jueves, 27 de agosto de 2015

Química de los polímeros

Monómeros

El cloruro de vinilo es un gas incoloro. Se incendia fácilmente y es inestable a altas temperaturas. Tiene un olor levemente dulce. Es una sustancia manufacturada y no ocurre naturalmente. Se puede formar por la descomposición de otras sustancias tales como el tricloroetano, tricloroetileno y el tetracloroetileno. El cloruro de vinilo se usa para fabricar cloruro de polivinilo (PVC). El PVC se usa para fabricar una variedad de productos plásticos, incluyendo tuberías, revestimientos de alambres y cables y productos para empacar. El cloruro de vinilo es conocido también como cloroeteno, cloroetileno y monocloruro de etileno.- .........................................................:https://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Cloruro_de_vinilo&printable=yes


¿Qué es?
El cloruro de vinilo, también conocido como cloroetileno, es un gas incoloro que posee un olor levemente dulce. Este compuesto se puede formar por la descomposición de otras sustancias tales como el tricloroetano, tricloroetileno y el tetracloroetileno.

Propiedades físicas.
Esta sustancia es un gas licuado comprimido e incoloro de un olor característico. Es más denso que el aire y en este medio se degrada en cuestión de días. Puede formar peróxidos en circunstancias específicas, iniciando una polimerización explosiva, generando peligro de incendio o explosión. Al arder se descompone produciendo humos tóxicos y corrosivos de cloruro de hidrógeno y fosgeno.

La fórmula química del cloruro de vinilo es C2H3Cl/H2C=CHCl y su masa molecular es de 62,5 g/mol.
  • Punto de ebullición: -13ºC
  • Punto de fusión: -154ºC
  • Densidad relativa (agua=1): 0,9
  • Solubilidad en agua (g/100ml a 25 ºC): 0,3
Fuentes de emisión y aplicaciones del cloruro de vinilo.
Su principal aplicación es la fabricación de cloruro de polivinilo (PVC), el cual es usado para fabricar una variedad de productos plásticos, incluyendo tuberías, revestimientos de alambres y cables y productos para empacar.

Al ser una sustancia manufacturada no se conocen fuentes naturales de emisión.

Efectos sobre la salud humana y el medio ambiente.
Esta sustancia se puede absorber por inhalación. Si la exposición es de corta duración se produce una irritación de los ojos, el líquido puede producir congelación. Puede causar efectos en el sistema nervioso central y disminución de la conciencia. Tras exposiciones prolongadas o repetidas la sustancia puede afectar el hígado, el pulmón y el tejido conectivo. Está clasificada como carcinógena para los seres humanos y puede originar lesión genética de carácter hereditario.

Es poco probable que se acumule en plantas o animales de consumo humano. Debido a sus propiedades físico-químicas es probable que se acumule en la atmósfera.

Nombre registrado:  Cloruro de vinilo
Nombre químico:  Cloroeteno
Sinónimos/nombres comerciales:  Monocloroeteno,  vinilcloruro,  VC,  CVM,  Freón 1140.
Nombre químico (alemán): Vinylchlorid.
Nombre químico (francés): Chlorure de vinyle.
Nombre químico (inglés): Vinyl chloride
Aspecto general: Gas incoloro, de aroma suavemente dulzón, que solo se transporta en estado estabilizado (usando fenol y sus derivados) en tanques presurizados.
DATOS FÍSICO-QUÍMICOS BÁSICOS
Fórmula empírica:C2H3Cl
Masa molecular relativa:62,50 g
 Densidad: 0,9106 g/cm3 a 20°C
0,983 g/cm3 a -20°C (líquido) 
Densidad relativa de gas:2,16
Punto de ebullición:-13,4 a -14,0°C
Punto de fusión:-153,8 a -160,0°C
Presión de vapor:3300 hPa a 20°C
 4500 hPa a 30°C
 7800 hPa a 50°C
Punto de inflamación:-77 a -78°C
Temperatura de ignición:415°C
Ignición espontánea:472°C
Límites de explosividad :3,8-31% en volumen;
Umbral de olor:4000 ppm en el aire
Solvólisis:En agua: 1,1 g/l a 25ºC;
 se disuelve en aceite, alcohol, solventes clorados y en hidrocarburos; las sales de plata y cobre aumentan susolubilidad, por formación de complejos.
Factores de conversión:1 ppm = 2,60 mg/m3
 1 mg/m3 = 0,39 ppm

