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 INGENIERO 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL
ORIENTADOR
 
 
ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA QUÍMICA 
 
ESTUDIO TEÓRICO DEL EFECTO DE LOS 
ESTABILIZADORES Y LUBRICANTES EN LA 
iuom 
 
 
 
 
 
 TESIS 
 
 
 PARA OBTENER EL TÍTULO DE 
INGENIERO QUÍMICO INDUSTRIAL
 
 PRESENTAN 
 
 
 
 
 
 
 MEXICO D.F. FEBRERO 2011 
INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL
 
ORIENTADOR: ING. SERGIO HERNÁNDEZ GARRIDO
ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA QUÍMICA 
 E INDUSTRIAS EXTRACTIVAS 
ESTUDIO TEÓRICO DEL EFECTO DE LOS 
ESTABILIZADORES Y LUBRICANTES EN LA 
DEGRADACIÓN DEL PVC 
 
JESSICA DOMÍNGUEZ MARTÍNEZ
DANIEL RIVERA RUIZ 
 
 
 
 
 
MICO INDUSTRIAL 
 
INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL 
ING. SERGIO HERNÁNDEZ GARRIDO 
ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA QUÍMICA 
ESTUDIO TEÓRICO DEL EFECTO DE LOS 
ESTABILIZADORES Y LUBRICANTES EN LA 
NEZ 
“ESTUDIO TEÓRICO DEL EFECTO DE LOS ESTABILIZADORES Y LUBRICANTES EN LA DEGRADACIÓN DEL 
PVC” 
 
 
 JESSICA DOMINGUEZ MARTINEZ 
 
 DANIEL RIVERA RUIZ 
 
 
RECONOCIMIENTOS INSTITUCIONALES 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
AL INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL 
 
Por habernos acogido en su institución 
durante toda nuestra formación educativa, 
agradecemos enormemente a la fundación de 
esta venerable institución para poder formar 
grandes profesionistas 
A LA ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA 
QUIMICA E INDUSTRIAS EXTRACTIVAS 
 
Por habernos compartido su esencia y darnos las 
pautas para ser Ingenieros de excelencia 
A todos nuestros Maestros por enseñarnos 
que nuestro futuro se encuentra en 
nuestras manos y que con los 
conocimientos adquiridos aprendimos a 
superar nuevos obstáculos 
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PVC” 
 
 
 JESSICA DOMINGUEZ MARTINEZ 
 
 DANIEL RIVERA RUIZ 
 
 
AGRADECIMIENTOS 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 JESSICA DOMINGUEZ MARTINEZ 
 
 
 
A Dios y a mi madre por haberme concedido la 
oportunidad de estar aquí, mima, gracias por ese 
apoyo incondicional pese a todos los obstáculos 
superados. 
Agradezco enormente a la naturaleza humana 
por haberme concedido la gracia de tener 
a los mejores hermanos del mundo Angy, 
Michel, Edith, Yeni, Adriana por compartir 
conmigo sus metas y sueños. 
Asimismo agradezco al destino por darme al 
mejor amigo y compañero del mundo Alfredo, 
gracias por el apoyo en todo momento para 
el desarrollo de este trabajo, nunca terminare 
de agradecer a dios por tu existencia. 
En especial al Ing. Sergio Hernández Garrido 
por haberme hecho lograr muchas metas y 
ser para siempre más que un buen amigo. 
 Daniel, gracias por tu paciencia y confianza para 
el desarrollo del presente trabajo 
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PVC” 
 
 
 JESSICA DOMINGUEZ MARTINEZ 
 
 DANIEL RIVERA RUIZ 
 
AGRADECIMIENTOS 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 DANIEL RIVERA RUIZ 
 
 
 
A mis padres por ser el pilar de mi vida, 
Y que conjuntamente me han dado su apoyo 
para saber defender por mi solo 
A mis hermanos David y Juan por 
compartir conmigo sus metas y 
sueños, en esos instantes de 
abatimiento 
En especial al Ing. Sergio Hernández Garrido 
por haberme hecho lograr muchas metas y 
ser para siempre más que un buen amigo. 
A mis amigos por brindarme su amistad 
sincera y aquellos momentos inolvidables de 
consejos y risas que me motivaron para llega 
hasta aquí. 
 
A Dios y a la Vida por haberme concedido la 
oportunidad de estar aquí y favorecerme en 
esta ardua tarea 
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 DANIEL RIVERA RUIZ 
 
ÍNDICE 
 
RESUMEN I 
 
INTRODUCCIÓN 
 
II 
 
CAPÍTULO I GENERALIDADES 
 
 
1 
 I.1 Antecedentes históricos 2 
 I.2 Obtención de polímeros de PVC 5 
 I.3 Características de polímeros de PVC 8 
 
CAPÍTULO II COMPORTAMIENTO DE ESTABILIZADORES 
 TÉRMICO Y LUBRICANTES 
 
 
 
11 
 II.1 Degradación del PVC 12 
 II.2 Tipos de estabilizadores térmicos y lubricantes 15 
 II.3 Clasificación de lubricantes 31 
 
CAPITULO III TEORÍA DE LA INTERACCIÓN Y COMPATIBILIDAD 
 
 
41 
 III.1 Teoría de la interacción y compatibilidad 42 
 III.2 Factores para una selección optima de --------------
---- estabilizadores 
 
48 
 
CAPÍTULO IV NORMALIZACIÓN AMBIENTAL PARA LA 
 MANIPULACIÓN DE ESTABILIZADORES TÉRMICOS 
 Y LUBRICANTES 
 
 
 
62 
 IV.1 Ciclode vida del PVC 
 
63 
 IV.2 Análisis de ignición de PVC tratado con 
estabilizadores térmicos. 
 
66 
 IV.3 Riesgos en el uso de estabilizadores. 68 
 IV.4 Métodos de evaluación y pruebas a 
estabilizadores térmicos y lubricantes 
74 
 
IV.5 Normalización 
 
81 
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CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 
 
84 
 
REFERENCIAS 
 
85 
 
ANEXOS 
 
89 
 
 
 
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RESUMEN 
 
 
El policloruro de vinilo (PVC) es sumamente versátil, pero presenta una 
pobre estabilidad térmica y un alto coeficiente de fricción por la adhesión del 
PVC a la superficie del metal al ser procesado. De lo anterior surge la 
necesidad de realizar una revisión bibliográfica exhaustiva y evaluar el uso 
de estabilizadores y lubricantes a fin de encontrar un óptimo costo-beneficio 
así como la sinergia entre los estabilizadores y lubricantes. 
 
Inicialmente el capítulo I presenta una breve reseña histórica de 
estabilizadores y lubricantes, como nacen de la necesidad de proteger al 
PVC, se presenta una descripción de los diferente tipos y sus principales 
características. 
 
Posteriormente en el capítulo II, se presenta una descripción de 
estabilizadores y lubricantes, para analizar su importancia en la estabilización 
térmica y se efectúa una descripción general acerca de la degradación 
del PVC. 
 
En el desarrollo del capítulo III se presentan los tipos de estabilizadores y 
lubricantes térmicos, disponibles actualmente, la interacción y compatibilidad 
que presentan entre ellos. 
 
