¿Qué es el Cloruro de Polivinilo (PVC)?

El policloruro de vinilo (PVC) es el polímero que ocupa el tercer lugar en el mercado de producción de plásticos a escala mundial, debido al gran número de compuestos y derivados que se pueden obtener de él.

Estructuralmente, el PVC es similar al polietileno, con la diferencia que cada dos átomos de carbono, uno de los átomos de hidrógeno está sustituido por un átomo de cloro. Es producido por medio de una polimerización por radicales libres del cloruro de vinilo (fórmula química CH 2 =CHCl).

La resina que resulta de esta polimerización es la más versátil de la familia de los plásticos; pues además de ser termoplástica (bajo la acción del calor se reblandece, y puede moldearse fácilmente; al enfriarse recupera la consistencia inicial y conserva la nueva forma), se pueden obtener productos rígidos y flexibles.

El PVC, es una combinación química de carbono, hidrógeno y cloro. Sus materias primas provienen del petróleo (en un 43%) y de la sal común, recurso inagotable (en un 57%). Es el plástico con menos dependencia del petróleo, En este momento solo el 4% del consumo total del petróleo se utiliza para fabricar materiales plásticos y de ellos, únicamente una octava parte corresponde al PVC.

Existen dos tipos de cloruro de polivinilo, el flexible y el rígido. Ambos tienen alta resistencia a la abrasión y a los productos químicos.

El PVC flexible o también llamado plastificado, constituye el 50% de la producción. En este tipo de PVC, se emplea un polímero de suspensión o masa y aditivos que hacen procesable el material como son plastificantes que imparten al producto terminado flexibilidad, dependiendo de la proporción del plastificante usado. Este tipo de PVC es destinado para hacer manteles, cortinas para baño, muebles, alambres y cables eléctricos, tapicería de automóviles, etc.

El PVC rígido utiliza un polímero o resina de PVC de suspensión o masa y que se encuentra integrado con un gran número de aditivos como modificadores de flujo, de impacto, estabilizadores, colorantes, entre otros, pero que no contiene plastificantes que modifiquen la flexibilidad del material. Se usa en la fabricación de tuberías para riego, juntas, techado, botellas, y también en partes de automóviles.

La formula del PVC es:

Algunas propiedades del PVC hacen que ocupe un lugar privilegiado dentro de los plásticos, estos son: es ligero, inerte, inocuo, resistente al fuego (no propaga la llama), impermeable, aislante (térmico, eléctrico y acústico), de elevada transparencia, fácil de transformar (por extrusión, inyección, calandrado, prensado, recubrimiento y moldeo de pastas), además de que es reciclable. Estos materiales pueden estirarse hasta 4.5 veces su longitud original, tiene densidad de 1.3 a 1.6 g/cm 3 .

Las resinas de PVC se pueden producir mediante cuatro procesos diferentes: Suspensión, Emulsión, Masa y Solución.

Suspensión: Es el método más empleado, con él se obtienen homopolímeros y copolímeros. El proceso se lleva a cabo en reactores de acero inoxidable por el método de cargas. En la producción de resinas de este tipo se emplean como agentes de suspensión la gelatina, los derivados celulósicos y el alcohol polivinílico, en un medio acuoso de agua purificada. Los catalizadores clásicos son los peróxidos orgánicos. Este tipo de resinas tiene buenas propiedades eléctricas.

Emulsión: Se obtienen las resinas de pasta o dispersión, las que se utilizan para la formulación de plastisoles. Las resinas de pasta pueden ser homopolímeros o copolímeros; también se producen látices. En este proceso se emplean agentes surfactantes derivados de alcoholes grasos, con objeto de lograr una mejor dispersión y como resultado un tamaño de partícula menor. Dichos surfactantes tienen influencia determinante en las propiedades de absorción del plastisol. La resina resultante no es tan clara ni tiene tan buena estabilidad como la de suspensión, pero tampoco sus aplicaciones requieren estas características. El mercado de esta resina es de dos octavos del total de la producción mundial.

Masa: Se caracteriza por ser de “proceso continuo”, donde sólo se emplean catalizador y agua, en ausencia de agentes de suspensión y emulsificantes, lo que da por resultado una resina con buena estabilidad. El control del proceso es muy crítico y por consiguiente la calidad variable. Su mercado va en incremento, contando en la actualidad con un octavo del mercado mundial total.

Solución: Se lleva a cabo precisamente en solución, y a partir de este método se producen resinas de muy alta calidad para ciertas especialidades. Por lo mismo, su volumen de mercado es bajo.

Actualmente en el mercado se puede encontrar una amplia variedad de productos de PVC acorde a requerimientos de la industria y del usuario.