PROCEDENCIA Y APLICACIONES
Aplicaciones:El cloruro de vinilo se emplea en su casi totalidad (96-98%) para la fabricación de cloruro de polivinilo o polivinilcloruro (PVC). El restante 2-4% se emplea en la síntesis de hidrocarburos clorados específicos, como el 1,1,1-tricloroetano; el 1,1,2-tricloroetano, y el cloruro de vinilideno. A nivel industrial, se usa el cloruro de vinilo para la producción de polímeros (ATRI, 1985). Aproximadamente el 25% de la producción mundial de cloro se utiliza para la producción de cloruro de vinilo.
Procedencia / fabricación:Se fabrica a través de la combinación por adición de gas clorhídrico al acetileno, o por la descomposición del 1,2-dicloretano, originándose como producto secundario gas clorhídrico.
El cloruro de polivinilo (PVC) es polímero del cloruro de vinilo.
Cantidades producidas:
Producción mundial 198513.500.000 t(ULLMANN, 1986)
Producción mundial10.000.000 t(RIPPEN, 1988)
EEUU, 19873.800.000 t(RIPPEN, 1988)
CE, 19773.500.000 t(RIPPEN, 1991)
Japón, 19801.656.000 t(ATRI, 1985)
Alemania, 19881.459.000 t(RIPPEN, 1991)
Francia, 19821.150.000 t(ATRI, 1985)
Italia, 1977750.000 t(RIPPEN, 1988)
Taiwan, 1984492.000 t(RIPPEN, 1991)
Canadá, 1982408.000 t(ATRI, 1985)
Gran Bretaña, 1977405.000 t(RIPPEN, 1988)
México, 1984132.000 t(RIPPEN, 1991)

TOXICIDAD
Mamíferos:  
RatonesCTmín 50 ppmv 120 hs, intermitentementes.RIPPEN, 1991
RatasDL50 500 mg/kg orals.RIPPEN, 1991
 CTmín 1) 6 000 ppms.RIPPEN, 1991
ConejosCTmín 500 ppm inhalación (7 h/d dur. 6 meses)s.RIPPEN, 1991

