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TCC - Revisão Bibliográfica - Tema PVC
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INTRODUÇÃO
O cloreto de polivinila ou PVC possui enorme importância na sociedade
moderna. Este material apresenta soluções com excelente relação custo/benefício
destinadas à infraestrutura e a construção civil, o que torna relevante científica e
socialmente qualquer projeto de pesquisa cujo tema seja esse material. Entre
outros segmentos, estão à fabricação de calçados, brinquedos e diversos bens
duráveis.
Atualmente, o PVC é o segundo termoplástico mais usado no mundo, com
uma demanda anual de 35 milhões de toneladas. Dessa demanda total, 21%
consumidos na América do Norte, 20% na China, 18% nos países da Europa
Ocidental que ainda resistem ao PVC por questões ambientais, 5% no Japão e
apenas 2% no Brasil. Esse grande consumo se justifica pelo fato de o PVC ser o
mais versátil dos plásticos. Afinal ele tem uma formulação muito maleável, que se
adapta conforme a finalidade de consumo, variando desde o rígido até o
extremamente flexível. Essa versatilidade deve-se em parte à grande gama de
processos de moldagem; o PVC pode ser extrudado, injetado, calandrado,
espalmado só para citar alguns exemplos. A presença do átomo de cloro em sua
estrutura molecular torna o PVC um polímero naturalmente resistente à
propagação de chamas, contribuindo para aplicações nas quais haja a
necessidade de retardamento à chama, tais como fios e cabos elétricos,
eletrodutos e forros/revestimentos residenciais. Além disso, o cloro presente na
estrutura ou a própria estrutura molecular do PVC pode tornar sua molécula polar,
aumentando sua afinidade com plastificantes e permitindo sua mistura com uma
grande quantidade de aditivos, muito maior que a de qualquer outro termoplástico,
possibilitando a preparação de formulações com propriedades e características
perfeitamente adequadas a cada aplicação.
O PVC, apesar de algumas controvérsias quanto ao seu uso por instituições
ambientais, principalmente da Europa, é considerado um material ambientalmente
correto devido à sua estrutura molecular. O PVC é obtido a partir de 57% de
insumos provenientes do sal marinho ou da terra; somente 43% de insumos são
provenientes de fontes não renováveis como o petróleo e o gás natural e já
2
existem tecnologias e pesquisas para substituição destes insumos. Entretanto
uma pergunta é inevitável: quais os impactos que o PVC pode causar tanto para o
meio ambiente quanto para nossa saúde?
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OBJETIVO
Este trabalho de conclusão de curso tem por objetivo fazer um levantamento
bibliográfico acerca da história dos polímeros e, mais aprofundadamente na
história do cloreto de polivinila PVC, a obtenção, a síntese, as aplicações deste
material e todo seu impacto ambiental e social, de acordo com o contexto que
temos hoje na sociedade que cada vez mais se preocupa com as
responsabilidades ambientais de tudo que usamos no dia a dia.
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REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
Para o presente trabalho efetuou-se uma revisão bibliográfica, utilizando-se
como fonte de pesquisa autores/pesquisadores renomados no campo de
polímeros. Contudo, os mesmos foram devidamente citados e, suas ideias
confrontadas e/ou aliadas para obtenção da conclusão do trabalho de pesquisa.
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CAPÍTULO 1
A HISTÓRIA DOS POLÍMEROS
Desde a antiguidade já se sabia da existência de materiais resinosos que
eram utilizados para suprir as necessidades rotineiras dos povos, como no caso
de sua utilização por espanhóis e portugueses, que extraiam estes materiais de
árvores (CANEVAROLO, 2002).
Os polímeros naturais – aqueles que são derivados de plantas e de animais – têm sido usados há muitos séculos; esses materiais incluem a madeira, a borracha, o algodão, a lã, o couro e a seda. Outros polímeros naturais tais como as proteínas, enzimas, amidos e a celulose, são importantes em processos biológicos e fisiológicos nas plantas e animais. Ferramentas modernas de investigação científica tornaram possível a determinação das estruturas moleculares desse grupo de materiais e o desenvolvimento de numerosos polímeros, os quais são sintetizados a partir de moléculas orgânicas pequenas. Muitos plásticos, borrachas e fibras atualmente utilizadas são polímeros sintéticos. De fato, desde o fim da Segunda Guerra Mundial, o campo dos materiais foi virtualmente revolucionado pelo advento dos polímeros sintéticos. Os materiais sintéticos podem ser produzidos a baixos custos e suas propriedades podem ser alteradas até o ponto onde muitas delas são superiores às dos materiais naturais. Em algumas aplicações, peças metálicas e de madeira foram substituídas por plásticos, que possuem propriedades satisfatórias e podem ser produzidos a custos mais baixos (CALLISTER, JR., 2008, 356).
Por volta de 1860, o inglês Alexander Parkes (1813 - 1890) iniciou suas
pesquisas a partir dos estudos do químico alemão Christian Schónbien, estudo
este, que consiste no tratamento do algodão com ácido nítrico, denominado
nitrocelulose. Parkes dominou completamente essa técnica e posteriormente
patenteou essa resina com o nome de "Parkesina" ou “Parquetina”. Esse material
era utilizado em estado sólido e tinha como características principais: flexibilidade,
resistência a água, cor opaca e fácil pintura (CANEVAROLO, 2002).
Em 1912 Leo Baekeland (1863 – 1944) desenvolveu o primeiro polímero
sintético gerado através da reação entre fenol e formaldeído, reação esta, que
gerava um produto sólido denominado “baquelite” em homenagem ao seu
inventor.
Até então, todas essas descobertas foram feitas por acaso, por meio de
regras empíricas. Somente em 1920, através do cientista alemão Hermann
Staudinger (1885 – 1965) começou a se realizar estudos sobre estes materiais,
propondo a teoria da macromolécula, pouco aceita na época, porém recebendo
6
seu devido reconhecimento anos mais tarde com a conquista do Prêmio Nobel de
Química em 1953 (CANEVAROLO, 2002).
Outro personagem importante na história dos polímeros foi Wallace H.
Carothers (1896 – 1937) com a formalização da reação de condensação dando
origem aos poliésteres e as poliamidas, que este batizou com o nome comercial
de náilon. No ano de 1938, Roy Plunkett (1910 – 1994) observou um pó branco
dentro de um cilindro que continha originalmente o gás tetrafluoreto de etileno e, a
partir daí, foi descoberto o teflon; apenas em 1960 foi possível processá-lo
comercialmente. O professor Paul Flory (1910 – 1985) foi um pesquisador
incansável nos trabalhos com cinética de polimerização, polímeros em solução,
viscosidade e determinação de massa molar. Karl Ziegler (1898 – 1973) no início
da década de 1950 desenvolveu catalisadores organometálicos que foram
utilizados por Giuglio Natta (1903 – 1979), na produção de polímeros
estereoregulares, produzindo primeiramente polipropileno isotático. Pierre-Gilles
de Gennes (1932 - ) em 1991 recebeu o premio Nobel de Física, pelas
descobertas e interpretações de como uma macromolécula se movimenta,
propondo a Teoria da Reptação. Insistindo em navegar na contra mão, em 2000,
três colegas – Alan Heeger (1936 - ), Alan MacDiarmid (1927 - ) e Hideki
Shirakawa (1936 - ) – dividiram o Prêmio Nobel de Química, pelas suas
descobertas e desenvolvimentos de polímeros condutores, quando
tradicionalmente, os polímeros se comportam e eram usados como isolantes
elétricos. No Brasil também tem seu ícone representado pela professora Eloisa
Biasoto Mano (1924 - ) que, em seis décadas de entusiástico trabalho, criou o
primeiro grupo de estudos em polímeros no Brasil (CANEVAROLO, 2002).
