Policloreto de Vinilina (PVC)
Fabricação e Características
Um plástico tão nobre, com inúmeros usos e aplicações, só poderia ser originário, na maior parte de sua composição, de um local igualmente nobre, o mar.
O PVC contém 57% de cloro (derivado do cloreto de sódio – sal de cozinha) e 43% de petróleo.
Através da eletrólise (passagem de uma corrente elétrica pela água salgada) obtém-se o cloro e a soda cáustica.
O petróleo ao ser refinado, desde a destilação do óleo cru, passa por várias etapas até chegar ao etileno.
Ao se reagirem, o cloro e o etileno, ambos em fase gasosa, dão origem ao DCE (dicloro-etano), representado quimicamente pela equação :
C2 + H4 (etileno) + CL2 (cloro) = 2H4CL2 (1,2-dicloroetano)
e por um processo em um circuito fechado, o DCE sofre uma transformação e obtem-se o MVC, também em estado gasoso, representado por :
C2H4CL2 (DCE) = 2h2CL (monômero cloreto de vinila) + HCL
Finalmente, através do agrupamento destes monômeros, mais conhecido como processo de Polimerização, formam-se os polímeros, moléculas gigantes de Policloreto de Vinila, o nosso conhecido PVC.
A resina de PVC é um pó muito fino na cor branca e totalmente inerte. Com a adição de plastificantes, estabilizantes, pigmentos, modificadores ou aditivos de uma maneira geral, chega-se ao composto de PVC que, em função do tipo de aplicação a ser utilizado, emprega um ou vários dos componentes citados.
Como características principais podemos citar:
- Leve, com pêso específico variando de 1,30 a 1,70 g/cm³
- Versátil, em função dos vários processos em que pode ser utilizado
- Resistente ao fogo, não propaga as chamas – auto-extinguível
- Inerte, não possuí cloro livres na sua fabricação final
- Isolante, térmico, elétrico e acústico
- Impermeável, resiste bem a diversos gases e líquidos
- Resistente, possuí uma resistência boa a choques
- Durável, em função do produto fabricado pode chegar a 50 anos
Reciclável, adequando-se perfeitamente a grande preocupação de nosso planeta, que é a reciclagem de materiais plásticos.
Com todos estes predicados o PVC se adequa a vários usos dentro do enorme mercado de plástico mundial, servindo inclusive como índice de desenvolvimento de um País. O seu uso diversificado aplica-se a vários tipos de indústria: construção civil, saúde, eletroeletrônicos, calçados, brinquedos, automóveis, aviação, alimentação e embalagens.
Processos de transformação
Componentes
Conforme a utilização final do produto de PVC são agregados aditivos e outros componentes para se obter as características necessárias. De acordo com os tipos empregados teremos características diferentes:
Estabilizantes: protegem o PVC contra a degradação do calor e da luz.
Plastificantes: dão ao PVC flexibilidade.
Lubricantes: os internos reduzem a viscosidade do PVC fundido. Os externos impedem a aderência e retardam a solidificação.
Cargas: melhoram as propiedades mecânicas e reduzem o custo.
Pigmentos: dão ao PVC a coloração desejada, a opacidade e a proteção contra os raios Ultra Violetas.
Calandragem
As calandras são máquinas com cilindros superpostos, alternados entre metálicos e borrachas, e podem diferir em função do tipo de uso a que se destinam.
Com a mistura de PVC e outros componentes tais como: aditivos, estabilizantes, pigmentos, etc... , alisando-se e comprimindo-se esta mistura, produz-se uma massa que passa por um conjunto de pares de rolos aquecidos, denominados de Calandra, produzindo-se um filme único na espessura e características desejadas.
No final este filme passa por um cilindro de gravação onde irá receber os detalhes de acabamento de sua superfície.
A Calandra com seus cilindros de aço, com uma superfície endurecida, sofre e recebe pressão da 'massa' plástica amoldando-a e transformando-a em um filme de PVC.
O PVC calandrado possuí diversos tipos de acabamento em função do cilindro de gravação que faz o papel de um 'negativo', obtendo-se no filme de PVC o 'positivo' da gravação do cilindro.
Extrusão
Processo de transformação de termoplásticos que consiste em empurrar o material a ser moldado através de uma matriz de extrusão. Os materiais plásticos são misturados conforme o produto final a ser fabricado e colocados na extrusora que irá empurrá-los até a matriz de extrusão.
A extrusora é uma máquina que, como princípio geral, possuí uma entrada de material chamada de funil de alimentação, vindo em seguida um corpo formado por um cilindro dentro do qual gira um parafuso sem fim, e uma cabeça que serve de suporte para a matriz de extrusão.
Pode se fazer com que o termoplástico, na saída da extrusora passe por cilindros de gravação, onde receberão o acabamento necessário a sua utilização.
