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El PVC (Policloruro de Vinilo)

El PVC (Policloruro de Vinilo) es un polímetro termoplástico, obtenido de dos materias primas naturales: - un 57% del cloruro de sodio o sal común (ClNa), fuente inagotable - un 43% del petróleo Se puede afirmar, pues, que el PVC es el plástico con menor dependencia del petróleo, del que hay disponibilidad limitadas. Por otro lado, sólo un 4% del consumo total del petróleo se utiliza para fabricar materiales plásticos, y, de ellos, únicamente una octava parte corresponde al PVC.

De la sal común se deriva el Cloro y del petróleo el Etileno, ambos elementos dan como compuesto resultante dicloro etano, el cual se convierte a altas temperaturas en el gas cloruro de vinilo (CVM). A través de un proceso de polimerización (emulsión, suspensión en masa y en solución), el Cloruro de Vinilo se transforma en un polvo blanco, fino y químicamente inerte: la resina de PVC. A partir de ella se pueden obtener productos rígidos y flexibles. A partir de procesos de polimerización, se obtienen compuestos en forma de polvo o pellet, plastisoles, soluciones y emulsiones.

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¿Cuáles son las propiedades importantes del PVC? El PVC es un material termoplástico (Los termoplásticos son un tipo de material plástico o deformable, que al calentar pasan a un estado viscoso o fluido; y pasan a un estado vítreo, frágil al enfriar suficientemente). Esta propiedad les permite que bajo la acción del calor se reblandezca, y puede así

moldearse fácilmente; y al enfriarse recupera la consistencia inicial y conserva la forma que se pretendía obtener. La diferencia con los termoestables en que éstos últimos no funden al elevarlos a altas temperaturas, sino que se queman, siendo imposible volver a moldearles. 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.

9 Forma y Tamaño de la Partícula: De forma esférica y en casos similar a una bola de algodón. El tamaño varía según sea resina de suspensión (40 – 80/120 micrones) o de pasta (0.8 – 10 micrones) 9 Porosidad de la Partícula: Característica de cada tipo de resina. A mayor porosidad, mayor facilidad de absorción del plastificante, acortándose los ciclos de mezclado y eliminando la posibilidad de que aparezcan “ojos de pescado” en el producto terminado. 9 Peso Molecular : Al disminuir el peso molecular, las temperaturas de procesamiento de las resinas serán más bajas y serán más fácilmente procesables; las propiedades físicas en el producto terminado, tales como la tensión y la resistencia al rasgado, serán más pobres; el brillo y la capacidad de aceptar más carga será mejor y la fragilidad a baja temperatura será menor. 9 Estabilidad Térmica: A mayor peso molecular, mayor estabilidad térmica. Durante su procesamiento, la resina se degrada al recibir calor y trabajo. La 2

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degradación se presenta en forma de amarillamiento y empobrecimiento de las propiedades mecánicas del producto. Es para evitar esto que se adicionan los estabilizadores.

Principales características del PVC: −

Rango de temperatura de trabajo: de -15ºC A 60ºC.

−

Elevada resistencia química: necesaria por el continuo contacto con material en descomposición., como así también elevada tolerancia a sustancias altamente alcalinas y ácidas.

−

Resistencia a la corrosión: el tubo de PVC es inmune a casi todos los tipos de corrosión experimentados en sistemas de tuberías subterráneas. Como el PVC no es conductor, los efectos galvánicos y electroquímicos no existen en las tuberías. En consecuencia no se necesita ningún tipo de recubrimiento ni protección catódica cuando se usan tubos de PVC.

−

Resistencia al ataque biológico: tiene una excelente resistencia a la degradación y/o deterioro causado por acción de microorganismos (hongos y bacterias) o macroorganismo (termitas).

−

Resistencia a la intemperie (sol, lluvia, viento y aire marino): cuando son sometidos permanentemente a la radiación ultravioleta del sol, los tubos de PVC pueden sufrir daños superficiales, por lo que se recomienda emplear

compuestos

especiales

para

este

fin

o

protegerlos

con

recubrimientos adecuados. −

Resistencia al impacto: Su fortaleza ante la abrasión, resistencia mecánica y al impacto, son las ventajas técnicas claves para su elección en la edificación y construcción.

−

Densidad: el PVC, al igual que los otros materiales termoplásticos se caracteriza por su bajo peso específico (1,4 g/cm3), comparado con la mayoría de los materiales utilizados en la fabricación de tubos. Esto permite obtener un tubo liviano, sin que por ello resulte débil.

