Cloreto de polivinil: história, estrutura, propriedades e usos

O cloreto de polivinilo é um polímero cuja utilização industrial começou a desenvolver-se o início do século XX, devido, entre outras coisas, ao seu baixo custo, a durabilidade, resistência e o seu isolamento térmico e eléctrico, entre outras razões. Isso permitiu a substituição de metais em diversas aplicações e uso.

Como o nome indica, consiste na repetição de muitos monômeros de cloreto de vinila, formando uma cadeia polimérica. Os átomos de cloro e de vinil são repetidos n vezes no polímero, por isso também pode ser chamado de cloreto de polivinil ( cloreto de polivinil , PVC, em inglês).

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Além disso, é um composto moldável, por isso pode ser usado para construir inúmeras peças de diferentes formas e tamanhos. O PVC é resistente à corrosão devido principalmente à oxidação. Portanto, não há risco em sua exposição ao meio ambiente.

O ponto negativo é que a durabilidade do PVC pode ser a causa de um problema, pois o acúmulo de resíduos pode contribuir para a poluição ambiental que afeta o planeta há vários anos.

História do cloreto de polivinila (PVC)

Em 1838, o físico e químico francês Henry V. Regnault descobriu o cloreto de polivinil. Mais tarde, o cientista alemão Eugen Baumann (1872) expôs uma garrafa com cloreto de vinila à luz do sol e observou a aparência de um material sólido branco: era o cloreto de polivinil.

No início do século 20, o cientista russo Ivan Ostromislansky e o cientista alemão Frank Klatte, da Companhia Química Alemã Griesheim-Elektron, tentaram encontrar aplicações comerciais para o cloreto de polivinil. Eles acabaram frustrados, porque às vezes o polímero era rígido e outras vezes era frágil.

Em 1926, Waldo Semon, um cientista que trabalhava para a BF Goodrich Company, em Akron, Ohio, conseguiu criar um plástico flexível, impermeável e resistente ao fogo, capaz de se unir ao metal. Esse foi o objetivo buscado pela empresa e foi o primeiro uso industrial de policloreto de vinila.

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A fabricação de polímeros se intensificou durante a Segunda Guerra Mundial, pois foi usada na fiação de navios de guerra.

Estrutura quimica

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A cadeia polimérica de cloreto de polivinil é ilustrada na imagem acima. As esferas pretas correspondem aos átomos de carbono, as brancas aos átomos de hidrogênio e as verdes aos átomos de cloro.

Nesta perspectiva, a cadeia possui duas superfícies: uma de cloro e outra de hidrogênio. Seu arranjo tridimensional é mais facilmente visualizado a partir do monômero de cloreto de vinila e na forma como forma ligações com outros monômeros para criar a cadeia:

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Aqui, uma string é composta de n unidades, entre parênteses. O átomo de Cl aponta para fora do plano (cunha preta), embora também possa apontar para trás, como visto nas esferas verdes. Os átomos de H são orientados para baixo e, da mesma maneira, podem ser verificados com a estrutura polimérica.

Embora a cadeia tenha apenas ligações simples, elas não podem girar livremente devido ao impedimento estéreo (espacial) dos átomos de Cl.

Porque Porque eles são muito volumosos e não têm espaço suficiente para girar em outras direções. Se o fizessem, eles “atingiriam” os átomos de H vizinhos.

Propriedades

Capacidade de retardar o fogo

Esta propriedade é devido à presença de cloro. A temperatura de ignição do PVC é de 455 ºC, portanto, o risco de queima e início de um incêndio é baixo.

Além disso, o calor liberado pelo PVC durante a queima é menor quando produzido por poliestireno e polietileno, dois dos materiais plásticos mais utilizados.

Durabilidade

Sob condições normais, o fator que mais influencia a durabilidade de um produto é sua resistência à oxidação.

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O PVC possui átomos de cloro presos aos carbonos de suas cadeias, o que o torna mais resistente à oxidação do que os plásticos que possuem apenas átomos de carbono e hidrogênio em sua estrutura.