Na maioria das vezes, como processo final da transformação, o produto final é cortado ou enrolado.
Injeção
A injeção é um processo de moldagem de materiais plásticos (termoplásticos e termofixos), onde o material é fluidificado por aquecimento e a seguir injetado em um molde de uma ou mais partes. Na injetora existe um conjunto denominado de rosca-pistão, onde o plástico é fluidificado para ser injetado no molde. A cavidade do molde é essencialmente o negativo da peça a ser produzida. A cavidade se enche de plástico sob grande pressão e sofre um resfriamento indo para o estado sólido, quando finalmente a peça é expulsa da cavidade, resultando no produto final.
As pressões aplicadas neste processo podem variar de 5000 a 20.000 psi, e por este motivo o molde é seguro e fechado durante a injeção e resfriamento, com forças medidas em toneladas.
Este processo permite produzir peças com uma grande precisão com tolerâncias de medidas muito pequenas.
Esta precisão é alcançada com a elaboração de moldes específicos e, utilizando-se o plástico adequado ao produto que se deseja produzir. Normalmente estes moldes são fabricados em aço endurecido, com um ciclo de produção alto, ou em alumínio, ou em outros materiais, quando o ciclo de produção não fôr grande.
Por este motivo torna-se um processo caro quando a quantidade de peças não fôr grande, só ficando viável quando se produz uma grande quantidade de peças que compense os custos do molde.
Sopro
A principal utilização deste processo se encontra na fabricação de garrafas e recepientes plásticos, que é o principal mercado do sopro. O polímero fundido proveniente de uma extrusora é expulso de uma fenda onde está o molde do recepiente a ser utilizado.
Neste momento um fluxo de ar prevíamente dimensionado é 'soprado' para dentro do molde herméticamente fechado, fazendo com que o polímero assuma a forma do mesmo.
Uma vez em contato com a parede fria do molde, o plástico se solidifica e se ajusta a todas as paredes do mesmo, então o molde é aberto e a garrafa amoldada é retirada ou expulsa.
Existem diversos tipos de máquinas de sopro com diferenciações entre o tipo de recepiente e o volume de produção.
Formas de apresentação
Filmes de PVC
Calandrados ou Extrusados
Com certeza estes produtos têm uma ampla utilização, ficando quase impossível descriminar todas, pois o filme de PVC, calandrado ou extrusado, permite uma infinidade de aplicações e é fácil entender porque. Tendo como princípio que o PVC pode apresentar diversas formas de gravações, flexibilidade, resistência mecânica, textura, espessura e cores, consegue-se empregá-lo em vários usos.
Normalmente apresentam-se em laminas contínuas, em geral na largura padrão de 1,38 a 1,40 mt., podendo-se separá-los conforme tipo de uso ou até mesmo uma classificação em : flexíveis, semi-rígidos e reforçados.
Flexíveis
Consiste na lamina originária da calandra ou extrusora, possuíndo uma superfície gravada e a outra lisa, por ex : para se obter um material gravado como a “camurça” ( que lembra um tecido camurçado ) emprega-se um cilindro gravado com esta gravação. Para se fazer um material “cristal” ( transparente como o vidro igual a foto acima ) emprega-se um cilindro espelhado que dará este resultado.
Estes filmes podem ser feitos para uso final, ou como base para outros produtos, tais como : estampados, reforçados e outros.
Quando se destinam ao produto final já são feitos na côr e espessura necessárias.
Para vinil adesivo já se encontram prontos para serem impregnados com uma cola vínilica, que irá aderir a vários tipos de superfícies, amplamente utilizados na comunicação visual em out-doors, banners e outros subestratos.
Semi-Rígidos
Por possuír uma maior 'dureza' que os flexíveis são empregados em usos onde se precisa mais rigidez no produto final confeccionado com este PVC.
Em embalagens que precisam ser maleáveis e ao mesmo tempo “encorpadas” são amplamente empregados, por exemplo : embalagem de cobertores e outros confeccionados de grande volume ou peso.
Na confecção de brindes, pastas e artigos de papelaria, o semi-rígido é muito utilizado, pois também amolda o produto final.
Reforçados
Quando necessita-se aumentar a resistência do filme de PVC para determinados usos, acopla-se ao mesmo, em um dos lados ou no meio de dois filmes fazendo-se um “sanduiche”, uma trama que pode ser um tecido sintético ( nylon ) ou simplesmente um fôrro.
Desta forma o conjunto do filme, mais o tecido, garantem um ótimo produto para costuras como lonas, materiais para confecção de roupas, acessórios, e estofamento de móveis, a conhecida Napa e Courvin.
O filme com tecido acoplado no meio, as lonas em geral, são muito usadas em comunicação visual na confecção de out-doors e banners, podendo também ser empregados em toldos e coberturas pois são resistentes às intempéries.
