OBTENCION DE POLICLORURO DE VINILO (PVC)

OBTENCION DE POLICLORURO DE VINILO (PVC)

sucroquímica

INDICE

Pág.  

Indice

 

Introducción

 

El Policloruro de vinilo pvc

3

Obtención del Policloruro de vinilo  

El pvc verde

 

Extracción de la sacarosa de la caña de azúcar

 

4 6 7 

Deshidratación del etanol

 

8

Reacción de síntesis

 

9

Modificación con aditivos

 

Materias primas del pvc

 

Aditivos usados en la fabricación de pvc

 

10 11 11

Propiedades del pvc

13

Características del pvc

14

Como se procesa el pvc

15 

 

Aplicaciones del pvc

 

19

Daños por el pvc

24

Conclusiones

25 

 

Anexo

 

Bibliografía

Jhonny hancco Q.

Ingeniería Química

1

OBTENCION DE POLICLORURO DE VINILO (PVC)

sucroquímica

INTRODUCCCIÓN

Los polímeros son macromoléculas (generalmente orgánicas) formadas por la unión de moléculas más pequeñas llamadas monómeros. Los compuestos orgánicos que se han estudiado son, en general, cuerpos de constitución sencilla, pues están formados por moléculas conteniendo un número relativamente pequeño de átomos y solamente en el caso de ciertos productos naturales como las proteínas, polisacáridos, resinas naturales, gomas, etc., las substancias caso por la polimerización o de adición, de moléculas mas sencillas. Los polímeros, que en muchos casos se parecen a las resinas naturales al no tener punto de fusión determinado y en irse reblandeciendo cuando se las calienta dentro de un cierto intervalo de temperatura. Se divide en 2 tipos homopolímeros y copolímeros: Homopolímero: Homopolímero: Los materiales como el polietileno, el PVC, PVC, el polipropileno,   y otros que contienen una sola unidad estructural, se llaman homopolímeros. Los homopolímeros, a demás, contienen cantidades menores de irregularidades en los extremos de la cadena c adena o en ramificaciones

El poli cloruro de vinilo es el plástico que en la ferretería se conoce como PVC. Éste es el PVC con el cual se hacen los caños y los caños de PVC están por todas partes. La plomería de su casa es probablemente de PVC, a menos que sea una casa más vieja. Los caños de PVC son lo que utilizan las escuelas secundarias rurales de bajo presupuesto para hacer los arcos en sus canchas de fútbol. Pero hay más que las cañerías para el PVC. Los revestimientos "vinílicos" en las casas se hacen de poli (cloruro de vinilo). Dentro de la casa, el PVC se utiliza para hacer linóleo para los pisos. En los años '70, el PVC fue utilizado a menudo en los automotores, para hacer techos vinílicos. Copolímero: es una macromolécula compuesta por dos o más unidades repetitivas distintas, que se pueden unir de diferentes formas por medio de enlaces químicos. Los monómeros pueden distribuirse de forma aleatoria o periódica. Los polipéptidos de las proteínas o de los ácidos nucleícos son los copolímeros aleatorios más comunes. Un ejemplo de distribución periódica es el del peptidoglucano. Jhonny hancco Q.

Ingeniería Química

2

OBTENCION DE POLICLORURO DE VINILO (PVC)

sucroquímica

 Postclorado

El producto recibe el nombre de policloruro de vinilo clorado (CPVC) y consiste en aumentar en un 10 % el contenido de cloro en las moléculas, su aplicación es en la fabricación de tuberías y conexiones que transportan agua caliente.

. EL POLICLORURO DE VINILO O PVC El policloruro de vinilo o PVC es un polímero termoplástico, el cual cabe destacar que es un polímero, el cual se representa con la siguiente fórmula: Se presenta como un material blanco que comienza a reblandecer alrededor de los 80 °C y se descompone sobre 140 °C. Cabe mencionar que es un polímero por adición y además una resina que resulta de la polimerización del cloruro de  vinilo o cloroeteno. Tiene una muy buena resistencia eléctrica y a la llama. El átomo de cloro enlazado a cada átomo de carbono le confiere características amorfas principalmente e impiden su re-cristalización, la alta cohesión entre moléculas y cadenas poliméricas del PVC se deben principalmente a los momentos dipolares fuertes originados por los átomos de cloro, los cuales a su   vez dan cierto impedimento estérico es decir que repelen moléculas con igual carga, creando repulsiones electrostáticas que reducen la flexibilidad de las cadenas poliméricas, esta dificultad en la conformación estructural hace necesario la incorporación de aditivos para ser obtenido un producto final deseado.

El PVC se presenta en su forma original como un polvo blanco, amorfo y opaco. • Es inodoro, insípido e inocuo, además de ser resistente a la mayoría de los

agentes químicos. Jhonny hancco Q.

Ingeniería Química

3

OBTENCION DE POLICLORURO DE VINILO (PVC)

sucroquímica

• Es ligero y no inflamable por lo que es clasificado como material no

propagador de la llama. • No se degrada, ni se disuelve en agua y además es totalmente reciclable.

