3.- Propiedades y características del PVC.

3.1 Propiedades del PVC

3.2 Características del PVC

3.1.- Propiedades del PVC.

El PVC es un material esencialmente amorfo con porciones sindiotácticas que no constituyen más de 20% del total, y que, generalmente, cuenta con grados de cristalinidad menores.
El PVC es un polvo blanco, inodoro e insípido, fisiológicamente inofensivo. Tiene un contenido teórico de 57% de cloro, difícilmente inflamable, no arde por sí mismo. La estructura de la partícula a veces es similar a la de una bola de algodón. El diámetro varía dependiendo del proceso de polimerización.

Del proceso de suspensión y masa, se obtienen partículas de 80 a 200 micras, por dispersión de 0.2 a 4 micras y por solución de 0.2 micras.
La configuración de las partículas de PVC, varía desde esferas no porosas y lisas hasta partículas irregulares y porosas.
El PVC especial para compuestos flexibles, debe poseer suficiente y uniforme porosidad para absorber los plastificantes rápidamente. Para compuestos rígidos, la porosidad es menos importante, debido a que a menor rango se obtiene mayor densidad aparente.

Para formular un compuesto de PVC, se requiere escoger la resina conforme a los requerimientos en propiedades físicas finales, como flexibilidad, procesabilidad y aplicación para un producto determinado.
La gran polaridad que proporciona el átomo de cloro transforma al PVC en un material rígido. El PVC acepta fácilmente diversos plastificantes, modificándolo en flexible y elástico. Esto explica la gran versatilidad que caracteriza a este polímero, empleado para fabricar artículos de gran rigidez y accesorios para tuberías, productos semiflexibles como perfiles para persianas y otros muy flexibles como sandalias y películas.

La estructura del PVC puede ser comparada con la del Polietileno. La diferencia radica en que un átomo de la cadena del Polietileno es sustituido por un átomo de cloro en la molécula de PVC. Este átomo aumenta la atracción entre las cadenas polivinílicas, dando como resultado un polímero rígido y duro.

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3.2.- Características del PVC.

1. Forma y Tamaño de la Partícula
Su forma es esférica y en algunos casos es similar a una bola de algodón. El tamaño varía según se trate de resina en suspensión o en masa. En el caso de la resina en suspensión, el diámetro de la partícula va de 40 micrones (resina de mezcla) a 80-120 micrones (resina de uso general). En el caso de resina en masa, el diámetro de la partícula es de 0.8 a 10 micrones.

2. Porosidad de la Partícula
Es característica de cada tipo de resina. A mayor porosidad, mayor facilidad para la absorción del plastificante, acortándose los ciclos de mezclado y eliminando la posibilidad de que aparezcan “ojos de pescado” (fish eyes) en el producto terminado.

3. Peso Molecular
Su promedio se mide indirectamente evaluando la viscosidad específica en disoluciones al 0.4% de nitrobenceno o la viscosidad inherente en disoluciones al 0.5% de ciclo-hexanona. En el primer caso, nos da valores de 0.30 a 0.71 g/mol y en el segundo de 0.650 a 1.348 g/mol.
Conforme disminuye el peso molecular, las temperaturas de procesamiento de las resinas serán más bajas, 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 para aceptar más carga será mejor y la fragilidad a baja temperatura será menor.

4. Gravedad Específica
Los valores típicos para la resina en suspensión tipo homopolímero son de 1.40 g/cm3 y para copolímeros cloruro-acetato de vinilo son de 1.36 a 1.40 g/cm3. Los compuestos modifican su gravedad específica al adicionar cargas o plastificantes. El plastificante reduce el peso específico; por cada 10 partes de DOP se reduce en aproximadamente 0.02 gramos, mientras que la carga lo aumenta en función del tipo de carga de que se trate.

5. Estabilidad Térmica
A mayor peso molecular, se tiene mayor estabilidad térmica. Durante su procesamiento, la resina se degrada al recibir calor y trabajo. La degradación se presenta en forma de amarillamiento y empobrecimiento de las propiedades mecánicas del producto. Para evitar esto se adicionan los estabilizadores.

6. Características de Procesabilidad
La temperatura de fusión (temperatura de transición vítrea) de la resina en suspensión homopolímero es de 140°C la de copolímero de 130°C. Al ser formuladas, las temperaturas de fusión de las resinas aumentan hasta 160°C y 180°C. Las cargas y los plastificantes también sirven para aumentar dicha temperatura, aunque unos lo hacen con mayor efectividad que otros.

7.Propiedades Mecánicas
Resina en masa
Como resultado de la formulación de resina en masa se obtiene el plastisol. Las principales propiedades del plastisol son la viscosidad, la dilatancia y el esfuerzo mínimo de deformación. La viscosidad, en las resinas en masa es una característica básica, pues mediante la apropiada viscosidad se controlan los espesores y velocidades de aplicación y las características del producto terminado. Las características de flujo observadas se consideran como no-newtonianos; es decir, que la relación entre el esfuerzo cortante contra la velocidad de corte no es igual para todas las velocidades. Así, tenemos que la velocidad del recubrimiento (cm/s) contra el espesor del recubrimiento (cm) nos da la relación de corte.

El esfuerzo mínimo de deformación (valor yield) es la fuerza inicial mínima para comenzar el movimiento de un plastisol debe controlarse para cada tipo de formulación, para que no gotee y no traspase la tela.
Dilatancia es una viscosidad aparente que aumenta al aumentar la fuerza cortante; a menor cantidad de plastificante, mayor dilatación. A altas velocidades de corte, se usa el reómetro Severs, que da valores en gramos de plastisol por cada 100 segundos.

También es importante considerar que al aplicar calor a una dispersión de PVC en plastificante (plastisol), la viscosidad se eleva gradualmente y el material se transforma en sólido. Existe una temperatura óptima de fusión (175°C) a la cual se logran las propiedades óptimas de elongación y tensión.

Resina en suspensión
Como resultados de la formulación de resinas en suspensión, se obtienen compuestos en forma de polvo seco, cuando se procesan gradualmente se transforman en un líquido viscoso de características no-newtonianas, aquí también existe una temperatura óptima de fusión a la cual el líquido obtiene sus propiedades de flujo más adecuadas para realizar la operación de transformación (160°C-180°C).

8. 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, tiene buena resistencia a los efectos del medio ambiente, principalmente al ozono.

9. Propiedades Eléctricas
Tiene gran poder de aislamiento eléctrico. Para medirlo se usa el método de resistividad volumétrica, que también permite controlarla.

10. Resistente y liviano
Su fortaleza ante la abrasión, bajo peso (1,4 g/cm3), resistencia mecánica y al impacto, son las ventajas técnicas claves para su elección en la edificación y construcción.

11. 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.

12. 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.

13. Longevidad
Es un material excepcionalmente resistente. Los productos de PVC pueden durar hasta más de 60 años como 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.

14. Seguridad

Debido al cloro que forma parte del polímero PVC, no se quema con facilidad ni arde por si solo y deja 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.

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