¿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

Soluciones farmacéuticas (primera parte)

El estudio de soluciones farmacéuticas es esencial para el farmacéutico y puede ser, ocasionalmente, algo complejo. Además de considerar la conveniencia terapéutica de la droga, el farmacéutico debe considerar muchos factores con respecto a los aspectos químicos y físicos del producto. ¿Es la droga soluble en un solvente aceptable? ¿Es químicamente estable en la solución y por cuánto tiempo? ¿Son dos o más solutos químicamente y físicamente compatibles en la solución? ¿Cómo afectarán al producto los cambios en temperatura, pH o exposición ligera? ¿El producto se debe preservar, proteger, o dar sabor y cómo? ¿Cómo debe el producto ser empaquetado y almacenado?
Muchas soluciones orales no se producen comercialmente porque son inestables o tienen una vida de anaquel corta o se utilizan en una población paciente tan pequeña que son improductivas para producirse comercialmente.

DEFINICIÓN

Una solución es un sistema termodinámico estable, monofásico integrado por 2 o más componentes, uno de los cuales se disuelve totalmente en el otro. La solución es homogénea dado que el soluto (o componente dispersado) se dispersa a través del solvente en partículas de tamaño molecular o iónico. En su definición más amplia, una solución es una mezcla homogénea de sólidos, líquidos, y/o de gases. En lo sucesivo se restringirá nuestra definición de soluciones farmacéuticas a aquéllas integradas por un sólido, un líquido, o un gas disuelto en un solvente líquido.

La asignación de los términos soluto y solvente es arbitraria. Generalmente, el soluto es el componente presente en cantidad más pequeña y el solvente es el componente mayor en cantidad y líquido. Los solutos farmacéuticos pueden incluir componentes de la droga, agentes saborizantes, colorantes, conservadores y estabilizadores o sales buffer (tampón). El agua es el solvente más común para las soluciones farmacéuticas, pero el etanol, la glicerina, el glicol del propileno, el alcohol isopropílico y otros líquidos también se pueden utilizar dependiendo de los requisitos del producto. Para ser un solvente apropiado, el líquido debe disolver totalmente la droga y otros ingredientes sólidos en la concentración deseada, debe ser no tóxico y caja fuerte para la ingestión o el uso tópico, además de estéticamente aceptable al paciente en términos de aspecto, aroma, textura, y/o gusto.

CLASIFICACIÓN EN FUNCIÓN DE LA SOLUBILIDAD

La solubilidad de una droga es la expresión de la cantidad de la misma que se pueda mantener en la solución en un solvente dado a una temperatura y presión dadas. Se expresa generalmente como el número de los mililitros del solvente requeridos para disolver 1 gramo de la droga. Entender la solubilidad de una droga es crítico en la formulación de soluciones. Este asunto será cubierto con más profundidad en un último ejercicio.

Una solución saturada es la que contiene la cantidad máxima de soluto que el solvente es capaz de acomodar a temperatura y presión ambientales. La solución sobresaturada es la que contiene una cantidad más grande de soluto que aquélla que el solvente puede acomodar normalmente a esa temperatura y presión, por lo que queda soluto sin disolver. Generalmente se le obtiene preparando una solución saturada a una temperatura más alta, filtrando el exceso de soluto y reduciendo la temperatura. Las soluciones saturadas y sobresaturadas son poco estables y tienden a precipitar exceso de soluto bajo condiciones menos que perfectas (por ejemplo cuando está refrigerado o sobre la adición de otros componentes).

CLASIFICACIÓN EN FUNCIÓN DEL TAMAÑO MOLECULAR DEL SOLUTO

En ocasiones las soluciones se clasifican en función del tamaño molecular del soluto. Las soluciones micromoleculares consisten de moléculas o iones dispersos con tamaño de 1-10 A (peso molecular < 10.000). Las soluciones macromoleculares (peso molecular > 10,0000) presentan solutos en verdadera solución, pero el tamaño de las partículas de soluto es tan grande, que no pueden ser esterilizadas por filtración. Las soluciones son también muy viscosas, y se pueden utilizar como agente de espesamiento para otras formas de dosificación dispersas. Entre las soluciones macromoleculares más comunes se incluyen las que contienen acacia, metilcelulosa y otros derivados de la celulosa, y las que contienen proteínas tales como albúmina.

TIPOS GENERALES DE SOLUCIONES ACUOSAS

Las soluciones acuosas son las más frecuentes de entre las soluciones orales. Las drogas se disuelven en agua junto con cualquier conservador, o sal necesarias para el “buffering”. Al preparar soluciones farmacéuticas debe usarse siempre agua destilada o purificada.

Los siguientes son ejemplos de soluciones farmacéuticas acuosas:

- Jarabes: son soluciones concentradas, viscosas, azucaradas y acuosas que contienen menos de 10% de alcohol ( por ejemplo el jarabe USP, jarabe de cereza silvestre USP.)
- Aguas aromáticas: son soluciones saturadas de aceites volátiles en agua y que se utilizan para proporcionar un sabor o un aroma agradable, ( por ejemplo el agua de hierbabuena USP. )
- Mucílagos: son soluciones macromoleculares gruesas, viscosas producidas dispersando gomas vegetales en agua. Se utilizan comúnmente como agentes de suspensión o espesamiento (por ejemplo el mucílago del acacia o el de tragacanto).
- Ácidos acuosos: son soluciones acuosas diluídas de ácidos (generalmente < 10%), ( por ejemplo HCl diluido USP.)

USO FARMACÉUTICO DE SOLUCIONES

Las soluciones tienen una amplia variedad de aplicaciones en la industria farmacéutica para uso terapéutico, como vehículos para los productos orales, parenterales, tópicos, oticos, oftálmicos, y nasales. También se utilizan como excipientes, buffers, conservadores y como agentes de suspensión para una variedad de formas de dosificación líquida. Las soluciones concentradas en inventario sirven a menudo como componentes de productos preparados extemporáneamente. Las soluciones de prueba también desempeñan un papel importante en el análisis de productos farmacéuticos de todo tipo.