Es uno de los polímeros más estudiados y utilizados por el hombre para su desarrollo y confort, dado que por su amplia versatilidad es utilizado en áreas tan diversas como la construcción, energía, salud, preservación de alimentos y  artículos de uso diario, entre otros. El desarrollo en tecnología y aplicaciones no ha tenido pausa llegándose en nuestros días a una producción de 25 millones de toneladas. Es uno de los polímeros más estudiados y utilizados por el hombre para su desarrollo y confort, dado que por su amplia versatilidad es utilizado en áreas tan diversas como la construcción, energía, salud, preservación de alimentos y  artículos de uso diario, entre otros

2. LA OBTENCIÓN DE CLORURO DE VINILO Cloruro de vinilo Nombre (IUPAC) sistemático n/d General Otros nombres

Fórmula semidesarrollada Fórmula molecular

Cloroetileno Cloroeteno Monocloruro de etileno Cloruro de vinilo H2C=CHCl C2H3Cl

La obtención y fabricación de cloruro de vinilo monómero por vía petroquímica se realiza por cracking térmico del dicloroetano. Las materias primas utilizadas en su fabricación son: 



el cloro, suministrado por tubería, desde la unidad electrolítica del Complejo. el etileno, suministrado por una refinería en , a través de una tubería enterrada a un metro de profundidad, de 90 km de longitud.

Jhonny hancco Q.

Ingeniería Química

4

OBTENCION DE POLICLORURO DE VINILO (PVC) 

sucroquímica

el oxígeno, suministrado por tubería desde la vecina planta de licuación de aire de la sociedad Air Liquide, ubicada a 2 km de la instalación.

El proceso.- La fabricación de cloruro de vinilo monómero (VC) consta de tres unidades fundamentales: 





la Unidad de Cloración del etileno, donde se mezcla el cloro y el

etileno, produciéndose una reacción espontánea y exotérmica, y  obteniéndose el 1,2 - dicloroetano la Unidad de Pirólisis del dicloroetano, en la que se produce el craking de la molécula, formándose una molécula de cloruro de vinilo y  otra de cloruro de hidrógeno. la Unidad de Oxicloración, en la que el cloruro de hidrógeno formado en la pirólisis, se hace reaccionar con etileno y oxígeno, obteniéndose de nuevo 1,2 - dicloroetano para el proceso.

MATERIAS PRIMAS La materia prima más importante para la fabricación de plásticos es el petróleo,  ya que de él se derivan los productos que originan diferentes tipos de plásticos. Es importante mencionar que también otras materias primas para la fabricación de plásticos son algunas sustancias naturales como la madera y el algodón de donde se obtiene la celulosa, así como otros plásticos se obtienen del carbón y el gas natural. Todas las materias primas mencionadas tienen en común el hecho de contener Carbono (C) e Hidrógeno (H). También pueden estar presentes el Oxígeno (O), Nitrógeno (N), Azufre (S) o el Cloro (Cl). En general, se considera al etileno, propileno y butadieno como materias primas básicas para la fabricación de una extensa variedad de monómeros, que son la base de todos los plásticos. En la siguiente sección se presentan los diferentes mecanismos químicos utilizados para la unión de las materias primas mencionadas, que es el punto de partida para la síntesis de resinas plásticas.

Jhonny hancco Q.

Ingeniería Química

5

OBTENCION DE POLICLORURO DE VINILO (PVC)

sucroquímica

OBTENCIÓN DE ETILENO A PARTIR DEL ETANOL DE LA CAÑA DE   AZUCAR PARA LA OBTENCIÓN DEL POLICLORURO DE VINILO PVC

El PVC Verde Una multinacional instalada en Brasil, anunció la firma de un contrato con la “Cooperativa de Productores de Cana-de-Açúcar e Álcool do Estado de São Paulo” para el abastecimiento de etanol.

La mencionada cooperativa es una de las mayores productoras de azúcar y de alcohol del mundo. Con una línea de productos diversificada, modernas instalaciones y una terminal portuaria propia. La Cooperativa contribuyó a que Brasil se convirtiese en el productor más importante y en el mayor exportador mundial de azúcar.

Para la utilización del etanol proveniente de la caña de azúcar, se construirá una planta de etileno vía etanol, de 60.000 toneladas/año que permitirá producir el primer PVC “Verde” de la región, en base a recursos naturales renovables. Esta

tecnología innovadora reducirá considerablemente las posibles emisiones con efecto invernadero en la atmósfera. La línea de bio-etileno integra la segunda parte de su programa de expansión, que prevé la ampliación de las capacidades de producción de las plantas de PVC,   VCM y Cloro-Sosa con una inversión global de más de 300 MUSD.  Al finalizar el proyecto, previsto para el último trimestre de 2010, el complejo   brasileño tendrá una capacidad instalada de 360.000 toneladas/año de PVC, 360.000 toneladas/año de VCM, 235.000 toneladas/año de Sosa Cáustica y  60.000 toneladas/año de bio-etileno. Los aportes tienen el propósito de aumentar las capacidades productivas, integrar las materias primas principales y transformarlas en unidades de última generación, incorporando tecnologías punta, como así también seguir la evolución prevista para el mercado sudamericano y, en especial, el del MERCOSUR. Hay que reconocer que el consumo de PVC está muy ligado al desarrollo mundial.

Jhonny hancco Q.

Ingeniería Química

6

OBTENCION DE POLICLORURO DE VINILO (PVC)

sucroquímica

Extracción de sacarosa de la caña de azúcar: El proceso se inicia en el campo con las siguientes etapas: 







Cosecha: cortado y recolección de la caña de azúcar. Una vez cortada, se transporta rápidamente a la fábrica en tractores procurando el menor tiempo de permanencia.  Almacenaje en patios: La caña que llega del campo se muestrea para determinar las características de calidad y el contenido de sacarosa, fibra  y nivel de impurezas. Luego se pesa en básculas y se conduce a los patios donde se almacena temporalmente o se dispone directamente en las mesas de lavado de caña para dirigirla a una banda conductora que alimenta las picadoras. Trituración: La caña es picada en máquinas especialmente diseñadas para obtener pequeños trozos. Las picadoras son unos ejes colocados sobre los conductores accionados por turbinas, provistos de cuchillas giradoras que cortan los tallos y los convierten en astillas, dándoles un tamaño más uniforme para facilitar así la extracción del jugo en los molinos. Molienda: La caña preparada por las picadoras llega a un tándem de molinos, constituido cada uno de ellos por tres o cuatro mazas metálicas  y mediante presión extrae el jugo de la caña. Cada molino está equipado con una turbina de alta presión. En el recorrido de la caña por el molino se agrega agua, generalmente caliente, para extraer al máximo la cantidad de sacarosa que contiene el material fibroso. Éste proceso de de extracción es llamado maceración.