A partir das descobertas já citadas acima, é importante ressaltar neste
trabalho outros momentos igualmente relevantes para a história dos polímeros,
destacando a trajetória de desenvolvimentos até a obtenção do PVC.
1.1. CONCEITOS BÁSICOS SOBRE POLÍMEROS
A palavra “polímero” vem do grego poli (muitos) e mero (unidade de
repetição). Logo, o polímero é uma macromolécula com inúmeras unidades de
repetição, unidas por ligação covalente, que utiliza como matéria prima os
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monômeros (moléculas com uma unidade de repetição). Os polímeros podem ser
de origem natural, sintética ou artificial (polímeros naturais modificados). Podem
ser de natureza orgânica ou inorgânica (CANEVAROLO, 2002 e RODOLFO,
NUNES & ORMANJI, 2006).
Os polímeros podem ser classificados de diversas formas: quanto à
estrutura química, quanto ao seu método de preparação, quanto às suas
características tecnológicas ou quanto ao seu comportamento mecânico, entre
outros.
Se considerarmos a forma final de uso, os polímeros são normalmente
divididos em plásticos, borrachas (ou elastômeros), fibras poliméricas, espumas,
tintas e adesivos. Os plásticos podem ser subdivididos em termoplásticos e
termorrígidos (ou termofixos) (CANEVAROLO, 2002 e RODOLFO, NUNES &
ORMANJI, 2006).
Os termoplásticos são polímeros que podem ser repetidamente amolecidos
pelo aumento de temperatura e pressão, e endurecidos pelo resfriamento e
retirada de pressão. Essas transformações são físicas e reversíveis.
Os termofixos, por outro lado, são polímeros que amolecem uma vez com o
aquecimento, sofrem um processo de cura (formação de ligações cruzadas), e
tornam-se rígidos. A cura é uma transformação química irreversível, impedindo
que o polímero amoleça em posteriores aquecimentos, tornando-o infusível e
insolúvel. O PVC, por suas características, é classificado como um polímero
termoplástico (CANEVAROLO, 2002 e RODOLFO, NUNES & ORMANJI, 2006).
As propriedades físicas de um polímero, muitas vezes, estão relacionadas
diretamente quanto ao tamanho de sua estrutura, ou seja, de sua massa molar, e
como suas ligações são distribuídas. O polímero normalmente tem uma larga
faixa de valores de massa molar, sendo comum existir variação de propriedades.
As alterações no tamanho da molécula, quando pequena, provocam grandes
mudanças nas suas propriedades físicas. Essas mudanças são menos sensíveis
se a molécula for maior, mas se tratando de polímeros, as diferencias ainda
existem, e essa característica é vantajosa em relação a outros materiais, pois
assim, é possível atender às necessidades particulares de cada aplicação ou
técnica de processamento (CANEVAROLO, 2002).
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A síntese da polimerização propriamente dita é a reação ou o conjunto de
reações onde as moléculas simples reagem entre si, formando uma
macromolécula com alta massa molar. Existem algumas variáveis durante esse
processo que são mais, ou menos importantes, dependendo do polímero
formado. A temperatura, a pressão, o tempo, a agitação e a presença e tipo de
iniciadores da reação são considerados variáveis primárias e de suma
importância.
Os processos de polimerização podem ser classificados de acordo com: o
número de monômeros, pelo tipo de reação química, pela cinética de
polimerização e o tipo de arranjo físico (CANEVAROLO, 2002).
Existem dois tipos principais de reação para obtenção do polímero, a reação
por adição e a reação de condensação. O tipo utilizado depende do grupo
funcional do monômero (ATKINS, 2007).
A polimerização por adição é quando o polímero é formado a partir de um só
monômero, além disso, não há perda de massa na sua formação logo se assume
a conversão total do peso do polímero formado quanto ao monômero adicionado
(CANEVAROLO, 2002).
A polimerização por condensação é originada por reações de dois ou mais
grupos funcionais reativos, ou seja, é formado a partir de dois ou mais
monômeros diferentes, com a eliminação de um produto de baixo peso molecular,
tendo como exemplo a água (CANEVAROLO, 2002).
Com a compreensão dos conceitos básicos, já se torna possível
acompanhar todo o processo de descoberta e obtenção do PVC.
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CAPITULO 2
A HISTÓRIA DO PVC
Em 1835, Justus von Liebig descobriu o cloreto de vinila (MVC), um gás em
temperatura ambiente, originando-se assim o desenvolvimentos de resinas
através do mesmo. Liebig obteve o MVC através da reação do dicloroetileno com
hidróxido de potássio em solução alcoólica. Porém, foi um aluno de Liebig que
publicou um artigo em 1839 relatando a ocorrência de um pó branco após a
exposição de ampolas seladas preenchidas com MVC à luz solar. Esse aluno,
Victor Regnault, pensou que esse pó fosse o PVC, mas posteriormente estudos
mostraram que se tratava do policloreto de vinilideno. Somente em 1860 relatou-
se uma polimerização autentica de um haleto de vinila que foi feita por A. W.
Hoffman observando uma mudança do brometo de vinila para uma massa
esbranquiçada de mesma composição (RODOLFO, NUNES & ORMANJI, 2006).
O primeiro registro da polimerização do MVC e obtenção do PVC ocorreram
em 1872 por Baumann, onde ele detalha a mudança do MVC induzida pela luz
para um produto sólido branco, que imaginou ser um isômero do monômero. Em
1912, Fritz Klatte descobriu o procedimento básico para a produção comercial do
PVC, e os meios da produção por intermédio da chamada rota do acetileno, pela
reação desse gás com cloreto de hidrogênio. Klatte ainda foi responsável pela
descoberta de outra maneira de produção do PVC por meio de radicais livres em
1915. Apesar dessa evolução a empresa em que Klatte trabalhava não obteve
sucesso na tentativa de construir equipamentos capazes de processar o PVC, até
então esse, era um produto sem finalidade (RODOLFO, NUNES & ORMANJI,
2006).
Somente em 1926, Semon descobriu que misturando o PVC com tricresil
fosfato ou dibutil ftalato – hoje conhecidos como plastificantes -, era possível
processá-lo e torná-lo altamente flexível, desse modo, Semon inventou o primeiro
elastômero termoplástico. Após alguns anos, outros plastificantes foram
desenvolvidos, e hoje existe uma infinidade de tipos. Atualmente as pesquisas
são voltadas para o desenvolvimento de plastificantes que não agridam o meio
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ambiente e que não coloquem em risco a saúde das pessoas que utilizam os
polímeros alterados com plastificantes (RODOLFO, NUNES & ORMANJI, 2006).
2.1. MATÉRIAS-PRIMAS DO MONÔMERO CLORETO DE VINILA (MVC)
O monômero cloreto de vinila (MVC) é a matéria-prima do PVC, o MVC é
um gás em temperatura ambiente e é obtido através de duas substâncias: o cloro
e o eteno.
2.1.1. CLORO
A principal matéria prima do MVC é o cloro, sua obtenção é feita através da
eletrólise do cloreto de sódio em meio aquoso, a salmoura altamente saturada.
Nesse processo é liberado o gás cloro no anodo enquanto que no catodo são
produzidos hidróxido de sódio e gás hidrogênio (RODOLFO, NUNES & ORMANJI,
2006).
Atualmente existem três tipos comerciais de eletrólise: o processo do
amálgama de mercúrio, o processo do diafragma de amianto e o processo de
membrana.
O processo do amálgama de mercúrio utiliza catodos de mercúrio que
dissolvem o sódio descarregado no catodo, tornando-o inerte. O amálgama de
sódio quando formado é tratado com água, formando assim soda cáustica e gás
hidrogênio, enquanto no anodo é produzido o gás cloro. Esse processo está cada
vez mais em desuso devido a problemas causados pela emissão de mercúrio
para a água e para o ar (RODOLFO, NUNES & ORMANJI, 2006).
