Acetato de Vinila (108-05-4) Propriedades Físicas e Químicas

Perfil Químico

Acetato de Vinila

Um éster acetato volátil usado industrialmente como monômero e intermediário para a produção de poliacetato de vinila/poliálcool vinílico e para formulação de adesivos, revestimentos e polímeros especiais.

Número CAS	108-05-4
Família	Ésteres de ácido carboxílico
Forma Típica	Líquido incolor (monômero)
Graus Comerciais	BP, EP, JP, USP

Principalmente fornecido e adquirido como monômero e intermediário para adesivos, tintas, revestimentos e fabricação de polímeros; equipes de formulação e QA/QC geralmente manuseiam graus inibidos para controlar a polimerização indesejada e facilitar o armazenamento e processamento seguros.

O acetato de vinila é um pequeno éster vinílico alifático (éster acetato) com a fórmula molecular C4H6O2. Estruturalmente, compreende uma funcionalidade vinílica (\(–CH=CH_2\)) ligada diretamente a um oxigênio do acetato (estrutura frequentemente representada como CH3COOCH=CH2), conferindo um sítio olefínico rico em elétrons adjacente a uma ligação éster. A combinação de um grupo éster de baixo peso molecular e uma dupla ligação vinílica não conjugada produz um composto volátil, moderadamente lipofílico e quimicamente ativado para polimerização radicalar e hidrólise de éster.

Eletronicamente, o carbonilo no fragmento acetato retira densidade eletrônica do oxigênio adjacente enquanto a dupla ligação vinílica permanece suscetível à adição radicalar e eletrofílica; isso fundamenta a propensão do composto a sofrer polimerização livre-radical e sua sensibilidade à formação de peróxidos e autoxidação. A hidrólise catalisada por ácido ou base gera ácido acético e álcool vinílico, sendo que o último tautomeriza rapidamente para acetaldeído; essas vias de hidrólise são cineticamente relevantes sob condições alcalinas e explicam aspectos da transformação ambiental e biológica. Com capacidade desprezível para doação de ligações de hidrogênio (sem doadores de H-bond) mas dois aceitores de ligações de hidrogênio (oxigênio carbonílico e oxigênio do éster), a molécula apresenta solubilidade aquosa limitada enquanto permanece miscível com muitos solventes orgânicos.

No uso prático, o acetato de vinila é um monômero industrial produzido e consumido em volumes muito grandes: é o principal monômero para poliacetato de vinila e precursor do poliálcool vinílico e inúmeros copolímeros usados em adesivos, tintas/revestimentos, têxteis, papel e algumas formulações poliméricas para contato com alimentos. O manuseio comercial enfatiza a estabilização (inibidores) para prevenir polimerização descontrolada e controles de engenharia para gerenciar a inflamabilidade e os riscos de inalação do composto.

Graus comerciais comuns relatados para esta substância incluem: BP, EP, JP, USP.

Propriedades Físicas Básicas

Densidade

Densidade líquida registrada: \(0,932\) a \(68\,^\circ\mathrm{F}\) (EPA, 1998). Densidade relativa (água = 1): \(0,93\). Peso equivalente por galão registrado como \(7,79\ \mathrm{lb}\) por galão em algumas especificações.
Nota interpretativa: com densidade abaixo de um, o acetato de vinila flutuará na água; combinado com sua densidade de vapor (mais pesada que o ar), isso contribui para riscos de acumulação de vapores em níveis próximos ao solo.

Ponto de Fusão

Valores registrados: \(-93,2\,^\circ\mathrm{C}\); também listado como \(-100\,^\circ\mathrm{C}\) e \(-136\,^\circ\mathrm{F}\).
Nota interpretativa: o ponto de fusão muito baixo indica que a substância é líquida sob temperaturas ambientais e de processo normais.

Ponto de Ebulição

Valores registrados: \(72,50\,^\circ\mathrm{C}\) a \(760,00\,\mathrm{mmHg}\) (também reportado como \(72,7\)–\(72,8\,^\circ\mathrm{C}\)); equivalente reportado como \(162\)–\(163\,^\circ\mathrm{F}\).
Nota interpretativa: ponto de ebulição normal relativamente baixo correlaciona-se com pressão de vapor substancial em temperaturas ambiente e volatilização fácil.