Jhonny hancco Q.

Ingeniería Química

7

OBTENCION DE POLICLORURO DE VINILO (PVC)

sucroquímica

Obtención del etanol a partir del jugo: Para obtener etanol a partir del jugo, se aplican dos pasos de gran importancia: 

 Hidrólisis de la sacarosa y fermentación: en esta etapa, el jugo es

arrojado en cubas de fermentación, donde inicialmente se hace la hidrólisis de la sacarosa con ácidos diluidos (HCl) para formar azúcares reductores (más reactivos): C  12 H  2O 11 + H  20 → C 6 H  1O6 + C 6 H  12O6  Sacarosa Glucosa  Fructosa

En las cubas de fermentación, se agrega también una sustancia denominada levadura, que actúa como catalizador para acelerar el proceso de fermentación. La aceleración de la reacción de fermentación hace que se libere una gran cantidad de dióxido de carbono: C 6 H  12O6 + C 6 H  12O6 → 2 C  2 H  5 OH + 2 CO 2 ↑ Glucosa  Fructosa  Etanol  

 Destilación: este es el último paso para purificar el etanol. Se utilizan

torres de destilación aprovechando que el etanol tiene punto de ebullición menor al agua (78 º C contra 100 º C). La destilación hace que la pureza del producto crezca de un 60 % a un 95 %.

Deshidratación de etanol para formar etileno: Un proceso de lecho fluidizado a 300 º C se utiliza para esta parte del proceso. Se obtienen numerosos subproductos como ser éteres, aldehídos, acetonas e hidrocarburos superiores (polimerizados del etileno). El dietil éter ingresa nuevamente al reactor para formar etanol. La reacción es endotérmica y absorbe el calor del aire y del catalizador, el cual es necesario regenerar periódicamente para remover restos de carbono y otros compuestos. El catalizador por excelencia para este proceso es la alúmina, pero existen otros como zeolitas, zeolitas modificadas con metales y agentes superácidos que se utilizan en diferentes condiciones de reacción.

Jhonny hancco Q.

Ingeniería Química

8

OBTENCION DE POLICLORURO DE VINILO (PVC)

sucroquímica

La reacción química que ocurre en el Reactor II es la de formación de una molécula de agua y de etileno a partir del etanol: C  2 H  5 OH → H  2O + 2 C  2 H  4  Etanol   Etileno

 Vemos también que la reacción catalítica formará etileno en un gran porcentaje, debido a existir regeneración.

REACCIONES DE SÍNTESIS Como se ha mencionado, los polímeros son el resultado de la modificación de productos naturales o bien de reacciones de síntesis partiendo de las materias primas más elementales. Son reacciones químicas llevadas a cabo con un catalizador, calor o luz, cu las cuales dos o más moléculas relativamente sencillas (monómeros) se combinan para producir moléculas muy grandes.  A esta reacción se le llama Polimerización.

Jhonny hancco Q.

Ingeniería Química

9

OBTENCION DE POLICLORURO DE VINILO (PVC)

sucroquímica

OBTENCIÓN DE POLICLORURO DE VINILO PVC

Para que la mezcla sea coherente y más o menos homogénea se agregan compatibilizadores. Puede suceder que las mezclas de polímeros tengan propiedades especiales que ninguno de sus componentes posea y generalmente se buscan resultados de sinergia. Otros procesos de modificación física consisten en aumentar él ordenamiento de las moléculas. Esto se puede lograr mediante un proceso de "Orientación" y el "Estirado".   Algunos productos de plástico como láminas, película o cuerpos huecos como   botellas sopladas, se someten a un estiramiento durante el proceso de la fabricación, aplicándoles fuerzas cuyo efecto consiste en el alineamiento de las macromoléculas en estado termoelástico, preferentemente en la misma dirección del estiraje, con esta operación se aumenta la resistencia mecánica, la transparencia y la barrera a los gases. MODIFICACIÓN CON ADITIVOS El hecho de incorporar aditivos antes de la transformación de los plásticos, es una práctica necesaria. En realidad un plástico es un polímero en conjunto con pequeñas cantidades de otras sustancias como son catalizadores y emulsificantes. Posteriormente es necesario utilizar aditivos que tienen el objetivo de mejorar sus propiedades y  facilitar su transformación. Las funciones de los aditivos y la cantidad de éstos es muy grande, y en la actualidad juegan un papel muy importante para que los productos terminados de plástico cumplan con las especificaciones que el mercado demanda. Jhonny hancco Q.

Ingeniería Química

10

OBTENCION DE POLICLORURO DE VINILO (PVC)

sucroquímica

MATERIAS PRIMAS DEL PVC

 A continuación se expone una breve descripción de las materias primas que se emplean en la fabricación del   policloruro de vinilo y los aditivos para su posterior procesamiento. Cloruro de Sodio: (Sal común de mesa) Es un recurso prácticamente

inagotable, del cual por un proceso electrolítico se obtiene cloro, soda cáustica e hidrógeno.  Petróleo y/o Gas natural: A partir de uno de ellos se obtiene el  etileno.  Etileno y cloro: se combinan para producir etileno diclorado.   Etileno diclorado: se transforma en cloruro de vinilo (VCM) el cual, por un

proceso de polimerización y secado produce un polvo blanco inocuo, el policloruro de vinilo (PVC).

