PVC

PVC

IMPORTANCIA
1. E UM DOS TERMOPLASTICOS MAIS IMPORTANTES
2. A RESINA E PURA DURA E RIGIDA
RESISTENCIA
1. A AGUA
2. A COMBUSTAO
3. praticamente imune às soluções aquosas
4. às soluções corrosivas para decapagem.
5. é suscetível ao ataque de solventes orgânicos de natureza similar, como os hidrocarbonetos clorados
TESCNICAS DE POLIMERIZACAO
1. SUSPENSAO
  1. Aproximadamente 80% do PVC consumido no mundo é produzido por meio da polimerização do monômero cloreto de vinila em suspensão.
  2. • No processo de polimerização em suspensão, o monômero é disperso na forma de gotas de diâmetro entre 30 e 150μm, em meio a uma fase aquosa contínua, por agitação vigorosa e na presença de um colóide de protetor, também chamado dispersante ou agente de suspensão.
  3. Um iniciador solúvel no monômero é utilizado, de modo que a reação de polimerização ocorra dentro das gotas em suspensão, por um mecanismo de reações em cadeia via radicais livres. ,
  4. Plantas comerciais de polimerização em suspensão utilizam reatores de batelada cujo tamanho aumentou significativamente ao longo dos anos. – As plantas originais da década de 1940 possuíam reatores de aproximadamente 5 m3 , os quais evoluíram para reatores acima de 50 m3 , ou cerca de 25T de resina seca por batelada, alcançando reatores de até 200m3 atualmente.
  5. A reação de polimerização do PVC é extremamente exotérmica, e a capacidade de remoção de calor do meio reacional é geralmente o fator limitante para redução dos tempos de reação por batelada; • Esta falta de troca de calor é um agravante para o aumento do volume dos reatores;
  6. COMO FUNCIONA NO REATOR ?
2. EMULSAO
  1. Pelos processos de polimerização em emulsão e microsuspensão (10 a 15%) obtêm-se resinas que são empregadas basicamente em compostos líquidos.
  2. O monômero liquefeito é disperso na forma de gotas extremamente pequenas, com diâmetro normalmente entre 0,1 e 1 μm, em meio a uma fase aquosa contínua, por meio de agitação vigorosa e da presença de um agente emulsificante.
  3. Um iniciador solúvel em água é utilizado ,de modo que a reação de polimerização ocorra preferencialmente no monômero emulsificado, por um mecanismo de reações em cadeia via radicais livres, como no processo de polimerização em suspensão.
  4. A reação de polimerização em emulsão ocorre em um reator capaz de suportar a pressão de vapor do monômero na temperatura de polimerização.
  5. Essa temperatura é usualmente na faixa entre 40 e 60ºC, o que corresponde a pressões entre 0,4 e 10 atm.
  6. A temperatura de polimerização é escolhida em função do peso molecular desejado para o polímero. – O controle da temperatura de polimerização tem forte efeito sobre o peso molecular.
  7. Os reatores possuem sistema de agitação interna e o calor é fornecido ou removido por meio de encamisamento, via mistura de água e vapor.
  8. A reação de polimerização é fortemente exotérmica,e normalmente requer resfriamento. O volume dos reatores normalmente é determinado pela capacidade de produção requerida: plantas modernas atualmente utilizam reatores entre 30 e 100 m3
  9. Para a polimerização em emulsão, as condições de agitação e o sistema de resfriamento podem ser críticos. Um bom balanço tem de ser alcançado entre a agitação, o calor removido e a estabilidade mecânica do látex; caso contrário, ocorre coagulação excessiva das partículas da emulsão.
  10. iniciadores utilizados na pol. em emulsão devem ser solúveis em água e são normalmente persulfatos de potássio ou de amônio. – A iniciação ocorre na fase aquosa por meio da formação de radicais livres sulfato. Sistemas de três componentes, envolvendo o uso de sais de metais, trazem benefícios: sistemas típicos de persulfato de amônio, bissulfato de sódio e sulfato de cobre ou, ainda, peróxido de hidrogênio, ácido ascórbico e sulfato ferroso podem ser usados. Utilizando esses tipos de sistema, a polimerização pode ser realizada a temperaturas mais baixas, com melhor controle sobre as velocidades de reação.
  11. • Um dos componentes mais importantes da polimerização em emulsão é o agente emulsificante. – Emulsificantes típicos são os sais de sódio e amônio de álcoois sulfatados, sulfonatos de alquila, sulfosuccinatos e ácidos graxos. – O emulsificante tem forte influência no número de partículas iniciais e, portanto, na distribuição do tamanho das mesmas no látex final. O uso do látex (semente) na formulação de polimerização é uma técnica útil para controlar a distribuição do tamanho de partícula.
  12. O controle do pH durante a polimerização é muito importante. Sistemas tampão convencionais podem ser utilizados – Segundo a literatura, o pH, durante a secagem, pode afetar as propriedades do produto final.