−

Resistencia a las cargas superpuestas: los tubos de PVC se obtienen por extrusión de un compuesto rígido de PVC, pero, deben ser considerados como conductos flexibles desde el punto de vista del diseño. Un tubo 3

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flexible, se define como aquel que se deformará por lo menos un 2% sin ningún signo de daño. Esta flexibilidad le permite soportar las cargas del suelo ya que al deformarse transforma parte de las cargas verticales que actúan sobre él, en cargas horizontales, las que son absorbidas por la resistencia pasiva del suelo. −

No contaminante: las propiedades del PVC lo hacen atóxico, no migratorio, o sea que no reacciona con los elementos y compuestos residentes en los suelos, ni materiales de construcción; logrando además, que el material transportado, por ningún motivo, contamine el entorno.

−

Aislante: Térmico, eléctrico, acústico

−

Protege los alimentos: Permeable al vapor

−

Resistente al fuego: No propaga la llama - Auto extinguible

−

Impermeable: a gases y líquidos

−

Inerte e inocuo: Los productos finales de PVC no contienen Cloro ni organoclorados libres. El PVC es estable y muy inerte. Tiene buena resistencia a los solventes, ácidos y bases. Su comportamiento frente a líquidos, gases y vapores, lo hacen especialmente adecuado para estar en contacto con alimentos, medicamentos y con el cuerpo humano en usos de prácticas médicas. Se emplea extensivamente donde la higiene es una prioridad. Los catéteres y las bolsas para sangre y hemoderivados están fabricadas con PVC

−

Versátil: 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.

−

Larga vida útil: se estima superior a los 50 años, en condiciones normales de uso, lo cual se comprueba en aplicaciones tales como tuberías para conducción de agua potable y sanitarios. Una evolución similar ocurre con los marcos de puertas y ventanas en PVC.

−

Sellado hermético: en sus diferentes formas de unión.

−

Transporte en obra: dada su liviandad, su transporte en obra se simplifica, pudiendo manejarse tubos de hasta 400mm de diámetro y 6 mts de longitud con sólo dos personas.

−

Bajo costo: considerando las propiedades descriptas y su elevada longevidad, el costo resulta ínfimo. Buena relación calidad/precio. 4

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PRODUCTORES DE PVC Según estimaciones del 2001, Bahía Blanca es el mayor centro petroquímico de la provincia, con una participación de un 58% de la producción provincial, mientras que a nivel nacional, también participa fuertemente, dado que concentra un 45% de la producción del país. Actualmente, el Polo Petroquímico Bahía Blanca está compuesto por tres tipos de industrias: Industria petrolera (Productos: etano, naftas, GLP, fuel oil, gas oil, gasolina, asfalto, kerosén), Industria petroquímica (Productos: etileno, VCM, PVC, polietileno, urea, amoníaco puro) e Industria química (Productos: cloro, soda cáustica)

Solvay Indupa: Es una de las empresas del Grupo Solvay, grupo internacional con sede en Bruselas y una de las petroquímicas más importantes de la región MERCOSUR. Sus productos principales son PVC (Policloruro de Vinilo) y Soda Cáustica. Cuenta con 2 complejos industriales: uno ubicado en Bahía Blanca, Argentina y otro en Santo André, San Pablo, Brasil.

Unidad de Electrolisis

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La primera unidad productiva de los complejos industriales de Solvay Indupa es la Electrólisis, en la cual la sal es disuelta en agua para luego ser disociada, generando cloro, hidróxido de sodio e hidrógeno. El cloro a su vez, sale de la electrólisis como un gas húmedo a baja presión, que es secado para ser enviado directamente a la unidad siguiente, que es la de obtención del Dicloroetano, materia prima intermediaria del PVC. El envío directo del cloro de la producción al consumo, sin licuado o almacenaje intermedio simplifica el proceso, permite la reducción del consumo de energía y evita la existencia de complejos sistemas de almacenamiento, manipuleo y control del cloro líquido. Para disminuir aún más la posibilidad de pérdidas de cloro para la atmósfera, la mayor parte de los equipos que lo contiene están directamente ligados a un sistema de absorción de cloro en soda cáustica, transformándolo en hipoclorito de sodio. Este producto es ampliamente utilizado en la desinfección y en procesos de blanqueo. Como obtener EDC y VC