Chapas e Bobinas
Calandradas - Extrusadas
Também são filmes de PVC mas apresentam-se em bobinas e chapas planas. Têm uma resistência mecânica superior ao filme flexível e uma maior dureza.
No caso de bobinas, em geral transparentes (cristais), são fabricadas em qualquer largura pois destinam-se para o processo de vacuum-forming e blisters, mas comercialmente encontra-se nas larg. de 400 mm, 550 mm e 650 mm.
As chapas possuem dois tamanhos, sendo o pequeno igual a 62 por 122 cms, e as grandes 122 por 225 cms, que são medidas padronizadas de mercado.
Em ambos os casos variam sua espessura em função do seu emprego, indo de 0,15 mm até 5.000 mm ou superior.
Tubos e Perfis
Empregados largamente na Construção Civil apresentam-se em vários diamêtros e espessuras, principalmente na execução de instalações hidraúlicas e elétricas das construções.
Os perfis podem ser feitos em qualquer formato em função do seu emprego.
Peças Técnicas
Extrusão, Injeção e Sopro
Desde uma minúscula peça em um equipamento de saúde até grandes recepientes como um tanque de combustível de um automóvel, encontramos o PVC empregado através dos processos de transformação descritos acima.
Como já dissemos suas propriedades permitem que se façam vários produtos e, de uma maneira genérica, podemos dizer que se apresentam como “Peças Técnicas”.
Usos e aplicações
Por ser muito versátil o PVC pode ser empregado em uma gama muito grande de produtos e, com certeza, neste momento, você terá bem próximo de suas mãos algum objeto feito em parte, ou em todo de PVC.
Não é nossa intensão enumerar todos os usos do PVC, nem fornecermos todas as características técnicas de cada uso, mas sim ressaltar os principais deles e aumentar o seu conhecimento sobre os produtos que podem ser feitos com ele.
Construção Civil
No Brasil é amplamente utilizado em confecções de tubulação hidraúlica e elétrica, além de vários componentes elétricos e esquadrias. Na Europa e USA faz parte de construções residenciais e comerciais, empregado em módulos de esquadrias, grades, murais além das mesmas empregadas aqui.
Cada vez mais vem substituíndo com rapidez e facilidade de instalação sistemas convencionais de alvenaria e cimento, resultando mais em conta em função do aumento do custo da mão-de-obra das formas tradicionais.
Automovéis
Empregado em vários acabamentos internos, desde a confecções de painéis, revestimento de laterais e teto, e perfis de encaixes. Emprega-se também nas peças e cabos elétricos.
Embalagens
O PVC rígido moldado pelo processo de “vaccum forming” confere excelente uso para embalagens de alimentos por ser totalmente transparente, permitindo a visualização total do produto.Também é muito utilizado na embalagem de remédios, “blisters”, onde têm a principal função de uma embalagem, que é mostrar o produto final, além de conferir uma proteção mecânica contra elementos nocivos aos remédios tais como umidade e gases.
Na forma de filmes flexíveis o PVC também é muito empregado, pois é totalmente inerte podendo ficar em contato com alimentos e outros produtos, como a película estícavel que encontramos em supermercados para acondicionar produtos.
Móveis e confeccionados
Os laminados reforçados de PVC encontram-se em diversos tipos de móveis, principalmente em estofados, porque possuem resistência graças a trama do tecido acoplado a ele, e um belo acabamento com diversos tipos de gravações, cores e estapagem.
Nos confeccionados encontramos um laminado reforçado de PVC que possuí um toque muito macio, lembrando muito o couro natural, e por este motivo denominado de “couro sintético”.
Além destes , o laminado simples de PVC é empregado na confecção de vários tipos de roupas especiais tais como: aventais, capas de chuva, calça plástica infantil e hospitalar, sendo feitas em um laminado com extrema maciez e um toque muito suave, especialmente fabricado para esta finalidade.
Diversos
Encontramos ainda vários setores onde o PVC é empregado:
Agricultura: confecção de canais de irrigação, mangueiras, armazéns de estocagem...
Brinquedos: bolas, carrinhos, bonecas de vários tipos, todos injetados. Os laminados em geral são empregados em infláveis e detalhes de acabamento e acessórios.
Papelaria: capas de pastas e livros, réguas de precisão, agendas, calendários, envelopes plásticos...
Decoração: estofados de uso em piscina e praia, cadeiras, mesas, guarda-sol e almofadas.
Diversos
Queremos completar nossa abordagem mostrando algumas técnicas que são utilizadas tendo o PVC como base para as mesmas, e que muitas vezes complementam o produto final feito com ele.