  13. A quantidade de monômero convertido em PVC por batelada na polimerização em emulsão encontra-se normalmente entre 85 e 95%. – Geralmente não é econômica uma maior taxa de conversão, devido à redução na velocidade de reação. Até aproximadamente 70%de conversão a pressão no reator é constante, e começa a diminuir quando todo o monômero líquido é utilizado. O monômero gasoso é usualmente recuperado quando a pressão se reduz para a faixa entre 3 e 4 atm.
3. SOLUCAO
  1. possui pouca representatividade no consumo total dessa resina.
  2. O processo de polimerização em solução é empregado de maneira bastante limitada para o PVC, destinados principalmente a tinta e vernizes;
  3. O solvente normalmente empregado é o n-butano, em sistemas dotados de reatores individuais ou múltiplos.
  4. O uso de outro solvente, particularmente cetonas alifáticas e alicíclicas, bem como solventes halogenados, possibilita a redução da pressão de operação do sistema.
  5. A resina é seca por meio da evaporação do solvente em um atomizador, sendo que as condições de sua operação determinam o formato das partículas.
4. MASSA
  1. pouca representatividade no consumo total dessa resina.
  2. Este processo existe a muito tempo porem esta em desuso
  3. Resinas obtidas pelo processo de polimerização em massa são caracterizadas pelo alto grau de pureza e pelas boas propriedades de transparência e estabilidade térmica.
5. esferas de aco facilitam a remocao
MASSA MOLAR E VALOR DE K
1. A massa molar de resinas de PVC é normalmente caracterizado por parâmetros de medida relacionados à viscosidade do polímero em solução diluída, utilizando-se viscosímetros do tipo Ostwald.
2. São comuns as especificações de resinas de PVC por meio de sua viscosidade inerente e valor K
3. A viscosidade inerente é a especificação mais comumente utilizada nos Estados Unidos.
4. Sua determinação é feita pela determinação dos tempos de eluição da ciclohexanona pura e de uma solução de 0,2 g de resina em 100 mL nesse solvente, segundo a ASTM D-1243.
5. Por meio dos valores de tempo de eluição são calculadas as viscosidades relativas e inerentes por meio das equações abaixo.
ADITIVOS
1. • A versatilidade do PVC deve-se basicamente à necessidade e à capacidade de incorporação de aditivos antes de sua transformação em produtos finais;
2. Mediante a escolha de uma gama de substâncias químicas, permite ao formulador a obtenção de compostos de PVC com as características necessárias a cada aplicação.
3. Mediante a escolha de uma gama de substâncias químicas, permite ao formulador a obtenção de compostos de PVC com as características necessárias a cada aplicação.
4. O desempenho do produto final também é fortemente dependente da escolha da resina de PVC.
5. TABELA
  1. Aditivo Efeito na formulação
  2. Agentes de expansão Formação de estruturas celular, com conseqüência redução de densidade
  3. Antibloqueios Redução da aderência entre camadas de filmes de PVC
  4. Antifogging (tensoativos) Redução da tendência de emaçamento em filmes de PVC decorrentes da condensação de umidade ou vapor
  5. Antiestático Redução na tendência de formação de cargas estáticas superficiais
  6. Biocidas Redução da tendência de formação de colônias de fungos e bactérias em aplicações flexíveis
  7. Cargas Redução de custos e alteração de propriedades mecânicas, térmicas e dielétricas
  8. Deslizantes (slip) Redução do coeficiente de atrito entre camadas de filmes de PVC
  9. Desmoldantes Redução da tendência de adesão às paredes dos moldes
  10. Espessantes Aumento da viscosidade do plastisol
  11. Estabilizantes Inibição das reações de degradação pelo calor, luz e agentes oxidantes
  12. Lubrificantes Lubrificação interna e/ou externa, com conseqüente redução da fricção durante o processamento
  13. Modificadores de fluxo Alteração do comportamento de fluxo durante o processamento
  14. Modificadores de impacto Aumento da resistência ao impacto
  15. Pigmentos Modificação de aparência
  16. Plastificantes Modificação da dureza e da flexibilidade
  17. Redutor de viscosidade Redução de viscosidade de pastas
  18. Retardantes de chama Modificação das características de inflamabilidade
  19. Solventes Formação de soluções com o PVC
APLICACOES
1. O PVC é atóxico, leve, sólido, resistente, impermeável, estável e não propaga chamas.
2. Tem qualidades que o tornam adaptável a múltiplos usos, da garrafa ao painel do carro, sendo o único plástico utilizado para a fabricação de bolsas de sangue.
3. 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 térmicos, pigmentos, entre outros aditivos, usados na formulação do PVC.
ADICOES
EXEMPLO DE APLICACAO
1. O PVC na construção civil e arquitetura: – Os segmentos da construção civil e arquitetura são responsáveis pelo consumo de mais de 60% do mercado brasileiro do PVC.