En la unidad de Cloración, el cloro gaseoso reacciona directamente con el Etileno (un gas petroquímico), generando el dicloroetano, un líquido incoloro de alta pureza. Este proceso de cloración directa permite altas tasas de conversión, con baja generación de residuos, evitando el gasto de insumos para su tratamiento. Los gases residuales (básicamente el aire presente en el cloro y una pequeña fracción de etileno no reaccionado) son utilizados como combustible de una caldera que genera calor y produce ácido clorhídrico. Cuando el dicloroetano es calentado hasta temperaturas de alrededor de 500ºC, sus moléculas se separan en cloruro de vinilo y cloruro de hidrógeno, 6

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en un proceso llamado pirólisis. Esta reacción ocurre en hornos calentados por aceite combustible o gas. Luego de la reacción, la mezcla debe ser enfriada rápidamente, lo que ocurre en intercambiadores de calor, generando vapor. Enseguida, la mezcla pasa por columnas de destilación para separar el cloruro de vinilo del cloruro de hidrógeno y del dicloroetano no reaccionado. Este último es reciclado para la pirólisis tras un proceso de destilación. El cloruro de hidrógeno es enviado para la unidad de oxicloración. El proceso de pirólisis no genera residuos, pues todos sus productos son aprovechados o reciclados. Por ejemplo: el dicloroetano no reaccionado es purificado, consumiendo el vapor generado en el enfriamiento de la mezcla. El Dicloroetano también es obtenido a partir de la oxicloración del etileno, utilizando como materia prima el cloruro de hidrógeno generado en la pirólisis, en presencia de un catalizador y con consumo del oxígeno del aire. La reacción libera grandes cantidades de energía redistribuida bajo la forma de vapor para otros consumidores en la planta. Ese proceso de oxicloración produce dicloroetano menos puro que el de cloración. Por lo tanto, el dicloroetano debe ser sometido a un proceso de destilación antes de ser enviado a la pirólisis. Destilación del dicloroetano: En este proceso, el Dicloroetano proveniente de la oxicloración y de la pirólisis (igual que el eventual dicloroetano adquirido de otras fuentes) es tratado para alcanzar el nivel de especificación exigido para producir cloruro de vinilo. El proceso incluye la separación de pequeñas cantidades de cloro, hierro, cloruro de hidrógeno, agua, y otros componentes organoclorados. El producto de esa separación es enviado para la misma unidad que trata los gases de la cloración, que como y se ha dicho, genera vapor y ácido clorhídrico, que puede ser vendido o utilizado internamente. Todos los procesos son ambientalmente eficaces, porque todo ha sido diseñado para recuperar calor y vender o reciclar internamente los productos obtenidos. Además de eso, todos los efluentes generados pasan por tratamientos físico-químicos y biológicos.

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Polimerización de PVC

El PVC es una resina termoplástica, producida cuando las moléculas de cloruro de vinilo se asocian entre sí, formando cadenas de macromoléculas. Este proceso es llamado de polimerización, y puede ser realizado de varias maneras, dos de esos procesos son: polimerización en suspensión y polimerización en emulsión. Ambos usan un proceso semicontínuo, en el que los reactores se alimentan con el monómero cloruro de vinilo, con los aditivos, catalizadores y agua (la reacción de polimerización del PVC ocurre en medio acuoso). Las diferencias entre los procesos suspensión y emulsión se manifiestan en el tamaño y en las características de los granos de PVC obtenido, y por lo tanto, cada proceso es elegido según las aplicaciones y resultados que se quieren obtener con el PVC. Después del final de la reacción, se agotan los reactores y la mezcla de agua y PVC es separada del monómero no reaccionado. El PVC es centrifugado, secado y embalado. El agua es reciclada o tratada en la unidad de tratamiento de efluentes. Como el VCM tiene propiedades tóxicas, es muy importante que no se lo libere para la atmósfera ni permanezca en el producto. Por eso, varias etapas del proceso y las características de los equipamientos donde él ocurre fueron concebidas para evitar tales pérdidas: esto asegura que nuestras resinas contengan sistemáticamente menos que 1g de VCM por tonelada de PVC.

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ENSAYOS DE CONTROL DE CALIDAD Fundamentales para controlar el comportamiento de los plásticos. Los métodos de análisis térmico tienen gran importancia en la caracterización de los materiales termoplásticos debido a la gran relación existente entre sus propiedades y la temperatura. Los ensayos normalizados, como el Índice de Fluidez o la Temperatura de reblandecimiento Vicat, son los más utilizados por la industria debido a su rapidez, sencillez y comodidad.

