BR102023011363A2 - Dispersões poliméricas de peso molecular alto fabricadas sob condições adiabáticas controladas - Google Patents

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Abstract

dispersões poliméricas de peso molecular alto fabricadas sob condições adiabáticas controladas. a invenção se refere a métodos para fabricar uma dispersão polimérica, às dispersões poliméricas e seu uso. os métodos para fabricar a dispersão polimérica compreende as etapas de prover uma mistura de reação em um meio aquoso compreendendo um dispersante polimérico e uma composição de monômero compreendendo monômeros radicalmente polimerizáveis e submeter a composição de monômero na mistura de reação a uma polimerização de radical para sintetizar um polímero disperso de modo a formar a dispersão polimérica, em que a etapa de submeter a composição de monômero é realizada sob condições adiabáticas controladas. estas dispersões poliméricas são designadas como dispersões poliméricas de água em água (p/p).

Description

[0001] A invenção se refere a métodos para fabricar uma dispersão polimérica, às dispersões poliméricas e seu uso. Os métodos para fabricar a dispersão polimérica compreende as etapas de prover uma mistura de reação em um meio aquoso compreendendo um dispersante polimérico e uma composição de monômero compreendendo monômeros radicalmente polimerizáveis e submeter a composição de monômero na mistura de reação a uma polimerização de radical para sintetizar um polímero disperso de modo a formar a dispersão polimérica, em que a etapa de submeter a composição de monômero é realizada sob condições adiabáticas controladas. Estas dispersões poliméricas são designadas como dispersões poliméricas de água em água (p/p).
[0002] O objetivo principal é desbloquear o potencial da água e recursos renováveis para se encontrar soluções segura, mais saudáveis, mais sustentável. Incontáveis processos industriais são processos à base de água. A substituição de substâncias ambientalmente nocivas ou sua redução de volume nos processos à base de água formam a base para soluções mais sustentáveis. A invenção visa neste objetivo principal no campo da água em dispersões poliméricas aquosas (dispersões poliméricas p/p). As melhorias das dispersões poliméricas p/p diretamente se correlacionam com a sustentabilidade em aplicações a jusante, como por exemplo nos processos de fabricação de papel. Quanto melhor tal dispersão polimérica p/p funcione como aditivos em processos à base de água, como no processo de fabricar papel, menos de tais aditivos de processo devem ser usados. Além disso, a substituição de hidrocarbonetos sustenta o objetivo principal.
[0003] As dispersões poliméricas de água em água são úteis como floculantes, auxiliares de remoção de água (drenagem) e auxiliares de retenção na fabricação de papel além de aplicações em outros campos técnicos. O papel é fabricado primeiramente fabricando-se uma pasta fluida aquosa de fibras celulósicas cuja pasta fluida tem um teor de água de mais do que 95 % em peso. A folha de papel final tem um teor de água de menos do que 5 % em peso. A remoção de água (drenagem) e retenção representam etapas cruciais na fabricação de papel e são importantes para um processo de fabricação de papel eficiente. As dispersões poliméricas p/p de alto desempenho representam um fator chave no processo de fabricação de papel.
[0004] Um floculante bem conhecido é dado por uma dispersão polimérica p/p, que é produzida pela copolimerização de monômeros etilenicamente insaturados em um sistema aquoso compreendendo um dispersante polimérico resultando em uma dispersão compreendendo o dispersante polimérico e o copolímero sintetizado. A US8476391B2 e US7323510B2 representam publicações iniciais de tais dispersões poliméricas p/p. É conhecimento bem aceito neste campo técnico que a adição de copolímeros separadamente sintetizados por um lado e dispersantes poliméricos por outro lado resulte em um produto tendo propriedades completamente diferentes comparados com as dispersões poliméricas p/p como descrito nos documentos de patente acima. O mesmo requer a copolimerização dentro de um sistema compreendendo o dispersante polimérico de modo a obter produtos floculantes de alto desempenho por exemplo para o processo de fabricação de papel.
[0005] Estas circunstâncias tornam a fabricação das dispersões poliméricas p/p um sistema de múltiplos parâmetros. O tipo do monômero etilenicamente insaturado, sua razão, o tipo do dispersante polimérico são apenas alguns poucos parâmetros influenciando as propriedades da dispersão polimérica p/p. Uma melhora das propriedades do produto final da dispersão polimérica p/p tem sido objeto de inúmeras tentativas em pesquisa e desenvolvimento.
[0006] A pessoa versada sabe como polimerizar radicalmente monômeros em uma mistura de reação. A pessoa versada principalmente sabe como modificar a quantidade e tipo do iniciador de modo a modificar as propriedades do produto de polímero resultante, em particular em termos de peso molecular e distribuição de peso molecular do polímero sintetizado.
[0007] Entretanto, existe ainda a necessidade quanto à verificação destes parâmetros tendo um impacto benéfico sobre os sistemas de polímero complexo e oferecendo a possibilidade para melhorar as suas propriedades. Como tal, existe ainda a necessidade quanto a melhorar a estabilidade de longa duração e garantir uma vida útil longa sob circunstâncias desfavoráveis como por exemplo, temperaturas alternantes. Adicionalmente, existe ainda uma necessidade quanto a melhorar o manuseio da dispersão polimérica p/p. Em particular, as dispersões poliméricas p/p devem mostrar uma viscosidade feita sob encomenda para um manuseio melhorado para aplicações a jusante. Adicionalmente ainda, é um objetivo muito importante verificar processos mais energeticamente eficientes.
[0008] Além das propriedades do produto final da dispersão polimérica p/p, há também a necessidade quanto a melhorar o processo como tal. A este respeito, é desejável reduzir a duração do processo para a obtenção do produto final da dispersão polimérica p/p. Um encurtamento do tempo do processo amplia a quantidade de produto com o tempo visto que um número aumentado de lotes pode ser realizado. Uma tal redução de tempo para produzir o produto final, entretanto, não deve estar associado com uma perda de qualidade do produto final. Em particular, a redução de tempo não deve estar associada a uma viscosidade deteriorada, isto é um manuseio deteriorado.
[0009] O problema subjacente da invenção se refere à superação das desvantagens do estado da técnica. Em particular, o problema subjacente da invenção se refere à provisão de um processo para fabricar uma dispersão polimérica p/p resultando em um produto que garanta um manuseio melhorado. Adicionalmente, o problema subjacente da invenção se refere à provisão de um processo para fabricar uma dispersão polimérica p/p que garanta um alto grau de estabilidade durante o processo de fabricação e garanta uma vida útil alta sob circunstâncias desfavoráveis como por exemplo temperaturas alternadas. Adicionalmente ainda, o problema subjacente da invenção se refere à provisão de um processo para fabricar uma dispersão polimérica p/p, no qual o tempo para completar o processo seja reduzido sem uma perda de qualidade da dispersão polimérica p/p.
[0010] Os problemas subjacentes da invenção são resolvidos pelo assunto da reivindicação 1. Assim, de acordo com um primeiro aspecto, a invenção se refere a um Método para fabricar uma dispersão polimérica compreendendo as etapas de A) prover uma mistura de reação em um meio aquoso compreendendo a) um dispersante polimérico e b) uma composição de monômero compreendendo monômeros radicalmente polimerizáveis, em que os monômeros radicalmente polimerizáveis são selecionados a partir do grupo consistindo em um ou mais de um monômero etilenicamente insaturado não iônico, um monômero etilenicamente insaturado catiônico e um monômero etilenicamente insaturado anfifílico; e B) submeter a composição de monômero a uma polimerização de radical para sintetizar um polímero disperso e para formar a dispersão polimérica, em que a etapa B) é realizada sob condições adiabáticas controladas.