O processo do diafragma de amianto separa fisicamente com uma parede
de amianto o catodo e o anodo evitando o fluxo de eletricidade ao longo da célula.
A célula de amianto por si só não oferece riscos ao meio ambiente; o seu
manuseio e a disposição é um problema, materiais alternativos vêm sendo
confeccionados para a sua substituição (RODOLFO, NUNES & ORMANJI, 2006).
O processo de membrana utiliza uma membrana orgânica, normalmente
baseada em polímeros fluorados que separa fisicamente o anodo e o catodo,
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essa membrana possui permeabilidade seletiva, permitindo assim a passagem
dos íons sódio e impedindo os íons cloreto e hidroxila presentes nas divisões da
célula. Além de esse método ser o mais utilizado, não existe registros de
problemas ambientais causados pelo processo (RODOLFO, NUNES & ORMANJI,
2006).
2.1.2. ETENO
O eteno é obtido por meio de processos convencionais da indústria
petroquímica a partir do petróleo, as frações dessa matéria prima são ricas em
hidrocarbonetos leves, principalmente o etano, propano e butano, que são
convertidos em eteno e propeno pelo processo de craqueamento, onde são
quebradas as moléculas saturadas dos hidrocarbonetos. Conhecidamente as
reservas de petróleo estarão se esgotando em aproximadamente 40 anos e
devido este problema já existem estudos para a substituição de tal matéria prima,
porém apenas cerca de 0,25% é utilizada para a produção do PVC e 4% para
produção de plásticos em geral (RODOLFO, NUNES & ORMANJI, 2006).
2.2. OBTENÇÃO DO MVC
Existem dois processos principais na produção do monômero cloreto de
vinila, a rota do eteno/cloro conhecida como processo balanceado, que é a mais
conhecida e mais utilizada, e a rota do acetileno que foi mais usada até meados
da década de 1960. Apesar de ser relativamente mais barata a instalação da
planta de produção da rota do acetileno, o custo do acetileno derivado do petróleo
é bem maior em relação ao do eteno. É importante destacar que já existe uma
planta em fase experimental que utiliza o etano, um insumo mais barato que o
eteno para produção do PVC (RODOLFO, NUNES & ORMANJI, 2006).
2.2.1. PROCESSO BALANCEADO
Este processo consiste em duas rotas interdependentes da produção do
MVC baseadas no produto intermediário 1,2-dicloroetano ou simplesmente EDC.
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A primeira rota de obtenção do EDC se processa normalmente na faixa de 50 a
70°C e sob pressões de 4 a 5 atm em fase liquida. o processo de fase gasosa a
temperatura varia entre 90 e 130C e a pressão entre 7 e 10 atm, este processo
também é conhecido como cloração direta conforme figura 1 (RODOLFO,
NUNES & ORMANJI, 2006).
Figura 1. Obtenção do EDC pela rota da Cloração direta.
Na sequência a segunda rota de obtenção do EDC denominada oxicloração,
nesta reação o eteno reage com o cloreto de hidrogênio na presença de oxigênio
proveniente do ar atmosférico, e cloreto de cobre como catalisador, a reação é
feita com temperaturas na faixa de 250 a 350°C (RODOLFO, NUNES &
ORMANJI, 2006).
Figura 2. Reação intermediária da obtenção do EDC pela rota denominada
oxicloração – reação não balanceada.
Na figura 3 o processo balanceado de obtenção do EDC, a união da
cloração direta com a oxicloração e a obtenção do MVC por craqeuamento:
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Figura 3. Processo balanceado (cloração + oxicloração).
Por fim na figura 4, a obtenção do monômero cloreto de vinila:
Figura 4. Obtenção do MVC por craqueamento..
As taxas normais de rendimento são de 60 a 70%, o processo é chamado de
balanceado devido a necessidade de reaproveitar o cloreto de hidrogênio liberado
na reação de craqueamento do EDC para obtenção do MVC. É importante
observar que para cada 2 moléculas de cloreto de hidrogênio consumidas, uma
moléculas é liberada no processo de craqueamento. Desse modo, é necessário
alimentar as fornalhas com uma corrente de 50% de EDC obtido na rota da
cloração direta e 50% de EDC obtido na rota da oxicloração, para que a relação
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entre o consumo e a geração de cloreto de hidrogênio esteja balanceada
(RODOLFO, NUNES & ORMANJI, 2006).
2.2.2. ROTA DO ACETILENO
O processo de hidrocloração do acetileno foi extensamente usado até a
década de 1960, esse processo é baseado na reação do acetileno com o cloreto
de hidrogênio na presença de cloreto de mercúrio como catalisador, e tem como
rendimento faixas de 95 a 99% consideradas altas, porém como foi citado antes,
problemas de deposição e o alto valor do acetileno inviabilizam a produção
industrial do MVC a partir deste processo (RODOLFO, NUNES & ORMANJI,
2006).
2.2.3. ROTA DO ETANO
Ainda em fase de experimento, a obtenção do MVC através deste insumo é
extremamente econômica em relação as rotas tradicionais, o etano pode ser
obtido do gás natural e do petróleo, sem a necessidade dos processos de
craqueamento utilizados em outros processos. Os insumos utilizados, etano, cloro
e oxigênio, por meio de catalisadores e temperaturas da ordem de 500°C
dispensam a produção de intermediários como no exemplo da rota do eteno, e
esta reação tem calor de conversão na faixa de 90%, com baixa perda do sistema
catalítico e baixa corrosão dos equipamentos (RODOLFO, NUNES & ORMANJI,
2006).
2.3. SÍNTESE DO PVC
A síntese do PVC propriamente dita se define em três rotas principais de
polimerização: Em etapas, por abertura de anel e a polimerização em cadeias que
é a mais utilizada e será mais aprofundada a seguir. Na polimerização em cadeias
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existem três mecanismos possíveis: via radicais livres, aniônica e catiônica, sendo
que a aniônica e a catiônica não são utilizadas comercialmente.
A polimerização via radicais livres do PVC produz um polímero de coloração
branca, com alta massa molar, rígido e quebradiço e sua formula reacional está
representada na figura 5:
Figura 5. Fórmula reacional da síntese do PVC a partir do MVC
Esta reação envolve três estágios distintos para a formação da cadeia
molecular. O estágio de “iniciação” que corresponde à decomposição do iniciador
sob o efeito de aquecimento, gerando espécies altamente energéticas. No
segundo estágio, denominado “propagação”, onde o radical monomérico formado
no inicio é transferido para outra molécula de monômero, e assim
sucessivamente, formando macro-radicais. Por fim o terceiro estágio chamado
“terminação” ocorre à estabilização dos macros-radicais formados no segundo
estágio (RODOLFO, NUNES & ORMANJI, 2006).
Existem ainda outros processos de obtenção do PVC, a polimerização por
suspensão que se divide em processo de emulsão e micro-suspensão, que é
caracterizada pelo MVC liquefeito e disperso na forma de gotas, extremamente
pequenas, em meio a uma fase aquosa continua, que por meio de agitação
vigorosa e agentes emulsificantes o mantêm liquefeito. Existe também a
polimerização em solução, muito limitada para o PVC, sendo assim pouco
empregado e utilizado quase que exclusivamente em tintas e vernizes. Vale
ressaltar que esses processos não têm números significativos em relação à
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utilização e consumo do PVC, os produtos resultantes dessas polimerizações são
muito direcionados e específicos (RODOLFO, NUNES & ORMANJI, 2006).