Otras técnicas muy usadas son: Calorimetría diferencial de barrido (DSC), Análisis termogravimétrico (TGA) y el Análisis térmico mecánico dinámico (DMTA).

Índice de Fluidez Ésta es inversamente proporcional al peso molecular. A índices de fluidez menores corresponden mayores pesos moleculares. La determinación se obtiene con un reómetro que mantiene una temperatura fija (190 ºC). La muestra esta contenida en

un

cilindro

metálico

a

dicha

temperatura, se aplica sobre la masa fundida un pistón con una carga especificada, pasando a través de una boquilla de dimensiones normalizadas. Se cuantifica la cantidad de material fundido que atraviesa una boquilla por unidad de tiempo. El índice de fluidez se define como el peso en gramos de producto fundido y extraído durante 10 min. y a 190 ºC de temperatura que ha pasado por la boquilla.

Un peso molecular promedio bajo equivale a índices de fluidez altos, es decir, la masa fundida presenta una viscosidad baja, ideal para la inyección. Los 9

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índices de fluidez habituales se sitúan en el intervalo de 0,5 g/ 10 min. a 40 g/ 10 min.

A partir de la diferencia de índices de fluidez antes y después de la transformación se puede sacar la conclusión acerca de la degradación sufrida por el material durante la misma, es decir, el peso molecular promedio es menor debido a la rotura de las cadenas moleculares.

Temperatura de reblandecimiento VICAT: Este método permite estudiar el reblandecimiento de los termoplásticos cuando la temperatura aumenta. El ensayo consiste en determinar la temperatura a la que un punzón cilíndrico de acero ha penetrado dentro de la probeta una profundidad de 1± 0,1 mm.

Variación de la temperatura de reblandecimiento Vicat en función de la temperatura de trabajo.

Para ello, se sumergen las probetas en un líquido de acondicionamiento térmico. Se le apoya en su superficie un percutor de sección normalizada, con la masa correspondiente a la norma de ensayo. La cubeta debe disponer de un elemento calefactor que incremente la temperatura del medio en 1ºC por minuto, y un elemento de medida que indique la posición del percutor con referencia a la superficie de la probeta. Cuando el percutor se introduzca 1 mm, en la masa de la probeta, se anota la temperatura del medio, que es la Temperatura Vicat. El peso utilizado es de 10 N para el método A y de 50 N para el método B. Las probetas tendrán un espesor entre 3 y 6 mm y unas dimensiones de 10 x 10 mm. 10

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Calorimetría diferencial de barrido Es la más simple y universalmente empleada de las técnicas térmicas. La calorimetría diferencial de barrido es una técnica que empleamos para estudiar qué ocurre cuando un polímero es calentado. La usamos para analizar lo que llamamos las transiciones térmicas de un polímero que son cambios que tienen lugar en un polímero cuando se lo calienta. El primer paso es calentarlo. Y luego viene lo que se hace por medio de la calorimetría diferencial de barrido (DSC). Calentamos nuestros polímeros en un dispositivo similar a éste:

Se tienen dos platillos. En uno de ellos, colocamos la muestra polimérica y el otro es el platillo de referencia, al cual dejamos vacío. Cada platillo se apoya sobre la parte superior de un calefactor. Luego por medio de una computadora se pone en funcionamiento los calefactores, calentando los platillos a una velocidad específica, generalmente a 10 ºC por minuto. La computadora asegura de que la velocidad de calentamiento sea la misma a lo largo de todo el experimento, y que los dos platillos separados, con sus dos calefactores separados, se calienten a la misma velocidad.

¿Por qué deben calentarse a la misma velocidad? La razón es que los dos platillos contienen diferentes cosas, uno un polímero y el otro no. El tener en el platillo material extra significa que hará falta más calor para lograr que la temperatura del platillo de la muestra, aumente a la misma velocidad que la del 11

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platillo de referencia. Por lo cual el calefactor situado debajo del platillo de la muestra, debe trabajar más intensamente que el calefactor que está debajo del platillo de referencia. Tiene que suministrar más calor. Lo que hacemos en una experiencia de DSC, es medir cuánto calor adicional debe suministrarse. Y lo hacemos del siguiente modo: Trazamos una curva a medida que la temperatura se incrementa. Sobre el eje X graficamos la temperatura. Sobre el eje Y la diferencia de producción de calor entre los dos calefactores, a una dada temperatura.