[0011] O método compreende a provisão de uma mistura de reação compreendendo os monômeros a serem copolimerizados e um dispersante polimérico. Os monômeros são polimerizados na presença do dispersante polimérico em um meio aquoso. De acordo com conhecimento técnico bem estabelecido, uma dispersão polimérica obtida pelo método representados pela invenção não pode ser obtida em que a composição de monômero é submetida a uma copolimerização, depois do que subsequentemente depois da copolimerização, o dispersante polimérico é adicionado. As propriedades únicas são conferidas à dispersão polimérica pela aplicação do método representados pela invenção, que a dispersão polimérica representa o produto final compreendendo o copolímero obtido dentre os monômeros radicalmente polimerizáveis junto com o dispersante polimérico.
[0012] Representados pela prática usual no estado da técnica, as polimerizações e em particular polimerizações para obter dispersões poliméricas p/p fazer uso de processos isotérmicos. Na maioria dos casos, as condições isotérmicas são atingidas tal que calor é transferido do lado de fora do vaso de reação para a mistura de reação, tal que uma temperatura específica acima da temperatura ambiente é ajustada e essencialmente mantida nesta temperatura.
[0013] Foi surpreendentemente verificado que conduzir o processo sob condições adiabáticas controladas resulta em superar os problemas subjacentes da invenção. O termo “condições adiabáticas” é entendido em linha com o entendimento de uma pessoa versada. Conduzir o método sob condições adiabáticas significa que o consumo de energia é reduzido. Portanto, o método é uma solução mais sustentável.
[0014] É essencial para a presente invenção que o processo seja conduzido sob condições adiabáticas “controladas”. Na estrutura do presente pedido, este termo é entendido tal que medidas são aplicadas tendo um impacto sobre o controle térmico. As medidas de processo são aplicadas tal que a reação se processa em um modo que aumente o calor mais ou menos lento ou mais rápido.
[0015] Em uma modalidade preferida da invenção, o catalisador é usado tal que a reação executa no modo desejado. Portanto, de acordo com uma modalidade preferida, o método é distinguido em que a etapa B) é realizada sob condições adiabáticas controladas adicionando-se sequencialmente ou simultaneamente um sistema iniciador de redox. Preferivelmente o sistema iniciador de redox compreende um agente oxidante e um agente redutor.
[0016] A etapa do método de adicionar o sistema de iniciador significa que o controle da reação é retomado. Em outras palavras, a adição do sistema de iniciador é feita sob encomenda para o propósito de controlar a reação.
[0017] Controlar as condições adiabáticas significa também que a evolução de calor é determinada dependendo do sistema iniciador de redox.
[0018] Tipicamente, as reações de polimerização são realizadas na presença de um ou mais iniciadores de polimerização. Radicais podem ser formados na homólise termicamente induzida ou fotoquimicamente induzida de ligações únicas ou reações redox. No que segue, o termo “iniciador” deve compreender todos os compostos assim como combinações de compostos que são capazes de gerar radicais pela indução térmica e/ou fotoquímica e/ou pelas reações redox.
[0019] Representados pelas modalidades preferidas, o tipo de sistema de iniciador controla o método para fabricar a dispersão polimérica p/p. Em um primeiro modalidade preferida, o método é distinguido em que etapa B) é realizada sob condições adiabáticas controladas adicionando-se sequencialmente ou simultaneamente um sistema iniciador de redox. O sistema iniciador de redox preferivelmente compreende um agente oxidante e um agente redutor.
[0020] De acordo com uma modalidade preferida, o método é distinguido em que o agente oxidante tem um potencial de redox de 0,6 a 2,0 V. Os agentes oxidantes preferidos sendo usados no sistema iniciador de redox para controlar as condições adiabáticas são peroxidifosfatos; peróxido de hidrogênio (1,14 V); hidroperóxidos de alquila, mais preferido hidroperóxido de t-butila; ou hidroperóxidos de arila, mais preferido hidroperóxido de cumeno. De acordo com uma modalidade mais preferida, o método é distinguido em que o agente oxidante é selecionado dentre hidroperóxidos de alquila, em particular hidroperóxido de t-butila ou hidroperóxidos de arila, em particular hidroperóxido de cumeno.
[0021] Persulfatos como agentes em um sistema de iniciador também podem ser usados. Entretanto, foi verificado que persulfatos com um potencial de redox de 2,01 V não têm um tal impacto sobre o método para fabricar que seja capaz de satisfazer o traço de acordo com o qual o método é conduzido sob condições adiabáticas controladas. Se persulfatos são usados como iniciadores no presente método, é usado um agente oxidante adicional no sistema iniciador de redox tendo um potencial de 2 V ou menos e 0,6 V ou mais. Entretanto, em uma modalidade preferida, o sistema iniciador de redox é destituído de um sal de persulfato.
[0022] Em uma modalidade preferida, o método é distinguido em que o agente redutor tem um potencial de redox de -2 a 0,3 V. Os agentes redutores preferidos são selecionados dentre bissulfito de sódio, bissulfito de potássio, bissulfito de amônio, sulfito de sódio (-1,12 V), sulfito de potássio, sulfito de amônio, um sulfito de hidrogênio (-0,08 V); um tiossulfato (-,017 V); uma amina; um ácido, mais preferido ácido ascórbico (0,127 V) ou ácido eritórbico (0,127 V). Os agentes redutores mais preferidos são bissulfitos, em particular bissulfito de sódio, bissulfito de potássio ou bissulfito de amônio.
[0023] O potencial de redox é determinado de acordo com métodos padrão conhecidos por uma pessoa versada.
[0024] Em uma modalidade mais preferida, o sistema iniciador de redox compreende um hidroperóxido de alquila/arila junto com um bissulfito.
[0025] Em uma modalidade preferida, mais agente oxidante é usado do que o agente redutor em termos de massa. De acordo com uma modalidade preferida, o método é distinguido em que a razão em peso entre o agente redutor e o agente oxidante está abaixo de 35:1 e acima de 2:1, preferivelmente abaixo de 15:1 e acima de 3:1, mais preferido abaixo de 9:1 e acima de 4:1.
[0026] O traço de condição adiabática controlada e os traços preferidos relacionados com o traço de condição adiabática controlada estão associados com uma melhora do método para fabricar a dispersão polimérica p/p como tal. Os ditos traços melhoram o método representados pela invenção em que o tempo para a copolimerização (etapa B) é mais curto. Em uma modalidade preferida, a etapa B é realizada dentro de um período de tempo de menos do que 40 min. O período de tempo começa a partir da adição de uma primeira porção de um iniciador e termina com atingindo a temperatura máxima (Tmax). De acordo com uma modalidade preferida, em Tmax a etapa seguinte é realizada, isto é a etapa de reduzir o teor de monômero residual.
