La función de los espumantes en la formulación del PVC

El PVC es el producto de la polimerización del monómero de cloruro de vinilo a policloruro de vinilo. La resina que resulta de esta polimerización es la más versátil de la familia de los plásticos; pues además de ser termoplástica, a partir de ella se pueden obtener productos rígidos y flexibles. A partir de procesos de polimerización, se obtienen compuestos en forma de polvo o pellet, plastisoles, soluciones y emulsiones.

En 1930 B.F. Goodrich Chemical descubre que el PVC absorbe plastificante y que al procesarse se transforma en un producto flexible. Este descubrimiento hizo posible el desarrollo comercial inicial. Posteriormente con el empleo de estabilizadores más adecuados se hizo posible el desarrollo del mercado del PVC rígido; estos dos importantes desarrollos permitieron que el PVC se convirtiera en el termoplástico más versátil e importante del mercado mundial.

Además de su gran versatilidad, el PVC es la resina sintética más compleja y difícil de formular y procesar, pues requiere de un número importante de ingredientes y un balance adecuado de éstos para poder transformarlo al producto final deseado.

Los espumantes o esponjantes son productos empelados para formar materiales con baja densidad y con efectos y propiedades celulares; muy usados en recubrimientos de tela para tapicería. Se emplean principalmente plastisoles, aunque también es posible elaborarlos a partir de calandreado con resina de suspensión.

Existen dos tipos de espumas para formulación de PVC; la química y la mecánica.

La primera usa un producto químico orgánico que a cierta temperatura desprende dióxido de carbono y forma la célula o burbuja. La espuma mecánica, se produce exclusivamente con plastisoles y consiste en bajar la tensión superficial a tal grado que con agitación enérgica se forma la espuma o burbuja deseada.

Para el espumado químico, comúnmente se emplea azodicarbonamidas y para el espumado mecánico se usan silicones. Existe también el PVC celular que es rígido y sigue similares principios de formulación aunque muy diferentes de proceso.

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Los Plastificantes para PVC

Como su nombre lo indica, los plastificantes se utilizan para impartir flexibilidad al PVC.

Los plastificantes son solventes de baja volatilidad que se incorporan en la formulación del PVC para impartirle propiedades elastoméricas de flexibilidad, elongación y elasticidad.

Los plastificantes son generalmente líquidos. Pueden ser ésteres dibásicos, alifáticos o aromáticos, diésteres glicólicos derivados de ácidos monobásicos, poliésteres lineales, glicéridos epoxidados e hidrocarburos aromáticos de monoésteres, así como hidrocarburos alifáticos clorados.

Cuando los plastificantes se formulan con homopolímeros de suspensión, se obtienen compuestos para producción de materiales flexibles. Cuando se combinan con resinas de pasta, dan plastisoles para producción de otros materiales también flexibles.

Los plastificantes se clasifican en función de su eficacia, permanencia, flexibilidad a baja temperatura, compatibilidad y poder de solvatación en plastisoles. Entre mayor sea la polaridad, cromaticidad o grado de ramificación, mayor será el poder de solvatación y compatibilidad del plastificante.

Buenas características de flexibilidad a baja temperatura se obtienen con plastificantes que sean inferiores en solvatación y compatibilidad.

El DOP, el DIDP y el DINP son empleados como plastificantes generales y para aplicaciones especiales se usan DIP, BBP, TOTM, DOA, etc.

Los epoxidados son plastificantes especiales en su género pues formulados en bajas proporciones, imparten buenas propiedades a baja temperatura y estabilidad térmica a largo plazo.

Para que un plastificante sea efectivo es muy importante que este sea soluble o miscible en el polímero o al menos, que sea compatible, por lo tanto es necesario que el polímero y el plastificante posean parámetros de solubilidad similares.

Algunos de los parámetros de solubilidad de los plastificantes más comunes:

Mucho se ha hablado de la toxicidad de los plastificantes y el 24 de Abril de 2006 la Unión Europea (UE) confirmó que dos de los plastificantes más comúnmente utilizados no están clasificados como peligrosos y que su uso actual no plantea ningún tipo de riesgo para la salud humana ni para el medio ambiente.

La publicación en el Boletín Oficial de la UE de los resultados de las evaluaciones de riesgos efectuadas acerca del ftalato de diisononilo (DINP) y del ftalato de diisodecilo (DIDP) marca el final de un proceso de 10 años de exhaustiva evaluación científica por parte de los organismos reguladores y aporta la confirmación de la inocuidad para los usuarios en toda Europa.