Nota: 1) Inhalación durante 4h, entre los días 12 y 19 después de la concepción.
Efectos característicos
Seres humanos/mamíferos: Este gas, muy inflamable, tóxico y de efectos narcóticos, irrita los ojos, la piel y las vías respiratorias. La exposición reiterada conduce a lesiones hepáticas, renales y esplénicas, pudiendo desarrollarse en algunos casos tumores malignos. Pueden existir concentraciones tóxicas en el aire sin que se perciba un olor alarmante. El cloruro de vinilo ejerce efectos cancerígenos y teratógenos (su inhalación produce malformaciones y distrofias esqueléticas) tanto en los animales como en el ser humano.
Durante su descomposición térmica, se forman gases ácidos que producen irritación ocular, nasal y faríngea.
COMPORTAMIENTO EN EL MEDIO AMBIENTE
Agua:
El cloruro de vinilo es muy persistente en el agua, si no se evapora. Sin embargo, hasta el momento no se conocen efectos nocivos sobre organismos acuáticos (UBA, 1986). Es poco probable su acumulación en la cadena alimentaria acuática (BUA 1989).
Aire:
Cuando el gas puesto a presión se expande, se forman nieblas frías más pesadas que el aire. Éstas se evaporan fácilmente y se combinan con el aire originando mezclas tóxicas y explosivas. Debido a las propiedades físico-químicas del cloruro de vinilo, es probable que se acumule en la atmósfera.
Tiempo de vida media:
En condiciones ambientales normales, el cloruro de vinilo es extraordinariamente persistente. Su tiempo de vida media en el suelo en condiciones anaeróbicas asciende a más de 2 años. Su degradación aeróbica en instalaciones de clarificación y en aguas superficiales, así como en cultivos bacterianos aislados de 20-120 mg/l, requiere un período mínimo de 5 semanas (UBA, 1986). Con la participación de radicales oxhidrilos, el tiempo medio de vida media se reduce a 66 horas. En los casos de hidrólisis, el tiempo de vida media es inferior a 10 años (calculado para una temperatura de 25°C) (RIPPEN, 1991). En la troposfera, el tiempo de vida media es de 11 semanas (degradación abiótica) (ATRI, 1985). La BUA (1989) informa sobre un promedio de tiempo de vida media que oscila entre 2,2 y 2,7 días.
Degradación / productos de la descomposición:
Durante la oxidación fotoquímica, se forma ácido clorhídrico, óxido de carbono y formalehido. No se produjo fotólisis en una concentración de 10 mg/l sometida a rayos de 300 nm de longitud de onda durante más de 90 h. La mineralización biótica es extremadamente lenta.
Efectos combinados:
El cloruro de vinilo reacciona, desarrollando altas temperaturas, con el acetileno, el cloro, el flúor, los oxidantes y peróxidos, con los que forma polímeros. Los iniciadores de una polimerización son la luz, el calor y el  ácido sulfhídrico.
ESTÁNDARES AMBIENTALES
Medio / receptorÁmbitoPaís/ orga nismoStatusValorNormaObservacionesFuente
Agua:       
 Agua pot.CEGm g/l 1)s.RIPPEN, 1991
 Aguas subt.P. BajosG0,01 m g/l recomendacións.TERRA TECH, 6 / 94
 Aguas subt.P. BajosL0,7 m g/l saneamientos.TERRA TECH, 6 / 94
 Aguas serv.EEUUG50 m g/l 2)s.RIPPEN, 1991
Aire:       
  RDAL0,6 mg/m3MIKK s.HORN, 1989
  RDAL0,2 mg/m3MIKD s.HORN, 1989
 EmisiónRFAL5 mg/m3 flujo masivo ³ 25 g/hs. LT-Aire 1986
 Lug. de trab.RFAL8 mg/m3TRK3)DFG, 1989
 Lug. de trab.RFAL5 mg/m3TRKen otros casosDFG, 1989
 Lug. de trab.RDAL30 mg/m3 val. larga y corta expos.s.HORN, 1989
 Lug. de trab.URSS(L)5 mg/m3PDK s.UBA, 1986
 Lug. de trab.EEUU(L)10 mg/m3TWA4)ACGIH, 1986
 Lug. de trab.EEUU(L)0,010 ppmvTLV5)s.RIPPEN, 1989
Alimentos:       
  RFAL0,05 ppm envase o envolturas.RIPPEN, 1989

Notas:
1) Suma de todos los hidrocarburos clorados, excepto los pesticidas.
2) Promedio de 4 días para industrias de material sintético especial, vertido directo.
3) Corresponde a instalaciones existentes.
4) Sustancia francamente cancerígena.
5) Aire libre, en California.
En la República Federal de Alemania existe una disposición especial para el cloruro de vinilo, en el marco de la reglamentación existente para la manipulación de sustancias carcinógenas en los lugares de trabajo. La misma establece que la concentración en el lugar de trabajo no debe superar 3 ppm; reglamenta la identificación y el control obligatorios; define la ropa y demás elementos de protección personales y describe las medidas de higiene y limpieza (VGB 113, 1982 - Apéndice 1: Cloruro de vinilo). Además, en el apéndice de la lista BAT (DFG, 1989) se describe la relación entre la concentración de la sustancia en el aire del lugar de trabajo y la concentración de la sustancia/metabolito en material biológico (valores EKA) para el cloruro de vinilo como sustancia carcinógena. De acuerdo con ello, se aplica lo siguiente:
Cloruro de vinilo en el aire mg/m3Prueba de orina al final del turno/ exposición ácido tiodiglicólico
2,61,8
5,22,4
104,5
218,2
4210,6