[0027] O método pode ser conduzido pelo uso de iniciadores adicionais. Como para iniciadores adicionais, os seguintes podem ser usados além do sistema iniciador de redox:
[0028] compostos azo solúveis em água e insolúveis em água tais como dicloridreto de 2,2’-azobis(2-amidinopropano) (Vazo 56 ou V-50), 2,2’-azobis(4- metóxi-2,4-dimetilvaleronitrila) (Vazo 33), 2,2’-azobis(2,4-dimetilvaleronitrila) (Vazo 52), 2,2’-azobis(isobutironitrila) (Vazo 64), 2,2’-azobis-2-metilbutironitrila (Vazo 67), 1,1-azobis(1-ciclo-hexanocarbonitrila) (Vazo 88), dicloridreto de 2,2’-azobis[2-(2- imidazolin-2-il)propano] (VA-044), 2,2’-azobis(2-ciclopropilpropionitrila) e 2,2’- azobis(metilisobutirato) (V-601), 2,2’-azobis[2-(2-imidazolin-2-il)propano] (VA-61), 2,2’-azobis{2-[1-(2-hidroxietil)-2-imidazolin-2-il]propano}dicloridreto (V-60) e 2,2’- azobis[2-metil-N-(2-hidroxietil)propionamida] (VA-086) (que pode ser obtido a partir da DuPont ou Wako Pure Chemical Industries Ltd.); 2,2’-azobis(isobutirato de metila), 4,4’-azobis-(ácido 4-cianopentanóico), 2,2’-azobisisobutirato de dimetila, di-hidrato de 2,2’-azobis(isobutiramida), 2-fenilazo-2,4-dimetil-4-metoxivalero-nitrila, 2- (carbamoilazo)isobutironitrila, 2,2’-azobis(2,4,4-trimetilpentano), 2,2’-azobis(2-metil- propano), 2,2’-azobis(N,N’-dimetilenoisobutiramidina) na forma da base livre ou cloridreto, 2,2’-azobis{2-metil-N-[1,1-bis(hidroxietil)etil]propionamida} e 2,2’-azobis{2- metil-N-[1,1-bis(hidroximetil)-2-hidroxietil]propionamida; depois do que é particularmente preferido; e
[0029] peróxidos orgânicos solúveis em água e insolúveis em água, tais como hidroperóxido de t-butila, peróxido de di-t-butila, peróxi pivalato de t-butila, peróxi isopropil carbonato de t-butila, peróxido de benzoíla, peróxido de dibenzoila, peróxido de 2,4-diclorobenzoíla, hidroperóxido de benzoíla, peróxidode 2,5-dimetil-hexino-2,5- di-t-butila, peróxido de 2,5-dimetil-hexano-2,5-di-t-butila, peróxido de di-terc-amila, peróxido de dicumila, hidroperóxido de cumeno, peróxido de isopropilbenzeno, peróxido de acetila, peróxido de diacetila, peracetato de t-butila, peroxicarbonato de isopropila, peroxidicarbonato de di-isopropila, peróxido de lauroíla, peróxido de dilaurila, peróxido de decanoíla, peróxido de di-isononanoíla, peróxido de didecanoíla, peróxido de dioctanoíla, peroxidicarbonato de dicetila, peróxi bicarbonato de di(4-t- butilciclo-hexila) (Perkadox 16S disponível da Akzo Nobel), peróxi bicarbonato de di(2- etil-hexila), peróxi pivalato de t-butila (Lupersol 11 disponível da Elf Atochem), hexanoato de t-butilperóxi-2-etila (Trigonox 21-C50 disponível da Akzo Nobel), peróxido de acetil ciclo-hexano sulfonila, perneodecanoato de t-amila, perneodecanoato de t-butila, perpivalato de t-butila, perpivalato de t-amila, peróxido de bis(2,4-diclorobenzoíla), peróxido de bis-(4-clorobenzoíla), peróxido de bis(2- metilbenzoíla), peróxido do ácido dissuccínico, perisobutirato de t-butila, permaleinato de t-butila, 1,1-bis(t-butilperóxi)3,5,5-trimetilciclo-hexano, 1,1-bis(t-butilperóxi)ciclo- hexano, perisononaoato de t-butila, 2,5-dibenzoato de 2,5-dimetil-hexano, perbenzoato de t-amila, perbenzoato de t-butila, 2,2-bis(t-butilperóxi)butano, 2,2 bis(t- butilperóxi)propano, 3-t-butilperóxi 3-fenilftalida, a,a’-bis(t-butilperóxi isopropil)benzeno, 3,5-bis(t-butilperóxi)3,5-dimetil 1,2-dioxolano, 3,3,6,6,9,9- hexametil 1,2,4,5-tetraoxa ciclononano, hidroperóxido de p-mentano, hidroperóxido de pinano e di-isopropilbenzeno mono-a-hidroperóxido;
[0030] Em uma modalidade preferida adicional, o método é distinguido em que a etapa B é realizada pela agitação enquanto se mede o torque de um agitador acionado por motor. Alternativamente, o método é distinguido em que a etapa B é realizada pela agitação e o torque de um agitador acionado por motor é mantido abaixo de 65 N/cm. Se o torque for 65 N/cm ou mais alto, uma formação de gel é observada resultando em um produto final que não provê as propriedades requeridas como um floculante.
[0031] Em um método preferido, a composição de monômero compreendendo os monômeros radicalmente polimerizáveis que são selecionados a partir do grupo consistindo em um ou mais dos seguintes:
[0032] um monômero não iônico da fórmula
[0033] R1 significa hidrogênio ou metila;
[0034] R2 e R3 são, independentemente um do outro, hidrogênio, alquila C1-C5 ou hidroxialquila C1-C5,
[0035] um monômero catiônico da fórmula (II) :: , onde
[0036] R1 significa hidrogênio ou metila;
[0037] Z1 é O, NH ou NR4, em que R4 significa alquila C1-C4, preferivelmente metila e
[0038] Y é um de
[0039] Y0 e Y1 são um grupo alquileno C1-C6, opcionalmente substituído com um ou mais grupos hidróxi, preferivelmente etileno ou propileno, opcionalmente substituído com um grupo hidróxi;
[0040] Y2, Y3, Y5, Y6, Y7 independentemente um do outro, são cada um alquila C1-C6-, preferivelmente metila; e
[0041] Z- é um contraíon, preferivelmente um halogênio, pseudo-halogênio, acetato ou SO4CH3-;
[0042] um monômero anfifílico das fórmulas (III) ou (IV) I , onde
[0043] Z1 é O, NH, NR4, em que R4 significa alquila C1-C4, preferivelmente metila,
[0044] R1 significa hidrogênio ou metila,
[0045] R8 é um grupo alquileno C1-C6, preferivelmente etileno ou propileno,
[0046] R5 e R6 são, independentemente um do outro, cada um alquila C1-C6, preferivelmente metila,
[0047] R7 é um alquila C8-C32, opcionalmente substituído com um ou mais grupos hidróxi, preferivelmente alquila C12-C20, opcionalmente substituído com um grupo hidróxi, e
[0048] Z- é um contraíon, preferivelmente um halogênio, pseudo-halogênio, acetato ou SO4CH3-; ou
[0049] , onde
[0050] Z1 é O, NH, NR4, em que R4 significa alquila C1-C4, preferivelmente metila,
[0051] R1 significa hidrogênio ou metila,
[0052] R10 significa hidrogênio, alquila C8-C32, arila C8-C32 e/ou aralquila C8 C32, preferivelmente alquila C12-C20,
[0053] R9 é um grupo alquileno C1-C6, preferivelmente um grupo etileno ou grupo propileno, e
[0054] n é um número inteiro entre 1 e 50, preferivelmente entre 2 e 30, mais preferido 3 e 15, o mais preferido 4 e 8;
[0055] e
[0056] um reticulador etilenicamente insaturado contendo 2, 3, 4 ou 5 grupos etilenicamente insaturados.