2.4. COPOLÍMEROS VINÍLICOS
O PVC sabidamente é um homopolímero, ou seja, um polímero feito a partir
de apenas um monômero e que é extensamente utilizado, porém existem
maneiras de alterar características do PVC realizando uma copolimerização
(polimerização com dois ou mais monômeros) do monômero de cloreto de vinila,
dessa forma alterando características importantes em relação ao homopolímero
como: menor temperatura de processo; menor temperatura de amolecimento;
maior facilidade de solubilização em uma gama de solventes mais amplas; maior
capacidade de adesão a substratos, variando desde metais e cerâmicas até
tecidos naturais e sintéticos; menor estabilidade térmica (RODOLFO, NUNES &
ORMANJI, 2006).
O copolímero mais conhecido derivado do MVC é o cloreto de vinila com
acetato de vinila, geralmente obtido pelo processo de polimerização em
suspensão ou emulsão, e utilizado em substituição parcial de resinas de PVC em
compostos rígidos, flexíveis e pastas, dependendo do produto que se quer obter,
existem ganhos significativos em relação ao homopolímero em questão
(RODOLFO, NUNES & ORMANJI, 2006).
2.5. PRINCIPAIS UTILIZAÇÕES
Como já analisado, o PVC é um material muito versátil e se adapta muito
bem às necessidades especificas.
Sendo assim, é possível sua utilização em diversos segmentos, pois o
material é capaz de atender às mais diversas necessidades.
A figura 6 a seguir ilustra as principais participações do PVC no mercado
brasileiro.
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Figura 6. PVC no Brasil em 2005
Fonte: Braskem, 2005
O consumo anual em todo o mundo é estimado em 35 milhões de toneladas
tornando-o o segundo termoplástico mais utilizado no mundo, da qual sua ampla
maioria é utilizada na construção civil. Mas temos exemplos de utilização em
acessórios médico-hospitalares, lacres e filmes para indústria alimentícia além de
embalagens e brinquedos. No Brasil aproximadamente 62% é utilizada na
construção civil direta ou indiretamente (RODOLFO, NUNES & ORMANJI, 2006).
64% 15%
11%
4%
6% Principais processos de transformação
Extrusão
Injeção
Calandragem
Espalmagem
Outros
62% 16%
10%
4% 8%
Principais aplicações por setor da economia
Construção Civil
Calçadista
Embalagem
Agrícola
Diversos
45%
13% 5%
12%
7%
7%
4% 7% Principais mercados de aplicação
Tubos e Conexões Perfis para Construção Civil Fios e Cabos Laminados Embalagens Calçados Espalmados Outros
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CAPITULO 3
PLASTIFICANTES
Plastificante é uma substância que, adicionada a um material polimérico,
modifica importantes propriedades, desde a processabilidade, a flexibilidade, o
módulo de elasticidade, a dureza e a viscosidade do material fundido. Os
plastificantes comerciais são, em sua grande maioria líquida de alto ponto de
ebulição, inodoros, incolores, insolúveis em água e de baixa volatilidade, sendo
normalmente ésteres ou poliésteres (RODOLFO, NUNES & ORMANJI, 2006).
Os plastificantes comerciais são, de maneira geral, líquidos inodoros,
incolores, insolúveis em água e com baixa volatilidade. Normalmente em sua
grande maioria são ésteres ou poliésteres, incluindo outros com base em ácidos
adípicos, fosfóricos, sebáceos, trimelíticos ou azeláticos (RODOLFO, NUNES &
ORMANJI, 2006).
Os produtos de PVC são classificados geralmente em dois grupos: rígidos e
flexíveis. A resina de PVC é naturalmente rígida; entretanto, durante a produção
dos compostos de PVC é incorporado o plastificante para gerar um composto
flexível, ou seja, os plastificantes têm grande contribuição no fato do PVC ser tão
versátil (RODOLFO, NUNES & ORMANJI, 2006).
A presença do cloro na estrutura química do PVC o torna altamente
eletronegativo, a molécula de PVC possui ligações químicas fortemente negativas
nos átomos de cloro e positivas nos átomos de hidrogênio, ligados ao mesmo
átomo de carbono. Devido essa presença de dipolos ao longo da cadeia, essas
moléculas de PVC sofrem forte atração eletrostática resultando em um material
extremamente rígido, esse mecanismo de atração entre as moléculas é conhecido
como ligação de van der walls do tipo dipolo-dipolo conforme a figura 7 a seguir:
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Figura 7. Esquema do modo de atração, por interação dipolo-dipolo,
entre duas cadeias do PVC.
Com base na figura anterior é possível analisar a ação do plastificante no
PVC, tornando-o flexível devido o efeito de atenuação das ligações dipolo-dipolo
segundo Doolitle, observando na figura 8 a seguir a presença do plastificante
ftalato em meio as cadeias poliméricas alem do aumento de distância entre as
cargas eletrostáticas:
Figura 8. Mecanismo de plastificação do PVC segundo Doolittle.
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Existem vários tipos de plastificantes e devido a sua nomenclatura e
abreviação fica pouco clara sua identificação. Recomenda-se a utilização da
nomenclatura regida pela norma ISO 1043 (E) ou pela norma BS 4589, lembrando
que existem algumas diferenças entre elas. A Tabela 1 resume as abreviações e
sinônimos de alguns dos plastificantes mais utilizados:
Tabela 1. Nomenclatura e abreviações de alguns plastificantes
Nomenclatura e abreviações de alguns plastificantes
Nome químico preferencial
(em ordem alfabética) ª
Abreviação
preferencial ª Outros nomes e abreviações
3,3,5-trimetilpentano-1,4-diol-
diisobutirato TXIB Texanol isobutirato
Benzil butil ftalato BBP Butil benzil ftalato
Nome químico preferencial
(em ordem alfabética) ª
Abreviação
preferencial ª Outros nomes e abreviações
Benzil octil adipato BOA Benzil 2-etilhexil adipato
Butil ciclohexil ftalato BIDP
Butil isodecil ftalato BIDP
Butil nonil ftalato BNP
Butil-o-acetilricinolato BAR
Di (2-metoxietil) ftalato DMEP DI (etileno glicol monometilo éter)
ftalato
Dialquil (C7 – C9) adipato DA79A Di-Alfanolb adipato, DA79A
Dialquil (C7 – C9) azelato DA79Z Di-Alfanolb azelato
Dialquil (C7 – C9) ftalato DA79P DAP, di-alfanolb ftalato, DA79P
Dialquil (C7 – C9) sebacato DA79S Di-Alfanolb sebacato, DA79S
Dibutil adipato DNBA
Dibutil ftalato DBP
Dibutil sebacato DBS
Dicapril ftalato DCP
Diciclohexil ftalato DCHP
Dietil ftalato DEP
Difenil cresil fosfato DPCP CPD, cresil difenil fosfato; tolil difenil
fosfato
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Difenil octil fosfato DPOP ODP, octil difenil fosfato
Dietileno glicol dibenzoato DGDP
Diheptil ftalato DHP
Dihexil ftalato DHXP
Diisobutil adipato DIBA
Diisobutil ftalato DIBP
Diisodecil adipato DIDA
Diisodecil ftalato DIDP
Diisononil adipato DINA
Diisononil ftalato DINP
Diisooctil adipato DIOA
DIisooctil azelato DIOZ
Diidooctil ftalato DIOP
Diisooctil sebacato DIOS
Diisotridecil ftalato DITDP DTDP, DITP, ditridecil ftalato
DI-Linevolc 79 ftalato DL79P
Di-Linevolc 911 ftalato DL911P
Dimetil ftalato DMP
Di-n-decil ftalato DNDP
Di-n-octil adipato DNOA
Di-n-octil ftalato DNOP
Dinonil ftalato DNP Di (3,3,5-trimetilhexil) ftalato
Dinonil sebacato DNS Di (3,3,5-trimetilhexil) sebacato
Dioctil adipato DOA DEHA, di (2-etilhexil) adipato
Dioctil azelato DOZ Di-(2-etilhexil) azelato
Dioctil ftalato DOP DEHP, di (2-etilhexil) ftalato
Dioctil isofatalato DOIP
Dioctil maleato DOM
Dioctil sebacato DOS
Dioctil tereftalato DOTP Di-(2-etilhexil) tereftalato
Dipropileno glicol dibenzoato DPDB
Diuncil Ftalato DUP
Éster alquil sulfônico ASE n-alquil sulfonato
22
Octil decil ftalato ODP Di-Alfold 810 ftalato
Óleo de soja epoxidado ESO ESBO, OSE
Poli (propileno adipato) PPA
Poli (propileno sebacato) PPS
Tetraoctil piromelitato TOPM Tetra (2-etilhexil) piromelitato
Tri (2,3 dibromopropil) fosfato TDBP „Tris‟, T23P
Tri (2,3 dicloropropil) fosfato TDCP
Tri (2-butoxietil) fosfato TBEP
Tri (2-cloretil) fosfato TCEP
Tributil fosfato TBP
Tributil o-acetil citrato TBAC
Tricresil fosfato TCP, TCF, TTP Triolil fosfato
Trietil o-acetil citrato TEAC
Triisooctil trimelitato TOTM
Trioctil fosfato TOF TOP, Tri (2-etilhexil) fosfato
Trixilil Fosfato TXP, TXF Trixilenil fosfato
Fonte: Titow, W. V. (1984). PVC technology.