Finalmente el capítulo IV se presenta información acerca de las pruebas de 
laboratorio a considerarse en la evaluación de estabilizadores y lubricantes 
y se muestran las normas ambientales y métodos de manipulación. 
 
El desarrollo tecnológico actual, nos demanda productos que presenten 
excelentes características tanto de procesabilidad como en producto 
terminado y a la vez satisfagan económicamente al cliente, la aplicación de 
estabilizadores térmicos y lubricantes para el PVC mejorá sus propiedades 
y características a fin de reducir la degradación; el presente trabajo 
proporciona la información que se debe tomar en cuenta en la selección 
de estabilizadores y lubricantes térmicos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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INTRODUCCION 
 
 
El PVC es el segundo plástico de uso general producido en el mundo 
después del polipropileno, ofrece un rango tan amplio de posibles 
aplicaciones que difícilmente algún otro plástico se le podría comparar, es 
uno de los polímeros más estudiados y utilizados por el hombre para su 
desarrollo y confort, debido a su versatilidad, ha sustituido el uso de 
materiales tradicionales como cemento, metales y madera en áreas tan 
diversas como la construcción, envase, energía, salud, alimentos y artículos 
de uso diario. 
 
Sustancialmente podemos distinguir tres tipos de compuestos de PVC: el 
rígido que no utiliza plastificantes en su formulación y abarca el 61% del 
mercado, el compuesto flexible, formulado con plastificantes, ocupa el 30% y 
los plastisoles, que utilizan mayor contenido de plastificante y resinas de 
emulsión tiene una participación del 9%. 
 
Su aplicación, al igual que la de otros plásticos depende de un correcto 
diseño, una adecuada selección en su uso y muy particular en su 
formulación; está pensado y formulado para durar, por este motivo la 
industria de la construcción absorbe el 55% del total de su producción así 
mismo el 64% de sus aplicaciones tienen una vida útil que va de 15 a 100 
años, un 24% tiene una vida útil entre 2 y 15 años, donde se incluyen partes 
para manguera y juguetes. El 12% restante es utilizado en aplicaciones de 
corta duración como botellas, tarros, películas para envoltura, donde alcanza 
una vida útil máxima de dos años. 
 
Es un producto producido aproximadamente por 120 compañías en 50 
países. En 2009, se consumieron en el mundo alrededor de 31.1 millones de 
toneladas métricas. Asia, Norteamérica y Europa Occidental, absorbieron 
87% de la producción mundial, prácticamente uno de cada cuatro países lo 
produce. Hay países como China que cuentan con más de 90 distintos 
productores y otros que solo cuentan con una planta. La dependencia del 
petróleo ha hecho que otros plásticos también incrementen sus precios, sin 
embargo, el PVC mantiene su competitividad ya que solo depende en un 
44% de derivados del petróleo. 
 
En México existen alrededor de 25 fabricantes de compuestos de PVC, como 
clientes de resina de PVC, existen alrededor de 300 empresas y se estima 
que los fabricantes de compuestos atienden a un mercado de otras mil 
empresas. Los fabricantes de compuestos prácticamente no abastecen al 
sector de Tubería debido a que la mayoría de los fabricantes de este 
producto se encuentran integrados, es decir no compran compuesto, 
compran resina y hacen sus propios compuestos. 
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Existe una gran variedad de estabilizadores térmicos y lubricantes, algunos 
con buenas propiedad de estabilización y otros no, algunos tóxicos y 
otros no, algunos tienen efecto sobre el punto de ablandamiento, algunos 
tienen buena estabilización a la luz, unos son caros otros no, se pueden 
utilizar distintos porcentajes mas de unos que de otros, entre otras 
características Derivado de este trabajo se presenta un estudio teórico 
exhaustivo conveniente a fin de reducir la degradación del PVC, durante 
su procesabilidad y se presentan los principales estabilizadores térmicos y 
lubricantes. 
 
Por lo anterior se ha propuesto el desarrollo de esta tesis, para presentar 
nuevas alternativas y enfrentar el problema de la degradación del PVC 
siendo necesario comprender la importancia que tienen los estabilizadores 
térmicos y lubricantes en la procesabilidad del mismo, para dar a conocer 
aspectos necesarios de la estabilización y lubricación debemos considerar 
que función se espera del estabilizador y de igual forma se dan a conocer 
las propiedades auxiliares que la presencia de los estabilizadores térmicos 
y lubricantes pueden dar en el compuesto, así como entender la causa 
fundamental de la inestabilidad térmica del PVC. 
 
 
 
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1
 
 
 
 
 
 
 
 
CAPÍTULO I 
 
 
 
GENERALIDADES 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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En el desarrollo de este capítulo se presenta una breve reseña histórica 
de estabilizadores térmicos y lubricantes, como inicia de la necesidad de 
proteger al PVC. 
 
I.1 Antecedentes históricos [3] 
 
 
El pasado siglo fue testigo del progreso del PVC, desde su descubrimiento 
en un laboratorio hasta llegar a ser el segundo plástico en volumen a nivel 
mundial y el más versátil. Esto ha ocurrido a pesar de que la resina tiene una 
pobre estabilidad térmica y un alto coeficiente de fricción, debido a su 
adhesión a la superficie del metal, al ser procesado. 
 
Su evolución fue posible debido al desarrollo y uso de una amplia variedad 
de aditivos químicos, entre los cuales están los conocidos estabilizadores 
térmicos y lubricantes. El uso relativo de pequeñas cantidades de estos 
extraordinarios materiales, ha permitido el proceso de innumerables 
compuestos rígidos y flexibles, en una vasta cantidad de útiles artículos de 
PVC, de los cuales el siglo XXI podrá disfrutar. 
 
El primer proceso comercial fue desarrollado en Alemania por Fritz Klatte en 
1912. Este desarrollo perdió interés comercial debido a la alta inestabilidad 
térmica al ser procesado, fue resucitado hasta 1930, cuando en Alemania se 
desarrolló un extrusor continuo, con lo cual fue posible el proceso de PVC 
rígido así como el descubrimiento de plastificantes por Waldo Semon. La 
búsqueda de estabilizadores térmicos y lubricantes fue pasando a través de 
tres distintos periodos de actividad durante tres cuartos de siglo, un primer y 
fundamental periodo de descubrimiento, un periodo de optimización y un 
periodo de madurez. 
 
El periodo de descubrimiento abarca de mediados de 1920 hasta 1950, 
durante esta etapa fueron evaluadas incontables sustancias como 
estabilizadores y lubricantes mediante un proceso de prueba y error. Cerca 
de 1950 distintas clases de estabilizadores y de lubricantes aparecieron. Los 
tres principales tipos de estabilizadores fueron: estabilizadores de plomo, 
estabilizadores de estaño, estabilizadores mezcla de metales. 
 
Las tres principales clases de lubricantes fueron referidos a derivados 
grasos, ceras de hidrocarburos y jabones metálicos. 
 