[0057] Na armação da presente invenção, um monômero catiônico é um monômero carreando permanentemente uma carga positiva.
[0058] Representados pela modalidade preferida, um ou mais dos monômeros acima dados sob os itens i. a iv. são usados como monômeros na composição de monômero a ser polimerizada. É preferido que um copolímero seja polimerizado, isto é, que dois dos monômeros dados acima sob os itens i. a iv. são providos para a composição de monômero a ser polimerizado. É preferido que um monômero do item i. e um monômero do item ii. sejam providos para a composição de monômero submetida à copolimerização. Em uma modalidade preferida, os monômeros radicalmente polimerizáveis compreendem um monômero radicalmente polimerizáveis não iônico representados pela fórmula geral (I); e um monômero catiônico radicalmente polimerizável representados pela fórmula geral (II). Estes monômeros sendo copolimerizados são benéficos para resolver os problemas acima.
[0059] Adicionalmente ainda, é preferido que um monômero do item i. um monômero do item ii. e um monômero do item iv. são providos para a composição de monômero submetida à copolimerização.
[0060] Em uma modalidade preferida, o método é distinguido em que a composição de monômero compreendendo os monômeros radicalmente polimerizáveis pelo menos compreende o monômero não iônico da fórmula (I) sendo selecionado daquele em que R1 significa hidrogênio ou metila e R2 e R3 são ambos hidrogênio, hidrogênio e alquila C1-C3, hidrogênio e hidroxietila ou ambos alquila C1C3 e/ou o monômero catiônico da fórmula (II) sendo selecionado daqueles em que R1 significa hidrogênio ou metila e Z1 é O, NH ou NR4, em que R4 significa metila, Y1 é alquileno C2-C6, preferivelmente etileno ou propileno, Y5, Y6 e Y7 são todos metila e Zé um halogênio.
[0061] Em uma modalidade preferida, os monômeros radicalmente polimerizáveis compreende um monômero radicalmente polimerizável não iônico representados pela fórmula geral (I) que é selecionado a partir do grupo consistindo em (met)acrilamida, N-metil(met)-acrilamida, N,N-dimetil(met)acrilamida, N-etil(met)acrilamida, N,N- dietil(met)acrilamida, N-metil-N-etil(met)-acrilamida, N-isopropil(met)acrilamida e N- hidroxietil(met)acrilamida.
[0062] Em uma outra modalidade preferida, os monômeros radicalmente polimerizáveis compreende um monômero radicalmente polimerizável catiônico representados pela fórmula geral (II) que é selecionado a partir do grupo consistindo em haletos de (met)acrilato de trimetilamônio-alquila C2-C6 e haletos de trimetilamônio-alquila C2-C6 (met)acrilamida. Em uma modalidade mais preferida, a composição de monômero compreende um monômero radicalmente polimerizável sendo (met)acrilamida junto com um monômero radicalmente polimerizável selecionado dentre haletos de (met)acrilato de trimetilamônio-alquila C2-C6, em particular sendo um haleto de acriloil oxietil trimetilamônio.
[0063] De acordo com uma modalidade preferida, a composição de monômero compreendendo monômeros radicalmente polimerizáveis compreende um reticulador. Os reticuladores são conhecidos pela pessoa versada. Nesta modalidade preferida, a composição de monômero preferivelmente contém de 0,0001 a 1,25 % em peso de um ou mais reticuladores preferivelmente etilenicamente insaturados, com base no peso total de monômeros. Se reticuladores etilenicamente insaturados estão presentes, eles contêm 2, 3, 4 ou 5 grupos etilenicamente insaturados que são radicalmente polimerizáveis.
[0064] Os exemplos de reticuladores com dois grupos radicalmente polimerizáveis etilenicamente insaturados incluem:
[0065] (1) Di(met)acrilatos de alquenila, tais como di(met)acrilato de 1,6- hexanodiol, di(met)acrilato de 1,10-decanodiol, di(met)acrilato de 1,12-dodecanodiol, di(met)acrilato de 1,18-octadecanodiol, di(met)acrilato de neopentil glicol, di(met)acrilato de metileno, di(met)acrilato de 2,2’-bis(hidroximetil)-1,3-propanodiol e preferivelmente, di(met)acrilato de etileno glicol, di(met)acrilato de 1,3-propanodiol, di(met)acrilato de 1,3-butanodiol e di(met)acrilato de 1,4-butanodiol;
[0066] (2) Alquileno di(met)acrilamidas, por exemplo N-metileno di(met)acrilamida, N,N’-3-metil-butilideno bis(met)acrilamida, N,N’-(1,2-di-hidroxietileno) bis(met)acrilamida e preferivelmente N,N’-hexametileno bis(met)acrilamida e particularmente preferivelmente N,N’-metileno bis(met)acrilamida;
[0067] (3). Polialcoxidi(met)acrilatos representados pela fórmula geral (V) I
[0068] onde
[0069] R10 é hidrogênio ou metila;
[0070] R11 é selecionado dentre -CH2CH2-, -CH2CH2CH2-, -CH2CH2CH2CH2-, -CH2CH2CH2CH2CH2- ou -CH2CH2CH2CH2CH2CH2-; e
[0071] m é um número inteiro na faixa de 2 a 50.
[0072] Os exemplos de reticuladores de acordo com a fórmula geral (V) incluem di(met)acrilatos de polipropileno glicol com m na faixa de 4 a 25; di(met)acrilatos de polibutileno glicol com m na faixa de 5 a 40; e, preferivelmente, di(met)acrilatos de polietileno glicol com m na faixa de 2 a 45, por exemplo di(met)acrilato de dietileno glicol, di(met)acrilato de trietileno glicol, di(met)acrilato de tetraetileno glicol; e, mais preferivelmente, di(met)acrilatos de polietileno glicol com m na faixa de 5 a 20;
[0073] (4) Os exemplos de di(met)acrilatos adicionais que podem ser usados incluem di-(met)acrilato de benzilideno, di(met)acrilato de bisfenol-A, 1,3- di(met)acriloilóxi-Z-propanol, di(met)acrilato de hidroquinona, di(met)acrilato de etanoditiol, di(met)acrilato de propanoditiol, di(met)acrilato de polietileno ditiol e di(met)acrilato de polipropileno ditiol;
[0074] (5) Compostos de divinila, por exemplo, éter divinílico de 1,4-butanodiol, divinilbenzeno, butadieno, 1,6-hexadieno; compostos de di(met)alila, tais como, por exemplo, ftalato de di(met)alila ou succinato de di(met)alila; compostos de vinil (met)acrílico, por exemplo, (met)acrilato de vinila; ou preferivelmente compostos de (met)alil (met)acrílico, por exemplo, (met)acrilato de alila.