Os plastificantes mais comumente utilizados no Brasil estão marcados em negrito na tabela.
a Os nomes e abreviaturas preferenciais são os recomendados pela norma ISSO 1043 (E) ou BS
4589, ou, ainda, os que são amplamente difundidos na indústria do PVC.
b Marca registrada da ICL.
c Marca registrada da Shell Chemicals.
d Marca registrada da Continental Oil Co.
e Marca registrada da Eastman Kodak.
Para que uma substância seja considerada um bom plastificante é
necessário que ela possua algumas propriedades básicas como características
essenciais e características desejáveis:
-Características essenciais;
A permanência: que é relacionada com a volatilidade e a resistência à
extração por água, óleos, solventes, graxas, combustíveis e é muito
importante a relação quanto a exsudação, ou seja, à migração para a
superfície;
23
A compatibilidade: que depende da polaridade da molécula do
plastificante e de sua configuração molecular; e a eficiência: que tem relação
com o poder de solvatação do plastificante, quanto maior o poder de
solvatação, maior a capacidade de flexibilização do polímero PVC
(RODOLFO, NUNES & ORMANJI, 2006).
-Nas características desejáveis;
Existem vários parâmetros entre eles, a baixa inflamabilidade, a
ausência de odor e cor, baixa migração, alta resistência térmica e aos raios
UV, boas características de processamento e baixo custo. Algumas
características classificadas como desejáveis podem ser essenciais
dependendo da aplicação (RODOLFO, NUNES & ORMANJI, 2006).
O emprego do plastificante é de acordo com a necessidade do seu produto
final, e em relação a vantagens e desvantagens sobre sua utilização. A tabela 2
traz a seguir de maneira simplifica as principais vantagens e desvantagens de
algumas classes de plastificante:
Tabela 2. Comparativa de vantagens e desvantagens dos plastificantes
Quadro comparativo das vantagens e desvantagens das principais famílias de plastificantes para PVC
Tipo de plastificante Vantagens e áreas de aplicação Desvantagens
C4 ftalatos (ex. DIBP) Rápida gelificação, boa processabilidade. A alta volatilidade limita seu uso.
C8 ftalatos (ex. DOP) Usados na maioria das aplicações que não requerem propriedades especiais.
Ftalatos lineares (ex. DL79P)
Promovem a melhoria das propriedades a baixas temperaturas.
Propriedades dielétricas deficientes.
DNP, DIDP Baixa volatilidade, melhora da resistência à extração pela água.
Menor poder de solvatação que os ftalatos C8 (ex. DOP)
DTDP Baixíssima volatilidade. Baixo poder de solvatação e custo elevado.
BBP Rápida gelificação e alta resistência a manchas.
Triaril fosfatos (ex. TCP)
Excelentes retardantes de chamas com boas propriedades de gelificação e boa resistência a ataques microbianos.
Propriedades limitadas a baixas temperaturas.
Alquil diaril fosfatados (ex. octil difenil fosfato)
Moderados retardantes de chamas, com boas propriedades baixas temperaturas.
Alto custo.
24
Trialquil fosfatos (ex. TOF)
Boas propriedades a baixas temperaturas. Baixa compatibilidade e dificuldade de processamento.
Trimelitatos (ex.TOTM)
Baixíssima volatibilidade e alta resistência à extração pela água.
Adipatos (ex. DOA) Boas propriedades a baixas temperaturas. Alta volatilidade e baixa resistência à extração.
Azelatos e sebacatos (ex. DOZ e DOS)
Excelentes propriedades a baixas temperaturas e boa permanência.
Alto custo.
Plastificantes poliméricos
Boa resistência à extração e à migração, baixa volatilidade.
Pode apresentar compatibilidade e propriedades a baixas temperaturas limitadas, além de alta viscosidade.
Óleos epoxidados Melhora da estabilidade térmica.
Quando utilizado em altes concentrações podem apresentar problemas de migração.
Parafinas cloradas Baixo custo e redução da inflamabilidade
Baixo poder de solvatação e necessidade de cuidados na estabilização térmica do composto
Fonte: Titow, W. V. (1984). PVC technology.
3.1. FTALATOS
Os ftalatos são os plastificantes mais importantes e mais utilizados na
indústria do PVC, sendo de uso geral e normalmente com 8 carbonos em cada
molécula. O dioctil ftalato (DOP) é o plastificante de maior consumo, sua estrutura
geral está representada na figura 9:
Figura 9. Estrutura geral do grupo ftalato
25
Onde os R´s são radicais alifáticos com um número variável de carbono. A
seguir exemplos de estrutura de alguns ftalatos amplamente utilizados na
indústria de transformação do PVC, são eles o diisobutil ftalato (DIBP) figura 10,
dioctil ftalato (DOP) figura 11 e diisodecil ftalato (DIDP) figura12 (RODOLFO,
NUNES & ORMANJI, 2006):
Figura 10. Estrutura molecular do diisobutil ftalato
Figura 11. Estrutura molecular do dioctil ftalato
26
Figura 12. Estrutura molecular do diisodecil ftalato
3.2. FOSFATADOS
Os fosfatados que são muito importantes por darem propriedades anti-
chama ao produto final. É importante lembrar que o PVC rígido tem a propriedade
retardante de chama e auto-extingue, porém com a adição de plastificantes essa
propriedade pode ser prejudicada, logo plastificantes com essas características
são importantes e bem utilizados.
Todos os fosfatados são derivados do oxicloreto fosfórico, com estrutura
geral representada na figura13:
Figura 13. Estrutura geral do grupo fosfatado
27
Onde os radicais podem ser alquila ou aríla, ou ainda alquila R1 enquanto R2
e R3 são arila (RODOLFO, NUNES & ORMANJI, 2006).
3.3. TRIMELITATOS
Os trimelitatos são plastificantes caracterizados pela elevada propriedade de
permanência e baixa volatilidade com aplicações em que a temperatura do
produto final é elevada, tais como compostos para fios e cabos elétricos de alto
desempenho sua estrutura está representada na figura 14 (RODOLFO, NUNES &
ORMANJI, 2006).
