Policloreto de vinila

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]

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Policloreto de vinila[1]
Nomes
Nome IUPAC	Policloroeteno
Outros nomes	PVC, Cloreto de polivinila, Policloreto de vinil
Policloreto de vinila Identificadores Número CAS 9002-86-2 PubChem 6338
Policloreto de vinila Propriedades Fórmula química (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)
Policloreto de vinila Riscos associados Principais riscos associados Liberação de HCl em decomposição térmica, monômero (cloreto de vinila) carcinogênico NFPA 704 2 1 0
Policloreto de vinila 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 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]

Histórico

Descoberta

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.

Desenvolvimento inicial

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]

Avanços comerciais

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]

Evolução moderna

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]

Síntese

Monômero Cloreto de Vinila (MVC)

O MVC é produzido por três rotas principais:

Processo balanceado (Rota do eteno)

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

Rota do acetileno

Dominante até os anos 1960, usa acetileno (C₂H₂) de carbureto de cálcio (CaC₂):^[18] ${\displaystyle {\ce {CaC2 + H2O -> C2H2 + CO}}}$ ${\displaystyle {\ce {C2H2 + HCl -> C2H3Cl}}}$ Substituída pela rota do eteno devido a custos e impacto ambiental do mercúrio.^[18]

Rota do etano

Converte etano (C₂H₆) diretamente em MVC a 400-500 °C:^[18] ${\displaystyle {\ce {2C2H6 + Cl2 + 3/2 O2 -> 2C2H3Cl + 3H2O}}}$ Ideal em regiões ricas em gás natural.^[18]

Purificação do MVC

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

Policloreto de Vinila (PVC)

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

Métodos industriais

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

Propriedades

Estrutura molecular

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]

Propriedades físicas

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

Propriedades mecânicas

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]

Propriedades térmicas

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]

Propriedades químicas

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

Propriedades elétricas

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

Aditivos

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

Plastificantes

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

Estabilizantes

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

Lubrificantes

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

Preenchimentos

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

Pigmentos e cargas

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

Aplicações

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

Construção civil

Canos de PVC

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

Janelas e portas:

Janela de PVC

U-value ~1,3 W/m²·K, 30-50 anos.^[37]

Medicina

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

Moda

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

Tecnologias emergentes

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

Impacto ambiental

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

Reciclagem

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

Segurança e saúde

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

Produção global

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

Ver também

• Composto de madeira plástica
• Disco de vinil
• Engenharia dos materiais
• Fetichismo por látex e PVC
• Roupas de PVC
• Tapume de vinil