Desde 1950 hasta la mitad de 1970 la industria de PVC entró en un intenso y 
rápido crecimiento de productos. Para los estabilizadores y lubricantes 
utilizados fue un periodo de optimización. Comercialmente hubo un cambio 
de buscar nuevos materiales, por el de mejorar los productos ya existentes, 
reduciendo el nivel de uso y buscando una optima sinergia entre los 
estabilizadores y lubricantes, tratando de satisfacer los requerimientos más 
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específicos y preferencias del mercado. Durante este periodo docenas de 
estabilizadores y lubricantes fueron producidos con una gran variedad de 
propiedades. Este fue el periodo en donde se incremento la competencia 
comercial para encontrar el óptimo costo-beneficio. 
 
En la mitad de 1970 el desarrollo de estabilizadores y lubricantes entro en un 
periodo de madurez, este trajo en parte al crecimiento de un movimiento 
ecologista y una continua demanda de la industria por aditivos químicos, los 
cuales deberían ser más baratos, más seguros y fáciles de usar. Se buscaba 
un solo producto que aportara características de estabilizador y lubricante 
entonces comenzó a utilizarse el termino one pack ( un solo paquete). 
 
Así fue como entrando el siglo XXI se uso el término “aditivos convenientes” 
un concepto que tuvo gran apogeo en el oeste de Europa en el cual hoy 
existe un fuerte movimiento hacia un empaque total de aditivos, no solo un 
empaque para estabilizadores y lubricantes si no un empaque el cual 
abarque todos los micro ingredientes para procesar PVC, un único y 
eficiente aditivo. Este concepto fue adoptado en todo el mundo, con lo cual 
cambiara a la tecnología, la forma de comercializar y a las compañías 
productoras de aditivos.Mercado mundial de estabilizadores y lubricantes para PVC 
 
Basado en una demanda mundial de 28 millones de toneladas métricas de 
resina en 2009, esto hace estimar que el mercado mundial consume 600,000 
toneladas métricas de estabilizadores primarios, adicionalmente 200,000 
toneladas métricas de estabilizadores secundarios y 300,000 toneladas 
métricas de lubricantes. En lo que respecta a estabilizadores primarios el 
mercado estima un consumo anual de 345,000 toneladas métricas de 
estabilizadores de plomo, 180,000 toneladas métricas de estabilizadores 
mezcla de metales y 75,000 toneladas métricas de estabilizador de estaño, a 
continuación se muestra la figura I.1 que muestra el consumo de 
estabilizadores y lubricantes durante el año 2009. 
 
 
 
FIG. I.1 Mercado mundial de estabilizadores y lubricantes 2009 [1] 
 
0
200000
400000
600000
800000
ESTABILIZADORES 
PRIMARIOS
ESTABILIZADORES 
SECUNDARIOS
LUBRICANTES
T
o
n
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El mercado de estabilizadores secundarios fue de 200,000 toneladas 
métricas predominando el aceite epoxidado y esteres, los cuales hacen un 
80% del total. El resto consistía principalmente en fosfitos y antioxidantes 
fenolicos. La demanda de lubricantes para PVC en el 2009 se estimo en 
200,000 toneladas métricas, 175,000 toneladas métricas fueron ceras 
basadas en hidrocarburos y 125,000 toneladas métricas fueron derivados 
metálicos y no metálicos de grasas y aceites. 
 
Cabe señalar que los productos más comerciales utilizan en su formulación 
estabilizadores primarios y contienen grandes cantidades de sustancias 
lubricantes, se estima que 600,000 toneladas métricas de estabilizadores 
primarios contienen 150,000 toneladas métricas de lubricantes, 
principalmente jabones de plomo, bario, calcio y zinc. 
 
Las 28 millones de toneladas métricas requeridas en el mercado anualmente, 
combinan un total de 1.1 millones de toneladas métricas de estabilizadores 
primarios, secundarios y lubricantes. Esto representa aproximadamente un 4 
por cada cien partes de resina (phr) y da un testimonio de lo difícil que es 
estabilizar y lubricar a las resinas. 
 
A continuación se presenta en la tabla I.1 un resumen de los consumos de 
estabilizadores a nivel mundial. 
 
Tabla I.1 Consumo de estabilizadores durante 2009 [16] 
 
TIPO 
ESTADOS 
UNIDOS 
(TON) 
OESTE DE 
EUROPA 
(TON) 
JAPÓN 
(TON) 
RESTO DEL 
MUNDO 
(TON) 
TOTAL 
(TON) 
Plomo 14 84 50 197 345 
Mezcla de 
metales 
 
30 
 
28 
 
32 
 
90 
 
180 
Estaño 36 18 12 9 75 
Total 80 130 94 296 600 
 
 
 
Estabilizadores térmicos y lubricantes 
 
Para inhibir la degradación del PVC es necesario agregar un estabilizador, 
consecuentemente todos los compuestos, independientemente de su 
aplicación o técnica de procesamiento tienen que utilizar estabilizadores 
térmicos, el crecimiento del PVC durante estos últimos 50 años ha hecho 
posible el desarrollo de una amplia variedad de estabilizadores para 
protección de la resina en cualquier proceso y medio ambiente. 
 
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Para entender las propiedades de un estabilizador ideal, son necesarios 
dos importantes aspectos de estabilización. Primero, debemos considerar 
que función se espera del estabilizador, tanto practica como teóricamente, 
como auxiliares que la presencia del estabilizador puede dar en el 
compuesto, 
 
Desde un punto de vista práctico, un estabilizador ideal deberá prevenir 
completamente la generación de HCl. Cuando un estabilizador es 
incorporado a un compuesto de PVC, puede este en efecto, afectar 
muchas propiedades auxiliares del compuesto. Estas propiedades podrían 
ser: resistencia química, resistencia a la radiación, propiedades eléctricas, 
propiedades ópticas, propiedades físicas, propiedades reologicas, 
propiedades toxicologías y de procesabilidad. Un estabilizador ideal no 
debe tener ningún efecto negativo sobre cualquiera de las propiedades 
antes mencionadas. 
 
Es necesario conocer las propiedades de los estabilizadores ya que el 
estabilizador debe ser compatible con otros aditivos de la formulación. Los 
estabilizadores más comunes que existen en el mercado son los siguientes: 
estabilizadores de plomo, estabilizadores de estaño y estabilizadores mezcla 
de metales. 
 
Los lubricantes usados en las formulaciones de PVC son generalmente 
clasificados como internos o externos. La función de los lubricantes internos 
es para facilitar el flujo del polímero a través del equipo de proceso. La 
función de un lubricante externo es para crear una barrera entre el polímero 
fundido y el equipo de proceso, promoviendo el flujo e inhibiendo la 
adhesión. El tipo y cantidad de lubricante dependerá de todos los 
compuestos usados en la formulación y de las técnicas de proceso usadas. 
 
Entre los materiales usados para la lubricación en formulaciones de PVC 
rígido están los estearatos y lauratos metálicos, ácidos esteáricos, glicerol 
mono y diesteres, ceras parafinicas, polietilenos de bajo peso molecular, 
aceites minerales y estearatos orgánicos. 
 