Figura 14. Estrutura geral do grupo Trimelitato
3.4. DIÉSTERES ALIFÁTICOS
Diésteres alifáticos são normalmente utilizados em mistura com ftalatos de
uso geral para melhoria de desempenho à baixas temperaturas e ainda diminui a
viscosidade de plastissóis. Tem por base os ácidos dicarboxílicos lineares com a
seguinte estrutura representada na figura 15:
28
Figura 15. Estrutura geral do grupo Diéster alifático
Sendo que o numero total de átomos de carbono na cadeia pode ser de 5
até 10 (RODOLFO, NUNES & ORMANJI, 2006).
3.5. BENZOATOS
Os benzoatos são plastificantes com alto poder de solvatação e são
utilizados especialmente em pisos vinilicos, normalmente podem ser usados como
contratipo de menor volatilidade e mesmo poder de solvatação que o BBP (Benzil
butil ftalato). A estrutura geral dos benzoatos está representada na figura 16
(RODOLFO, NUNES & ORMANJI, 2006).
Figura 16. Estrutura geral do grupo Benzoato
3.6. PLASTIFICANTES POLIMÉRICOS
São utilizados quando existe uma necessidade de minimizar a extração ou
exsudação do plastificante. Em condições severas alguns plastificantes podem
29
ficar enrijecidos ou em alguns casos pode até manchar a área de contato em que
o PVC está localizado. Os principais parâmetros para plastificantes poliméricos
são seus constituintes e o grau de polimerização. Diferente dos plastificantes
monoméricos, a estrutura química das moléculas é complexa e a característica de
um grupo é difícil, devido isso tais plastificantes recebem normalmente nomes
comerciais. Sua estrutura está representada na figura 17.
Figura 17. Estrutura geral do grupo dos plastificantes poliméricos
Onde R1 é o grupo químico proveniente do ácido dicarboxílico e o R2 é
proveniente do glicol, e n é o grau de polimerização e denota que essa estrutura
se repete várias vezes (RODOLFO, NUNES & ORMANJI, 2006).
3.7. CITRATOS
Suas propriedades são excelentes para baixas temperaturas e baixa
toxicidade tendo como estrutura geral a representação da figura 18 (RODOLFO,
NUNES & ORMANJI, 2006).
Figura 18. Estrutura geral do grupo citrato
30
3.8. ÓLEOS EPOXIDADOS
Em sua molécula existe o grupo químico epóxi ou oxirana, são obtidos da
reação de triglicerídeos normalmente de ocorrência natural como óleos de soja e
linhaça na reação com os perácidos. Sua estrutura geral está representada na
figura 19.
Figura 19 – Estrutura geral do grupo óleo epoxidado
Um fator muito importante nos óleos epoxidados é o teor de oxirana: quanto
maior o valor, maior a compatibilidade com a resina do PVC e com isso melhor a
permanência e características de estabilização térmica do composto (RODOLFO,
NUNES & ORMANJI, 2006).
3.9. PARAFINAS CLORADAS
São plastificantes de baixa solvatação, contendo normalmente entre 43 e
52% de cloro e com uma cadeia de aproximadamente 15 átomos de carbono.
Devido o baixo poder de solvatação normalmente são utilizados em compostos
mais rígidos ou como substituto parcial de plastificantes ftalatos ou fosfatados. A
estrutura geral das parafinas cloradas está representada na figura 20 (RODOLFO,
NUNES & ORMANJI, 2006).
Figura 20 – Estrutura geral do grupo parafina clorada
31
Devido à baixa compatibilidade com o PVC deve-se respeitar um limite
máximo de 25 a 30 parafinas cloradas de incorporação para evitar problemas de
exsudação do composto (RODOLFO, NUNES & ORMANJI, 2006).
É de extrema importância ter a noção que os plastificantes são
provavelmente os principais aditivos utilizados no PVC, porém existe uma
infinidade de outras classes de aditivos que são utilizados juntamente com os
plastificantes para obtenção e produção de produtos e materiais que tem como
base o PVC (RODOLFO, NUNES & ORMANJI, 2006).
32
Capitulo 4
Questões ambientais
Não há como falar em PVC, sem ter em destaque o foco desse trabalho,
procurando através de levantamento de opiniões diversas, os fatores que
influenciam a utilização ou não deste material.
Por uma óptica é possível apontar os benefícios que do PVC, que por sua
vez podem ser elencados e indiscutivelmente representam aceitação positiva em
diversos segmentos que dele se utilizam, porém existem outros fatores que
tornam a aceitação quanto ao uso do PVC, algo condenável. Dessa forma, os
diversos pontos de vista, em meio a opiniões divergentes, devem ser analisados
com a finalidade de confrontar ideias e assim, obter as conclusões para esse
estudo, que são o de analisar quais reais impactos que o PVC, esse material tão
importante causa ao meio ambiente.
Assim, o que se segue são os confrontos de opiniões e suas justificativas,
cabendo a analise dos fatores abordados.
4.1. RECICLAGEM DO PVC
É importante comentar que com relação aos resíduos sólidos urbanos
gerados, segundo dados da organização não-governamental CEMPRE
(Compromisso Empresarial para a Reciclagem) dão conta que somente cerca de
6% deste resíduo são plásticos, dessa fração apenas 14% em peso corresponde
ao PVC, ou seja, aproximadamente 0,8% em peso do total de resíduo sólido
urbano. É importante lembrar que o PVC é 100% reciclável e no Brasil são
registrados os melhores índices de reaproveitamento (RODOLFO, NUNES &
ORMANJI, 2006).
O processo de reciclagem do PVC é feito através de três maneiras distintas:
reciclagem mecânica, reciclagem química e reciclagem energética (RODOLFO,
NUNES & ORMANJI, 2006).
33
4.1.1. RECICLAGEM MECÂNICA
A reciclagem mecânica consiste na combinação de processos operacionais
para aproveitamento do material descartado, transformando-o em material apto
para a fabricação de outros produtos. Geralmente são utilizadas aparas
provenientes de descarte industrial, denominado reciclagem primaria, são
resíduos simples de reciclar e quase sem contaminantes, enquanto no caso de
material pós-consumo retirado de resíduo sólido urbano o processo é denominado
reciclagem secundária e neste processo existem alguns pré-processos de triagem
para retirar o máximo de contaminantes destes materiais (RODOLFO, NUNES &
ORMANJI, 2006).
4.1.2. RECICLAGEM QUÍMICA
A reciclagem química é feita através de processos tecnológicos de
conversão do resíduo de PVC em matérias-primas petroquímicas básicas. Alguns
processos disponíveis para reciclagem química do PVC consistem basicamente
nas seguintes rotas:
-Hidrogenação do resíduo – Gerando ácido clorídrico, hidrocarbonetos e
betume;
-Pirólise – Gerando ácido clorídrico, carvão coque e hidrocarbonetos;
-Gaseificação – Gerando ácido clorídrico, monóxido de carbono e
hodrogênio;
-Incineração – Gerando ácido clorídrico, dióxido de carbono e água.
Outros processos encontram-se em desenvolvimento e espera-se converter
os resíduos de PVC nas seguintes matérias-primas básicas:
-Gaseificação em banho metálico – Gerando ácido clorídrico;
-Gaseificação em banho de escória – Gerando ácido clorídrico;
-Gaseificação em leito fluidizado com combustão subseqüente – Gerando
ácido clorídrico;
-Pirólise com subseqüente combustão – Gerando ácido clorídrico;
-Pirólise com subseqüente extração de metais – Gerando sal (RODOLFO,
NUNES & ORMANJI, 2006).
34
4.1.3. RECICLAGEM ENERGÉTICA
A reciclagem energética consiste basicamente na compactação dos resíduos
de PVC e subseqüente incineração, convertendo a energia química contida nos
mesmo em energia calorífica ou elétrica. Os gases gerados nesse processo são
tratados para reduzir o impacto sobre a atmosfera e as cinzas resultantes são
dispostas em aterros (RODOLFO, NUNES & ORMANJI, 2006).