[0075] Os exemplos de reticuladores tendo 3 ou mais grupos de grupos etilenicamente insaturados radicalmente polimerizáveis incluem tri(met)acrilato de glicerina, tri(met)acrilato de 2,2-di-hidroximetil-1-butanol, trietóxi tri(met)acrilato de trimetilolpropano, trimetacrilamida, di(met)-acrilato de (met)alilideno, di(met)acrilato de 3-alilóxi-1,2-propanodiol, trialil amina, cianurato de trialila ou isocianurato de trialila; e também (como compostos representativos com mais do que 3 grupos etilenicamente insaturados radicalmente polimerizáveis) tetra(met)acrilato de pentaeritritol e N,N,N’N’-tetra(met)acriloil-1,5-pentanodiamina.
[0076] Um exemplo de um reticulador tendo 5 grupos etilenicamente insaturados radicalmente polimerizáveis é dipentaeritritol-penta-acrilato.
[0077] Os reticuladores particularmente preferidos são selecionados a partir do grupo consistindo em metileno bisacrilamida, diacrilato de polietileno glicol, trialilamina e tetraalil cloreto de amônio.
[0078] Os reticuladores preferidos adicionais incluem monômeros assimetricamente reticulável, isto é, monômeros reticuláveis que contam com grupos funcionais diferentes com respeito à reação de incorporação na cadeia principal polimérica e a reação de reticulação. Os exemplos de tais monômeros assimetricamente reticuláveis incluem N’-metilol acrilamida, N’-metilol metacrilamida e (met)acrilato de glicidila.
[0079] Os reticuladores deste tipo têm a vantagem que a reticulação pode ser iniciada subsequentemente. Assim, a reticulação pode ser realizada sob condições diferentes do que a polimerização de radical da cadeia principal. Preferivelmente, a reticulação é iniciada depois de mudar as condições de reação, 6,9. O valor do pH (adição de ácido ou base), da temperatura e semelhantes. Opcionalmente, a composição de monômero compreende adicionalmente um monômero hidrofóbico, preferivelmente um éster alquílico C4-18 do ácido (met)acrílico hidrofóbico; e/ou um monômero etilenicamente insaturado.
[0080] Em uma modalidade preferida, o método é distinguido em que os monômeros radicalmente polimerizáveis são selecionados a partir do monômero não iônico da fórmula (I) e/ou o monômero catiônico da fórmula (II), em que a quantidade dos monômeros radicalmente polimerizáveis sendo selecionados dentre o monômero não iônico da fórmula (I) e/ou o monômero catiônico da fórmula (II) está entre 80 e menos do que 100 % em peso, preferido 85 e 99 % em peso, o mais preferido 90 e 95 % em peso com base na quantidade total de monômeros radicalmente polimerizáveis, em que o resto é selecionado a partir do grupo consistindo em qualquer outro monômero etilenicamente polimerizável, um monômero da fórmula (III), um monômero da fórmula (IV) e o reticulador etilenicamente insaturado contendo 2, 3, 4 ou 5 grupos etilenicamente insaturados.
[0081] A este respeito, a soma dos valores em % em peso não precisa aumentar para 100 % em peso, visto que monômeros adicionais etilenicamente insaturados além dos monômeros das fórmulas (I) e/ou (II) podem estar contidos na composição de monômero, isto é, na mistura de reação, que têm que ser levados em conta quando da determinação da quantidade total de monômeros. Em uma modalidade preferida, entretanto, a composição de monômero consiste em monômeros (a) e (b) de modo que a soma dos dois valores em quantidades em % em peso para 100 % em peso, isto é, nenhum monômero adicional está presente.
[0082] Em uma modalidade preferida, a composição de monômero compreende
[0083] - pelo menos 5 % em peso, preferivelmente pelo menos 20 % em peso do monômero não iônico da fórmula (I)
[0084] R1 significa hidrogênio ou metila;
[0085] R2 e R3 são, independentemente um do outro, hidrogênio, alquila C1-C5 ou hidroxialquila C1-C5;
[0086] - pelo menos 5 % em peso, preferivelmente pelo menos 20 % em peso, mais preferido 25 a 47 % em peso, o mais preferido 50,5 a 80 % em peso, do monômero catiônico da fórmula (II) , onde
[0087] R1 significa hidrogênio ou metila;
[0088] Z1 é O, NH ou NR4, em que R4 significa alquila C1-C4, preferivelmente metila e
[0089] Y é um de
[0090] Y0 e Y1 são um grupo de alquileno C1-C6, opcionalmente substituído com um ou mais grupos hidróxi, preferivelmente etileno ou propileno, opcionalmente substituído com um grupo hidróxi;
[0091] Y2, Y3, Y5, Y6, Y7 independentemente um do outro, são cada um alquila C1-C6, preferivelmente metila; e
[0092] Z- é um contraíon, preferivelmente um halogênio, pseudo-halogênio, acetato ou SO4CH3-;
[0093] - 0 a 1,25 % em peso, preferivelmente 0,0001 a 1 % em peso do reticulador etilenicamente insaturado contendo grupos 2, 3, 4 ou 5 etilenicamente insaturado; e
[0094] - opcionalmente, monômeros adicionais etilenicamente insaturados.
[0095] A este respeito, a soma dos valores em % em peso não precisa equivaler a 100 % em peso, visto que monômeros etilenicamente insaturados adicionais além dos monômeros das fórmulas (I) e/ou (II) podem estar contidos na composição de monômero, isto é, na mistura de reação, que têm que ser levados em conta quando da determinação da quantidade total de monômeros. Em uma modalidade preferida, entretanto, a composição de monômero consiste nos monômeros (a) e (b) de modo que a soma dos dois valores em % em peso equivale a 100 % em peso, isto é, nenhum outro monômero está presente.
[0096] No presente pedido, todas as porcentagens com respeito à composição de monômero está fundamentada na quantidade total de monômeros.
[0097] De acordo com a invenção, a copolimerização é realizada na presença de um dispersante polimérico.
[0098] No estado da técnica, sistemas poliméricos aquosos alternativos são estabilizados pelos sais de peso molecular baixo. Um alto teor de sal garante a estabilidade do sistema polimérico. Distinguindo destes sistemas, a estabilização da dispersão polimérica p/p representada pela invenção está basicamente garantida pelo dispersante polimérico. Este sistema torna irrelevante uma concentração de sal alta como nos sistemas poliméricos aquosos do estado da técnica. Em uma modalidade preferida, a dispersão polimérica tem um teor de sal de menos do que 15 % em peso, mais preferido um teor de sal de 0,1 a 10 % em peso, o mais preferido 1 a 5 % em peso com base na dispersão polimérica. Com o termo “teor de sal”, sais de peso molecular baixo são intencionados. Os eletrólitos poliméricos não contam para o cálculo do teor de sal.
[0099] O dispersante polimérico pode ser selecionado a partir do grupo consistindo em um derivado de celulose, acetato de polivinila, amido, derivado de amido, dextrano, polivinilpirrolidona, polivinilpiridina, polietileno imina, poliamina, polivinil imidazol, polivinil succinimida, polivinil-2-metilsuccinimida, polivinil-1,3-oxazolidona-2, polivinil-2-metil-imidazolina, ácido itacônico, ácido (met)acrílico, éster do ácido (met)acrílico, amida do ácido (met)acrílico; preferivelmente um haleto de (met)acriloil amidoalquil trialquilamônio ou um haleto de (met)acriloxialquil trialquilamônio.
[0100] Em uma modalidade preferida, o dispersante polimérico catiônico é substancialmente linear, isto é, não é derivado dentre misturas monoméricas contendo reticuladores.
