El cloruro de polivinilo (PVC) es un termoplástico familiar y versátil, especialmente conocido como material de tuberías y accesorios utilizado para aplicaciones de plomería residenciales y comerciales.
en la misma familia termoplástica al PVC es cloruro de polivinilo clorado (CPVC).
el CPVC, aunque es similar al PVC en nombre y tipos de productos disponibles, exhibe una resistencia superior al calor y la presión, lo que le permite ser utilizado en aplicaciones industriales más exigentes.,
la diferencia en la resistencia al calor y la presión proviene de la composición molecular de cada material.
composición Molecular de CPVC y PVC
CPVC es un homopolímero de PVC que ha sido sometido a una reacción de cloración. Típicamente, el cloro y el PVC reaccionan a través de un mecanismo básico de radicales libres, que puede ser iniciado por energía térmica y / o UV.
en el PVC, un átomo de cloro ocupa el 25 por ciento de los sitios de unión en la columna vertebral de carbono, y los sitios restantes se llenan con hidrógeno.,
el CPVC difiere del PVC en que aproximadamente el 40 por ciento de los sitios de unión en la columna vertebral están llenos de átomos de cloro. Los átomos de cloro que rodean la columna vertebral de carbono del CPVC son lo suficientemente grandes como para proteger su cadena de carbono de condiciones que a menudo debilitan otros termoplásticos.
el contenido de cloro del PVC base se puede aumentar de 56.7 por ciento de masa a tan alto como 74 por ciento de masa, aunque normalmente la mayoría de las resinas de CPVC comerciales contienen 63 a 69 por ciento de masa de cloro.
diagrama de CPVC (izquierda) a nivel molecular comparado con PVC (derecha)., Las esferas rojas representan elementos de cloro.
Propiedades de Rendimiento: CPVC vs PVC
Muchas características importantes de CPVC y PVC son consistentes entre los materiales. Y de otras maneras, principalmente la resistencia a la temperatura y la presión, las diferencias moleculares del CPVC hacen que sus características de referencia sean superiores al PVC.
resistencia química
los termoplásticos están creciendo en popularidad, a menudo como una alternativa a los materiales metálicos tradicionales. El mercado del PVC, por ejemplo, que fue valorado en 5 57 mil millones en 2015, se espera que alcance casi 7 79 mil millones en 2021.,
a diferencia de los metales, que son susceptibles a la corrosión, incrustaciones y picaduras, el PVC y el CPVC son inherentemente inertes a la mayoría de los ácidos, bases y sales, así como a los hidrocarburos alifáticos. Esto puede extender su vida útil a menudo por años o décadas más. La resistencia química es una clara ventaja tanto para el CPVC como para el PVC.
sin embargo, debido a la diferencia en el contenido de cloro, cada material tiene una ventaja de nicho. Un ejemplo es con concentraciones más altas de ácido sulfúrico. Suponiendo que el material se fabrica por expertos, el CPVC es superior al PVC., Alternativamente, una sustancia química como el amoníaco es altamente reactiva con el cloro. El mayor contenido de cloro del CPVC significa que el PVC realmente funciona mejor contra el amoníaco y la mayoría de las aminas.
antes de especificar CPVC, consulte una tabla de compatibilidad química y póngase en contacto con el soporte técnico para asegurarse de que sea adecuado para su aplicación.
este gráfico muestra la resistencia química del CPVC para su uso con diferentes grupos químicos. Para ver la compatibilidad química de Corzan® CPVC con más de 400 productos químicos, consulte los datos de Resistencia Química de Corzan CPVC.,
resistencia a la temperatura
La temperatura de transición vítrea (Tg) aumenta a medida que aumenta el contenido de cloro en CPVC. El TG es el punto donde el polímero pasa de un material duro y vítreo a una sustancia blanda y gomosa, perdiendo su integridad estructural.
la resistencia superior a la temperatura de CPVC se exhibe en las normas ASTM para cada material, ya que la temperatura máxima de servicio para PVC es de hasta 140°F (60°C) y para CPVC es de hasta 200°F (93.3°C). Nota: Asegúrese de consultar con el fabricante para comprobar las capacidades operativas individuales de su producto.,
el CPVC no solo se puede utilizar por encima de la temperatura máxima de servicio del PVC, sino que su mayor resistencia a la temperatura le permite funcionar mejor a temperaturas dentro del rango de trabajo del PVC. Por ejemplo, incluso por debajo de 140°F (60 ° C), el CPVC es superior al PVC en términos de resistencia al impacto y resistencia a la tracción.