Análisis Termogravimétrico En este análisis se mide el cambio de peso de una muestra bajo condiciones isotermas o bajo calentamiento o enfriamiento programado, usualmente en forma lineal. La deflexión de la escala de la balanza se compensa automáticamente por medio de una unidad moduladora eléctrica, y utilizando sensores adecuados se logra que la señal eléctrica sea directamente proporcional a la variación en peso de la muestra. Este método se usa principalmente para investigar procesos de secado (desorción); reacciones de descomposición; pirolisis bajo gas inerte como el nitrógeno;

o

la

oxidación

en

aire

de

oxígeno.

Descomposiciones

estequiométricas permiten determinar el contenido. Mezclas de sustancias orgánicas indican la cantidad de material volátil (orgánico) y de cenizas (cargas). En muchos casos, el rango de temperatura de descomposición hace posible la identificación y caracterización de la muestra. En resumen, la TGA se puede emplear para investigar cualquier proceso físico o químico que incluya un cambio de peso en el material.Una atmósfera de gas alrededor de la muestra tiene una importante influencia sobre los análisis termogravimétricos. Son varias las ventajas que supone su introducción: retirar gases o vapores producidos en la célula de medida que podrían alterar el balance final; reducir la condensación de productos en las partes frías del equipo; eliminar la presencia de gases corrosivos; reducir las reacciones secundarias; desplazar el oxígeno por medio de un gas inerte y

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evitar oxidaciones no deseadas; introducir un gas reactivo que actué sobre la muestra y actuar como refrigerante para el mecanismo de la balanza. Aplicaciones: detección de aditivos en plásticos; detección de contenido en agua, componentes volátiles y cenizas y examen de procesos de descomposición.

Análisis térmico mecánico dinámico El ensayo consiste en someter a la muestra a un movimiento oscilatorio forzado de frecuencia fija y medir en función de la temperatura el desfase en la respuesta del material. Esto permite obtener una gráfica de la variación del módulo elástico dinámico en función de la temperatura y de la frecuencia empleada. Esta técnica es muy sensible y permite medir temperaturas de transición vítrea mejor que la calorimetría diferencial de barrido. También es adecuada para determinar temperaturas máximas de utilización de materiales termoplásticos.

ENSAYOS MECANICOS Los ensayos mecánicos permiten la determinación de datos específicos de los termoplásticos (resistencia y módulo elástico) necesarios para su aplicación en el diseño de ingeniería o en el control de calidad.

-

Tracción Determinación del esfuerzo máximo en el

punto de fluencia, así como del alargamiento en la rotura, de unas probetas extraídas del tubo o accesorio. Consiste en deformar una probeta, a lo largo de su eje mayor, a velocidad constante y aplicando fuerza hasta su rotura. Las probetas pueden

ser

moldeadas

por

inyección,

o 13

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mecanizadas a partir de placas moldeadas por compresión. Se les da un acondicionamiento normalizado. Su espesor es alrededor de 3 ó 4 mm. Ambos extremos de la probeta se sujetan fuertemente en las mordazas de una máquina de ensayo. Las mordazas se separan a velocidad constante de 1, 2, 5, 10, 50, 100, 200, 500 mm/min, tirando de la probeta desde ambos extremos. El esfuerzo es registrado gráficamente frente a la deformación (alargamiento). Las propiedades de tracción son la mejor indicación de la resistencia de un material. La fuerza necesaria para tirar la probeta se determina conjuntamente con el alargamiento de rotura. El módulo elástico, es la relación del esfuerzo a la deformación por debajo del límite proporcional del material. Es el dato de tracción más útil, porque las piezas se deberán diseñar de tal manera que los esfuerzos estén por debajo de este valor. Hay un gran beneficio en el alargamiento moderado, pues esta cualidad permite absorber los impactos y choques rápidos. Así, el área total bajo la curva esfuerzo-deformación, es un índice de la tenacidad global del material. Un material con una resistencia a la tracción muy alta y poco alargamiento será quebradizo. Para medir el alargamiento con precisión se necesita un dispositivo electrónico (extensómetro) de medición fina del mismo, sobre todo para determinar el módulo de elasticidad. Si la longitud de la probeta sufre un estiramiento muy considerable (>50 mm), como puede ser en el caso de termoplásticos biorientados o láminas blandas, basta con medir la variación de distancia entre mordazas para determinar el alargamiento.

-

Flexión Las probetas se fabrican por prensado o inyección. Son rectangulares.