El polímero obtenido es irreversible en cualquier situación (por ej. altas temperaturas), por ello, el cloruro de vinilo que le dio origen no será regenerado. En su composición, el PVC contiene un 57% de cloro, proveniente de la sal común y un 43% de hidrocarburos (gas y/o petróleo). Considerando que el PVC toma entre el 0,3 y el 0,4% del total de petróleo producido en el mundo, se puede decir que en términos energéticos, tiene un  buen nacimiento El policloruro de vinilo (PVC) es un recurso eficiente y versátil con un amplio rango de aplicaciones en todas las áreas de la actividad humana.

 ADITIVOS UTILIZADOS EN LA FABRICACIÓN DE PVC Todos los polímeros tienen algún tipo de aditivación para facilitar el procesamiento que los llevará al uso o producto final. El PVC no está exento de esta generalización y su versatilidad promueve una utilización más amplia de aditivos. Esto permite lograr desde artículos rígidos (caños, perfiles de ventanas) hasta muy flexibles (contenedores para sueros y sangre); opacos, traslúcidos o cristales; pigmentados en la gama de colores que se desee, etc. Jhonny hancco Q.

Ingeniería Química

11

OBTENCION DE POLICLORURO DE VINILO (PVC)

sucroquímica

Plastificantes Las variaciones en las cantidades agregadas de estos auxiliares son las que permiten obtener artículos con la flexibilidad o blandura deseada. Los más empleados son los ftalatos y entre ellos el más común es el DEHP o DOP; se trata de líquidos orgánicos incoloros, biodegradables, de muy baja solubilidad en agua y que una vez incorporados al compuesto de PVC quedan íntimamente ligados a la masa total. La Agencia Internacional para la Investigación del Cáncer (IARC), integrante de la Organización Mundial de la Salud (WHO), reclasificó al DEHP como agente del Grupo 3, es decir que no puede ser clasificada como causante de cáncer en seres humanos (22 de febrero de 2000). Estabilizantes Son necesarios en todas las formulaciones de PVC para prevenir su descomposición por el calor durante el procesamiento. Le otorgan mejor resistencia a la luz, a la intemperie y al calor, y ejercen una importante influencia en las propiedades físicas y en el costo de la formulación. La elección de un estabilizante depende de un número de factores incluidos en los requerimientos que el usuario solicita al producto final como por ejemplo, cristalinidad u opacidad, especificaciones técnicas y de salubridad. Lubricantes Se emplean principalmente en materiales rígidos, facilitando el proceso en la obtención de caños, botellas, film, láminas, etc. Mejoradores Pueden ser de impacto o de proceso. Los primeros mejoran la resistencia al impacto de perfiles para ventanas, envases, etc. y los de proceso contribuyen a facilitar el control de espesores y peso en artículos de baja plastificación o rígidos. Otros aditivos Cargas para abaratar costos, aditivos para mejorar la propiedad inherente del PVC, como es su característica ignífuga.

Jhonny hancco Q.

Ingeniería Química

12

OBTENCION DE POLICLORURO DE VINILO (PVC)

sucroquímica

PROPIEDADES DEL PVC |Punto de ebullición (°C)

- 13,9 +/- 0,1

|Punto de congelación (°C)

- 153,7

|Densidad a 28,11°C (gr/cm3)

|0,8955

|Calor de fusión (kcal/mol)

1,181

|Calor de vaporización

5.735

|Indice de refracción a 15°

1,38

|Viscosidad a - 10°C (mPoisses)

2,63

|Presión de vapor a 25°C (mm)

3,000

|Calor específico del líquido (cal/g)

0,38

|Calor específico del vapor

10,8 - 12,83

|Calor de combustión a 80°C (Kcal/mol)

286

 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... •

El PVC se caracteriza por ser dúctil y tenaz; presenta estabilidad dimensional y  resistencia ambiental. Además, es reciclable por varios métodos.

Jhonny hancco Q.

Ingeniería Química

13

OBTENCION DE POLICLORURO DE VINILO (PVC)

sucroquímica

CARACTERÍSTICAS DEL PVC Resistente y liviano.Tiene una elevada resistencia a la abrasión, junto con una baja densidad de, (1,4 g/cm3), resistencia mecánica y al impacto, son las ventajas técnicas claves para su elección en la edificación y construcción.  Versatilidad.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. Estabilidad.Es estable e inerte. Se emplea extensivamente donde la higiene es una prioridad. Los catéteres y las bolsas para sangre y hemoderivados están fabricadas con PVC. Longevidad.Es un material excepcionalmente resistente. Los productos de PVC pueden durar hasta más de sesenta años como se comprueba en aplicaciones tales como tuberías para conducción de agua potable y sanitarios; de acuerdo al estado de las instalaciones se espera una prolongada duración de las mismas. Una evolución similar ocurre con los marcos de puertas y ventanas en PVC. Seguridad.Debido al cloro que forma parte del polímero PVC, no se quema con facilidad ni arde por si solo y cesa de arder una vez que la fuente de calor se ha retirado. Se emplea eficazmente para aislar y proteger cables eléctricos en el hogar, oficinas   y en las industrias. Los perfiles de PVC empleados en la construcción para recubrimientos, cielorrasos, puertas y ventanas, tienen también esta propiedad de ignífugos. Reciclable. Esta característica facilita la reconversión del PVC en artículos útiles y minimiza las posibilidades de que objetos fabricados con este material sean arrojados en rellenos sanitarios. Pero aún si esta situación ocurriese, dado que el PVC es inerte no hay evidencias de que contribuya a la formación de gases o a la toxicidad de los lixiviados.

Jhonny hancco Q.