resistencia a la presión
Las tuberías de CPVC y PVC prueban la misma clasificación de presión a 73°F (22,8°C), pero a medida que aumenta la temperatura, CPVC mantiene su clasificación de presión mejor que el PVC.
por ejemplo, calculemos la presión nominal para 10 pulg. Tubería Schedule 80 a 130 ° F (54.,4 ° C) para PVC y CPVC. Tenga en cuenta que cada material tiene una presión nominal de 230 psi a 73°F (22.8°C).
mientras que el PVC todavía se puede especificar para aplicaciones a 130 ° F (54.4°C), el material puede soportar significativamente menos presión a temperaturas elevadas (aquellas por encima de 73°F o 22.8°C) que el CPVC.
este gráfico muestra que el CPVC mantiene una clasificación de presión más alta que el PVC a medida que aumenta la temperatura. Por encima de 140°F (60°C), el PVC está más allá de su temperatura máxima de trabajo.,
rendimiento al fuego
los termoplásticos, como el polipropileno y el polietileno, a menudo dan a todos los termoplásticos una reputación negativa cuando se trata de rendimiento al fuego. Sin embargo, la susceptibilidad a la quema y fusión no es cierta para todos los termoplásticos.
el CPVC Industrial, Específicamente, está diseñado para limitar la inflamabilidad y la producción de humo. Específicamente, hay pruebas ASTM que miden la temperatura de ignición de un material:
temperatura de ignición de destello: la temperatura más baja a la cual suficiente gas combustible puede ser encendido por una pequeña llama externa., El Corzan CPVC debe estar a 900 ° F (482°C) para que esto ocurra, y el PVC rígido debe estar a 750°F (399°C).
índice limitante de oxígeno (LOI): el porcentaje de oxígeno necesario en la atmósfera circundante para sostener una llama. Loi de Corzan CPVC es 60 y PVC es 45. Como referencia, la atmósfera de la Tierra es de 21% de oxígeno.
los tipos de productos comunes de CPVC y PVC
tanto la resina de PVC como la de CPVC comienzan en forma de polvo o pellets, a menudo con los aditivos ya mezclados. La resina se forma o moldea en los productos utilizados para uso residencial, comercial e industrial.,
se utilizan dos métodos principales de moldeo para PVC y CPVC.
- moldeo por inyección: para la producción de gran volumen, el moldeo por inyección es un proceso fácilmente repetible. La resina se introduce en un barril calentado, se inyecta desde ese punto de entrada a través de la herramienta del molde, y luego se enfría para endurecerse.
- extrusión: también un proceso para productos de alto volumen, la extrusión comienza cuando la resina se alimenta en la parte superior de la máquina. La materia prima se funde gradualmente a través de la energía mecánica de un tornillo de torneado y por calentadores a lo largo del barril., Luego se forma en un perfil continuo y se enfría para endurecerse.
tubería, accesorios y Válvulas: un informe del mercado de PVC de 2016 encontró que las tuberías y accesorios representan el 62% de los ingresos de PVC. La facilidad de instalación y la resistencia a la corrosión lo convierten en un valioso reemplazo de materiales alternativos. CPVC se especifica comúnmente como tubería, accesorios y válvulas donde el calor, la presión y la resistencia química son preocupaciones.
ductos: con el aumento de las regulaciones de emisiones de aire, la necesidad de sistemas de manejo de humos confiables, especialmente en ambientes corrosivos, está creciendo rápidamente., Dependiendo de las demandas, principalmente la temperatura, tanto el PVC como el CPVC se especifican donde se necesita confiabilidad.
hoja y forro: la excelente resistencia a la corrosión y el rendimiento al fuego del CPVC se pueden aplicar a diversas aplicaciones industriales y envolverse con plástico reforzado con fibra (FRP). Y, cuando la hoja o el trazador de líneas enfrentarán menos demandas de la temperatura y de la presión, el PVC se puede especificar.