4.2. PRÓS DO PVC
Como foco de pesquisa, há uma grande parte de pesquisadores que
defendem o uso do PVC, ressaltando seus benefícios enquanto utilização em
diversos segmentos. Miguel Bahiense Netto, diretor do instituto do PVC, pode ser
citado como um desses profissionais, tendo este um vasto conhecimento na área.
Segundo NETTO:
O relatório “Nosso Futuro Comum”, publicado pela Comissão Brundtland em 1987, e as discussões e conclusões da Rio‟92, apontam o desenvolvimento sustentável como a única alternativa para garantirmos qualidade de vida às futuras gerações. De uma forma geral, a indústria mundial está cada vez mais empenhada nesse sentido e, em especial, a cadeia produtiva do PVC tem dado importante contribuição para o desenvolvimento sustentável, não só na origem de suas matérias-primas, mas no uso e descarte de seus produtos. O primeiro fato que diferença a indústria do PVC é que sua principal matéria-prima, o sal marinho, é um recurso inesgotável na natureza e representa 57%, em peso, das resinas de PVC. Depois, o PVC é 100% reciclável, tendo atingido índice de reciclagem, médio, de 16,5% no Brasil, acima da média da União Europeia, cerca de 14,5%. Entretanto considerando-se às atuais questões ambientais do planeta, talvez a grande contribuição do PVC está no seu elevado potencial de isolamento térmico. Não na característica em si, mas especialmente na aplicação do produto em setores fundamentais para o desenvolvimento humano: construção e arquitetura. Isso permite paralelos com outros materiais aplicados aos setores e dá ao PVC destaque em um importante aspecto na busca da
sustentabilidade: economia de energia. (NETTO, 2006).
Para NETTO, o PVC tem importância devido à possível economia de energia
que pode trazer, diretamente ele não entra no mérito do PVC puramente ser
ecologicamente correto, e sim como um material terciário que influência em outros
aspectos que definitivamente são relacionados ao meio ambiente, neste caso, o
consumo energético e a emissão de CO2 que são resultado de equipamentos
para aquecimento ou resfriamento de ambientes.
35
O PVC é um material diferenciado e possui excelente avaliação em estudos
de análise de ciclo de vida, ACV, que têm comprovado, cientificamente, que os
produtos de PVC não causam mais impactos ambientais que os seus
concorrentes (NETTO, 2006).
Um exemplo claro e recente vem dos Estados Unidos. Em 2005, o U.S.
Green Building Council, mostrou em relatório preliminar que o PVC tem
desempenho ambiental similar ao de outros materiais aplicados na construção
civil, eles avaliam o ciclo de vida do PVC desde 2003 e passaram a recomendar
que o PVC não seja excluído do sistema LEED (Leadership in Energy and
Environmental Design), diretriz muito considerada por construtoras e arquitetos
americanos quanto a escolha dos materiais para a construção civil. Segundo os
cientistas, as evidências disponíveis não permitem que se conclua que o PVC
tenha desempenho ambiental inferior a materiais alternativos quando se
comparam estudos de análise de ciclo de vida desses materiais (NETTO, 2006).
Esse posicionamento é esperado pela indústria do PVC principalmente por
alguns aspectos notórios. Por exemplo, mesmo considerando-se o uso de energia
elétrica na sua fabricação, a produção dela é uma das mais econômicas em
termos de consumo energético (NETTO, 2006).
Outro tema bastante polêmico se tratando de PVC é a utilização de
plastificantes, alguns órgãos internacionais o condenam, enquanto outros atestam
a integridade ambiental de tal substância.
Os plastificantes com um consumo estimado em 140 mil toneladas anuais o
mercado brasileiro segue as tendências mundiais com o uso dos ftalatos na
liderança, a despeito dos ataques sofridos pelas organizações ambientais,
acusando-os de serem tóxicos e cancerígenos, após três décadas e mais de 100
milhões de dólares investidos em pesquisas, nada foi comprovado. De acordo
com informações do Conselho Europeu de Plastificantes e Intermediários,
pertencente ao Conselho da Indústria Química Européia, só a Europa Ocidental
produz cerca de um milhão de toneladas anuais de fltalatos, com destaque para o
di-2-etilhexil ftalato (DOP). Os ftalatos são sucesso por terem iniciado a geração
dos plastificantes e continuam ainda no topo por constituir as substâncias que
oferecem as melhores relações custo/benefício associada a uma boa quantidade
de propriedades, além disso, o DOP tem aprovação do FDA (Food and Drug
36
Administration) nos Estados Unidos e de instituições similares em vários países
para ser utilizado em embalagens de alimentos, o que é um atestado
incontestável de sua eficácia e salubridade (RETO, 2004).
De acordo com o diretor comercial da Elekeiroz, Carlos Calvo, o DOP
utilizado em embalagens para o segmento alimentício apresenta elevada pureza
em éster, eliminando qualquer possibilidade de migração do plastificante para o
produto embalado, ainda que usado em concentrações inadequadas (RETO,
2004).
4.3. CONTRAS DO PVC
A lista de usos para o PVC é infinita, pois é um dos plásticos mais utilizados
no mundo. O PVC é encontrado em uma extensa gama de produtos de consumo
tais como embalagens, película aderente, garrafas, cartões de crédito, materiais
de construção, tais como esquadrias, cabos, tubos, pisos, papel de parede e
cortinas de janela. Ele também é usado por interiores de automóveis e em
materiais médicos descartáveis. No entanto, a produção de PVC cria e lança um
dos produtos químicos mais tóxicos, as dioxinas. Além das dioxinas, os produtos
de PVC podem vazar aditivos prejudiciais durante o uso e descarte. A incineração
libera mais dioxinas e compostos contendo cloro, que ainda contaminam o
ambiente. Os produtos oriundos do PVC são difíceis de reciclar, e normalmente
vão para aterros sanitários. Alguns produtos químicos são adicionados, como os
ftalatos, que tem como finalidade fazer compostos de PVC flexíveis
(GREENPEACE, 2005).
Estudos de laboratório em animais apontam que alguns destes produtos
químicos são cancerígenos e podem causar danos nos rins e interferir no sistema
reprodutor. Testes recentes de vários governos também mostram que as crianças
podem ingerir produtos químicos perigosos a partir de brinquedos de PVC
(GREENPEACE, 2005).
Alguns governos e algumas indústrias estão tomando medidas para eliminar
PVC. Os governos dinamarqueses e suecos estão restringindo o uso de PVC, e
em todo o mundo centenas de comunidades estão eliminando o
PVC dos edifícios e de muitas empresas como a Nike, IKEA (empresa de
37
móveis) e The Body Shop (empresa de cosméticos) se comprometeram
a eliminar PVC de seus produtos (GREENPEACE, 2005).
O mundo está enfrentando uma crise de resíduos de PVC. Os produtos de
PVC com vida longa, eliminados dentro de alguns anos, têm causado problemas
sérios, especialmente quando incinerados. A vida média de produtos duráveis,
que compõem mais da metade do consumo do PVC, é de aproximadamente 34
anos. Bens duráveis de PVC, produzido e vendido desde os anos 60, agora estão
apenas começando a entrar no fluxo de resíduos. Somente agora estamos vendo
os primeiros estágios de uma montanha iminente resíduos de PVC. Existem
atualmente mais de 150 milhões de toneladas de materiais de longa duração de
PVC mundo. A maioria destes produtos é usada no setor da construção civil, que
vão fazer parte deste monte de resíduos nas próximas décadas. Com a taxa atual
de produção, o mundo terá que lidar com cerca de 300 milhões de toneladas de
PVC até 2005. A quantidade de resíduos de PVC nos países industrializados já é
esperada para crescer mais rápido do que a produção de PVC (GREENPEACE,
2003).