Pressão de Vapor

Valores registrados: \(83\) a \(140\ \mathrm{mmHg}\) entre \(68\) e \(86\,^\circ\mathrm{F}\); \(90,2\ \mathrm{mmHg}\) a \(20\,^\circ\mathrm{C}\) (extrapolado); pressão de vapor também listada como \(115,0\ \mathrm{mmHg}\) e \(11,7\ \mathrm{kPa}\) a \(20\,^\circ\mathrm{C}\).
Nota interpretativa: alta pressão de vapor em temperaturas ambiente explica a volatilidade do composto e a importância de medidas de controle de vapores no armazenamento e processamento.

Ponto de Inflamação

Valores registrados: \(18\,^\circ\mathrm{F}\) (EPA, 1998) e \(-8\,^\circ\mathrm{C}\) (copo fechado). Um ponto de inflamação em copo aberto de \(0,5\)–\(0,9\,^\circ\mathrm{C}\) também é relatado em uma entrada.
Nota interpretativa: ponto de inflamação muito baixo indica que o material é facilmente inflamável em temperaturas ambiente e requer controle rigoroso de fontes de ignição.

Propriedades Químicas

Soluibilidade e Comportamento de Fase

Soluibilidade em água: comumente relatada como aproximadamente \(2\%\) (2,0–2,4% em peso em água a \(20\,^\circ\mathrm{C}\)); outros relatos indicam solubilidade de \(20\ \mathrm{mg/mL}\) a \(20\,^\circ\mathrm{C}\) ou "pobre" (2 g/100 mL). A 20 °C, uma solução aquosa saturada contém cerca de 2,0–2,4% em peso de acetato de vinila; a solubilidade mútua da água no acetato de vinila é cerca de 0,9–1,0% em peso na mesma temperatura e aumenta com a temperatura.
Miscibilidade em solventes orgânicos: solúvel em muitos solventes orgânicos (exemplos registrados: éter etílico, etanol, benzeno, acetona, clorofórmio, etc.); listado como “solúvel em líquidos orgânicos”.
Comportamento vapor/fase: densidade de vapor \( \approx 3,0 \) (ar = 1) — os vapores são mais pesados que o ar e podem se acumular em locais baixos; combinado com baixo ponto de inflamação, a acumulação de vapores cria risco de explosão/retorno de chama.
Hidrólise: a hidrólise aquosa é cineticamente relevante; é relatada meia-vida de hidrólise aquosa de aproximadamente 7,3 dias a \(25\,^\circ\mathrm{C}\) e pH 7, com taxas mais rápidas em pH mais elevado. A hidrólise produz ácido acético e álcool vinílico (que rapidamente tautomeriza para acetaldeído).

Reatividade e Estabilidade

Polimerização: o acetato de vinila é suscetível à polimerização radicalar; polimerizará quando exposto a calor, luz, peróxidos, iniciadores azo, sistemas redox e outras fontes de radicais. Polimerização perigosa (exotérmica e potencialmente violenta) foi relatada quando inibidores estão esgotados ou ausentes.
Iniciadores e incompatibilidades: a polimerização pode ser iniciada por peróxidos orgânicos e inorgânicos, compostos azo, sistemas redox (incluindo componentes organometálicos), luz e radiação de alta energia. O acetato de vinila reage perigosamente com oxidantes fortes, ácidos fortes, peróxidos, ozônio (formando ozonídeos potencialmente explosivos) e certas aminas/agentes alquilantes; o contato com vapores de gel de sílica ou alumina pode ser vigoroso.
Autoignição e decomposição: temperaturas de autoignição próximas a \(402\,^\circ\mathrm{C}\) (\(756\,^\circ\mathrm{F}\)); decomposição queima produzindo produtos de combustão ácidos e irritantes.
Limites de inflamabilidade/explosividade: limite inflamável inferior 2,6% em volume; limite inflamável superior 13,4% em volume. Vapores podem formar misturas explosivas com ar e podem se propagar até fontes remotas de ignição.