La Ordenanza sobre artículos de uso corriente de cloruro de vinilo (1983) prohibe en Alemania la comercialización de objetos que contengan más de 1 mg/kg de cloruro de vinilo monomérico. Se considera que las sustancias alimenticias no están expuestas a ser contaminadas, cuando la proporción comprobable de cloruro vinílicomonomérico no supera los 0,01 mg/kg.
De acuerdo con la Ordenanza de prohibición del  PCB, que reemplazó en 1990 a la legislación vigente desde 1978, no puede ponerse utilizarse el cloruro de vinilo como impelente para  aerosoles en Alemania.
El cloruro de vinilo ha sido encuadrado en el grupo de sustancias que significan una amenaza para el agua, cuya conducción por tuberías está sujeta a autorización especial, según 19a de la Ley de Gestión del Agua de la RFA (WHG).
VALORES COMPARATIVOS / DE REFERENCIA
Medio /País /ValorFuente
procedenciaorganismo  
Aguas superficiales:   
Nueva Jersey (1977-79)EEUU570 m g/l (máximo)s.RIPPEN, 1991
 Rin, 1082RFA< 200 ng/ls.RIPPEN, 1991
Tributarios del RinRFA< 0,001-0,005 mg/ls..ATRI, 1985
Agua potable:   
113 ciudadesEEUU0,05-0,18 m g/ls.RIPPEN, 1991
100 ciudades (1977)RFA1,7 m g/l (máximo)s..ATRI, 1985
 Aguas subterráneas:   
Nueva Jersey (1977-79)EEUU9,5 m g/l (máximo)s.RIPPEN, 1991
Condado de NassauEEUU1,6-2,5 m g/ls.RIPPEN, 1991
Sedimentos/suelo:   
Los Angeles Bay (1980-81)EEUU< 0,5 m g/kgs.RIPPEN, 1991
Lodos de clarificaciónEEUU3-110 mg/kgs.RIPPEN, 1991
Aire:   
Zonas de aire puroRFA6,6-24 ug/m3s.ATRI, 1985
TaunusRFA0,01 ug/m3s.ATRI, 1985
Francfort del MenoRFA21,8 ug/m3s.ATRI, 1985
Parque industrial de MarlRFA213 ug/m3s.ATRI, 1985
Industrias en producción (1980)NL3-70 ppms.RIPPEN, 1991
Gas de basurales (1980-83)EEUU2.000 ppm (máximo)s.RIPPEN, 1991
Animales:   
Invertebrados, Los AngelesEEUU< 0,3 m g/kgs.RIPPEN, 1991
Peces, hígadoEEUU< 0,3 m g/kgs.RIPPEN, 1991
Alimentos:   
Aceite comestible en envases de PVC 0,05-14,8 mg/kgs.ATRI, 1985
Manteca/margarina en envoltorios de PVC 0,05 mg/kgs.ATRI, 1985
Bebidas alcohólicas 0-2,1mg/kgs.ATRI, 1985









etenol, también conocido como alcohol de vinilohidroxieteno o hidroxietileno, es un alcohol con fórmula química C2H3OH (H2C=CHOH) y número CAS 557-75-5. En condiciones normales, tautomeriza en acetaldehído. Por este motivo, el alcohol de polivinilo termoplástico (PVA o PVOH), que sería un derivado de este monómero, se fabrica de forma indirecta mediante la polimerización de acetato de vinilo, seguida de lahidrólisis de los enlaces éster.
Entre mayo y junio de 2001, los astrónomos A. J. Apponi y Barry Turner descubrieron alcohol de vinilo en la nube molecular Sagittarius B gracias al radiotelescopio de 12 metros de la National Science Foundation en el Observatorio Nacional Kitt Peak.




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