• Películas para envasado de productos medicinales, desde películas monocapas hasta películas con altas barreras y laminados para proteger productos farmacéuticos. Envases para plasma, suero y sangre.

• Filmes y láminas para el envasado de productos electrónicos que requieren condiciones de protección específicas.

• Filmes y láminas para el envasado de diversos productos como pilas, lámparas eléctricas, cámaras fotográficas, herramientas, productos para el hogar, productos de cosmética.

• Bandejas y tapas termoformadas, para el envasado de alimentos.

• Filmes termocontraíbles, para etiquetado de botellas, frascos, cápsulas para botellas de vino o envases con protección de evidencia de apertura.

• Filmes y películas destinadas al envasado de alimentos.

• Cuerpos huecos (garrafas, bidones, botellas, frascos), translúcidos u opacos y coloreados; con amplia diversidad de diseños y formas, con asas o sin ellas.

• Industria de la cosmética: botellas, frascos, cremas, jabones, etc.

• Industria química y de limpieza: envasado de productos químicos como alcoholes, aguarrás o para artículos de limpieza como detergentes, ceras, aceites, desengrasantes, agua de lavandina, etc., en diferentes tipos de envases.

Estadísticamente el PVC es utilizado a nivel mundial en un 55% del total de su producción en la industria de la construcción. El 64% de las aplicaciones del PVC tienen una vida útil entre 15 y 100 años, y es esencialmente utilizado para la fabricación de tubos, ventanas, puertas, persianas, muebles, etc.

Un 24% tiene una vida útil entre 2 y 15 años (utilizado para electrodomésticos, piezas de automóvil, mangueras, juguetes, etc.).

El resto -12%- es utilizado en aplicaciones de corta duración, como por ejemplo, botellas, tarros, film de embalaje, etc., y tiene una vida útil entre 0 y 2 años. La mitad de este último dato (un 6%) es utilizado para embalaje, razones por las que el PVC se encuentra en cantidades muy pequeñas en los Residuos Sólidos Urbanos (RSU): tan sólo el 0,7%.

Historia

El policloruro de vinilo fue accidentalmente descubierto al menos en dos ocasiones en el siglo 19. La primera vez en 1835, el cloruro de vinilo fue sintetizado en un laboratorio, por Justus von Liebig. Cuatro años más tarde, Víctor Regnault publicó sus observaciones sobre la aparición de un polvo blanco que se formaba cuando una ampolla cerrada, conteniendo cloruro de vinilo era expuesta a la luz solar.

Posteriormente, en 1912, Fritz Klatte descubre la base para la producción industrial del PVC. Ocho años después, EUA elabora el primer producto comercial de PVC. Una década más tarde, la industria alemana comienza su producción. Para 1940, la comercialización comienza en Inglaterra. En 1950, se inicia la producción y el comercio de productos de PVC en Argentina. Hacia finales de 1930, B.F. Goodrich y General Electric desarrollaron en los Estados Unidos una formulación de PVC plastificado para su utilización como aislante eléctrico en cable y alambre.

En México, se comercializa el PVC desde 1947. En 1953 y 1955 se instalaron las primeras plantas productoras de esta resina en el país, sin embargo el mayor desarrollo tecnológico y la comercialización a nivel internacional se dio con el comienzo de la década de los ochenta.

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Fuentes e información complementaria:

http://www.aniq.org.mx/provinilo/pvc.htm
http://www.amiclor.org/opciones/info_pvc.shtml#plasflex
http://en.wikipedia.org/wiki/Polyvinyl_chloride
http://www.infojardin.net/glosario/clamidospora/cloruro-polivinilo-pvc.htm
http://omega.ilce.edu.mx:3000/sites/ciencia/volumen1/ciencia2/39/html/sec_16.html
http://pixelwebworks.com/grupolacity/proyecto_del_mes.htm
http://www.pslc.ws/mactest/pvc.htm

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Estándares de calidad en agua grado reactivo

La calidad del agua de uso en el laboratorio o en aplicaciones donde se requiere de agua con un contenido mínimo de impurezas, puede ser establecida en base a diferentes normas o criterios, dependiendo de la institución u organismo que establece los estándares.

La industria de componentes electrónicos, las asociaciones medicas, la industria farmacéutica, etc., establecen sus propios criterios de calidad que aunque son muy similares, difieren entre si. La ASTM (American Society for Testing and Materials), es la institución más reconocida y que se dedica específicamente al establecimiento de estándares o valores guía para la calidad del agua con estas características.

Los estándares establecidos, determinan la calidad del agua por su conductividad que se expresa en micosiemens por centímetro (mS/cm) es una medida indirecta del contenido de sales que contiene el agua. La resistividad es lo inverso y sus unidades para el agua de alta pureza son megaohms (MW).