Ingeniería Química

14

OBTENCION DE POLICLORURO DE VINILO (PVC)

sucroquímica

Recuperación de energía.Tiene un alto valor energético. Cuando se recupera la energía en los sistemas modernos de combustión de residuos, donde las emisiones se controlan cuidadosamente, el PVC aporta energía y calor a la industria y a los hogares. Buen uso de los recursos. Al fabricarse a partir de materias primas naturales: sal común y petróleo. La sal común es un recurso abundante y prácticamente inagotable. El proceso de producción de PVC emplea el petróleo (o el gas natural) de manera extremadamente eficaz, ayudando a conservar las reservas de combustibles fósiles. Es también un material liviano, de transporte fácil y barato. Rentable.Bajo costo de instalación y prácticamente costo nulo de mantenimiento en su  vida útil.  Aislante eléctrico.No conduce la electricidad, es un excelente material como aislante para cables. Propiedades Químicas.El PVC es soluble en ciclohexanona y tetrahidrofurano. Puede co-polimerizarse con acetato de vinilo y cloruro de vinilideno, reduciéndose la temperatura de fusión. Puede post-clorarse, elevando su temperatura de distorsión. El PVC rígido, resiste a humos y líquidos corrosivos; soluciones básicas y ácidas; soluciones salinas y otros solventes y productos químicos. Tiene buena estabilidad dimensional. Es termoplástico y termosellable. Sólo arde en presencia de fuego; de otra forma, no lo sostiene y tiene buena resistencia a los efectos del medio ambiente, principalmente al ozono.

CÓMO SE PROCESA EL PVC Calandreo.Se elaboran principalmente películas y láminas (flexibles y rígidas, transparentes y opacas, espumadas o no, encogibles y orientadas, con y sin carga, con y sin pigmento, etc.) El proceso en sí consiste en hacer pasar el compuesto de PVC por un juego de tres o más rodillos de considerable dimensión, alimentándose el compuesto previamente molineado, para que por rotación y compresión se forme la película o lámina, según el espesor deseado. Jhonny hancco Q.

Ingeniería Química

15

OBTENCION DE POLICLORURO DE VINILO (PVC)

sucroquímica

Extrusión.Es original de la industria hulera, y consiste en un tornillo sinfín dentro de un  barril, en cuyo extremo se encuentra un dado que da forma a un sin número de perfiles rígidos y flexibles, tales como cintas, cordones, mangueras, tubos rígidos, perfiles rígidos para ventanas, puertas, cancelería, etc

Inyección.Consiste en un tornillo sinfín que empuja el compuesto de PVC fundido hacia un molde que debe ser completamente llenado. Se fabrica una gran variedad de artículos como tapas para licuadoras, gogles, manubrios de bicicletas, conexiones para tubería rígida, etc., pero principalmente para calzado completo y zapato tennis, productos de gran demanda.

Jhonny hancco Q.

Ingeniería Química

16

OBTENCION DE POLICLORURO DE VINILO (PVC)

sucroquímica

Soplado.Es un proceso combinado de extrusión y soplado para producir artículos huecos, donde se aprovecha el mismo principio que para la producción de  botellas de vidrio.

compresión o prensado Este es un proceso poco común, empleado principalmente para la fabricación de discos fonográficos; consiste en un molde de dos partes con calefacción propia que acciona por presión, forma el producto deseado .

 Vaciado.El molde caliente es llenado y vaciado formando una película de espesor dependiente de la temperatura del molde. Posteriormente se aplica más temperatura para que la película cure adecuadamente y se extrae a mano el objeto moldeado. Los productos típicos de este proceso son las cabezas de muñeca Moldeo Rotacional.Se utiliza principalmente en la producción de pelotas y figuras de vinilo rígidos.  Al molde frío se le pone una cierta cantidad de plastisol y se le cierra herméticamente. Se coloca dentro de un horno, donde el artículo se forma por medio de aplicación de calor y rotación al molde. Jhonny hancco Q.

Ingeniería Química

17

OBTENCION DE POLICLORURO DE VINILO (PVC)

sucroquímica

Termoformado.Es un proceso de transformacion secundario que consiste en el calentamiento de una lamina de compuesto de PVC para reblandecerla y, posteriormente, acoplarla a la superficie de un molde con la ayuda de medios neumáticos o mecanicos. Despues se enfria el material para mantener la forma, se recortan las secciones utiles y se pasa a la siguiente etapa que puede ser un llenado, sellado o impresión.

Lecho fluidizado.Es un proceso muy especializado que se utiliza para recubrir objetos metálicos empleando energía calorífica para lograr la adherencia al metal y  formar una película protectora.

Jhonny hancco Q.

Ingeniería Química

18

OBTENCION DE POLICLORURO DE VINILO (PVC)

sucroquímica

 APLICACIONES DEL PVC Es uno de los polímeros más estudiados y utilizados por el hombre para su desarrollo y confort, dado que por su amplia versatilidad es utilizado en áreas tan diversas como la construcción, energía, salud, preservación de alimentos y  artículos de uso diario, entre otros. El desarrollo en tecnología y aplicaciones no ha tenido pausa llegándose en nuestros días a una producción de 25 millones de toneladas.   Alrededor del 60% del PVC que se produce mundialmente se destina a productos utilizados en la construcción e infraestructura. No obstante, son innumerables las aplicaciones de uso cotidiano para los cuales el PVC es el material de elección. A continuación se describen los principales usos del PVC y  las nuevas aplicaciones que están asomando al futuro. Sistemas de tuberías. Los sistemas conformados por tuberías y accesorios de PVC son los más utilizados en el transporte de agua potable. Su creciente empleo