I.2 Obtención de polímeros de PVC [3] 
 
 
Retomando algo de historia podemos decir que el polímero de PVC fue 
sintetizado en el año de 1872 por Bauman, sin embargo fue hasta 1920 
cuando Waldo Semon, mezclo este polímero con otros aditivos, obtuvo una 
masa parecida al caucho y se empezó a comercializar en el año de 1938. Al 
hablar de la producción de ese polímero tenemos que hacer una referencia 
importante, es el único material plástico que no es 100% originario del 
petróleo, contiene 57% de cloro (derivado del cloruro de sodio - sal de 
cocina) y 43% de etileno, derivado del petróleo. 
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Mediante una electrólisis resultante del paso de una corriente eléctrica por 
agua salada (salmuera), se obtiene el cloro, que representa el 57% del PVC 
producido. El petróleo, que representa apenas 43% del PVC, pasa por un 
camino un poco más largo. El primer paso es una destilación del petróleo 
crudo, obteniéndose así la nafta leve, esta pasa, por el proceso de 
craqueamiento catalítico (quiebra de moléculas grandes en moléculas 
menores, con la acción de catalizadores que aceleran el proceso), 
generándose el etileno. 
 
Tanto el cloro como el etileno están en la fase gaseosa y reaccionan 
produciendo el dicloro etano (DCE). Este es sometido a una pirolisis entre los 
300 y 600 ºC y se obtiene el mono cloruro de vinilo (MCV), unidad básica del 
polímero, es formado por la repetición de dicha estructura monomérica, 
obteniéndose un polvo muy fino, de color blanco, y totalmente inerte, a 
continuación en la figura I.2 se presenta el diagrama de la obtención del 
polímero de PVC. 
 
 
FIG. I.2 Diagrama de obtención de PVC [3] 
 
El cloruro de vinilo, en estado de gas licuado, es transportado hacia las 
plantas de producción. Allí se deposita en reactores de gran capacidad, 
donde reaccionaran en condiciones dadas de temperatura, presión y 
agitación, para formar grandes cadenas poliméricas. El producto resultante 
es el PVC, en su estado de resina virgen, cuyo aspecto es el de polvo 
blanco, amorfo y opaco. 
 
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Propiedades 
 
Es inholoro, insípido e inocuo, además de ser resistente a la mayoría de los 
agentes químicos, es ligero y no inflamable por lo que es clasificado como 
material no propagador de la llama, no se degrada, ni se disuelve en agua y 
además es totalmente reciclable. 
 
El cloruro de vinilo o cloroetileno (H2C=CHCl) es un gas, muy inflamable, 
tóxico y de efectos narcóticos, irrita los ojos, la piel y las vías respiratorias 
tiene una densidad de 0.9106 g/cm3 a 20 °C, se disuelve en aceite, alcohol, 
solventes clorados e hidrocarburos, las sales de plata y cobre aumentan su 
solubilidad, la exposición reiterada conduce a lesiones hepáticas, renales 
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. 
 
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. 
 
Durante la oxidación fotoquímica, se forma ácido clorhídrico, óxido de 
carbono y formaldehido. El cloruro de vinilo se emplea casi en su totalidad 
(96-98%) para la fabricación de 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, puede polímerizarse como un 
homopolímero o como un copolímero, entre los otros monómeros que 
pueden participar están el acetato de vinilo y el acido maleico. Ningún otro 
plástico ofrece un rango tan amplio de posibles aplicaciones, y esto no es por 
la gran variedad de métodos de transformación que han sido desarrollados si 
no por el amplio rango de grados de PVC. 
 
Técnicas de polimerización aplicadas a polímeros de PVC. [3] 
 
Existen cuatro técnicas industriales empleadas en la polimerización del MVC, 
la polimerización en masa, solución, suspensión y emulsión, cada una de 
estas técnicas tiene condiciones específicas y dan origen a polímeros con 
características diferentes. Los polímeros procesados en forma de suspensión 
y en forma de masa compiten paralelamente por los mismos segmentos del 
mercado: tubería extruida y perfiles, para el caso de polímeros de peso 
molecular medio, se emplean regularmente en la fabricación de botellas 
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sopladas y para los polímeros de bajo peso molecular comúnmente se 
emplean para moldeos por inyección. 
 
Los procesos de suspensión y solución producen polímeros para usarse en 
aplicaciones plastisol, roto-moldeo y fabricación de recubrimientos. Este tipo 
de polímero se usa debido al bajo tamaño de partícula y altos niveles de 
absorción, a continuación se presenta una breve descripción de las 
características más sobresalientes de polímeros de PVC. 
 
I.3 Características de polímeros de PVC. 
 
 
Forma y tamaño de la partícula: Su forma es esférica y en algunos casos 
tiene similitud a la de una bola de algodón, el tamaño varía según se trate de 
polímero de suspensión o de emulsión, en el caso de polímero de 
suspensión, el diámetro de la partícula va de 60 a 200 micras, en el caso de 
polímero de emulsión, el diámetro de la partícula es de 0.5 a 4 micras. 
 
Porosidad de la partícula: Es característica de cada tipo de polímero a mayor 
porosidad, mayor facilidad de absorción del plastificante, acortándose los 
ciclos de mezclado y eliminando la posibilidad de que aparezcan “ojos de 
pescado” en el producto terminado. 
 
Gravedad específica: Los valores típicos para el polímero de suspensión tipo 
homopolímero son de 1.40 g/cm3 y para copolímeros cloruro-acetato de vinilo 
son de 1.36 a 1.40 g/cm3. Los compuestos modifican su gravedad específica 
al adicionar cargas o plastificantes. El plastificante reduce el peso específico; 
por cada 10 partes de dioctil ftalato (DOP) se reduce en aproximadamente 
0.02 g, mientras que la carga lo aumenta en función del tipo de carga de que 
se trate. 
 
Estabilidad térmica: A mayor peso molecular, se tiene mayor estabilidad 
térmica. Durante su procesamiento, el polímero se degrada al recibir calor y 
trabajo. La degradación se presenta en forma de amarillamiento y reducción 
de las propiedades mecánicas del producto, esta es la razón principal por 
la cual se adicionanlos estabilizadores. 
 
Longevidad: Es la calidad que presenta un polímero de PVC durante su 
vida útil, los productos pueden durar más de sesenta años como se 
comprueba en aplicaciones tales como tuberías para conducción de agua 
potable y sanitarios, de acuerdo al estado de las instalaciones se espera una 
prolongada duración de las mismas, una evolución similar ocurre con los 
marcos de puertas y ventanas. 
 
Seguridad: Debido al cloro que forma parte del polímero, no se quema con 
facilidad ni arde por sí solo y cesa de arder una vez que la fuente de calor se 
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ah retirado, se emplea eficazmente para aislar y proteger cables eléctricos en 
el hogar, oficinas y en las industrias. Los perfiles empleados en la 
construcción para recubrimientos, de puertas y ventanas, tienen también esta 
propiedad de ignífugos. 
 
Características de procesabilidad: La temperatura de fusión del polímero de 
suspensión homopolímero es de 140 °C y la de copolímero es de 130 °C. Al 
ser formuladas las temperaturas de fusión de las resinas aumentan hasta 
160 y 180 °C. Las cargas y los plastificantes también sirven para aumentar 
dicha temperatura, aunque unos lo hacen con mayor efectividad que otros. 
 
