¿Para qué usar estabilizadores térmicos Calcio Zinc?
El PVC es un plástico versátil que requiere de la ayuda de aditivos para poder cumplir con una cierta función y adquirir ciertas propiedades adicionales ya que por sí solo no tiene utilidad alguna. En este artículo nos dedicaremos a hablar acerca de los estabilizadores térmicos de Calcio Zinc, un tipo de aditivo cuya función es retrasar la degradación térmica que a su vez es ocasionada cuando el plástico PVC es sometido a altas temperaturas y esfuerzos mecánicos.
Así como ocurre con cualquier compuesto orgánico, el PVC tiene a carbonizarse cuando es expuesto a altas temperaturas. El mecanismo de degradación térmica básicamente consiste en la emisión de ácido clorhídrico, gas irritable para el olfato, lo cual provoca el amarillamiento gradual del plástico y la pérdida de sus propiedades mecánicas. Como el plástico PVC debe de pasar por un proceso de transformación donde se aplica un esfuerzo y temperatura, es importante aplazar en la mayor medida este mecanismo de descomposición. Aquí es donde lo estabilizadores térmicos entran para formar compuestos intermediarios y así prolongar este efecto. Existen dos clases principales de estabilizadores térmicos: aquellos de base estaño y de sales metálicas.
Conforme la evolución del PVC hacia productos que sean más amigables con el medio ambiente y la salud humana, los estabilizadores térmicos han presentado cambios. Originalmente podemos señalar a los estabilizadores Bario/Cadmio/Zinc (BaCdZn) y aquellos de estaño como los pioneros en la industria. Aunque el estabilizador base estaño sigue siendo muy utilizado hoy en día, el BaCdZn que pertenece al grupo de sales metálicas no tuvo la misma suerte. Lo anterior es por las crecientes presiones por desplazar al Cadmio como un elemento carcinógeno.
Todos estos cambios y nuevos desarrollos trajeron a los estabilizadores térmicos calcio zinc (CaZn) como una nueva propuesta ante las presiones de organizaciones por usar aditivos atóxicos en el PVC. El no hacer esto desplazaría al PVC de industrias como la médica, alimenticia y de juguetes que constantemente están bajo la supervisión de la FDA en Estados Unidos.
El primer obstáculo presentado ante los estabilizadores térmicos calcio zinc, fue obtener un producto con rendimiento similar a los grados aceptados en el mercado a un precio competitivo. Cabe mencionar que los estabilizadores térmicos calcio zinc puede tener diferentes composiciones. En primer lugar se tienen derivados de sales metálicas en porcentajes que van en función del desempeño deseado por el fabricante en relación su aplicación final.
Usualmente va acompañado de antioxidantes y “boosters” que hacen sinergia para para mejorar el desempeño del producto y por último un vehículo que apoya a la dispersión del aditivo en la matriz del PVC. Usualmente se encuentran dos tipos de estabilizadores térmicos calcio zinc, en polvo o en líquido.
En función del proceso, la aplicación y método de adición el fabricante se puede determinar lo que le resulte más conveniente. Aquellos materiales en polvo tienen la ventaja de no presentar muchos volátiles, tener bajo olor, buen desmolde en proceso de inyección, sin embargo puede dar opacidad en altas concentraciones y subir la viscosidad de su fórmula. Por otro lado los líquidos tienen buena transparencia y brillo, aunque pudieran presenta más olor y volátiles.
Lo anterior no es lo único importante al momento de elegir el correcto estabilizador térmico para su fórmula de PVC. Puede necesitar cierta resistencia a la luz o la intemperie, cierta retención de color inicial, cierta estabilidad a largo plazo y/ lubricación. Estos son factores importantes a determinar cuándo se va a utilizar el estabilizador térmico.
Tampoco podemos olvidar aquellos requerimientos de toxicidad establecidos por organizaciones como la Prop 65 de California, donde se prohíbe el uso de ciertos antioxidantes excelentes en el desempeño de los estabilizadores. Esto a su vez causa que deban ser reemplazados por otros materiales más costos y que complican obtener un mismo desempeño. Un caso excelente es el Bisphenol A, un tipo de antioxidante que está siendo desplazado en diversas aplicaciones médicas, alimenticias y de juguetes.
Últimas tendencias de los estabilizadores térmicos calcio zinc
Los últimos desarrollos de los estabilizadores térmicos calcio zinc buscan entrar en aquellos mercados donde todavía existe más resistencia: el PVC rígido. Actualmente se encuentra de forma más común utilizar estos materiales en aplicaciones flexibles, semi rígidas y Plastisol, derivado a que no se necesita una gran estabilidad térmica principalmente porque estas fórmulas no ejercen tanta fricción y torque cuando son procesadas. Sólo basta con medir la estabilidad térmica en un reómetro para comprobar esto.
Estos nuevos desarrollos de los estabilizadores térmicos calcio zinc han presentado la primera complejidad: debido a que son paquetes con naturaleza lubricante, su mecanismo depende de un correcto sistema de lubricación balanceado con la fórmula a la cual será aplicada para no tener un excedente que puede tener implicaciones negativas en la fusión del producto a fabricar. Esto principalmente porque el Cloruro de Calcio y de Zinc son compuestos intermediarios que no resisten mucho tiempo al calor, situación que no ocurre con otros compuestos de otros estabilizadores térmicos. Usualmente son grados en polvo por el efecto negativo que los líquidos pudieran tener con la temperatura de deformación al calor.Es por ello que para el PVC rígido, se debe de hacer un desarrollo específico para que cada cliente, para cada fórmula y proceso, impidiendo se pueda comercializar un grado de uso general. Otra aplicación relativamente nueva son los estabilizadores térmicos calcio zinc para cable eléctrico, que lograr reemplazar parcialmente al estabilizador térmico base plomo, mismo que ha sido vetado por temas a la salud humana. Dichos materiales son paquetes cuyos ingredientes procuran ofrecer propiedades higroscópicas y ayuden mantener la resistividad volumétrica del cable hecho de PVC.
De acuerdo con la temperatura de uso del cable a fabricar, existen diferentes grados que procuran cuidar al plástico para evitar que pierda propiedades de elongación y tensión a lo largo de su uso. Esto es muy importante para cumplir con las regulaciones del mercado.
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