en redes de alcantarillado, drenaje pluvial y riego responde a las ventajas del material, cuya resistencia y durabilidad hacen posible una vida útil que puede superar los 100 años. La experiencia en el uso de tuberías de PVC ha demostrado sus índices insignificantes de rotura a través del tiempo, que se traducen en menores costos de reparación y reemplazo de redes, al tiempo que se evitan cuantiosas pérdidas de agua potable o la contaminación del suelo por aguas servidas, en caso de derrames. Los tubo-sistemas de PVC son inmunes a la corrosión, químicamente inertes y  no reaccionan con las sustancias transportadas o presentes en el subsuelo, lo que asegura la calidad del agua para consumo humano. Su mayor diámetro interior en relación con la capacidad de presión especificada favorece el transporte del fluido y contribuye a reducir los costos de bombeo. Su menor peso relativo y facilidad de ensamblaje conllevan sensibles ventajas en el transporte, la instalación y el mantenimiento de las redes. Elementos arquitectónicos.El PVC es el plástico más utilizado en aplicaciones arquitectónicas e infraestructura civil. De hecho, más del 60% del PVC que se produce en el mundo se utiliza actualmente en productos para la construcción, tales como: • Tuberías y ductos para agua, gases y conductores eléctricos.

Jhonny hancco Q.

Ingeniería Química

19

OBTENCION DE POLICLORURO DE VINILO (PVC)

sucroquímica

• Perfiles para uso arquitectónico (marcos para ventanas, revestimientos

exteriores, cercas, barandas y muelles; zócalos, molduras, paneles divisorios, puertas y mamparas. • Recubrimientos para cables conductores eléctricos • Membranas impermeabilizantes • Pisos ( de tipo baldosa o en rollos) • Techos: tejas, cielorrasos, membranas , toldos y parasoles • Papeles de colgadura para recubrimientos interiores • Depósitos o cámaras sanitarias y piscinas, entre muchos otros.

Nuevos sistemas constructivos están utilizando paneles de PVC para edificar casas completas o edificios de varias plantas en unas pocas semanas. Los paneles de PVC se ensamblan, a modo de encofrados de altura variable, como formaleta estructural para fundir en su interior el concreto de los muros. Se logra así una estructura monolítica, anclada a los cimientos y con una alta capacidad portante, donde los paneles de PVC obran como acabado superficial de los muros. La estructura resultante ofrece resistencia a prueba de terremotos  y huracanes y excelente aislamiento térmico y acústico. Membranas para infraestructura civil.Las membranas de PVC proporcionan una barrera eficaz para controlar filtraciones en obras de ingeniería civil y sanitaria, tales como diques, presas, túneles, carreteras, cimentaciones, lagunas de tratamiento o recreativas. En la impermeabilización de depósitos donde se almacena agua para consumo humano, para riego o piscicultura, las membranas de PVC instaladas como revestimiento o sustrato permiten conservar este valioso recurso en óptimas condiciones. En los rellenos sanitarios donde se depositan desechos urbanos o industriales, resisten el ataque químico y bacteriológico de los materiales presentes en los  vertederos, evitando que las sustancias lixiviadas por la descomposición de las  basuras contaminen el suelo y las aguas subterráneas. Similar función cumplen en los sistemas de almacenamiento y tratamiento de aguas residuales, antes de disponerlas en aguas corrientes. Dispositivos eléctricos y electrónicos.Los compuestos de PVC para recubrimiento de cables conductores eléctricos están diseñados para lograr un desempeño seguro en la transmisión de potencia, la distribución local de energía o la transmisión de datos en sistemas de comunicaciones. Jhonny hancco Q.

Ingeniería Química

20

OBTENCION DE POLICLORURO DE VINILO (PVC)

sucroquímica

La baja conductividad eléctrica del PVC ayuda a eliminar el riesgo de fuego causado por un cortocircuito. Por ser un material ignífugo, no se enciende fácilmente ni continúa quemándose cuando se retira la fuente de calor. Todos los compuestos vinílicos flexibles para el recubrimiento de cables están diseñados para evitar la propagación de las llamas una vez la fuente del fuego sea eliminada. En la industria de equipos electrónicos se emplean compuestos especiales de PVC en monitores, torres y teclados para computadores, cableados de fibra óptica y componentes para teléfonos celulares. En la industria de los electrodomésticos y de los equipos industriales, el PVC es utilizado en aplicaciones como: paneles de máquinas lavadoras, partes para refrigeradores, aires acondicionados, cajuelas y cerramientos para motores y otros equipos. Los conductores aislados con PVC están presentes en equipos de uso diario, como los electrodomésticos, teléfonos y fotocopiadoras. También se utiliza el PVC en tubería para conductores, cajuelas para instrumentos y carcasas de motores. Con su buen comportamiento dieléctrico, flexibilidad a bajas temperaturas, resistencia a la abrasión, a los químicos y aceites, a la oxidación y a las radiaciones ultravioleta, las instalaciones eléctricas con recubrimientos o partes de PVC responden a las especificaciones más exigentes requeridas por entidades reguladoras y usuarios, funcionando en forma confiable y segura. Partes de automotores.Presente en partes y accesorios de diversos tipos de vehículos desde los años 30´ s, el PVC es el segundo plástico más utilizado por la industria automotriz, a la cual ha permitido desarrollar vehículos más eficientes, seguros y livianos. El PVC se emplea en tableros de control, paneles, revestimientos internos, defensas, timones y apoyos para brazos de diversos tipos de vehículos, incluyendo aeronaves y barcos. También se le encuentra en capotas y parasoles, carpas, alfombras, protectores de cabeza y recubrimientos para las partes metálicas expuestas al deterioro por corrosión Por su durabilidad y economía, el uso de telas vinílicas se ha generalizado en la tapicería de los asientos. Los cables conductores y mangueras de PVC son esenciales para el funcionamiento del motor y la seguridad de los vehículos. Los pisos de PVC son muy utilizados en los medios de transporte masivo, como trenes o buses. Dispositivos de uso médico.El PVC es el plástico más utilizado en el sector de la salud. Por más de 50 años, las instituciones hospitalarias y sus profesionales lo han utilizado en envases Jhonny hancco Q.