Propiedades mecánicas: Como resultado de la formulación del polímero por 
emulsión se obtiene el plastisol. Las principales propiedades del plastisol son 
la viscosidad, la dilatación y el esfuerzo mínimo de deformación, la 
viscosidad, en los polímeros por emulsión es una característica básica, pues 
mediante la apropiada viscosidad se controlan los espesores y velocidades 
de aplicación y las características del producto terminado. Las características 
de flujo observadas se consideran como no-newtonianos; es decir, que la 
relación entre el esfuerzo cortante contra la velocidad de corte no es igual 
para todas las velocidades. Así, tenemos que la velocidad del recubrimiento 
(cm/seg) contra el espesor del recubrimiento (cm) nos da la relación de corte. 
 
El esfuerzo mínimo de deformación (valor yield) es la fuerza inicial mínima 
para comenzar el movimiento de un plastisol y debe controlarse para cada 
tipo de formulación, también es importante considerar que al aplicar calor a 
una dispersión de PVC en plastificante (plastisol), la viscosidad se eleva 
gradualmente y el material se transforma en sólido. Existe una temperatura 
óptima de fusión 175 °C a la cual se logran las propiedades óptimas de 
elongación y tensión. 
 
Peso molecular: Su promedio se mide indirectamente evaluando la 
viscosidad específica en soluciones al 0.4% de nitrobenceno, o la viscosidad 
inherente en soluciones al 0.5% de ciclo-hexanona. En el primer caso, nos da 
valores de 0.30 a 0.71 y en el segundo de 0.650 a 1.348, con valor K de 50 a 
75. Conforme disminuye el peso molecular, las temperaturas de 
procesamiento de los polímeros serán más bajas y serán más fácilmente 
procesables, las propiedades físicas en el producto terminado, tales como la 
tensión y la resistencia al rasgado, serán más pobres, el brillo y la capacidad 
de aceptar más carga será mejor y la fragilidad a baja temperatura será 
menor. 
 
Aditivos: Antes de ser transformado en el producto final, el polímero debe ser 
oportunamente mezclado con diversos aditivos. Estos aditivos pueden influir 
o determinar un número importante de propiedades, como son las 
propiedades mecánicas, la estabilidad a la luz solar, la resistencia a los 
agentes atmosféricos, el color, el grado de transparencia e incluso las 
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propiedades eléctricas. Los aditivos de procesamiento, incluyen un amplio 
rango de sustancias que van desde las ayudas de procesos, los 
modificadores de impacto, modificadores térmicos, estabilizantes UV, 
retardantes de la flama, cargas minerales, pigmentos, hasta biocidas, 
agentes espumantes, para requerimientos específicos. 
 
Los aditivos funcionales utilizados siempre en todos los materiales de PVC 
rigido son los estabilizadores térmicos, los lubricantes, y para el caso de 
materiales flexibles, se utilizan los plastificantes. 
 
Propiedades químicas: El polímero es soluble en ciclohexanona y 
tetrahidrofurano, puede copolímerizarse con acetato de vinilo y cloruro de 
vinilideno, reduciéndose la temperatura de fusión. Puede post-clorarse, 
elevando su temperatura de distorsión. 
 
El polímero rígido, resiste a humos, líquidos corrosivos, soluciones básicas y 
ácidas, soluciones salinas, otros solventes y productos químicos, tiene buena 
estabilidad dimensional, sólo arde en presencia de fuego, de otra forma no lo 
sostiene y tiene buena resistencia a los efectos del medio ambiente, 
principalmente al ozono. A continuación se presenta la tabla I.2 donde se 
presenta un concentrado de las propiedades que presenta el PVC. 
 
Tabla I.2 Propiedades de PVC [3] 
 
PROPIEDAD VALOR 
Punto de congelación (°C) - 153.7 
Densidad a 28 °C (g/cm3) 0.8955 
Calor de fusión (kcal/mol) 1181 
Calor de vaporización 5.735 
Índice de refracción a 15 °C 1.38 
Viscosidad – 10 °C (mPoise) 2.63 
Presión de vapor a 25 °C (mm) 3000 
Calor específico del líquido (cal/g) 0.38 
Calor específico del vapor 10.8 – 12.83 
Calor de combustión a 80 °C (Kcal/mol) 286 
 
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CAPÍTULO II 
 
 
COMPORTAMIENTO DE 
ESTABILIZADORES 
TÉRMICOS Y LUBRICANTES 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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II.1 Degradación del PVC [2] 
 
 
Para analizar la importancia en el uso de estabilizadores térmicos, se 
efectúa una descripción acerca de la degradación del PVC esta se ilustra 
mediante la eliminación de ácido clorhídrico (HCl) y la formación de dobles 
enlaces conjugados. 
 
ClClClClCl
Cl Cl Cl Cl Cl
ClClClCl
HCl
Cl Cl Cl Cl
ClClCl
HCl
 
 
Si se pudiera producir una molécula perfecta de PVC, esta debería ser 
totalmente lineal con todos los monómeros de cloruro de vinilo unidos en una 
estructura cabeza-cola. Todas las moléculas de cloro deberían ser cloros 
secundarios y la molécula no debería contener ramificaciones, sin 
instauraciones, sin inusuales grupos terminales y sin residuos emulsificados. 
 
Esta deberá tener una estructura como la siguiente: 
 
 
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La degradación empieza con la eliminación del cloro sustituyente unido a la 
estructura base del polímero, este cloro presenta inestabilidad por lo que 
puede formar HCl, y una doble ligadura, la formación de una nueva doble 
ligadura hace que el cloruro alílico secundario adyacente se haga más 
inestable. Como resultado este también es eliminado como HCl, ahora 
creando una serie de dos dobles enlaces conjugados y pasando al siguiente 
cloruro alílico. 
 
 
 -- HCl 
 
Degradación por luz y/o calor 
 
Esto se realiza subsecuentemente de igual manera eliminando HCl, ahora 
creando una serie de polietilenos de tres dobles enlaces conjugados. Como 
consecuencia de este paso se genera una rápida degradación, produciendo 
una larga serie de polietilenos conjugados con la liberación de grandes 
cantidades de HCl. Las series de polietilenos contienen siete o más dobles 
enlaces conjugados que actúan como cromóforos y dan una decoloración 
amarilla. 
 
 
Moléculas de polímero con siete o más dobles enlaces conjugados. 
 
El paso de terminación de la degradación del PVC puede ser el resultado de 
alcanzar una longitud crítica, o la oxidación por rompimiento de cadenas vía 
una reacción Diels Alder de enlaces cruzados, o simplemente para que la 
serie alcance el final de una cadena polimérica. Así como la degradación del 
PVC es precedida en cambios de color la secuencia es la siguiente, cambio 
a un tono ligero de amarillo, naranja, rojo, café y negro con una liberación de 
HCl. 
 
Reacción de Diels-Alder 
∆ 
 
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En las siguientes etapas se pierden propiedades físicas como resultado del 
rompimiento de cadenas y enlaces cruzados. En el proceso final de la 
descomposición el polímero, carboniza a una masa negra e infundible con la 
presencia de significativas cantidades de HCl. benceno y sustituciones 
aromáticas. 
 
Formación de benceno. 
 