Referências

1. Registo de CAS RN 9002-86-2 na Base de Dados de Substâncias GESTIS do IFA, accessado em 5 de Março de 2008
2. A. Harper, Charles (2002). Handbook of Plastics, Elastomers, and Composites. [S.l.]: McGraw-Hill. 757 páginas |acessodata= requer |url= (ajuda)
3. Rodolfo Jr., Antonio; Nunes, Luciano; Ormanji, Wagner (2006). Tecnologia do PVC. [S.l.]: Pro Editores. 450 páginas |acessodata= requer |url= (ajuda)
4. «PVC production volume worldwide». Statista. Consultado em 26 de fevereiro de 2025
5. «Polyvinyl Chloride». The Plastics Historical Society. Consultado em 26 de fevereiro de 2025
6. Eugen Baumann ISSX. «Eugen Baumann ISSX». Consultado em 26 de fevereiro de 2025
7. «Você sabe quem é? Eugen Baumann!». damascopvc.com.br. Consultado em 19 de agosto de 2024
8. «PVC-O Characteristics and Advantages». Molecor. Consultado em 26 de fevereiro de 2025
9. Mulder, Karel & Knot, J. Marjolijn. (2001). PVC plastic: a history of systems development and entrenchment. Technology in Society. 23. 265-286. doi:10.1016/S0160-791X(01)00013-6.
10. «History of PVC». Agostini Museum Of The Window. Consultado em 26 de fevereiro de 2025
11. B. Seymour, Raymond & F. Mark, Herman & Pauling, Linus & H. Fisher, Charles & Allan Stahl, G. & H. Sperling, L. & S. Marvel, C. & E. Carraher, Charles. (1989). Waldo Lionsbury Semon Pioneer in PVC. doi:10.1007/978-94-009-2407-9_10.
12. «Vinyl (PVC) History». Vinyl Institute. Consultado em 26 de fevereiro de 2025
13. «A History of Polyvinyl Chloride (PVC)». Piper Plastics Corp. Consultado em 26 de fevereiro de 2025
14. «Uni-Bell PVC Pipe Association». Consultado em 26 de fevereiro de 2025
15. «Poly(vinyl chloride), a historical polymer still evolving». Progress in Polymer Science. 2023. Consultado em 26 de fevereiro de 2025
16. «Polyvinyl chloride-based membranes: A review». Journal of Membrane Science. 2021. Consultado em 26 de fevereiro de 2025
17. «Development of Pure Poly Vinyl Chloride (PVC) with Excellent 3D Printability». Macromolecular Materials and Engineering. 2022. Consultado em 26 de fevereiro de 2025
18. Teixeira, Eduardo Garcia. (2013). Análise do mercado brasileiro de PVC utilizado na construção civil. Trabalho de Graduação. Departamento de Engenharia Química, Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre.
19. «Poly(chloroethene) (Polyvinyl chloride)». Essential Chemical Industry. Consultado em 26 de fevereiro de 2025
20. Kirk, Raymond E.; Othmer, Donald F. (2000). Encyclopedia of Chemical Technology. 24. [S.l.]: Wiley. pp. 85–90
21. Nass, L. I.; Heiberger, C. A. (1976). Encyclopedia of PVC. Vol. 1, p. 271. New York: Marcel Dekker.
22. Banegas, R. S. (2011). Estudos em filmes formados por PVC e agentes plastificantes. Dissertação – UFSC.
23. Carraher Jr., Charles E. (2017). Polymer Chemistry. [S.l.]: CRC Press. pp. 245–250
24. «Polyvinyl chloride». Wikipedia. Consultado em 26 de fevereiro de 2025
25. Rodolfo Jr., Antonio & John, Vanderley. (2006). Desenvolvimento de PVC reforçado com resíduos de Pinus. Polímeros. 16. 1-11. doi:10.1590/S0104-14282006000100005.
26. Titow, W. V. (1990). PVC Plastics: Properties, Processing and Applications. Elsevier.
27. «Polyvinyl Chloride». ScienceDirect. Consultado em 26 de fevereiro de 2025
28. Brydson, J. A. (1999). Plastics Materials. [S.l.]: Butterworth-Heinemann. pp. 350–360
29. Seanor, Donald A. (1982). Electrical Properties of Polymers. [S.l.]: Academic Press. pp. 120–130
30. Cadogan, David F. & Howick, Christopher J. (2000). "Plasticizers" in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. Wiley-VCH. doi:10.1002/14356007.a20_439.
31. Murphy, John (2001). Additives for Plastics Handbook. [S.l.]: Elsevier. pp. 85–95
32. Patrick, Stuart (2004). PVC Compounds and Processing. [S.l.]: Rapra. 164 páginas |acessodata= requer |url= (ajuda)
33. Gächter, R.; Müller, H. (1993). Plastics Additives. [S.l.]: Hanser. pp. 200–210
34. Rahman, Shah. (2007). PVC Pipe & Fittings. doi:10.13140/RG.2.2.28970.62408.
35. «Instituto Brasileiro do PVC». Consultado em 15 de julho de 2019
36. Beriache, M’hamed et al. (2018). Assessing PVC Cables. 73-84.
37. «Análise de Ecoeficiência de Janelas» (PDF). Instituto Brasileiro do PVC. Consultado em 15 de julho de 2019
38. Testai, Emanuela et al. (2016). Safety of DEHP PVC. Regulatory Toxicology and Pharmacology. 76. 209. doi:10.1016/j.yrtph.2016.01.013.
39. Contini, Mila. (1965). Fashion From Ancient Egypt To The Present Day. p. 317.
40. «Is it possible to 3D print PVC?». Makenica. Consultado em 26 de fevereiro de 2025
41. «Smart Pipe Monitoring». Sensor Group. Consultado em 26 de fevereiro de 2025
42. Thornton, Joe. (2010). Environmental Impacts of PVC.
43. «Risks Associated with PVC». Polymers. 2024. Consultado em 26 de fevereiro de 2025
44. «VinylPlus Sustainable Development». VinylPlus. Consultado em 26 de fevereiro de 2025
45. «Recent advances in PVC recycling». Polymer Advanced Technologies. 2023. Consultado em 26 de fevereiro de 2025
46. Wagoner, J. K. (1983). Toxicity of PVC. Environmental Health Perspectives. 52. 61–66. doi:10.1289/ehp.835261.
47. «Why You Should Avoid PVC Products». EcoWatch. Consultado em 26 de fevereiro de 2025
48. «North America PVC Market». Mordor Intelligence. Consultado em 26 de fevereiro de 2025