Policloreto de vinila – Wikipédia, a enciclopédia livre

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Policloreto de vinila Alerta sobre risco à saúde[1]
Nome IUPAC	Policloroeteno
Outros nomes	PVC, Cloreto de polivinila, Policloreto de vinil
Identificadores
Número CAS	9002-86-2
PubChem	6338
Propriedades
Fórmula molecular	(C2H3Cl)x
Massa molar	Variável (depende do grau de polimerização, geralmente 62,5 g/mol por unidade repetitiva)
Aparência	Sólido branco (rígido) ou flexível (plastificado)
Densidade	1,38–1,40 g/cm3 [carece de fontes]
Ponto de fusão	Decompõe-se > 180 °C[1]
Ponto de ebulição	Não aplicável (decompõe-se antes de ferver)
Solubilidade em água	Praticamente insolúvel em água[1], solúvel em cetonas, solventes clorados (ex.: diclorometano), DMF, THF e DMAc
Condutividade térmica	0,14–0,28 W/(m·K) (rígido), 0,14–0,17 W/(m·K) (flexível)
Riscos associados
Principais riscos associados	Liberação de HCl em decomposição térmica, monômero (cloreto de vinila) carcinogênico
NFPA 704	2 1 0
Compostos relacionados
Compostos relacionados	Cloreto de vinila (monômero), Policloreto de vinilideno, Polietileno, Polipropileno
Página de dados suplementares
Estrutura e propriedades	n, εr, etc.
Dados termodinâmicos	Phase behaviour Solid, liquid, gas
Dados espectrais	UV, IV, RMN, EM
Exceto onde denotado, os dados referem-se a materiais sob condições normais de temperatura e pressão Referências e avisos gerais sobre esta caixa. Alerta sobre risco à saúde.

O policloreto de vinila (também conhecido como cloreto de vinila, policloreto de vinil ou cloreto de polivinila; nome IUPAC policloroeteno), mais conhecido pelo acrônimo PVC (do inglês Polyvinyl chloride), é um dos polímeros sintéticos termoplásticos mais produzidos e utilizados globalmente, com uma gama excepcionalmente ampla de aplicações que abrange desde a construção civil até a medicina, moda, eletrônica, artesanato e tecnologias emergentes como impressão 3D e baterias de íon-lítio.^[2][3] Disponível em formas rígida (sem plastificantes) e flexível (com plastificantes), o PVC é valorizado por sua durabilidade, resistência química, baixo custo e capacidade de adaptação por meio de aditivos, sendo essencial em praticamente todos os setores industriais e domésticos.^[2][3] Até 2025, sua produção global é projetada para atingir cerca de 60 milhões de toneladas, refletindo sua relevância econômica e desafios ambientais.^[4]

O policloreto de vinila foi descoberto acidentalmente em 1835 por Henri Victor Regnault, que observou a formação de um sólido branco ao expor o cloreto de vinila à luz solar, embora sem explorar suas propriedades. Em 1872, Eugen Baumann confirmou a síntese do PVC, marcando o início de sua história científica.^[3][5] Seu desenvolvimento comercial ganhou força no século XX com Fritz Klatte e Waldo Semon, que o tornaram versátil e amplamente utilizado.^[6][7] Avanços recentes, como o PVC-O (PVC Orientado) e aplicações em tecnologias modernas, consolidam sua evolução.^[8]

O monômero cloreto de vinila (MVC) foi identificado em 1835 por Justus von Liebig, reagindo dicloreto de etileno com hidróxido de potássio em solução alcoólica, obtendo o gás precursor do PVC. Seu aluno, Henri Victor Regnault, observou a formação de um sólido branco sob luz solar, inicialmente confundido com PVC, mas identificado como policloreto de vinilideno.^[3] Em 1872, Eugen Baumann confirmou a polimerização espontânea do MVC em policloroeteno, expondo-o à luz por semanas, resultando em um pó branco insolúvel e estável.^[3][5] O material permaneceu uma curiosidade científica até o século XX devido à ausência de técnicas de processamento.

Em 1912, Fritz Klatte, da Griesheim-Elektron, patenteou a produção de PVC a partir de acetileno e cloreto de hidrogênio, usando cloreto de mercúrio como catalisador. Apesar de vislumbrar aplicações em plásticos e fibras, o PVC era quebradiço e sensível ao calor, degradando-se a 180 °C com liberação de HCl.^[9][10] Após a Primeira Guerra Mundial, o interesse diminuiu, e o projeto foi arquivado pela IG Farben em 1925. Em 1928, a IG Farben produziu fibras de PVC pós-cloradas, mas estas não competiram com o nylon da DuPont.^[9] Em 1937, a copolimerização com acetato de vinila marcou o início da produção em larga escala na Europa.^[9]

Nos EUA, Waldo Semon, da B.F. Goodrich, transformou o PVC em 1926 ao adicionar plastificantes como ftalatos, tornando-o flexível e resistente. Sua patente de 1933 consolidou o PVC como substituto da borracha natural.^[11][12] Durante a Segunda Guerra Mundial, o PVC substituiu metais e borracha em tubos e cabos elétricos.^[13] Em 1957, sistemas de abastecimento de água com tubos de PVC foram instalados nos EUA.^[14] No Brasil, a produção começou em 1954 com a parceria entre B.F. Goodrich e Indústrias Químicas Matarazzo, modernizada pela Braskem.^[3]