Estabilización 
 
Desde un práctico punto de vista el amarillamiento del PVC, precede la 
perdida de alguna de las propiedades físicas o mecánicas del compuesto, el 
objetivo de la estabilización está enfocada en la preservación del color 
durante su proceso de transformación y uso final. La degradación comienza 
con la pérdida de un cloro sustituyente unido a la estructura base del 
polimero produciendo una reacción en cadena y generando HCl, formando 
una larga serie de polietilenos. El proceso es acelerado por la presencia de 
oxigeno, HCl y sales de acido clorhídrico. 
 
Un estabilizador general es una sustancia la cual remueve los grupos 
clorhídricos inestables, previniendo la oxidación, absorbe el HCl, y elimina el 
crecimiento de la series de polietileno todo esto sin la generación de sales de 
HCl las cuales son ácidos de Lewis que aceleran la degradación. 
 
De igual importancia un estabilizador debe ser un material altamente reactivo 
el cual debe funcionar rápidamente a bajos niveles sin afectar la 
procesabilidad o alguna propiedad estética. Un estabilizador ideal 
proporciona buen color inicial, claridad, larga estabilidad térmica, estabilidad 
a la luz, resistencia, y procesabilidad. Este deberá ser perfectamente 
compatible, permanente, con alta eficiencia, resistencia a la migración de los 
pigmentos, inholoro, insípido, no tóxico, tener resistencia a la extracción y 
económico. 
 
Un estabilizador efectivo depende de los niveles que se añadan a la 
formulación. Un buen estabilizador puede convertirse en un pobre 
estabilizador cuando se usa en niveles inapropiados. La lubricidad inherente 
de un estabilizador puede ser un problema cuando se tiene que optimizar 
una fórmula para la estabilidad térmica y procesabilidad. Si la estabilización y 
la lubricación son controladas por separado es mejor que el estabilizador sea 
un no lubricante. 
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Los estabilizadores térmicos juegan un papel muy importante dentro de la 
variedad de aditivos que se utilizan en el PVC, ya que lo protegen de la 
degradación derivada del calor y de los esfuerzos durante los diferentes 
procesos de transformación. Gracias a estos, la inyección, extrusión, 
calandreo o soplado se realizan bajo mayores velocidades. Enel caso de la 
inyección garantizan las propiedades del material aún cuando se somete a 
presiones altas, para la fabricación de partes complejas y de paredes 
delgadas. La acción de los estabilizadores, también es importante en la 
aplicación final de los productos, ejemplo de ello son los objetos que se 
almacenan en ambientes cálidos o los artículos médicos que requieren 
esterilización en autoclaves. 
 
La función de los estabilizadores radica en impedir la pérdida de ácido 
clorhídrico, o en caso de que se forme neutralizarlo. Su desarrollo se ha visto 
influenciado directamente por el progreso del PVC. Hoy en día, la amplia 
variedad de estabilizadores, incluye aquellos a base plomo, estaño, mezcla 
de metales como bario, cadmio/zinc, bario/zinc, calcio/ zinc y los orgánicos, 
que se encuentran en diversas presentaciones como líquidos y sólidos en 
forma de pellets, hojuelas, masterbatch. Por cuestiones higiénicas, la 
tendencia es el uso de sólidos con bajos niveles de polvos finos. 
 
II.2 Tipos de estabilizadores térmicos. [3] 
 
 
Existen estabilizadores base plomo tanto sólidos como líquidos en diversos 
compuestos como son sulfatos, fosfitos, ftalatos, estearatos, carbonatos; 
algunos de ellos tienen un doble efecto tanto de lubricante como 
estabilizador. 
 
La ventaja de estos compuestos es que no incrementan la conductividad del 
PVC, lo que permite su uso en aplicaciones en cables, sin embargo, no se 
utilizan en artículos transparentes. Los compuestos a base de estaño se 
pueden clasificar como carboxilatos de estaño si provienen de ácidos 
carboxílicos y mercapturo de estaño que contienen al menos un enlace entre 
azufre y estaño, que además de actuar como estabilizadores tienen 
propiedades antioxidantes otra ventaja es su alta transparencia, por lo que su 
uso es universal. 
 
Los carboxilatos metálicos que son sales de metales como bario, cadmio, 
zinc y calcio, normalmente se utilizan en combinación. Y por último, los 
estabilizadores y coestabilizadores libres de metales a base de varios tipos 
de compuestos orgánicos. La selección entre esta amplia gama de 
estabilizadores depende de varios factores como son el tipo de formulación, 
el proceso de transformación y las especificaciones finales del producto 
como transparencia, estabilidad a la intemperie, resistencia a la decoloración, 
facilidad de impresión o soldado. 
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Una de las principales tendencias ha sido el desarrollo e implementación de 
estabilizadores libres de metales pesados; en especial de plomo, debido a 
que las regulaciones ambientales estipulan que en el 2010 se debe reducir 
hasta un 50% el consumo actual de plomo, para llegar al 2015 con la menor 
cantidad posible y por los efectos nocivos que en cierta concentración puede 
ocasionar en el ser humano. 
 
Como una alternativa para cumplir con la normatividad y poder exportar a los 
países que son más rigurosos en cuestiones ambientales; los 
transformadores del plástico cuentan con materiales a base de una mezcla 
de metales y los orgánicos que ofrecen compañías como: Ferro Corporation, 
Akzo Nobel, Ciba especialidades Químicas, Rohm & Haas y Chemtura, entre 
otros, que hasta el momento cumplen con las especificaciones, sin dejar de 
lado la parte económica. 
 
En lo que respecta a la lubricación es uno de los aspectos más importantes 
en la tecnología del PVC, pues está muy unida a la estabilización, sobre todo 
en el procesado de los materiales rígidos, donde la degradación durante la 
transformación es crítica. Existe lubricación interna, la cual se obtiene con 
ácido esteárico, estearatos metálicos y ésteres de ácidos grasos y para la 
lubricación externa, se emplean aceites parafínicos, ceras parafínicas y 
polietilenos de peso molecular bajo. 
 
Los lubricantes internos contribuyen a bajar las viscosidades y a reducir la 
fricción entre las moléculas. Los lubricantes externos funcionan 
esencialmente emigrando hacia la superficie, donde reducen la fricción del 
plástico fundido y las paredes metálicas del equipo. Esta particularidad 
también es empleada para impartir propiedades finales al producto, como la 
de anti-adherencia o de no pegajosidad. De entre todos los lubricantes, el 
ácido esteárico es, el más empleado. 
 
Caracterización y aplicación de estabilizadores base plomo 
 
Los estabilizadores de plomo son los más viejos, los más baratos, y por lo 
tanto los más ampliamente usados de las cuatro clases de estabilizadores. 
Se estima que los estabilizadores de plomo constituyen más del 50% del 
volumen a nivel mundial. Pero representan menos del 15% del mercado en 
Estados Unidos debido a las preocupaciones ambientales a consecuencia 
del plomo. Los estabilizadores de plomo usados en Estados Unidos son 
limitados para aplicaciones en aislantes para cables donde no es viable el 
uso de sustitutos. En Europa el plomo es ampliamente usado en tubería de 
PVC rígido y perfiles. 
 
Europa se ha comprometido al reemplazamiento de significantes cantidades 
de estabilizadores base plomo para las próximas décadas. La llave al futuro 
de los estabilizadores de plomo será determinado por el uso en mercados 
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emergentes en Asia y en países del tercer mundo, donde el costo-beneficio 
continua siendo su orden principal. 
 