Ingeniería Química

21

OBTENCION DE POLICLORURO DE VINILO (PVC)

sucroquímica

para contener sangre o soluciones estériles, tubulares para la administración de transfusiones y alimentación por vía intravenosa, equipos para diálisis, respiradores, tubos naso-gástricos, corazones artificiales, reemplazo de piel dañada por quemaduras, prótesis, cánulas y máscaras, guantes desechables, empaques de medicamentos, jeringas e implementos de laboratorio, entre muchos otros usos. Ningún otro material de empaque permite conservar hasta por 30 días la sangre almacenada para transfusiones, como las bolsas de PVC. Los dispositivos de PVC resisten las temperaturas propias de la esterilización por medio de vapor o radiación, lo mismo que el ataque de muchas sustancias químicas que pueden encontrarse en los medicamentos o en el medio hospitalario, asegurando que las sustancias administradas conservarán su integridad. El uso del PVC favorece también la reducción de costos hospitalarios, pues los dispositivos fabricados con este material resultan ser generalmente los más económicos. Gracias a las propiedades físicas del PVC, los productos hechos con este material pueden formularse para que ofrezcan una excelente transparencia, característica fundamental para facilitar el monitoreo de fluidos en los distintos recipientes y tuberías de uso médico. Empaques y envases.Las películas extensibles de PVC proporcionan un empaque ideal para todo tipo de productos a nivel industrial, comercial o doméstico. Su uso se ha popularizado en la comercialización de alimentos perecederos, donde su transparencia revela perfectamente la calidad y frescura de las carnes o  vegetales empacados. Su sellado hermético ayuda a conservar los alimentos por más tiempo, evitando el contacto con el aire y con los agentes patógenos del medio. Las botellas de PVC almacenan desde comestibles y aceites de cocina hasta detergentes y otros productos químicos. Los empaques de tipo blister son ampliamente utilizados por el sector farmacéutico para contener medicamentos   y su uso se ha incrementado en la comercialización de otros bienes, como  baterías, cosméticos, juguetes pequeños y muchos más. Las películas de PVC sin plastificar mantienen indefinidamente la posición de cierre, característica que ningún material equipara en el empaque de dulces. Los empaques de PVC ofrecen óptima impermeabilidad y resistencia al ataque de una gran variedad de sustancias, lo que mantiene inalterables las propiedades del contenido. Su transparencia y su habilidad para admitir la impresión de tintas atóxicas con acabados de alto colorido y brillo favorecen tanto la presentación del producto como la publicidad de cualquier marca y su éxito comercial. Calzado y vestuario.Jhonny hancco Q.

Ingeniería Química

22

OBTENCION DE POLICLORURO DE VINILO (PVC)

sucroquímica

Los “cueros vinílicos”, elaborados con PVC de tip o emulsión, se han establecido

con éxito como reemplazo para los cueros animales en la industria marroquinera y del calzado. En países donde estas industrias han alcanzado un importante desarrollo, ellas generan alrededor del 70% de la demanda por PVC tipo emulsión. Las telas vinílicas pueden ser grabadas, soldadas o cosidas en una gran variedad de artículos, incluyendo bolsos, ropa, maletines y calzado. Su versatilidad en diseños y texturas, con acabados que pueden ser brillantes y coloridos, lo mismo que totalmente opacos, ha propiciado una creciente demanda por prendas confeccionadas con este material. El PVC aparece cada día más en accesorios de moda, como collares, brazaletes, monturas para anteojos, hebillas y otros ítems del vestuario. Con fibras obtenidas a partir de envases de PVC reciclados, se tejen abrigos que en nada desmerecen frente a los elaborados con fibras de lana o algodón. Empleado en vestidos impermeables, calzado y sobretodos para seguridad industrial, el PVC protege al usuario del contacto con productos químicos, radiaciones, virus o implementos peligrosos en el ambiente de trabajo.

Juguetes e implementos deportivos.Con PVC se elaboran juguetes y una gran variedad de productos para niños. Más   versátil que nunca, sus texturas y colores pueden encontrarse en muñecos,   bañeras, flotadores, morrales, carpas, cartucheras, gomas de borrar y  cuadernos, entre muchos otros productos. El mundo de los deportes también se beneficia del PVC, presente en balones,  bicicletas, cascos, rodilleras, carnadas para pesca y otros accesorios

 Artes gráficas.La lámina rígida de PVC se proyecta como una de las alternativas más atractivas que pueden elegirse para desarrollar aplicaciones en el campo de la expresión social, la publicidad y en general, las artes gráficas. Por su durabilidad y la posibilidad de obtener impecables acabados a color, el PVC se impone en este tipo de trabajos: tarjetas de crédito, afiches, placas, vallas publicitarias, folletos  y muchos otros. Las láminas de PVC pueden trabajarse en cualquier formato y mantenerse a la intemperie sin que se deteriore el mensaje impreso. Además, es posible termoformarlas para lograr efectos de alto-relieve imposibles de conseguir en Jhonny hancco Q.

Ingeniería Química

23

OBTENCION DE POLICLORURO DE VINILO (PVC)

sucroquímica

papel. Las láminas de PVC para trabajos de impresión pueden ser elaboradas a partir de material reciclado. También sobre telas de PVC flexible pueden imprimirse desde pendones publicitarios hasta vallas de gran formato.

