Análise comparativa de formulações do poli(cloreto de vinila) (PVC) para tubos para irrigação com diferentes proporções de carbonato de cálcio

Abstract

O Poli(Cloreto de Vinila) (PVC) é um polímero termoplástico muito versátil, que pode ser rígido ou flexível, e com ele é possível alcançar diferentes propriedades, a depender da sua formulação e aplicação. Este material apresenta uma boa resistência mecânica combinada a baixa densidade, isolamento elétrico e resistência química. Para que seja possível este material ser processado adequadamente e adquirir propriedades específicas, se faz necessário o uso de aditivos, os quais podem ser estabilizantes térmicos, auxiliares de processamento (modificadores de fluxo e lubrificantes), plastificantes e cargas. A possibilidade de preparação da formulação com características conforme a aplicação pode ser associada, em grande parte, a presença do cloro na estrutura. A concentração de cloro aumenta a polaridade do material e com isso, melhora a afinidade com os aditivos. O presente trabalho tem como objetivo avaliar diferentes formulações do PVC, utilizados em tubulações para a agricultura, de irrigação e drenagem. Foram analisadas quatro formulações diferentes do PVC, com alteração na proporção, granulometria e fornecedor da carga de carbonato de cálcio, visando avaliar os respectivos comportamentos em ensaios mecânicos e ensaios de caracterização do material (Teor de cinzas, Temperatura de amolecimento, Densidade, Comportamento reológico). Por fim, foi possível avaliar e determinar o impacto das diferentes formulações e aplicações do PVC em comparação entre eles. A partir dos resultados obtidos, foi evidenciado que a melhor formulação para a aplicação solicitada, e de acordo com a normativa vigente, foi o material com menor proporção de carga de carbonato de cálcio. Embora as granulometrias mais finas da carga apresentem uma melhor performance nas propriedades, fator que pode ser associado a melhor dispersão das partículas, com maior teor vai causar uma fragilização do material e afetar diretamente propriedades como resistência ao impacto, resistência a pressão hidrostática interna, densidade e torque de processamento.

Poly(Vinyl Chloride) (PVC) is a very versatile thermoplastic polymer, which can be rigid or flexible, and with it it is possible to achieve different properties, depending on its formulation and application. This material has good mechanical strength combined with low density, electrical insulation and chemical resistance. In order for this material to be properly processed and acquire specific properties, it is necessary to use additives, which can be thermal stabilizers, processing aids (flow modifiers and lubricants), plasticizers and fillers. The possibility of preparing a formulation with characteristics according to the application can be associated, in large part, with the presence of chlorine in the structure. The chlorine concentration increases the polarity of the material and therefore improves the affinity with the additives. The present work aims to evaluate different formulations of PVC, used in piping for agriculture, irrigation and drainage. Four different formulations of PVC were analyzed, with alteration in proportion, granulometry and supplier of calcium carbonate load, aiming to evaluate the respective behavior in mechanical tests and material characterization tests (Ash content, Softening temperature, Density, Rheological behavior). Finally, it was possible to evaluate and determine the impact of different PVC formulations and applications in comparison between them. From the results obtained, it was evidenced that the best formulation for the requested application, and in accordance with current regulations, was the material with the lowest proportion of calcium carbonate load. Although the finer granulometries of the load present a better performance in the properties, a factor that can be associated with better dispersion of the particles, with a higher content it will cause an embrittlement of the material and directly affect properties such as resistance to impact, resistance to internal hydrostatic pressure, density and processing torque.