El uso de estabilizadores de plomo se cree que tuvo su origen como 
resultado en la industria del hule, donde el PbO ha sido usado para la 
prevención de liberación de HCl durante el proceso de hule clorado. La 
primera mención de uso de óxidos de plomo, hidróxidos y sales básicas para 
estabilizar PVC fue en 1924. Los primeros estabilizadores comerciales de 
plomo, fueron el oxido de plomo y el plomo blanco (carbonato básico de 
plomo) el cual era utilizado como pigmento en pinturas. 
 
Pero estos estabilizadores tenían problemas al ser utilizados, el plomo blanco 
producía gas cuando era procesado por arriba de los 180 ºC, por lo tanto 
durante los años de 1930 y 1940 un nuevo pigmento de plomo apareció era 
el sulfato tribásico de plomo (3 PbO●PbSO4●H2O) el cual no desprendía 
gases a altas temperaturas y en la actualidad este sigue siendo el 
estabilizador de plomo más importante a nivel mundial. 
 
Mientras el sulfato tribásico de plomo es el preferido para estabilizar PVC 
rígido, se encontró que aaltas temperaturas reaccionaba con plastificantes 
basados en esteres, al momento de procesarlo para la elaboración de cables 
de aislamiento. Este plomo saponificaba con el éster del plastificante por lo 
tanto producía emisión de volátiles y una pérdida de propiedades físicas. 
 
En un esfuerzo por encontrar un estabilizador en menor cantidad de plomo 
se desarrollo el ftalato dibásico de plomo, el cual dio una mejora que el 
sulfato tribásico de plomo en procesos a altas temperaturas y en 
aplicaciones de PVC flexible. El fosfito dibásico de plomo fue desarrollado 
teniendo una mejor estabilidad a la luz, siendo utilizado en aplicaciones 
interiores y exteriores. También se encontró que mejora notablemente su 
estabilidad a la luz y su resistencia al agua cuando es combinado con 
estabilizadores sólidos de mezcla de metales. 
 
El sulfato tribásico de plomo, el ftalato dibásico de plomo, y el fosfito dibásico 
de plomo son materiales no lubricantes. Por lo que fue desarrollado el 
estearato dibásico de plomo como un estabilizador de plomo lubricante. El 
estearato de plomo normal es un fuerte lubricante externo y altamente 
incompatible con el PVC. Por lo que no es muy usado en aplicaciones de 
PVC flexible. El periodo de optimización de los estabilizadores de plomo 
ocurrió en los años 1940, 1950 y 1960 tocando tres puntos principales; la 
búsqueda de nuevos componentes, la búsqueda de nuevas aplicaciones en 
compuestos ya existentes, y la búsqueda de sinergia con otros materiales. 
 
Nuevas aplicaciones fueron encontradas para el silicato básico de plomo y el 
cloro silicato de plomo en aplicaciones para plastificantes con baja 
reactividad. El maleato tribásico de plomo encontró aplicación limitada en 
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aplicaciones de PVC rígido y en combinación con plastificantes retardantes a 
la flama, basados en esteres fosfatados. El orto silicato de plomo y el 2-
etilhexoato de plomo, encontraron cabida en aplicaciones translucidas. El 
total de esas aplicaciones nunca representaron más del 5% del mercado de 
estabilizadores de plomo durante esos años. 
 
La sinergia entre uno o más de los cuatro principales estabilizadores de 
plomo es decir, sulfato tribásico de plomo, ftalato dibásico de plomo, fosfito 
dibásico de plomo, y el estearato dibásico de plomo, con pequeñas 
cantidades de bario y estearato de calcio, encontraron una aplicación general 
en procesos donde se requiere una cantidad balanceada de lubricación y 
estabilidad. Esta propiedad de mezclar los estabilizadores de plomo halló un 
uso arriba del 65% durante el periodo de optimización. 
 
Debido a la presión ambiental desde 1960 hasta el presente, nuevos 
estabilizadores de plomo se han estado desarrollando y se buscan nuevas 
formas de aplicación. En Estados Unidos se busca el reemplazo de todos los 
productos elaborados base estabilizador plomo por otros materiales libres de 
plomo, siempre y cuando sea técnicamente y económicamente factible. Los 
estabilizadores de plomo desarrollados en Europa fueron los primeros 
enfocados en el estabilizador-lubricante. Este concepto combina un 
estabilizador de plomo con una cera para reducir el contacto con el peligroso 
polvo del plomo. Esta nueva tecnología fue ganando ventajas y actualmente 
se producen estabilizadores de plomo en presencia de ceras lubricantes. 
 
En Europa actualmente los compuestos de PVC rígido utilizan 
estabilizadores de plomo mezclados con ceras lubricantes y están mirando 
a la utilización de estabilizadores de mezcla de metales. También están 
queriendo entrar al concepto ”aditivo conveniente” en donde el compuesto no 
solo utilice estabilizador y lubricante sino todo aun serie de aditivos como 
modificadores de impacto, pigmento ayudas de proceso. Este concepto 
evolucionara y cambiara totalmente la manera de comercializar y fabricar 
aditivos para la industria plástica. 
 
Fabricación de estabilizadores de plomo 
 
Los estabilizadores de plomo son generalmente fabricados en varias etapas 
a partir de metales de plomo altamente puros los cuales son un 99.84% de 
plomo. 
 
En la primera etapa, se tiene una oxidación primaria, en la cual el metal de 
plomo es alimentado a un reactor donde sufre una oxidación controlada. El 
aire que pasa a través del recipiente de oxidación produce un incalcinado 
oxido, como corriente de aire. El oxido crudo es separado en un equipo con 
la ayuda de un ciclón y es recolectado en una bolsa de tela. El oxido crudo 
contiene una mezcla de monóxido de plomo y de 5 a 20% de plomo metálico. 
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La segunda etapa es una oxidación secundaria la cual involucra calor, el 
oxido crudo entra en un horno a 750 ºC para convertir al metal libre de PbO, 
después es pasado a un sistema de mallas en donde se obtiene el PbO 
conteniendo la mínima cantidad de plomo azul (Pb) y oxido rojo (Pb3O4). 
 
La tercera etapa involucra la fabricación de los estabilizadores por la reacción 
del oxido de plomo con sulfuro ftálico, fosforo, o acido esteárico en presencia 
de agua a temperaturas de 100 ºC. Después de que la reacción es 
completada el estabilizador de plomo es secado y tamizado. La siguiente 
etapa consiste en secar la mezcla de uno o más estabilizadores de plomo 
con ceras lubricantes y formar un material que puede tener forma de hojuela, 
pellet o un granulo en el cual se elimina el polvo del producto final. 
 
Mecanismo de estabilización del plomo 
 
Todos los estabilizadores térmicos para PVC estabilizan a través de uno o 
más de cinco mecanismos diferentes. 
 
� El reemplazo de cloros sustituyentes unidos a la estructura base 
del polímero. 
� La neutralización de HCl 
� La adición de dobles ligaduras 
� La prevención de la oxidación 
� La desactivación de radicales libres 
 
El reemplazo de cloros sustituyentes unidos a la estructura base del 
polímero, es considerado el mecanismo de estabilización primario y el resto 
de los mecanismos son considerados como mecanismos de estabilización 
secundarios. 
 