[0101] Em uma modalidade preferida, o dispersante polimérico é derivado dentre um ou mais monômeros radicalmente polimerizáveis, etilenicamente insaturados. Preferivelmente, o dispersante polimérico é derivado de um tipo de um monômero radicalmente polimerizável, etilenicamente insaturado, isto é, o dispersante polimérico é essencialmente um homopolímero. O termo “essencialmente” significa neste sentido, que nenhum tipo secundário de um monômero é deliberadamente adicionado quando da sintetização do dispersante polimérico.
[0102] Preferivelmente, o dispersante polimérico é derivado dentre um ou mais monômero catiônicos, mais preferivelmente de um único monômero catiônico.
[0103] Em uma modalidade preferida adicional, o método é distinguido em que o dispersante polimérico é um homopolímero fabricado do monômero catiônico da fórmula (II) , onde
[0104] R1 significa hidrogênio ou metila;
[0105] Z1 é O, NH ou NR4, em que R4 significa alquila C1-C4, preferivelmente metila, e
[0106] Y é um de , onde
[0107] Y0 e Y1 são um grupo alquileno C1-C6, opcionalmente substituído com um ou mais grupos hidróxi, preferivelmente etileno ou propileno, opcionalmente substituídos com um grupo hidróxi;
[0108] Y2, Y3, Y5, Y6, Y7 independentemente um do outro, são cada um alquila C1-C6, preferivelmente metila; e
[0109] Z- é um contraíon, preferivelmente um halogênio, pseudo-halogênio, acetato ou SO4CH3-.
[0110] Preferivelmente, Y1, Y2 e Y3 são idênticos, preferivelmente metila. Em uma modalidade preferida, Z1 é O ou NH, Y0 é etileno ou propileno, R1 é hidrogênio ou metila e Y1, Y2 e Y3 são metila. O monômero catiônico de acordo com a fórmula geral (II) pode ser um éster (Z1 = O), tal como etil(met)acrilato de trimetilamônio (ADAME quat.). Preferivelmente, entretanto, o monômero catiônico de acordo com fórmula geral (I) é uma amida (Z1 = NH), particularmente trimetilamônio-propil acrilamida (DIMAPA quat).
[0111] Os monômeros radicalmente polimerizáveis catiônicos de acordo com a fórmula geral (II) incluem (met)acrilatos de dialquilaminoalquila quaternizados ou dialquilaminoalquil(met)acrilamidas com 1 a 3 átomos C nos grupos alquila ou alquileno, mais preferivelmente o sal de amônio quaternizado com cloreto de metila de metil(met)acrilato de dimetilamino, etil(met)acrilato de dimetilamino, propil(met)acrilato de dimetilamino, metil(met)acrilato de dietilamino, etil-(met)acrilato de dietilamino, propil(met)acrilato de dietilamino, dimetilamino metil(met)acrilamida, dimetilamino etil(met)acrilamida, dimetilamino propil(met)acrilamida, dietilamino metil(met)acrilamida, dietilamino etil(met)acrilamida, dietilamino propil(met)- acrilamida.
[0112] O acrilato de dimetilaminoetila e dimetilaminopropilacrilamida quaternizados são particularmente preferidos. A quaternização pode ser afetada usando sulfato de dimetila, sulfato de dietila, cloreto de metila ou cloreto de etila. Em uma modalidade preferida, os monômeros são quaternizados com cloreto de metila.
[0113] Em uma modalidade preferida, o dispersante polimérico é um homopolímero de cloreto de trimetilamônio-propil acrilamida (DIMAPA quat) designado pela IUPAC como cloreto de (3-acrilamidopropil)trimetilamônio (APTAC).
[0114] Preferivelmente, o dispersante polimérico é derivado de uma composição de monômero compreendendo um monômero catiônico selecionado a partir do grupo consistindo em haletos de (alc)acrilamidoalquiltrialquil amônio (por exemplo, haletos de trimetilamônio-alquil(met)acrilamida), haletos de (alc)acriloiloxialquil trialquil amônio (por exemplo, haletos de (met)acrilato de trimetilamonioalquila), haletos de alquenil trialquil amônio e haletos de dialquenil dialquil amônio (por exemplo, haletos de dialildialquilamônio). Mais preferivelmente, o dispersante polimérico é um polímero catiônico derivado de uma composição de monômero compreendendo um monômero catiônico selecionado a partir do grupo consistindo em haletos de (met)acrilato de trimetilamônio-alquila, haletos de trimetilamonioalquil(met)acrilamida e haletos de dialildialquilamônio. Preferivelmente, os monômeros catiônicos anteriormente mencionados compreendem 6 a 25 átomos de carbono, mais preferivelmente 7 a 20 átomos de carbono, o mais preferivelmente 7 a 15 átomos de carbono e em particular 8 a 12 átomos de carbono.
[0115] Em uma modalidade preferida, o dispersante polimérico é derivado de um haleto de dialquenil dialquil amônio, preferivelmente um haleto de dialil dimetil amônio (DADMAC).
[0116] De acordo com uma modalidade preferida, o método é distinguido em que o dispersante polimérico é um homopolímero fabricado de um sal de (met)acriloil amidopropil trimetilamônio ou um sal de (met)acriloil oxietil trimetilamônio. Na estrutura desta descrição, um homopolímero de um (met)acrilato significa, que o homopolímero é um metacrilato ou um acrilato.
[0117] Na estrutura deste pedido, o haleto pode ser qualquer haleto aceitável como por exemplo cloreto, brometo ou iodeto; os contraíons dos sais podem ser quaisquer contraíons aceitáveis como por exemplo haletos, metossulfato, sulfato ou outros.
[0118] De acordo com uma modalidade preferida, o método é distinguido em que o dispersante polimérico tem um peso molecular médio ponderado Mw como determinado pela cromatografia de exclusão por tamanho de 40.000 a menos do que 150.000 g/mol, preferido 50.000 a 140.000 g/mol, mais preferido 60.000 a 130.000, o mais preferido 85.000 a 120.000 g/mol.
[0119] Em uma modalidade preferida, o método é distinguido em que a viscosidade da dispersão polimérica equivale a 1.800 mPas a menos do que 6.700 mPas, preferivelmente 2.000 mPas a 6.000 mPas, mais preferido 2.200 mPas a 5.500 mPas, o mais preferido 2.500 mPas a 5.000 mPas, como medido com um viscosímetro de Brookfield com fuso 4 a 20°C e uma velocidade angular de 10 rpm.
[0120] A viscosidade é preferivelmente a viscosidade volumétrica que se refere a viscosidade correta depois de ter obtido o produto resfriado.
[0121] De acordo com uma modalidade preferida, a razão do dispersante polimérico para o polímero disperso na dispersão polimérica está na faixa de 0,45:1 a 1:0,9, preferido na faixa de 0,5:1 a 1:1, mais preferido na faixa de 0,55:1 a menos do que 1:1, ainda mais preferido na faixa de 0,6:1 a 0,99:1, em particular na faixa de 0,65:1 a 0,9:1.
[0122] A invenção é em particular eficiente se o método for distinguido em que o peso total do dispersante polimérico com base no peso total da dispersão polimérica está na faixa de 10 a 28 % em peso, preferido 12 a 26 % em peso, mais preferido 14 a 24 % em peso, ainda mais preferido 16 a 22 % em peso.
[0123] De acordo com uma modalidade adicional, o método é distinguido em que o peso total do dispersante polimérico com base no peso total da dispersão polimérica está entre 18 e 26 % em peso, preferido 19 a 25 % em peso.