  1. Calhas; • eletrodutos; • Esquadrias, portas e janelas; • Recobrimentos de fios, cabos elétricos; • Forros e divisórias; • Galpões infláveis e estruturados; • Mantas de impermeabilização; • Persianas e venezianas; • Pisos; • Revestimento de piscinas; • Redes de distribuição de água potável domiciliar e pública; • Redes de saneamento básico domiciliar e público; • Revestimento de paredes (siding e papel de parede).
COMPOSTO DE PVC
1. A utilização prática de resinas de PVC para a manufatura de produtos, demanda sua mistura com aditivos.
2. A misturada resina de PVC com os aditivos é normalmente realizada em misturadores intensivos do tipo batedeira, também denominada turbomisturadores ou misturadores de alta velocidade.
3. Esses misturadores consistem basicamente em uma câmara cilíndrica em cujo fundo são instaladas pás de mistura, para as quais cada fabricante define uma geometria particular.
4. As pás de mistura são movimentadas por motores elétricos potentes,capazes de fazê-las girar em altas velocidades, necessárias para efetiva agitação do sistema e mistura dos componentes.
5. A câmara cilíndrica tem em seu topo uma tampa dotada de aberturas pelas quais os aditivos podem ser inseridos conforme a seqüência de mistura desejada.
6. As paredes da câmara do misturador, bem como as pás de mistura e demais componentes metálicos que entram em contato com a resina devem ser cromados, para reduzir ao mínimo a tendência de adesão de ingredientes da formulação durante o processo de mistura.
CICLO DE MISTURA
1. Rígido – mistura em alta velocidade, até que a temperatura da massa atinja entre 120 e130ºC, condição para componentes lubrificantes da formulação (estabilizantes térmicos e lubrificantes sólidos)sofram fusão, revestindo por completo as partículas de resina.
2. Flexível - Adição da resina, lubrificantes sólidos e estabilizantes térmicos no início e mistura em alta velocidade, até que a temperatura entre 80 e 90ºC. Nesta temperatura aumenta a porosidade, sendo receptiva à incorporação dos aditivos líquidos e plastificantes, que devem ser lentamente adicionados à mistura em velocidade reduzida. Adicionam então, as cargas minerais,e a mistura é descarregada quando a temperatura da massa atinge entre 110 e 120ºC.
CLASSIFICACOES DAS DISPERCOES DAS RESINAS DE PVC
1. Plastissóis
  1. Denominação dada às dispersões de resinas de PVC,obtidas pelos processos de polimerização em emulsão ou micro-suspensão, em líquidos orgânicos, em seu maioria plastificantes ;
  2. Podem ser formulados para se obter características como atoxicidade, resistência à água, óleos,fungos, dentre outras
  3. Plastissóis podem exibir um amplo comportamento reológico, dependendo das características da resina de PVC utilizada em sua formulação.
  4. • Características como tamanho médio, distribuição de tamanho e formato das partículas determinam qual o tipo de comportamento reológico apresentado pelo plastissol.
  5. No caso específico dos sistemas polímero/plastificante, a compatibilidade é definida como a habilidade que estes componentes apresentam em se misturar, resultando numa composição homogênea e com propriedades úteis.
  6. Em termos gerais, a compatibilidade desse tipo de sistema pode ser descrita como um fenômeno de solubilidade soluto (polímero) / solvente (plastificante).
  7. Quando se adiciona um plastificante líquido a um polímero, uma dispersão coloidal ou molecular pode ocorrer. Se existe afinidade entre ambos, ocorre dispersão molecular, isto é, o polímero incha no plastificante e, em seguida, como qualquer processo de solubilização de polímeros, forma-se a solução verdadeira.
2. Organosol
  1. – Denominação dada à dispersão de resinas de PVC em meio líquido orgânico, consistindo em uma mistura de plastificantes e solventes.
  2. – Os solventes geralmente são utilizados na forma de misturas de solventes fracos e fortes, sendo denominados,respectivamente, diluentes e dispersantes.
  3. – Dispersantes são compostos polares que possuem forte atração pelas partículas de resina, ajudando em sua dispersão. Cetonas e ésteres deglicóis são dispersantes comumente utilizados em organossóis.
  4. Diluentes são geralmente hidrocarbonetos aromáticos ou alifáticos,de natureza apolar, utilizados no balanço e modificação das características de molhamento e dissolução dos dispersantes, podendo também reduzir o custo e a viscosidade do meio líquido do organosol.
3. Rigissóis
  1. Rigisol é a denominação dada a plastissóis de alto teor de resina e, conseqüentemente, alta dureza final, formulados especialmente para se conseguir baixa viscosidade no processamento.
4. Plastigéis
  1. Definidos como compostos vinílicos de altíssima pseudoplasticidade, ou seja, plastissóis aos quais são adicionados agentes espessantes;
  2. Esses agentes formam uma estrutura que é facilmente quebrada por cisalhamento, sendo o material facilmente moldado na forma desejada;
  3. São empregados principalmente na indústria automobilística em revestimentos protetores contra ruído e choques, e ainda como elemento de vedação.

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