Até 2025, avanços incluem o PVC-O, desenvolvido nos anos 1970 pela Petzetakis, com processos modernos como o de Molecor (2006) e Rollepaal (RBlue, 2012), melhorando resistência e eficiência.^[8] Plastificantes não ftalatos (citratos, adipatos) e polimerização radical controlada (RAFT) aprimoram propriedades.^[15] Aplicações em impressão 3D, membranas e baterias de íon-lítio destacam sua versatilidade.^[16][17]

O MVC é produzido por três rotas principais:

Adotado por sua eficiência, ocorre em três etapas:^[18] Cloração direta: Eteno (C₂H₄) + Cl₂ → 1,2-dicloroetano (DCE), 50-70 °C, rendimento ~95%.^[18] Oxiclorização: 2C₂H₄ + 4HCl + O₂ → 2C₂H₄Cl₂ + 2H₂O, 200-300 °C, catalisador de cloreto de cobre.^[18] Craqueamento térmico: C₂H₄Cl₂ → C₂H₃Cl + HCl, 450-550 °C, rendimento 90-95%.^[18] O HCl é reciclado, minimizando resíduos.^[19]

Dominante até os anos 1960, usa acetileno (C₂H₂) de carbureto de cálcio (CaC₂):^[18] Substituída pela rota do eteno devido a custos e impacto ambiental do mercúrio.^[18]

Converte etano (C₂H₆) diretamente em MVC a 400-500 °C:^[18] Ideal em regiões ricas em gás natural.^[18]

Destilação remove impurezas, garantindo pureza >99,9%, essencial por sua inflamabilidade e carcinogenicidade.^[20]

A polimerização do MVC é representada por:^[21]

Método	Participação na Produção	Descrição	Aplicações
Polimerização em suspensão	80%	MVC disperso em água (30-150 µm), peróxidos (ex.: peróxido de benzoíla), 50-70 °C, 7-10 bar.[3][22]	Extrusão, moldagem
Polimerização em emulsão	10-15%	MVC em água com emulsificantes (0,1-1 µm), persulfato de potássio, 40-60 °C.[3][22]	Plastissóis, adesivos
Polimerização em microsuspensão	~5%	Similar à emulsão, partículas de 0,5-2 µm.[3][22]	Pastas viscosas
Polimerização em massa	5%	Sem solventes, 58 °C, 17 h, alta pureza.[3][22]	Resinas especiais
Polimerização radical controlada	Emergente	RAFT ajusta peso molecular.[15]	Aplicações avançadas

PVC é atático, com baixa cristalinidade (5-10%), cadeias lineares head-to-tail, grau de polimerização 500-1500 (30.000-100.000 g/mol).^[2][23] Tg varia de 60-80 °C.^[2]

Sólido branco rígido ou flexível, densidade 1,38–1,40 g/cm³, decompõe-se acima de 180 °C.^[1][24]

Tipo	Módulo de Elasticidade (GPa)	Resistência à Tração (MPa)	Alongamento na Ruptura (%)
PVC Rígido	2,4-4,1	48-55	10-100
PVC Flexível	-	20-40	200-400

Superior ao polietileno (0,2-0,7 GPa) e polipropileno (1,5-2 GPa).^[25][26]

57% cloro, retardante de chamas (índice de oxigênio ~45%), condutividade térmica 0,14–0,28 W/(m·K) (rígido), 0,14–0,17 W/(m·K) (flexível).^[25][27]

Resistente a ácidos, bases, sais, solúvel em cetonas, DMF, THF.^[25][28]

Resistividade 10¹⁶ Ω·cm, constante dielétrica 3,0-3,4.^[29]

PVC é versátil devido a aditivos:^[2][3]

Ftalatos (DEHP, DINP, 90% do mercado), alternativas como adipatos, citratos (20-50% em peso).^[2][30]

Sais de cálcio-zinco, organotinas previnem degradação.^[3][31]

Ácidos graxos (internos), parafinas (externos) facilitam processamento.^[32]

CaCO₃, talco, sílica (até 40%) aumentam rigidez.^[2]

TiO₂ (brancura), óxidos de ferro (cores), trióxido de antimônio (retardante).^[33]

PVC é moldado por injeção, extrusão, calandragem, rotomoldagem.

Tubos e conexões: Desde 1934, diâmetros 20 mm-1 m.^[34][35] Cabos elétricos: Resistividade 10¹⁶ Ω·cm.^[35][36]

Janelas e portas:

U-value ~1,3 W/m²·K, 30-50 anos.^[37]

35% dos plásticos médicos (bolsas de sangue, sondas).^[35][38]

Roupas de PVC (0,1-0,5 mm) desde os anos 1960.^[39]

Impressão 3D: Filamentos (1,75-3 mm).^[40] Tubos inteligentes: Sensores IoT.^[41] Baterias de íon-lítio: Aglutinante em eletrodos.^[17]

Ciclo de vida: manufatura (1,5-2 MWh/t), uso (até 100 anos), descarte. Preocupações incluem dioxinas e microplásticos.^[42][43]

100% reciclável: Mecânica: 737.645 t (Europa, 2023), meta de 1 milhão até 2030.^[44] Química: Pirólise, hidrólise.^[45]

MVC é carcinogênico; ftalatos disruptivos endócrinos.^[46][47]

44,3 milhões de t (2018), ~60 milhões até 2025, CAGR 6,2% até 2028.^[4][48]

Composto de madeira plástica

Disco de vinil

Engenharia dos materiais

Fetichismo por látex e PVC

Roupas de PVC

Tapume de vinil

«BNDES - PVC» (PDF). Visitado em 25/03/2009 «Instituto Brasileiro do PVC». Visitado em 05/03/2019 «European PVC Portal» (em inglês). Visitado em 25/03/2009 «The Vinyl Institute» (em inglês). Visitado em 25/03/2009

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