Dados Termodinâmicos

Entalpias Padrão e Capacidade Calorífica

Dados energéticos disponíveis: valores reportados de calor de combustão são listados como \(-9754\ \mathrm{BTU/lb} = -5419\ \mathrm{cal/g} = -226,9 \times 10^{5}\ \mathrm{J/kg}\). Calor (entalpia) de vaporização reportado como \(163\ \mathrm{BTU/lb} = 90,6\ \mathrm{cal/g} = 3,79 \times 10^{5}\ \mathrm{J/kg}\). Calor de polimerização reportado como \(-439\ \mathrm{BTU/lb} = -244\ \mathrm{cal/g} = -10,2 \times 10^{5}\ \mathrm{J/kg}\).
Capacidade térmica: Nenhum valor experimentalmente estabelecido para esta propriedade está disponível no contexto atual dos dados.

Parâmetros Moleculares

Massa Molecular e Fórmula

Fórmula molecular: C4H6O2
Massa molecular: \(86.09\ \mathrm{g}\,\mathrm{mol}^{-1}\)
Massa exata/monoisotópica: 86.036779430

Identificadores estruturais adicionais (texto simples): - SMILES: CC(=O)OC=C - InChI: InChI=1S/C4H6O2/c1-3-6-4(2)5/h3H,1H2,2H3 - InChIKey: XTXRWKRVRITETP-UHFFFAOYSA-N

LogP e Polaridade

XLogP3 calculado / log Kow: valores reportados \(0.7\) e \(0.73\).
Área polar superficial topológica (TPSA): \(26.3\).
Ligação por H: número de doadores de H \(0\); número de aceptores de H \(2\).
Nota interpretativa: log P próximo a \(0.7\) indica lipofilicidade moderada; combinado com TPSA baixa e ausência de doadores de H, o acetato de vinila se distribui apreciavelmente em fases orgânicas, mantendo solubilidade mensurável em água.

Características Estruturais

Grupos funcionais: dupla ligação vinílica (etenil) e grupo éster acetato (acetoxi). O substituinte vinílico fornece um sítio olefínico polimerizável; o oxigênio carbonílico do éster confere caráter de aceptor de ligações de hidrogênio e suscetibilidade à hidrólise e reações de clivagem do éster.
Comportamento químico: o grupo vinílico é suscetível à polimerização por adição radicalar, processos de transferência de cadeia e autooxidação; a ligação éster pode ser hidrolisada sob catálise ácida ou básica e é substrato para carboxilesterases biológicas que rapidamente geram acetaldeído e acetato in vivo.

Identificadores e Sinônimos

Números de Registro e Códigos

Número CAS: 108-05-4
Número(s) CE (conforme reportado): 203-545-4 (números CE adicionais aparecem em listas de origem)
Número ONU/NA (identificador para transporte): UN1301 (acetato de vinila, estabilizado)
Outros identificadores: ChEBI CHEBI:46916; UNII L9MK238N77
Identificadores estruturais: SMILES CC(=O)OC=C; InChIKey XTXRWKRVRITETP-UHFFFAOYSA-N; InChI InChI=1S/C4H6O2/c1-3-6-4(2)5/h3H,1H2,2H3

Sinônimos e Nomes Estruturais

Sinônimos comuns reportados incluem: acetato de vinila; acetato de etenilo; éster do ácido acético com etenil; acetoxietileno; éster vinílico do ácido acético; monômero de acetato de vinila; etanoato de vinila; VAC; VAc; CH3CO2CH=CH2.
Nome IUPAC (descritor calculado): acetato de etenilo

Aplicações Industriais e Comerciais

Usos Representativos e Setores Industriais

Uso principal: como precursor monomérico para o poliacetato de vinila (PVAc) e, após saponificação/hidrólise, para o poli(álcool vinílico) (PVOH). Emulsões e copolímeros de poli(acetato de vinila) são componentes principais de adesivos, emulsões para tintas, tratamentos têxteis e de papel, ligantes e produtos para construção.
Aplicações adicionais: copolimerização com cloreto de vinila, etileno e acrilonitrila para produção de resinas especiais; uso como modificador em revestimentos e filmes para contato com alimentos; intermediário na fabricação de diversas resinas e emulsões poliméricas; uso relatado em formulações de gomas de mascar mastigáveis e revestimentos de comprimidos (como derivados/copolímeros e não na forma monomérica nos produtos finais).
Setores industriais: produção petroquímica/monômero, fabricação de polímeros e resinas, adesivos e revestimentos, produtos para construção, fabricação de polímeros para contato com alimentos.