DAÑOS OCASIONADOS A LA SALUD Y AL MEDIO AMBIENTE POR  LA PRODUCCION DEL (PVC)

Las consecuencias de los incendios Quemar PVC supone uno de los peligros más graves para el ser humano y el medio ambiente. La amplia presencia de productos fabricados con este material en las casas modernas asegura que en los incendios en casas y edificios haya objetos de PVC por medio.  Al entrar en contacto con el fuego, el PVC genera emisiones de los siguientes productos: •

Metales pesados

•

Compuestos organoclorados ( dioxinas y otros )

•

Cloruro de hidrógeno (HCI), que en contacto con humedad (por

ejemplo, en los pulmones) forma ácido clorhídrico. Este es un gas corrosivo que ocasionará graves quemaduras y daños en el sistema respiratorio de las personas, además de considerables daños materiales. Debido a esto último, el PVC está prohibido en muchos hospitales, colegios, torres de comunicaciones,  bancos, centrales de energía e instalaciones militares. •. Debido a la gran variedad de aditivos usados (en su mayoría tóxicos) en las

distintas aplicaciones de este material, el PVC no es una sustancia única. La mezcla de objetos de PVC distintos a la entrada del proceso de reciclaje provoca que los productos reciclados sean de baja calidad (bancos para parques, postes para vallas, macetas...) para los que hay escasa demanda. Todas las aplicaciones del PVC reciclado están perfectamente cubiertas por materiales más adecuados como el cemento y la madera. Esto no hace otra cosa que retrasar el vertido inevitable en vertederos o incineradoras. Es caro. La propia industria del PVC ha reconocido que los actuales esfuerzos de reciclaje no son rentables, ya que las resinas y productos reciclados son a menudo más caros que el plástico virgen, y que la gran campaña lanzada para demostrar la reciclabilidad de los productos fabricados con PVC ha sido realizada más por su valor de relaciones públicas que por otros motivos. •

Jhonny hancco Q.

Ingeniería Química

24

OBTENCION DE POLICLORURO DE VINILO (PVC)

sucroquímica

CONCLUSIONES

Brasil presenta excelentes condiciones naturales para la producción de pvc  verde, debido a poseer un clima tropical donde tiene muchas regiones de altas precipitaciones veraniegas y sequías invernales, lo cual es necesario para la cosecha de la caña. Por otro lado, la producción de etanol alcanza para abastecer el mercado local y es el principal exportador a nivel mundial de etanol.  A pesar de que no es considerada viable la producción de pvc verde en nuestro pais, vale la pena aclarar que este avance de la tecnología proponiendo el reemplazo de combustibles no renovables por materias primas renovables es un gran aporte para el medio ambiente y para la sustentabilidad de los recursos. Se espera que en un futuro que se empiecen a aplicar legislaciones favoreciendo la fabricación de los mismos.

Jhonny hancco Q.

Ingeniería Química

25

OBTENCION DE POLICLORURO DE VINILO (PVC)

sucroquímica

 ANEXO

Solvay Indupa producirá PVC a partir de caña de azúcar El avance significa el reemplazo de la materia prima no renovable (a  base de petróleo) por un producto natural que se regenera

Solvay Indupa comenzará a producir PVC a partir del etanol producido de la caña de azúcar en su planta de Santo André (Brasil), por lo que firmó un contrato con la cooperativa de productores Copersucar, de San Pablo, lugar donde se construirá la planta para tal fin. Este avance, eje en la presentación del stand de la empresa en la edición 2008 de la Argenplas, significa el reemplazo de la materia prima no renovable a base de petróleo (fósil), por un producto natural que se regenera.  De esta manera, el PVC se obtendría de la combinación de sal y etanol elaborado con caña de azúcar.

El contrato con Copersucar, cerrado por un período de diez años, prevé la entrega de alrededor de 150 millones de litros de etanol por año para que Solvay  Indupa sustituya la nafta, derivada del petróleo, en la producción del PVC. Para hacer posible la nueva línea de producción, la firma petroquímica construyó una planta de etileno vía etanol proveniente de la caña de azúcar, de 60 mil toneladas por año, que permitirá producir el primer PVC de este tipo en Sudamérica. "Esta tecnología innovadora reducirá considerablemente las emisiones con efecto invernadero en la atmósfera. La línea de bioetileno integra la segunda parte del programa de expansión de la empresa iniciado en 2006, que prevé la ampliación de las capacidades de producción de las plantas de PVC, VCM y  clorosoda con una inversión global de más de 300 millones de dólares.  Al finalizar el proyecto, previsto para el último trimestre de 2010, el complejo  brasileño tendrá una capacidad instalada de 360.000 toneladas/año de PVC, 360.000 toneladas/año de VCM, 235.000 toneladas/año de soda cáustica y  60.000 toneladas/año de bioetileno.

Jhonny hancco Q.

Ingeniería Química

26

OBTENCION DE POLICLORURO DE VINILO (PVC)

Jhonny hancco Q.

Ingeniería Química

sucroquímica

27

OBTENCION DE POLICLORURO DE VINILO (PVC)

sucroquímica

BIBLIOGRAFÍA  http://wikipedia.org http://procesopolietileno.blogspot.com/ http://www.ciber.gatech.edu/Braskem.pdf  http://www.chemsystems.com/reports/search/docs/toc/0607S11_toc.pdf  http: //www.inazucar.gov.do http://w4.siap.gob.mx/sispro/IndModelos/SP_AG/cazucar/Transformacion_I nd.pdf  http://www.textoscientificos.com/polimeros/polietileno/propiedades http://www.una.ac.cr/redibec-cisda/ponencias/Energia/Marco.pdf  Monografía HDPE Martín Rosetti

Jhonny hancco Q.

Ingeniería Química

28