"Después de estas rotundas conclusiones de la Unión Europea, los consumidores industriales pueden seguir utilizando el DINP y de DIDP con la máxima confianza" manifestaba el Dr. David Cadogan, Director del Consejo Europeo de Plastificantes y Productos Intermedios (The European Council for Plasticisers and Intermediates, ECPI).

Tras la reciente adopción de la normativa de la UE por lo que respecta a la comercialización y el uso del DINP y el DIDP en juguetes y artículos para cuidados infantiles, las conclusiones de las evaluaciones de riesgos publicadas el pasado día 13 de abril en el Boletín Oficial de la UE establecen de una forma clara que no hay necesidad alguna de establecer medidas adicionales para regular la utilización del DINP y del DIDP.

Los resultados de la evaluación de riesgos correspondientes al plastificante de menor utilización, el ftalato de dibutilo (DBP), también han sido publicados en el Boletín Oficial de la UE. Como resultado de la evaluación, se van a adoptar medidas dentro del marco de la Directiva IPPC (96/61/EC) y de la Directiva sobre Exposición Laboral (98/24/EC).

Los ftalatos son los plastificantes más utilizados en el mundo. Se trata de una familia de sustancias que se utiliza desde hace más de medio siglo, principalmente para hacer que el policloruro de vinilo (PVC) resulte blando y flexible. Aportan ventajas a muchos de los productos utilizados en importantes aplicaciones industriales, comerciales, institucionales y de gran consumo. Dichas aplicaciones incluyen cables subterráneos y submarinos, cableados eléctricos, materiales para la edificación y la construcción, recubrimientos protectores para los bajos de las carrocerías de automóvil, aplicaciones médicas y hospitalarias, recubrimientos de suelos en viviendas y edificios públicos, etc.

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Usos y aplicaciones del carbonato de calcio

El carbonato cálcico o carbonato de calcio es el producto obtenido por molienda fina o micronización de calizas extremadamente puras, por lo general con más del 98.5% de contenido en CaCO3.

La Asociación de Productores de Caliza Pulverizada de Estados Unidos (PLA), lo define como un producto procedente de la molienda de caliza o dolomía con una pureza mínima del 97% y un tamaño de grano inferior a 45 mm. En idioma inglés se le conoce por GCC (ground calcium carbonate), en contraposición con el carbonato cálcico artificial, o PCC (precipitated calcium carbonate).

En Europa no se considera como tal el producto procedente de las dolomías, por lo que las materias primas para la fabricación de carbonato cálcico son calizas, mármol o cretas.

Las aplicaciones industriales del Carbonato de Calcio son incontables.

En términos generales se utiliza como carga para papel (en sustitución del caolín) y plásticos (mejora la velocidad de extrusión y las propiedades mecánicas del plástico), en la industria química básica, en la de pinturas y adhesivos, en la del vidrio, cerámica, para cosmética y en la industria farmacéutica. En las industrias agropecuarias se utiliza para alimentación animal y para el refino de azúcar.

El carbonato cálcico compite ventajosamente con otros minerales utilizados para cargas, por su precio mucho más bajo que la sílice micronizada, el talco, el caolín, la mica y la wollastonita. Constantemente se le abren nuevos campos de aplicación.

Los productos industriales del carbonato de calcio son casi tan variados como sus aplicaciones. El tamaño de grano es determinante en el precio. Para cargas se exige, en general, una elevada blancura y tamaño de grano comprendido entre 40-20 mm (masillas, brea de calafatear, sellantes, adhesivos) y 10-0.7 mm (papel, pinturas, plásticos, caucho).

También hay especificaciones referentes a la absorción de aceite, superficie específica y peso específico aparente.

Para fabricar vidrio las especificaciones se refieren, sobre todo, a la composición química y al control de los elementos. En el refino de azúcar, a la pureza y ausencia de sílice. En farmacia, la ausencia de As, Pb, Hg, y bajo contenido en Fe y otros metales pesados son los factores determinantes.

APLICACIONES DEL CARBONATO DE CALCIO EN HULES y PLÁSTICOS

En general, el carbonato de calcio es el mineral más importante para la industria del plástico.