Papel na Síntese ou Formulações

Papel químico: monômero para homopolimerização e copolimerização; agente de transferência de cadeia em algumas polimerizações; intermediário na síntese de emulsões à base de PVAc e PVOH.
Prática de formulação: concentrações pequenas de inibidores de polimerização (compostos aromáticos hidroxílicos como hidroquinona e fenóis alquilados, ou difenilamina) são rotineiramente adicionadas ao acetato de vinila a granel durante armazenamento e transporte para prevenir polimerização descontrolada. Níveis e escolhas do inibidor dependem da vida útil esperada e do processamento subsequente (ex.: hidroquinona em poucas ppm para uso a curto prazo; difenilamina em ppm mais elevadas para armazenamento prolongado).

Visão Geral de Segurança e Manuseio

Toxicidade Aguda e Ocupacional

Perigos de exposição: o acetato de vinila é irritante respiratório e ocular e pode causar irritação cutânea; a inalação em concentrações suficientes pode provocar irritação das vias respiratórias superiores, tosse, rouquidão e efeitos no sistema nervoso central (tontura, efeitos narcóticos em altas concentrações). A exposição repetida ou prolongada por inalação afeta principalmente o sistema respiratório.
Dados toxicológicos (exemplos reportados): DL50 oral (ratos) aproximadamente \(2.92\ \mathrm{g}\,\mathrm{kg}^{-1}\); CL50 inalatória (ratos, 4 h) aproximadamente \(3680\ \mathrm{ppm}\). Valores AEGL reportados para várias durações de exposição (ppm): AEGL-1 (10 min–8 h): \(6.7\); AEGL-2 e AEGL-3 listados em concentrações mais altas (ex.: AEGL-3 10 min: 230 ppm). Limites de exposição ocupacional: TLV‑TWA \(10\ \mathrm{ppm}\), TLV‑STEL \(15\ \mathrm{ppm}\); NIOSH recomenda teto de \(4\ \mathrm{ppm}\) (15 minutos) em algumas orientações; alguns órgãos reguladores classificam acetato de vinila como carcinógeno suspeito ou possível.
Carcinogenicidade/genotoxicidade: o acetato de vinila é metabolizado a acetaldeído, uma espécie genotóxica em muitos ensaios; avaliações de carcinogenicidade o classificam de forma variável, sendo listado internacionalmente como agente “possivelmente carcinogênico para humanos” (Grupo 2B). Recomenda-se vigilância médica ocupacional e minimização da exposição em ambientes com risco de inalação.

Considerações para Armazenamento e Manuseio

Controle de incêndio e explosão: manter afastado de fontes de calor, faíscas, chamas abertas e outras fontes de ignição; utilizar equipamentos elétricos à prova de explosão, aterramento/ligação equipotencial durante transferência e sistemas herméticos para vapores sempre que possível. Manter boa ventilação e evitar acúmulo de vapores em locais baixos.
Controle de polimerização: armazenar material estabilizado (com inibidor) e manter níveis de inibidor apropriados para o tempo de armazenamento; evitar contato com peróxidos, iniciadores azo, agentes oxidantes fortes e outros iniciadores radicais; proteger da luz e temperaturas elevadas.
Recomendações de armazenamento: conservar em áreas frescas, bem ventiladas, à prova de fogo, em recipientes metálicos adequados (aço ou aço inoxidável); muitas operações recomendam armazenar abaixo de \(37.8\,^\circ\mathrm{C}\) (\(100\,^\circ\mathrm{F}\)) e prever inertização ou cobertura com nitrogênio durante o processamento a granel, caso as condições operacionais exijam.
Equipamento de proteção individual e emergência: usar proteção respiratória adequada quando os controles de engenharia não mantiverem os limites ocupacionais; usar luvas resistentes a produtos químicos e proteção ocular para evitar contato com pele e olhos; disponibilizar lava-olhos e chuveiros de emergência. Em derramamentos e vazamentos, eliminar fontes de ignição, ventilar, conter e absorver com material não combustível, usar ferramentas antichamas; não descarregar em redes de esgoto ou drenagens.
Notas regulatórias/transporte: o material é classificado como líquido inflamável para transporte; recipientes e remessas frequentemente são estabilizados e rotulados para refletir o risco de polimerização e inflamabilidade. Para informações detalhadas sobre riscos, transporte e regulamentações, os usuários devem consultar a Ficha de Dados de Segurança (FDS) específica do produto e a legislação local.