otros tipos de productos: a menudo, comenzando con hojas de CPVC o PVC como base, los fabricantes pueden cortar y formar el material para su uso en una serie de aplicaciones variables.,
aplicaciones de PVC y CPVC
el valor del PVC y CPVC está en su versatilidad, costo relativo, facilidad de instalación y resistencia a la corrosión. Teniendo en cuenta esas ventajas, los usos comunes de cada uno difieren dependiendo de las demandas de la aplicación.
usos de PVC
El PVC es un material confiable y de bajo costo que también se puede instalar sin el uso de soldadores calificados y costosos. A nivel mundial, más del 50% de la resina de PVC se fabrica para su uso en la construcción.,
agua: la resistencia a la corrosión relativa y el bajo costo hacen que el PVC sea la opción popular en aplicaciones de fontanería a baja temperatura y presión.
- Agua Potable
- alcantarillas pluviales
- alcantarillas sanitarias
- drenaje
vivienda: la lámina de PVC se puede fabricar para reemplazar otros materiales, como la madera, como un sustituto ligero y resistente. El material a menudo está pintado o terminado para dar la apariencia de otros materiales tradicionales.,
- revestimiento de vinilo
- marcos de ventana
- alféizares de ventana
- acabados de Gabinete
- Suelo
aislamiento de cable eléctrico: los plastificantes pueden hacer que el PVC sea más suave y más flexible para su uso como aislamiento de cable. Además, el PVC es resistente al fuego y económico.
señalización: debido a que el PVC puede ser económico, relativamente duradero y fácil de pintar, las hojas de este material se utilizan comúnmente para la señalización.,
usos del CPVC
dado que el CPVC se basa en las fortalezas del PVC, se puede usar en muchas de las mismas aplicaciones, pero puede ser prohibitivo con un PVC económico como alternativa viable.
sin embargo, cuando una aplicación requiere la resistencia química de un PVC o CPVC, con condiciones exigentes de temperatura y presión, CPVC es la opción confiable.
aplicaciones industriales: CPVC es una solución sin problemas y duradera para los entornos industriales más duros, y a menudo se especifica en una serie de industrias exigentes.,
- procesamiento químico: transporte confiable de productos químicos agresivos a altas temperaturas, bajo presión, sin problemas de corrosión.
- Chlor Alkali: transporte de productos químicos a través de algunos de los entornos más corrosivos imaginables sin problemas de corrosión.
- procesamiento de minerales: soportar las demandas de las operaciones de procesamiento de materias primas y preciosas.
- generación de energía: resistir a largo plazo a las altas presiones y productos químicos corrosivos comúnmente utilizados por las centrales eléctricas.,
- Semiconductor: resistencia a la llama y al humo que aumenta la eficiencia, mejora la seguridad y evita la contaminación en salas limpias.
- Tratamiento de aguas residuales: ponga fin a la corrosión, incluso al transportar los productos químicos de desinfección más agresivos.
plomería residencial y comercial: para aplicaciones de plomería que requieren más confiabilidad de temperatura y presión, CPVC proporciona un sistema seguro, eficiente y flexible resistente a incrustaciones, picaduras y acumulación de bacterias, independientemente del pH del agua o los niveles de cloro.,
- hospitalidad: restaurantes y edificios de oficinas de poca altura.
- Retail: edificios de oficinas de mediana altura y centros comerciales.
- Educación: escuelas K-12, así como colegios y universidades.
- Salud: Hospitales, Clínicas y complejos médicos.
- Multifamiliar: estructuras de seis pisos o menos, incluyendo apartamentos, condominios, hoteles y moteles.
- High-Rise: Apartamentos, condominios y hoteles que abarcan siete pisos o más.,
aspersores contra incendios residenciales y comerciales: la resistencia a la llama y al humo del CPVC, junto con su método de unión simple, lo hacen ideal para diferentes aplicaciones de carcasa.
- Unifamiliar (NFPA 13D): vivienda independiente, casas móviles.
- residencial (NFPA 13R): estructuras de cuatro pisos o menos, incluyendo condominios, hoteles o moteles, y edificios de apartamentos de varias unidades.
- Residencial Comercial (NFPA 13): estructuras de cinco pisos y más, incluyendo rascacielos, condominios, hoteles y edificios de unidades múltiples.
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