Es claro que la estructura de cada una de las sales básicas del plomo tiene la 
habilidad de neutralizar el HCl debido al contenido de PbO, y esto es claro 
también en los cuatro estabilizadores de plomo de mayor uso, solo el fosfito 
dibásico de plomo tiene un carácter antioxidante, el estearato dibásico de 
plomoy el ftalato dibásico de plomo son sales con ácidos carboxílicos y 
funcionan como estabilizadores primarios reemplazando los cloros 
sustituyentes por ligaduras de carboxilatos. 
 
El sulfato tribásico de plomo y el fosfito dibásico de plomo no presentan esta 
propiedad pero pueden ser usados como seudo estabilizadores primarios a 
través de un mecanismo en el cual cada estabilizador de plomo es bueno en 
virtud de su contenido de PbO, el cual reacciona con cada acido esteárico 
libre o con plastificantes basados en estearatos. 
 
Esta reacción produce carboxilatos inestables los cuales remplazan a los 
cloros sustituyentes con ligaduras de carboxilato. 
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Estabilizadores de plomo de mayor importancia comercial 
 
� Sulfato tribásico de plomo [3 PbO●PbSO4●H2O] o sulfato tetra básico 
de plomo [4 PbO●PbSO4●1/4 H2O] 
� Fosfito dibásico de plomo [2 PbO●PbHPO3●1/2 H2O] 
� Ftalato dibásico de plomo [2 PbO●PbC6H4(COO)2] 
� Estearato dibásico de plomo[2 PbO●Pb(C17H35COO)2] o estearato de 
plomo normal [Pb(C17H35COO)2] 
 
El sulfato tribásico de plomo es de los más usados en el proceso de 
elaboración de tubería rígida de PVC y en aplicaciones de perfilería, este 
normalmente se combina con estearato dibásico de plomo como 
complemento para tener una estabilización - lubricación. 
 
Pequeñas cantidades de fosfito dibásico de plomo pueden ser añadidas para 
proporcionar estabilidad a la luz y muy pequeñas cantidades de estearato de 
plomo son añadidas cuando un lubricante externo es requerido. Un punto a 
considerar es el alto punto de fusión, requiere de alta finura, su tamaño de 
partícula debe de ser mínimo malla 325, para que pueda dispersarse 
perfectamente en el compuesto. 
 
El fosfito dibásico de plomo es la sal de mayor contenido de plomo del 90 al 
91% teniendo excelentes propiedades dieléctricas, por lo que una de sus 
principales aplicaciones es la estabilización del compuesto de PVC para 
cable eléctrico este estabilizador provee alta resistencia a la intemperie, con 
lo que hace innecesario el uso de algún absorbedor de luz o de pigmentos. 
 
El ftalato dibásico de plomo es el más usado en aplicaciones flexibles debido 
a que es menos básico que el sulfato tribásico de plomo y como 
consecuencia tiende a reaccionar menos con los esteres del plastificante. Y 
es el estabilizador más recomendado para todas las aplicaciones de cable y 
alambre. Este puede ser complementado con la adición del fosfito dibásico 
de plomo o estearato de plomo, cuando se requiere una mayor lubricación o 
una mayor estabilidad a la luz. 
 
El estearato dibásico de plomo se emplea como coestabilizador y por su 
composición ayuda como lubricante en la formulación. Entre las ventajas que 
se tiene en el uso de este tipo de estabilizadores es la buena eficiencia y el 
bajo costo, sus propiedades eléctricas son inigualables por lo que se usan 
mucho para cables. Tienen baja absorción al agua. El óxido de plomo es un 
excelente eliminador de acido clorhídrico debido a su basicidad y tamaño de 
partícula tan fina. 
 
Entre sus desventajas están que sus características son poco compatibles 
con los pigmentos. Estos estabilizadores no pueden ser usados en 
aplicaciones de PVC claro o transparente. Son tóxicos, por lo que no se 
“ESTUDIO TEÓRICO DEL EFECTO DE LOS ESTABILIZADORES Y LUBRICANTES EN LA DEGRADACIÓN DEL 
PVC” 
 
 
 JESSICA DOMINGUEZ MARTINEZ 
 
 DANIEL RIVERA RUIZ 
 
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pueden usar para empaques de alimentos, tubería que transporte agua 
potable, juguetes, equipo médico. El manejo y almacenaje de estos 
estabilizadores deberá de estar muy restringido y se deberá de usar el 
equipo de seguridad adecuado. 
 
Caracterización y aplicación de estabilizadores base estaño 
 
Los estabilizadores de alquil estaño son los preferidos para el uso en 
aplicaciones de PVC rígido donde se requiere un producto de apariencia 
trasparente o claro, y es el principal estabilizador usado en la elaboración de 
tubería rígida. 
 
Los estabilizadores de alquil estaño son altamente compatibles con el PVC 
teniendo una solvencia similar a la de un plastificante primario, por lo que 
requiere más lubricación que un estabilizador de plomo o un estabilizador 
mezcla de metales. Los estabilizadores de alquil estaño son los más 
efectivos y también los más caros de todas las clases de estabilizadores 
primarios. 
 
En la mitad de 1930 Union Carbide buscando un desarrollo para compuestos 
con claridad cristal, una propiedad que no la había dado ningún otro 
estabilizador ya sea de plomo o mezcla de metales. Uso derivados de estaño 
con la estructura R4Sn, como estabilizadores térmicos. Estos materiales a 
diferencia de sales inorgánicas de estaño proporcionaban excelente claridad, 
este fue el resultado de la unión directa entre el estaño y el carbono 
obteniendose un material que impartía un color cristalino. 
 
El primer producto comercial fue el dibutil estaño, patentado por el Dr., 
Quattlebaum y Rugely en 1939, el Dr. Quattlebaum es llamado el padre de 
los estabilizadores térmicos de alquil estaño. Años después abandona Union 
Carbide y fundó la primera empresa productora de estabilizadores de alquil 
estaño, la lubricidad del dibutil estaño limito su uso en los procesos y como 
resultado este fue modificado con maleato de dibutil estaño lo cual reducía su 
lubricidad y mejoraba sus propiedades como estabilizador térmico. 
 
El siguiente gran descubrimiento en el desarrollo de estabilizadores de 
estaño fueron los mercapturos de estaño en el año de 1947. Rowland y Reid 
fueron los primeros que mezclaron los mercapturos con oalquil estaño 
carboxilatos para mejorar la estabilidad térmica. Fue entonces que en 1950 
se patento la preparación de estabilizadores con la unión Sn-S, este nuevo 
descubrimiento desarrollo nuevos compuestos del tipo R2Sn(SR)2. Ya en 
1951 Weinberg and Johnson desarrollaron compuestos de alquil estaño a 
partir de ácidos mercapturos y esteres. Uno de los cuales es el dibutil estaño 
que se ha convertido en el estabilizador para PVC rígido más dominante en 
los últimos 17 años. 
 
“ESTUDIO TEÓRICO DEL EFECTO DE LOS ESTABILIZADORES Y LUBRICANTES EN LA DEGRADACIÓN DEL 
PVC”