O exame de tubos de PVC enterrados por 35 anos, realizado pela Japan PVC Pipe & Fitting Association, não mostrou deterioração. Até a sua força é comparável aos novos tubos de PVC.

Estabilidade mecânica

O PVC é um material quimicamente estável que mostra poucas alterações em sua estrutura molecular e resistência mecânica.

É um material viscoelástico de cadeia longa, suscetível à deformação pela aplicação contínua de uma força externa. No entanto, sua deformação é baixa, pois apresenta uma limitação em sua mobilidade molecular.

Processamento e moldabilidade

O processamento de um material termoplástico depende da sua viscosidade quando é fundido ou derretido. Sob essa condição, a viscosidade do PVC é alta, sendo seu comportamento pouco dependente da temperatura e estável. Por esse motivo, com o PVC você pode fabricar produtos de tamanho grande e formas variáveis.

Resistência a produtos químicos e óleos

O PVC é resistente a ácidos, álcalis e quase todos os compostos inorgânicos. O PVC deforma ou dissolve em hidrocarbonetos aromáticos, cetonas e éteres cíclicos, mas é resistente a outros solventes orgânicos, como hidrocarbonetos alifáticos e hidrocarbonetos halogenados. Além disso, sua resistência a óleos e gorduras é boa.

Propriedades

Densidade

1,38 g / cm 3

Ponto de fusão

Entre 100 ºC e 260 ºC.

Porcentagem de absorção de água

0% em 24 horas

Devido à sua composição química, o PVC é capaz de se misturar com números compostos durante sua fabricação.

Então, variando os plastificantes e aditivos utilizados nesta etapa, diferentes tipos de PVC podem ser obtidos com uma variedade de propriedades, como flexibilidade, elasticidade, resistência ao impacto e prevenção de crescimento bacteriano, entre outras.

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Usos

O PVC é um material econômico e versátil usado em construção, saúde, eletrônicos, carros, tubos, revestimentos, bolsas de sangue, sondas plásticas, isolamento de cabos, etc.

É utilizado em muitos aspectos da construção devido à sua força, resistência à oxidação, umidade e abrasão. O PVC é ideal para revestimento, para estruturas de janelas, tetos e cercas.

Foi especialmente útil na construção de tubos, pois esse material não apresenta corrosão e sua taxa de quebra é de apenas 1% da dos sistemas de metal fundido.

Ele suporta as mudanças de temperatura e umidade, podendo ser utilizado na fiação que constitui seu revestimento.

O PVC é usado na embalagem de diferentes produtos, como drageias, cápsulas e outros itens médicos. Além disso, os sacos para bancos de sangue são construídos com PVC transparente.

Como o PVC é acessível, durável e impermeável, é ideal para capas de chuva, botas e cortinas de chuveiro.

Referências

  1. Wikipedia (2018). Cloreto de polivinil Recuperado em 1 de maio de 2018, de: en.wikipedia.org
  2. Os editores da Encyclopaedia Britannica. (2018). Cloreto de polivinil Recuperado em 1 de maio de 2018, de: britannica.com
  3. Arjen Sevenster. A história do PVC. Recuperado em 1 de maio de 2018, de: pvc.org
  4. Arjen Sevenster. Propriedades físicas do PVC. Recuperado em 1 de maio de 2018, de: pvc.org
  5. Federação Britânica de Plásticos. (2018). Cloreto de polivinil PVC. Recuperado em 1 de maio de 2018, de: bpf.co.uk
  6. International Polymer Solutions Inc. Propriedades de cloreto de polivinila (PVC). [PDF]. Recuperado em 1 de maio de 2018, de: ipolymer.com
  7. ChemicalSafetyFacts. (2018). Cloreto de polivinil Recuperado em 1 de maio de 2018, de: chemicalsafetyfacts.org
  8. Paul Goyette (2018). Tubo de plástico [Figura]. Recuperado em 1 de maio de 2018, de: commons.wikimedia.org

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