Entrando nesta polêmica a empresa Reckitt Benckiser (grupo fabricante de
produtos domésticos) assumiu a política intitulada PVC free, onde todas as
embalagens vinilicas da empresa foram trocadas ou retiradas do mercado, devido
os impactos ambientais da resina. Para a empresa a resina é mais difícil de ser
reciclada e afeta a camada de ozônio. Em 2000, o relatório ambiental da
corporação verberava a preocupação dos acionistas com o potencial risco à
saúde causada pelo PVC em sua produção e descarte, razão pela qual o grupo
traçou a meta de banir de suas embalagens o termoplástico, em prol de materiais
mais amigáveis com os propósitos do desenvolvimento sustentável (BIAGIO,
2011).
38
CONSIDERAÇÕES FINAIS
O presente trabalho buscou verificar que a utilização de materiais resinosos
deu-se desde a antiguidade, quando apenas este, era fruto de extração em
árvores. Com a evolução dos estudos desses materiais foi possível aperfeiçoar
novas técnicas de utilização e novos outros materiais foram surgindo a partir das
mais diversificadas matérias-primas.
Dessa forma, é possível observar que o PVC, material/objeto principal deste
estudo também passou por estudos e que, por momentos da história foi
esquecido, sendo ele, posteriormente divulgado e estudado mais profundamente,
resultando na descoberta de diversas formas de utilização deste material.
Frente à curiosidade do uso deste material, o presente trabalho propôs
analisar os aspectos químicos do PVC e de seus plastificantes, pesquisar
opiniões divergentes entre os prós e os contras de sua utilização e impacto
socioambiental.
Assim, no capítulo quarto, simplifica-se a compreensão da análise quanto às
questões ligadas ao PVC e todos seus aditivos e plastificantes, tal como, seus
aspectos sociais e ambientais. Pode-se assim verificar que, como qualquer outra
resina polimérica, existem problemas que necessitam ser enfrentados, assim
como também soluções grandiosas que atingem diversos segmentos da
sociedade.
Entretanto, grande parte dos artigos que apontam problemas com o PVC é
antigo e, mesmo após tantos anos, nada negativo tenha sido efetivamente
comprovado, ocorreu o oposto, com o passar dos anos foi comprovado, por meio
de novos estudos, que os materiais originados do PVC são materiais
sustentáveis.
Fica claro que existem inúmeros interesses de ambas as partes, como
exemplo o grupo Reckitt Benckiser, que apesar de inúmeros artigos a favor das
resinas de PVC, decidiu bani-las de suas embalagens. Logo, do outro lado do
embate, o diretor do instituto do PVC, Miguel Bahiense Netto, em réplica ao
posicionamento do grupo Reckitt, diz que os argumentos do grupo não procedem,
e que não tem cabimento uma empresa acusar de prejudicial à saúde humana um
39
produto ao qual é utilizado em suplementos médicos, e quanto à poluição
atmosférica, Netto afirma que o processo de reciclagem é feito em ambiente
controlado e em circuito fechado na indústria petroquímica (BIAGIO, 2011).
As discussões a respeito das resinas de PVC, os plastificantes e os aditivos
em geral vão continuar por muitos anos, se não para sempre, atendendo os
interesses de quem os ataca ou os defende.
Tendo em vista que as empresas que utilizam o PVC e as empresas que
criam alternativas para o mesmo faturam milhões, para a sociedade em geral é
válida essa discussão, pois só assim há a possibilidade de evolução dos
materiais, tanto para o PVC como para os materiais alternativos.
Dessa forma, de um lado, pesquisadores lutam para provar os malefícios do
PVC e, do outro lado, há os que procuram provar o contrário, buscando inclusive
aperfeiçoar os materiais atuais para não perder “fatias” importantes do mercado.
Observando-se por essa óptica, essa “luta” de interesses é benéfica ao ponto que
esses estudos e aperfeiçoamentos representam um ganho efetivo ao que se
refere à qualidade superior dos materiais, com custos reduzidos e
ambientalmente mais corretos.
Em relação somente ao PVC, existem algumas melhorias efetivamente
necessárias; sua estrutura como foi apresentada, é à base de derivados de
petróleo, e nesse caso já existem pesquisas para buscar alternativas renováveis
sem perder a qualidade e propriedades do PVC, para que o mesmo seja
substituído, pois o petróleo não se trata de fonte renovável.
Outro fator válido de ressalva é a questão da reciclagem, que, tem em seu
produto final, quase que em sua totalidade, o acido clorídrico, que se apresenta
como substância extremamente perigosa. Nesse caso, o ácido clorídrico já é
reutilizado, desde haja um tratamento prévio adequado com os devidos cuidados
de manuseio.
Com isso, conclui-se que o objetivo deste trabalho foi atingido, através de
levantamento bibliográfico, que possibilitou analisar as vertentes do estudo do
PVC aos olhos da química pura, suas ligações e reações de obtenção e síntese,
atuação dos plastificantes e utilização.
Com este, não se buscou ser tendencioso, e sim analisar cautelosamente, a
realidade posta de ambos os lados, os prós e os contras. Assim, foi possível
40
observar a existência de interesses e verificar problemas vãos, relacionados á
questões ambientais. Contudo, diversas pesquisas apontam que na visão
socioambiental, a utilização do PVC tende-se muito mais a favor do que contra,
porém é importante ressaltar que as críticas são absolutamente necessárias, pois
possivelmente esses materiais estariam estagnados.
Assim, conclui-se que, apesar de se apontar que os benefícios do uso do
PVC são superiores à sua não utilização, esse desacordo nas vertentes de ideias
deve existir, para que a evolução material e socioambiental quanto à utilização
desses produtos, seja aprimorada e cada vez mais difundida como fonte de novas
pesquisas e soluções.
41
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
ATKINS P.; JONES L.. Princípios de Química, 3o ed., Editora Bookman, 2006.
BIAGIO FERNANDA DE.; Plástico em revista nº537 edição de agosto, 2011.
CALLISTER JR, W. D. Ciência e Engenharia de Materiais: Uma Introdução, 7ª
Ediçao, LTC, 2008.
CANEVAROLLO Jr., S.V., Ciência dos polímeros: um texto básico para
tecnólogos e engenheiros, São Paulo: Artliber, 2002.
GREENPEACE; O que fazemos – Poluição Tóxica – Cloreto de polivinil - 2005
http://www.greenpeace.org/international/en/campaigns/toxics/polyvinyl-chloride/
acesso em 28/10/2011.
GREENPEACE; O que fazemos – Poluição Tóxica – Cloreto de polivinil – Os
resíduos de PVC – 2003
http://www.greenpeace.org/international/en/campaigns/toxics/polyvinyl-
chloride/pvc-waste/ acesso em 28/10/2011.
NETTO M. B.; Instituto do PVC – Meio ambiente – Análise de ciclo de vida.
http://www.institutodopvc.org/publico/?a=conteudo&canal_id=45&subcanal_id=49
acesso em 17/09/2011.
NETTO M. B.; Instituto do PVC – Publicações – Artigos Técnicos – O PVC e a
construção e arquitetura sustentáveis – 2006
http://www.institutodopvc.org/publico/?a=conteudo_link&co_id=119 acesso em
17/09/2011.
NUNES, L. R.; RODOLFO, A. Jr.; ORMANJI, W., Tecnologia do PVC. São Paulo:
ProEditores / Braskem, 2002.
42
RETO APARECIDA DE SINO; Revista Plástico Moderno - Edição: 357 - 2004
http://www.plastico.com.br/revista/pm357/plastificantes1.htm acesso em
23/10/2011.