El carbonato de calcio se caracteriza por las siguientes propiedades:

•  Alta pureza, lo que deja de lado cualquier efecto catalítico adverso en el envejecimiento de los polímeros

•  Alto grado de blancura

•  Bajo índice de refracción, permitiendo tonos pastel y blancos

•  Baja abrasividad, mejorando el tiempo de vida de las máquinas y equipos

•  Buena dispersabilidad (particularmente en los grados recubiertos)

•  Bajo costo

Las aplicaciones más importantes se dan en:

•  PVC plastificado

•  Plastisoles de PVC

•  PVC rígido

•  Polipropileno

•  Polietileno

•  Resinas de poliéster no saturadas

El carbonato de calcio es utilizado extensivamente en hules y plásticos, especialmente en PVC plastificado, rígido y poliolefinas. El tratamiento superficial del carbonato de calcio brinda las ventajas de baja absorción de plastificante y mejor dispersión.

El carbonato de calcio es un producto de alta blancura, baja absorción de aceite y buenas características de dispersión, que lo hacen una excelente carga mineral general. Este producto es utilizado en plásticos, hule, recubrimientos y selladores donde un producto uniforme sin partículas grandes es importante.

Su uso en compuestos de poliéster no saturado (SMC, VMC, TMC) brinda a las partes terminadas excelentes propiedades físicas y de superficie. Es utilizado extensivamente en pinturas donde se busca balancear las propiedades ofrecidas por cargas más finas y más gruesas.

APLICACIONES DEL CARBONATO DE CALCIO EN LA INDUSTRIA DE JABONES Y DETERGENTES

El Carbonato de Calcio se usan como relleno mineral para lograr una alta retención de humedad, mejorar la consistencia y secado de la masa final, mejorar el aspecto de los jabones y controlar el peso final del producto. Además, no altera las propiedades físicas y químicas de los productos jabonosos, ni la viscosidad de la mezcla.

El carbonato de calcio mejora la acción de limpieza de jabones y detergentes debido a un adecuado grado de abrasividad. No es retenidos por la fibras textiles ni daña la ropa, puesto que no contienen silica en estado libre.

APLICACIONES DEL CARBONATO DE CALCIO EN LA INDUSTRIA DEL CAUCHO

El Carbonato de Calcio se usa en la producción de cauchos naturales y sintéticos, manteniendo la flexibilidad, aumentando la resistencia a la torsión y a la tracción, mejorando las características mecánicas y eléctricas del caucho reduciendo costos.

Los Carbonatos disminuyen el envejecimiento del caucho, la fatiga del material, no cambian su aspecto, no lo calientan y le evitan rupturas. Su consistencia y alta pureza química le permiten a los rellenos minerales poder ser usados independientemente o mezclados, dependiendo de la formulación de resina y de las necesidades del usuario. Los Carbonatos tienen la ventaja de reducir el costo de las resinas.

APLICACIONES DEL CARBONATO DE CALCIO EN LA INDUSTRIA DE PINTURAS

El Carbonato de Calcio proporciona mayor poder de cobertura, aumentando así el rendimiento en pinturas de alta calidad, sintéticas de aceite y en otros revestimientos. Los Carbonatos son de gran blancura y al no interferir en el color de la pintura, contribuyen a su opacidad y a que la pintura cubra, sin chorrear, las superficies.

También son utilizados en sistemas de recubrimientos y pinturas ofreciendo un excelente brillo, buenos valores de Hegman, con alta velocidad de incorporación y buenas propiedades de superficie en sistemas a base solvente y agua.

El carbonato de calcio ofrece a las pinturas un tratamiento superficial que hace que sus partículas sean hidrofóbicas, de forma que incrementen su compatibilidad en un medio orgánico facilitando su dispersión.

El carbonato de calcio tiene gran aplicación como extendedores o cargas en pinturas a base de agua y de solvente. Se utilzan en la producción de fibra de vidrio, hules, poliuretanos y plastisoles, adhesivos, acabados texturizados y selladores.

APLICACIONES DEL CARBONATO DE CALCIO EN NUTRICION ANIMAL

El Carbonato de Calcio se utiliza para mejorar los rendimientos de todo tipo de alimento para animales. La integridad de la cáscara del huevo de las gallinas ponedoras y la fortaleza ósea de todos los animales, es clave para la producción de carne y huevos de calidad. Carbonatos con alto contenido de calcio, esto es, que contengan como mínimo un 38% de calcio elemental (Ca), son la fuente primaria de calcio en los alimentos para animales.

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