# 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. 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. Até 2025, sua produção global é projetada para atingir cerca de 60 milhões de toneladas, refletindo sua relevância econômica e desafios ambientais.
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. Seu desenvolvimento comercial ganhou força no século XX com Fritz Klatte e Waldo Semon, que o tornaram versátil e amplamente utilizado. Avanços recentes, como o PVC-O (PVC Orientado) e aplicações em tecnologias modernas, consolidam sua evolução.

## 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. 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. 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. 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. Em 1937, a copolimerização com acetato de vinila marcou o início da produção em larga escala na Europa.

### 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. Durante a Segunda Guerra Mundial, o PVC substituiu metais e borracha em tubos e cabos elétricos. Em 1957, sistemas de abastecimento de água com tubos de PVC foram instalados nos EUA. No Brasil, a produção começou em 1954 com a parceria entre B.F. Goodrich e Indústrias Químicas Matarazzo, modernizada pela Braskem.

### 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. Plastificantes não ftalatos (citratos, adipatos) e polimerização radical controlada (RAFT) aprimoram propriedades. Aplicações em impressão 3D, membranas e baterias de íon-lítio destacam sua versatilidade.

## 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: Cloração direta: Eteno (C₂H₄) + Cl₂ → 1,2-dicloroetano (DCE), 50-70 °C, rendimento ~95%. ${\ce {C2H4 + Cl2 -> C2H4Cl2}}$ Oxiclorização: 2C₂H₄ + 4HCl + O₂ → 2C₂H₄Cl₂ + 2H₂O, 200-300 °C, catalisador de cloreto de cobre. ${\ce {2C2H4 + 4HCl + O2 -> 2C2H4Cl2 + 2H2O}}$ Craqueamento térmico: C₂H₄Cl₂ → C₂H₃Cl + HCl, 450-550 °C, rendimento 90-95%. ${\ce {C2H4Cl2 -> C2H3Cl + HCl}}$ O HCl é reciclado, minimizando resíduos.

#### Rota do acetileno

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

#### Rota do etano

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

#### Purificação do MVC

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

### Policloreto de Vinila (PVC)

A polimerização do MVC é representada por:

#### 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. | Extrusão, moldagem |
| Polimerização em emulsão | 10-15% | MVC em água com emulsificantes (0,1-1 µm), persulfato de potássio, 40-60 °C. | Plastissóis, adesivos |
| Polimerização em microsuspensão | ~5% | Similar à emulsão, partículas de 0,5-2 µm. | Pastas viscosas |
| Polimerização em massa | 5% | Sem solventes, 58 °C, 17 h, alta pureza. | Resinas especiais |
| Polimerização radical controlada | Emergente | RAFT ajusta peso molecular. | 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). Tg varia de 60-80 °C.

### Propriedades físicas

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

### 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).

### 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).

### Propriedades químicas

Resistente a ácidos, bases, sais, solúvel em cetonas, DMF, THF.

### Propriedades elétricas

Resistividade 10¹⁶ Ω·cm, constante dielétrica 3,0-3,4.

## Aditivos

PVC é versátil devido a aditivos:

### Plastificantes

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

### Estabilizantes

Sais de cálcio-zinco, organotinas previnem degradação.

### Lubrificantes

Ácidos graxos (internos), parafinas (externos) facilitam processamento.

### Preenchimentos

CaCO₃, talco, sílica (até 40%) aumentam rigidez.

### Pigmentos e cargas

TiO₂ (brancura), óxidos de ferro (cores), trióxido de antimônio (retardante).

## Aplicações

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

### Construção civil

Tubos e conexões: Desde 1934, diâmetros 20 mm-1 m. Cabos elétricos: Resistividade 10¹⁶ Ω·cm.
Janelas e portas:
U-value ~1,3 W/m²·K, 30-50 anos.

### Medicina

35% dos plásticos médicos (bolsas de sangue, sondas).

### Moda

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

### Tecnologias emergentes

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

## Impacto ambiental

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

## Reciclagem

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

## Segurança e saúde

MVC é carcinogênico; ftalatos disruptivos endócrinos.

## Produção global

44,3 milhões de t (2018), ~60 milhões até 2025, CAGR 6,2% até 2028.