El agua químicamente pura tiene una conductividad de 0.056 mS/cm o 18 MW. Este es el máximo grado de pureza que se puede obtener y es el agua Tipo I de acuerdo a los estándares de la ASTM.

Otros parámetros que caracterizan el tipo de agua son el pH, el carbono orgánico total, sodio, cloruros y sílice.

De estos parámetros los que son más fáciles de medir y de controlar es la conductividad o la resistividad, los cuales se miden con un conductímetro.

El pH no es un parámetro de calidad del agua ya que medir el pH al agua de alta pureza no es fácil y se requiere de un electrodo especial o se debe agregar sales al agua para poder establecer una diferencia de potencial entre el electrodo y la solución.

La sílice si es muy importante como parámetro de calidad del agua, ya que adicionalmente a la conductividad, la presencia de sílice, no afecta la calidad del agua, sino que la sílice se encuentran en solución como ácido silícico que se disocia de la siguiente manera:

H2SiO4   Þ H+ + HSiO3-

El ácido silícico tiene una constante de disociación muy pequeña, por lo que no se disocia fácilmente,

Si el agua se trata con una resina catiónica/aniónica, el HSiO3- se adhiere a la resina y es removido. La ausencia o presencia mínima de ácido silícico, es evidencia de que el agua es de alta pureza ya que este ión es el más persistente.

Clasificación del agua de acuerdo a su calidad fisicoquímica

NL: No hay límite establecido

Clasificación del agua de acuerdo a su calidad microbiológica

También el agua es clasificada de acuerdo a su calidad microbiológica, como agua tipo A, B y C

¿Qué calidad de agua requiero?

El agua que se debe emplear en laboratorio esta en función de los criterios de calidad del usuario, Para preparación de soluciones de laboratorios como: soluciones de titulación, soluciones buffer, para lavado de material de vidrio, etc. el agua empleada puede ser tipo IV y en lo referente a calidad microbiológica Tipo C.

Para trabajos de determinación de metales traza el agua Tipo I, con calidad microbiológica Tipo B, cumpliría las expectativas.

Para biología celular y cultivo de tejidos, pudiese requerirse agua Tipo I, con calidad microbiológica Tipo A.

¿Qué procesos de tratamiento de agua deben implementarse para obtener agua de alta pureza?

La obtención de agua ultrapura no puede obtenerse con un solo proceso, se requiere la combinación de más de uno de ellos para lograr la calidad deseada tanto en lo fisicoquímico como en lo microbiológico. Como complemento se requiere de un tratamiento continuo y reiterativo para preservar e incrementar su calidad.

Una forma de lograrlo, es filtrando el agua de la red de suministro en filtros de sedimentos y de carbón activado, para eliminar partículas y el cloro residual. Esta agua pasa a una unidad de osmosis inversa donde se eliminan las sales disueltas con una eficiencia de 95-98%.

La remoción de sales por una membrana de osmosis inversa no es suficiente si el agua que se pretende producir es de calidad I, II o III, por lo que el producto de la osmosis pasa a un lecho mixto de resinas catiónicas/aniónicas, mezcladas entre si en forma tal que los equivalentes de cada resina son los mismos.

El agua que sale de este lecho de resinas mixtas no necesariamente cumple con los estándares de calidad y es conveniente reciclar y pasar continuamente el agua a través de la resina mixta. Esto no solo incrementa en cada paso su calidad, sino que también, el agua almacenada pierde sus cualidades, por lo que el reciclado continuo es muy conveniente.

Eventualmente la resina de pulido se satura y es necesario su cambio por resina nueva. Este cambio de resina se debe hacer a criterio del usuario, estableciendo el mismo sus límites de calidad en el agua de consumo.

Si el agua producto no se emplea continuamente y se almacena por periodos, no solo disminuye su calidad fisicoquímica, sino también microbiológica.

Cuando el agua circula, se intercala una lámpara UV de 254 nm para desinfección del agua y una segunda lámpara UV de 185 nm para destrucción de la materia orgánica al nivel de trazas que siempre se genera cuando el agua está en contacto con la resina mixta y demás componentes del equipo.

Esta configuración produce agua de optima calidad en sus parámetros fisicoquímicos y microbiológicos, agua de calidad tanto para determinación de metales a niveles ultratraza, y libre de carbono orgánico residual y otros componentes químicos que causan señales no deseadas en sus equipos de cromatografía o en sus pruebas bioquímicas

Proveedores de sistemas para obtención de agua ultrapura

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Festa-Hidrogel es una empresa cuyo giro principal es en el tratamiento y acondicionamiento de aguas potables y residuales. Dentro de sus principales divisiones se encuentra el de sistemas para obtención de agua ultrapura, que es necesario cuando se demanda agua con un mínimo de sales y compuestos similares que disminuyen su grado de pureza.

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