Ésta se coloca en un equipo similar al empleado en el ensayo de tracción, pero que dispone de dos soportes distanciados entre sí de 16 x espesor (mm). Se aplica una carga en el centro de la probeta a una velocidad determinada y al igual que en tracción se registra la gráfica fuerza – deformación (flecha).

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La resistencia y el módulo elástico se determinan a partir de los valores de fuerza máxima y la relación fuerza – flecha. Los valores obtenidos en flexión son similares a los obtenidos por tracción. Para materiales flexibles o que no rompen por doblado no se realiza este ensayo.

-

Impacto Determinar la resistencia al impacto de tubos, producido por el impacto

de una masa normalizada. Hay dos métodos de ensayo: el Impacto Charpy, y el Impacto Izod. Los resultados de ambos ensayos no son comparables debido a las diferencias en cuanto a la geometría de las probetas y de las entallas. En general, los plásticos son muy sensibles a los esfuerzos súbitos de un impacto y especialmente si las probetas tienen una entalla. En el impacto Charpy los extremos de las

muestras

descansan

horizontalmente

sobre apoyos y el martillo impacta en el punto central, entre los dos apoyos. Por el contrario en el ensayo Izod la probeta se sujeta por un extremo y el martillo golpea en el otro.

Los valores de resiliencia (J / mm²) obtenidos en ensayos de impacto no son utilizables para el cálculo o diseño de piezas. Sin embargo, permiten diferenciar entre plásticos a tenor de su diferente sensibilidad al impacto con o sin entalla, por lo que son ampliamente utilizados como ensayos de control de calidad.

-

Resistencia a la presión interna

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Determinar la resistencia a la presión interna de los tubos. Una probeta de tubo se obtura con dos cierres, se rellena de agua, se tempera, y mediante un dispositivo hidráulico se somete a la presión de prueba durante el tiempo determinado,

manteniendo

la

temperatura

constante. Este tiempo puede ser, dependiendo de la norma del tubo correspondiente, desde 1 a 8000 h, y la temperatura de 20ºC a 80ºC. En ensayo se considera positivo si al finalizar el tiempo, no se ha producido rotura de la probeta.

-

Resistencia al choque térmico Determinar la resistencia de un sistema de evacuación, a las diferencias

de temperatura producidas por las descargas de aguas residuales. Se realiza un circuito que comprende tubos, accesorios y fijaciones, con sus juntas, correspondientes. En este circuito se hace circular un caudal de agua a 93ºC durante 30 minutos, y después, se circula el mismo caudal de agua a temperatura ambiente, realizando 1500 ciclos completos. Al final del ensayo, el sistema se vacía de agua, se obtura en sus extremos, y se somete a una presión interna. El ensayo es positivo si no se producen fugas ni durante los ciclos de circulación ni durante la prueba de estanquidad.

-

Rigidez circunferencial específica Determinar la resistencia a la

deformación por cargas exteriores de los tubos. Una probeta de tubo se somete a un aplastamiento a velocidad constante en un dinamómetro, hasta obtener una 16

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deformación determinada. Se verifica el esfuerzo máximo necesario para obtener la deformación, y se calcula la Rigidez circunferencial específica (RCE) correspondiente al tubo ensayado.

ENSAYOS FISICOS Son ensayos normalizados sencillos, que permiten una caracterización fiable de material.

-

Densidad Consiste en determinar la masa por unidad de volumen, normalmente se

expresa en g/cc. Las normas describen hasta cuatro métodos para determinar esta magnitud. Los más sencillos son mediante empuje hidrostático y mediante picnometro. En ambos casos, el material necesario es muy corriente (balanza y picnometro).

-

Absorción de agua Determinación de la capacidad de

absorción de agua por m2, de tubos y accesorios de PVC. Consiste

en

cuantificar

el

agua

retenida por el termoplástico en condiciones normalizadas. Es una prueba muy sencilla que sólo precisa de una balanza y un baño termostático. Se expresa en mg o en % y se suele hacer por inmersión de las probetas a 23º C durante 24 h aunque también pueden realizarse ensayos a largo plazo para representar la absorción de agua en función del tiempo de inmersión, o del tiempo hasta saturación. Por contacto con el agua o por acción de la humedad del ambiente, las piezas de plástico absorben agua en una cantidad que depende en gran manera de la

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estructura y composición del plástico. Los plásticos polares como la poliamida absorben mucha humedad; en cambio, los no polares como el polietileno, polipropileno, poliestireno y Poli-Tetra-Fluoro-Etileno muy poca. La velocidad con que se absorbe el agua depende en gran medida de la relación superficie/ volumen de la pieza. Por ello los ensayos comparativos deberán efectuarse con probetas de medidas exactas e idénticas. La absorción de agua implica una alteración de las características de la pieza o del material. En general se reducen la resistencia y la dureza, aumentando la tenacidad. El aspecto puede resultar perjudicado por la aparición de zonas mates o lechosas. Empeoran las características dieléctricas. La absorción de agua puede significar también hinchamiento y alteración de las dimensiones.

