC; atualmente, porém, esse método é pouco usado.
- LimitaçõesResíduos de aditivos, como plastificantes e estabilizantes, podem afetar a segurança ambiental e o desempenho do PVC reciclado.
Perguntas frequentes
O PVC é seguro e confiável?
Sim, é seguro nas condições normais de uso. O PVC de grau médico e alimentício deve ser formulado sem DEHP, chumbo, cádmio etc.
O PVC pode ser usado em altas temperaturas?
A temperatura de uso contínuo recomendada é de no máximo 60 °C (CPVC: até 90–95 °C).
Como avaliar a qualidade de produtos de PVC?
Verifique a aparência, o cheiro e a tenacidade. O PVC de baixa qualidade tem odor forte e quebra com facilidade.
O PVC pode substituir outros plásticos?
Ele tem vantagens em retardância de chama e custo, mas seu desempenho é inferior ao do PE ou do PP em aplicações de alta temperatura ou com contato com alimentos.
Quantas vezes o PVC pode ser reciclado?
Pode ser reciclado de 2 a 3 vezes, mas o desempenho cai gradualmente.
Por que alguns produtos de PVC amarelam?
Superaquecimento no processamento ou estabilizantes insuficientes podem causar degradação térmica e amarelamento, principalmente sem antioxidantes ou sob exposição a UV.
O que reduz a transparência do PVC modificado?
As possíveis causas são diferença de índice de refração entre modificadores/cargas e o PVC, dispersão deficiente que provoca espalhamento da luz, ou cisalhamento excessivo, que causa degradação e bolhas.
Como melhorar a tenacidade do PVC em baixas temperaturas?
Adicione modificadores de impacto como MBS, CPE ou ACR e otimize a formulação e a plastificação para reduzir a fragilidade em baixas temperaturas.
Por que ocorre afloramento (blooming) no PVC modificado durante o uso?
A incompatibilidade ou o excesso de aditivos como plastificantes, lubrificantes ou modificadores de impacto podem provocar migração para a superfície, prejudicando a aparência e o desempenho.
Quais as principais diferenças entre modificar PVC expandido e PVC comum?
O PVC expandido exige controle cuidadoso do tipo de agente expansor e da temperatura de decomposição, além de estabilizantes térmicos, modificadores de fluxo e aditivos de controle de densidade adequados, para obter uma estrutura leve de células fechadas.