[0124] De acordo com uma modalidade preferida, o método compreende a etapa de C) reduzir o teor de monômero residual pela adição na mistura de reação de um iniciador em torno do tempo de atingir a temperatura máxima (Tmax). Em uma modalidade mais preferida, a etapa C) é conduzida isotermicamente, ainda mais preferido, a etapa C é realizada mantendo-se a temperatura durante a etapa C em um nível acima de 55°C e abaixo de 80°C, o mais preferido acima de 60°C e abaixo de 70°C.
[0125] O iniciador usado para reduzir o teor de monômero residual seria qualquer um dos iniciadores adicionais acima. Entretanto, é preferido que o iniciador seja selecionado dentre um peróxido ou um composto azo, ainda mais preferido selecionado a partir do grupo consistindo em um hidroperóxido, um dialquilperóxido, um diacilperóxido e um composto azo sendo substituído pelos átomos de carbono terciários, preferivelmente carreando grupos alquila, grupos nitrila e/ou grupos éster. Em particular, o iniciador usado na etapa C é dicloridreto de 2,2’-azobis(2- amidinopropano) (V-50).
[0126] Os problemas subjacentes da invenção são adicionalmente resolvidos pelo assunto da reivindicação 13. Assim, de acordo com um segundo aspecto, a invenção se refere a uma dispersão polimérica compreendendo
[0127] 1. um dispersante polimérico e
[0128] 2. polímero disperso derivado de uma composição de monômero compreendendo monômeros radicalmente polimerizáveis, em que os monômeros radicalmente polimerizáveis são selecionados a partir do grupo consistindo em um ou mais de um monômero etilenicamente insaturado não iônico, um monômero etilenicamente insaturado catiônico e um monômero etilenicamente insaturado anfifílico;
[0129] em que o dispersante polimérico tem um peso molecular médio ponderado Mw como determinado pela cromatografia de exclusão de tamanho de 40.000 a menos do que 150.000 g/mol, preferido 50.000 a 140.000 g/mol, mais preferido 60.000 a 130.000, o mais preferido 85.000 a 120.000 g/mol; e/ou em que a dispersão polimérica tem uma viscosidade volumétrica abaixo de 6.700 mPas, preferivelmente abaixo de 6.000 mPas, mais preferido abaixo de 5.500 mPas, o mais preferido abaixo de 5.000 mPas como medido a 20°C com um viscosímetro Brookfield com fuso 4 e uma velocidade de 10 rpm.
[0130] Foi surpreendentemente verificado que a invenção resulta em um produto mais estável que é expresso em termos de uma viscosidade constante com o tempo. Adicionalmente, foi surpreendentemente verificado que a viscosidade volumétrica está em uma faixa que facilite o manuseio nas aplicações a jusante. O termo “viscosidade volumétrica” se refere à viscosidade correta depois de se ter obtido o produto resfriado.
[0131] Os problemas subjacentes da invenção são adicionalmente resolvidos pelo assunto da reivindicação 14. Assim, de acordo com um terceiro aspecto, a invenção se refere a uma dispersão polimérica obtida por um método para fabricar a dispersão polimérica representada pela invenção compreendendo as etapas de
[0132] prover uma mistura de reação em um meio aquoso compreendendo
[0133] um dispersante polimérico e
[0134] uma composição de monômero compreendendo monômeros radicalmente polimerizáveis, em que os monômeros radicalmente polimerizáveis são selecionados a partir do grupo consistindo em um ou mais de um monômero etilenicamente insaturado não iônico, um monômero etilenicamente insaturado catiônico e um monômero etilenicamente insaturado anfifílico;
[0135] submeter a composição de monômero na mistura de reação a uma polimerização de radical para sintetizar um polímero disperso e para formar a dispersão polimérica,
[0136] em que etapa B) é realizada sob condições adiabáticas controladas.
[0137] De acordo com uma modalidade preferida, a dispersão polimérica é obtida por um método para fabricar a dispersão polimérica em que o dispersante polimérico tem um peso molecular médio ponderado Mw como determinado pela cromatografia de exclusão de tamanho de 40.000 a menos do que 150.000 g/mol, preferido 50.000 a 140.000 g/mol, mais preferido 60.000 a 130.000, o mais preferido 85.000 a 120.000 g/mol.
[0138] De acordo com uma modalidade preferida, a dispersão polimérica é obtida por um método para fabricar a dispersão polimérica em que a dispersão polimérica tem uma viscosidade volumétrica abaixo de 6.700 mPas, preferivelmente abaixo de 6.000 mPas, mais preferido abaixo de 5.500 mPas, o mais preferido abaixo de 5.000 mPas como medida a 20°C com um viscosímetro de Brookfield com fuso 4 e uma velocidade de 10 rpm.
[0139] De acordo com as modalidades preferidas, a dispersão polimérica é obtida por um método para fabricar a dispersão polimérica em que a dispersão polimérica tem uma viscosidade volumétrica acima de 1.800 mPas, preferivelmente acima de 2.000 mPas, mais preferido acima de 2.200 mPas, ainda mais preferido acima de 2.500 mPas, o mais preferido acima de 3.000 mPas como medido a 20°C com um viscosímetro de Brookfield com fuso 4 e uma velocidade de 10 rpm.
[0140] Foi surpreendentemente verificado que a invenção resulta em um produto mais estável que é expresso em termos de uma viscosidade constante com o tempo. Adicionalmente, foi surpreendentemente verificado que a viscosidade volumétrica está em uma faixa que facilita o manuseio em aplicações a jusante. O termo “viscosidade volumétrica” se refere à viscosidade correta depois de ter obtido o produto resfriado.
[0141] Os problemas subjacentes da invenção são adicionalmente resolvidos pelo assunto da reivindicação 15. Assim, de acordo com um quarto aspecto, a invenção se refere ao uso da dispersão polimérica representada pela invenção
[0142] como um floculante na sedimentação, flotação ou filtração de sólidos,
[0143] como um espessante,
[0144] como um controle de contaminante,
[0145] como um auxiliar de resistência a seco, agente de retenção ou auxiliar de drenagem na fabricação de papel.
[0146] Traços referente às modalidades preferidas do primeiro aspecto da presente invenção, que são unicamente descritas com respeito ao primeiro aspecto da invenção representam também as modalidades preferidas da segunda e terceira modalidades.
[0147] No seguinte, as modalidades exemplares (A) a (O) são descritas que representam modalidades particularmente preferidas.
[0148] Método para fabricar uma dispersão polimérica compreendendo as etapas de
[0149] prover uma mistura de reação em um meio aquoso compreendendo
[0150] um dispersante polimérico e
[0151] uma composição de monômero compreendendo monômeros radicalmente polimerizáveis, em que os monômeros radicalmente polimerizáveis são selecionados a partir do grupo consistindo em um ou mais de um monômero etilenicamente insaturado não iônico, um monômero etilenicamente insaturado catiônico e um monômero etilenicamente insaturado anfifílico;
[0152] submeter a composição de monômero na mistura de reação a uma polimerização de radical para sintetizar um polímero disperso e para formar a dispersão polimérica,
[0153] em que a etapa B) é realizada sob condições adiabáticas controladas; em que a composição de monômero compreendendo os monômeros radicalmente polimerizáveis pelo menos compreende o monômero não iônico da fórmula (I) sendo selecionado dentre aqueles nos quais R1 significa hidrogênio ou metila e R2 e R3 são ambos hidrogênio, hidrogênio e alquila C1-C3, hidrogênio e hidroxietila ou ambos alquila C1-C3 e/ou o monômero catiônico da fórmula (II) sendo selecionado dentre aqueles nos quais R1 significa hidrogênio ou metila e Z1 é O, NH ou NR4, em que R4 significa metila, Y1 é alquileno C2-C6, preferivelmente etileno ou propileno, Y5, Y6 e Y7 são todos metila e Z- é um halogênio.