-

Dureza Shore Consiste en evaluar la dureza superficial del material midiendo la

profundidad que alcanza una punta de acero normalizada cuando se presiona contra el material. Se puede medir con instrumentos simples. La superficie de apoyo y de la muestra deberán ser lisas y de caras paralelas. El durómetro se coloca sobre la muestra con paralelismo de caras con ayuda de un dispositivo apropiado. La presión aplicada por estos aparatos es de 12,5 N en la Shore A y de 50 N en la Shore D. El método Shore A se aplica a plásticos blandos, por ejemplo PVC plastificado. El método Shore D se emplea para plásticos más duros. La dureza Shore se expresa en unidades de Shore A o D. Son posibles deferencias de 2-3 unidades Shore. Es muy importante realizar la medida siempre al mismo tiempo, 3 ó 15 s.

-

Contenido en materiales volátiles Permite cuantificar el contenido en cenizas de los materiales. Consiste

en determinar la variación de masa experimentada por el material al someterlo a calcinación. 18

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Para realizar el ensayo se introduce un crisol con la muestra en el interior de horno mufla a 600º C y se mantiene hasta pesada constante. Debido a la sencillez de sus medios (horno mufla, balanza, mechero) y la información suministrada (contenido en refuerzo o en carga inorgánica) se emplea frecuentemente en el control de calidad de materiales.

ENSAYOS DE ASPECTO Este conjunto de ensayos merece un apartado especial debido a la gran importancia que tienen especialmente en piezas decorativas o simplemente exteriores. En estos casos se hace fundamental que el color y el brillo de la pieza sean idénticos a las del resto del equipo. Otro problema relacionado con el aspecto es cuantificar cuándo y cómo va ha deteriorarse el aspecto de pieza con el uso.

-

Color, brillo y transparencia. Son ensayos sencillos que se realizan mediante equipos altamente

automatizados (colorímetro, brillómetro o espectrofotómetro ultravioleta visible). La medición del color consiste en determinar la intensidad de luz que atraviesa tres filtros normalizados (triestímulos X, Y, Z) en condiciones de exposición definidas (geometría y fuente de iluminación). Existen diversos parámetros para caracterizar el color. En general los colorímetros hacen las conversiones para expresar las medidas en el parámetro deseado. El brillo se determina midiendo la cantidad de luz reflejada por la muestra cuando incide una luz con una geometría definida. La transparencia se determina como la cantidad de radiación absorbida por el material en función de su frecuencia. Se emplea un espectrofotómetro.

-

Envejecimiento acelerado

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Son ensayos en que se emplean equipos que simulan con mayor o menor acierto las condiciones meteorológicas a las que se ven sometidas las piezas exteriores. Existen dos tipos de equipos, que son función de la fuente de radiación que emplean: •

con lámparas ultravioleta visible. Son equipos sencillos. Trabajan con condensación de agua y no permiten el control de la humedad relativa durante el ensayo. La radiación empleada para la simulación es muy agresiva especialmente en la zona del cercano visible.

•

con lámparas de arco de Xenón. Son equipos más sofisticados que introducen diversos filtros con los que consiguen una mejor simulación del espectro de radiación emitido por el sol. Durante el ensayo permiten un mejor control de las condiciones de humedad relativa.

APLICACIONES PORCENTAJES DE APLICACIÓN DEL PVC

9% 24%

55% 12%

Construcción Cables y com ponentes eléctricos Autopartes y am oblam ientos Packaging y m edicinales

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Al ser de larga duración, el PVC es utilizado a nivel mundial en un 55% del total de su producción en la industria de la construcción.

Al PVC lo podemos encontrar en nuestra casa: en los aparatos electrónicos, juguetes, bolígrafos y carpetas, la pintura de las puertas y paredes, el recubrimiento de los muebles en forma de barniz, de lamina imitando madera, las fibras textiles del sofá, la ropa que llevamos encima, fibras plásticas como el nylon, las acrílicas y el poliéster, también los botones, los zapatos, la tinta en que están impresos nuestros libros y revistas.