Vacuum Forming
Largamente utilizado na confecção de embalagens e peças técnicas. O vacuum forming consiste em “aspirar” uma lâmina de termoplástico , aquecida até um estado maleável, para dentro de um molde através do vácuo formado dentro do molde do produto que se deseja fabricar.
Primeiramente é feito uma fôrma modelo, do produto que será moldado, com o uso de um produto que resista a temperatura do processo, utilizando-se em muitos casos o epóxy para este fim.
Furos são feitos na forma modelo, além dos que já existem máquina de vacuum forming, e fixa-se na estrutura da mesma, ficando pronto para receber o termoplástico.
O termoplástico sofre um aquecimento adequado ao tipo do produto que se vai fabricar, em função da espessura do plástico e do tamanho da peça, e é colocado na cavidade para ser moldado. Quando o vácuo é aplicado no conjunto o plástico é “puxado” para dentro do molde, aderindo a todas as partes do mesmo.
Após o resfriamento a peça é retirada e cortada, tomando a forma definitiva do molde, ou seja, do produto final.
Na indústria farmacêutica utiliza-se uma técnica semelhante para fabricação de embalagem de remédios, só que em vez de vácuo, usa-se um jato de ar que empurra o plástico para dentro do molde, conhecido como “blister”.
O vacuum forming é amplamente utilizado para confecção de várias peças plásticas além de embalagens a gaveta de verduras de sua geladeira certamente foi produzida através desta técnica.
Solda Eletrônica
A “solda dielétrica” é a melhor maneira de emendar ou confeccionar produtos plásticos que possuam moléculas polares, como o PVC, náilon e outros.
O príncipio físico chamado “perdas dielétricas”, pelo qual um isolante ( plástico ) dissipa energia quando é submetido a ação de um campo elétrico alternado, é empregado na máquina de solda também chamada de alta frequência ou rádio frequência.
A energia dissipada neste processo esquenta o plástico até a sua fusão, e com a pressão que a máquina exerce sobre o eletrodo e o plástico ocorre a solda do mesmo.
Pode-se criar diferentes tipos de eletrodos com as mais variadas formas, permitindo-se além de soldar lâminas plásticas , executar o corte e o acabamento do produto final.
O processo de solda eletrônica é utilizado na confecção de peças que vão desde pequenas agendas de telefone até grandes lonas para coberturas.
Silk-Screen - Serigrafia
Técnica conhecida desde o século VIII na China , foi amplamente utilizada no pós guerra por vários artistas, pois permite fácilmente transpor fotografias e ilustrações.
Sua aplicação comercial consiste na gravação de imagens e desenhos em vários tipos de materiais tais como : tecidos, plásticos papel , etc ...
Através de uma tela de nylon, em alguns casos usa-se a tela de sêda, deixa-se livre a parte que se deseja imprimir obturando-se ( bloqueando ) o resto da mesma, sendo esta etapa preparada por um processo fotográfico.
A tela pronta é fixada em um quadro rígido e colocada sobre a superfície do material a ser impresso, e com um “rodo”ou “puxador” espalha-se a tinta que passa através da trama da tela, imprimindo no material a figura desejada.
Para cada cor utilizada na figura a ser impressa repete-se esta passagem até que a mesma fique completa.
A tinta deve ser específica em função do material a ser impresso, no caso do PVC utiliza-se a tinta vínilica.
Rotogravura
Técnica descoberta em 1852 por William H. F. Talbot. Talbot entalhou a figura de uma folha de árvore numa chapa de aço utilizando um pedaço de pano preto entre a folha e uma camada fotossensível. Nesta experiência ele percebeu que se formaram alvéolos ( covas ) de diferentes profundidades correspondente a trama do tecido.
Anos mais tarde o tecido foi substítuido por duas folhas de vidro com linhas paralelas e colocadas perpendicularmente, imitando a trama do tecido. Esta técnica de impressão por entalho foi chamada de rotogravura.
Desta forma consegue-se criar cilindros revestidos com chapas de aço, que são estampados com as figuras desejadas sempre como um “positivo” de um filme do que se vai imprimir.
Estes cilindros são colocados em máquinas rotativas e ficam semi-mergulhados num cocho com tinta de secagem rápida, tendo logo após uma lâmina que retira o excesso de tinta, de tal forma que quando o laminado plástico é pressionado contra o cilindro apenas a tinta que está dentro dos alvéolos ( covas do desenho a ser impresso ) penetra no plástico, fazendo a gravação da imagem no mesmo.
Como podemos ter alvéolos de diferentes profundidades que seguram quantidades diferentes de tinta, podemos ter uma variação de tons muito grande, permitindo imprimir fotografias e figuras perfeitamente.
A maioria dos plásticos estampados são feitos por este processo, imprimindo-se sobrê um laminado liso qualquer tipo de figura.
Fonte: www.plasticoscarone.com.br