Entre los plásticos que no vemos estarían entre otros: la instalación eléctrica, las conducciones, tanto para el agua como para la calefacción, el aislamiento, etc. •

CONSTRUCCION: Tubos de agua potable y evacuación, ventanas, puertas,

persianas,

impermeabilización

zócalos,

(techos,

pisos,

suelos),

paredes,

canalización

láminas eléctrica

para y

para

telecomunicaciones, papeles para paredes, etc. •

PACKAGING: Botellas para agua y jugos, frascos y potes (alimentos, fármacos,

cosmética,

limpieza,

etc.).

Láminas

o

films

(golosinas,

alimentos). Blisters (fármacos, artículos varios). •

MOBILIARIO: PVC rígido en muebles de jardín (reposeras, mesas, etc.); PVC flexible en piezas para muebles (manijas, rieles, burletes, etc.), placas divisorias, tapizados de sillas, sillones, etc.

•

ELECTRICIDAD Y ELECTRONICA: partes de artefactos eléctricos, Aislamiento de cables, Cajas de distribución, Enchufes, Carcazas y partes de computadoras.

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APLICACIONES MEDICAS Envases: estos se diseñan para contener soluciones estériles, como fluidos nutritivos o salinos. Otros se usan como recipientes estériles para sangre u orina. Recubrimientos para pisos y paredes: su colocación, libre de juntas que puedan albergar gérmenes, previene la proliferación de enfermedades 21

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infecciosas, una preocupación central para hospitales, laboratorios y otros centros de cuidado. Tubos y bolsas para sangre y diálisis, catéteres, válvulas, delantales, botas. •

VESTIMENTA Y ANEXOS: Calzado (botas, zapatillas), ropa de seguridad, ropa impermeable, guantes, marroquinería (bolsos, valijas, carteras, tapicería).

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AUTOMOTRIZ: Tapicería, paneles para tablero, apoyabrazos, protección anticorrosiva y antivibratoria, etc.

También podemos encontrarlo en las tarjetas de crédito, artículos de librería, juguetes, mangueras, artículos de riego… Vemos que sin los plásticos muchos de los objetos mencionados no existirían y, si existiesen, su costo los haría inaccesibles, así como también su mantenimiento.

VENTAJAS DEL PVC 9 Eléctricas y electrónicas • Buenas propiedades eléctricas y de aislamiento sobre un amplio rango de temperaturas. • Excelente durabilidad y tiene aproximadamente una vida útil de 40 o más años. • Características de procesamiento fáciles para obtener las especificaciones deseadas del producto final. • Resistente a ambientes agresivos. 9 Construcción • Fuerte y ligero.- la resistencia del PVC a la abrasión, su ligereza y su buena resistencia y fuerza mecánica son la clave de su uso en la construcción. • Resistencia al fuego.- el PVC difícilmente se incendia, además si llegara a quemarse, se detendrá en el momento en que la fuente de calor sea removida. Esto lo hace conveniente para usarse en ventanas, puertas y vestiduras. • Durabilidad.- el PVC es resistente al ambiente, a la acción de químicos, 22

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corrosión, shock y abrasión. Por ello se le elige para muchas aplicaciones en donde se requiera una larga vida útil del material. • Costos.- los componentes del PVC usados en la construcción ofrecen excelentes ventajas de costo. • Versatilidad.- las propiedades físicas del PVC permiten diseños de alto grado de libertad cuando se diseñan nuevos productos. • Reciclable.- todos los materiales de PVC usados en la construcción son reciclables. 9 Juguetes • Es resistente y con mucha durabilidad • Es un material muy versátil y las formulaciones pueden ser ajustadas para dar el comportamiento exacto y los requisitos de calidad para cada tipo de juguete. • Tiene un bajo costo, permitiendo buena calidad, juguetes de un precio razonable. • Es muy adecuado en juguetes que necesiten ser producidos en masa. 9 Vehículos • El PVC hace que los carros duren más (El promedio de vida útil de un vehículo de camino moderno fue: en 1970 duraba 11½ años, ahora dura 17 años) • El PVC conserva los combustibles fósiles, ya que consume muy poca energía. • Reduce el ruido de los ocupantes del auto. • Hace más costeables a los coches. • Ayuda a salvar vidas (El PVC es importante en los componentes absorbentes del shock en caso de impacto). • Aumenta la libertad del diseño.

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