[0154] Método para fabricar uma dispersão polimérica compreendendo as etapas de
[0155] prover uma mistura de reação em um meio aquoso compreendendo
[0156] um dispersante polimérico e
[0157] uma composição de monômero compreendendo monômeros radicalmente polimerizáveis, em que os monômeros radicalmente polimerizáveis são selecionados a partir do grupo consistindo em um ou mais de um monômero etilenicamente insaturado não iônico, um monômero etilenicamente insaturado catiônico e um monômero etilenicamente insaturado anfifílico;
[0158] submeter a composição de monômero na mistura de reação a uma polimerização de radical para sintetizar um polímero disperso e para formar a dispersão polimérica,
[0159] em que a etapa B) é realizada sob condições adiabáticas controladas adicionando-se sequencialmente ou simultaneamente um sistema iniciador de redox, preferivelmente que o sistema iniciador de redox compreenda um agente oxidante e um agente redutor;
[0160] em que a composição de monômero compreendendo os monômeros radicalmente polimerizáveis pelo menos compreenda o monômero não iônico da fórmula (I) sendo selecionados dentre aqueles nos quais R1 significa hidrogênio ou metila e R2 e R3 são ambos hidrogênio, hidrogênio e alquila C1-C3, hidrogênio e hidroxietila ou ambos alquila C1-C3 e/ou o monômero catiônico da fórmula (II) sendo selecionado dentre aqueles nos quais R1 significa hidrogênio ou metila e Z1 é O, NH ou NR4, em que R4 significa metila, Y1 é alquileno C2-C6, preferivelmente etileno ou propileno, Y5, Y6 e Y7 são todos metila e Z- é um halogênio,
[0161] e em que o dispersante polimérico é selecionado a partir do grupo consistindo em um derivado de celulose, acetato de polivinila, amido, derivado de amido, dextrano, polivinilpirrolidona, polivinilpiridina, polietileno imina, poliamina, polivinil imidazol, polivinil succinimida, polivinil-2-metilsuccinimida, polivinil-1,3- oxazolidona-2, polivinil-2-metilimidazolina, ácido itacônico, ácido (met)acrílico, éster do ácido (met)acrílico, amida do ácido (met)acrílico; preferivelmente um haleto de (met)acriloil amidoalquil trialquilamônio ou um haleto de (met)acriloxialquil trialquilamônio.
[0162] Método para fabricar uma dispersão polimérica compreendendo as etapas de
[0163] prover uma mistura de reação em um meio aquoso compreendendo
[0164] um dispersante polimérico e
[0165] uma composição de monômero compreendendo monômeros radicalmente polimerizáveis, em que os monômeros radicalmente polimerizáveis são selecionados a partir do grupo consistindo em um ou mais de um monômero etilenicamente insaturado não iônico, um monômero etilenicamente insaturado catiônico e um monômero etilenicamente insaturado anfifílico;
[0166] submeter a composição de monômero na mistura de reação a uma polimerização de radical para sintetizar um polímero disperso e para formar a dispersão polimérica,
[0167] em que a etapa B) é realizada sob condições adiabáticas controladas adicionando-se sequencialmente ou simultaneamente um sistema iniciador de redox, preferivelmente que o sistema iniciador de redox compreenda um agente oxidante e um agente redutor;
[0168] em que os monômeros radicalmente polimerizáveis compreendem um monômero radicalmente polimerizável não iônico de acordo com a fórmula geral (I) que é selecionado a partir do grupo consistindo em (met)acrilamida, N- metil(met)acrilamida, N,N-dimetil(met)acrilamida, N-etil(met)acrilamida, N,N- dietil(met)acrilamida, N-metil-N-etil(met)-acrilamida, N-isopropil(met)acrilamida e N- hidroxietil(met)acrilamida e um monômero radicalmente polimerizável catiônico de acordo com fórmula geral (II) que é selecionado a partir do grupo consistindo em haletos de (met)acrilato de trimetilamonioalquila C2-C6 e haletos de trimetilamônio- alquila C2-C6 (met)acrilamida,
[0169] e em que o dispersante polimérico é um homopolímero fabricado de um sal de (met)acriloil amidopropil trimetilamônio ou um sal de (met)acriloil oxietil trimetilamônio.
[0170] Método para fabricar uma dispersão polimérica compreendendo as etapas de
[0171] prover uma mistura de reação em um meio aquoso compreendendo
[0172] um dispersante polimérico e
[0173] uma composição de monômero compreendendo monômeros radicalmente polimerizáveis, em que os monômeros radicalmente polimerizáveis são selecionados a partir do grupo consistindo em um ou mais de um monômero etilenicamente insaturado não iônico, um monômero etilenicamente insaturado catiônico e um monômero etilenicamente insaturado anfifílico;
[0174] submeter a composição de monômero na mistura de reação a uma polimerização de radical para sintetizar um polímero disperso e para formar a dispersão polimérica,
[0175] em que a etapa B) é realizada sob condições adiabáticas controladas adicionando-se sequencialmente ou simultaneamente um sistema iniciador de redox, preferivelmente que o sistema iniciador de redox compreenda um agente oxidante e um agente redutor;
[0176] em que a composição de monômero compreende um monômero radicalmente polimerizável sendo (met)acrilamida junto com um monômero radicalmente polimerizável selecionado dentre haletos de (met)acrilato de trimetilamonioalquila C2-C6, preferivelmente sendo um haleto de acriloil oxietil trimetilamônio,
[0177] e em que o dispersante polimérico é um homopolímero fabricado de um sal de (met)acriloil amidopropil trimetilamônio ou um sal de (met)acriloil oxietil trimetilamônio.
[0178] Método para fabricar uma dispersão polimérica compreendendo as etapas de
[0179] prover uma mistura de reação em um meio aquoso compreendendo
[0180] um dispersante polimérico e
[0181] uma composição de monômero compreendendo monômeros radicalmente polimerizáveis, em que os monômeros radicalmente polimerizáveis são selecionados a partir do grupo consistindo em um ou mais de um monômero etilenicamente insaturado não iônico, um monômero etilenicamente insaturado catiônico e um monômero etilenicamente insaturado anfifílico;
[0182] submeter a composição de monômero na mistura de reação a uma polimerização de radical para sintetizar um polímero disperso e para formar a dispersão polimérica,
[0183] em que a etapa B) é realizada sob condições adiabáticas controladas dentro de um período de tempo de menos do que 40 min e adicionando-se sequencialmente ou simultaneamente um sistema iniciador de redox, preferivelmente que o sistema iniciador de redox compreende um agente oxidante e um agente redutor;
[0184] em que os monômeros radicalmente polimerizáveis compreendem um monômero radicalmente polimerizável não iônico de acordo com a fórmula geral (I) que é selecionado a partir do grupo consistindo em (met)acrilamida, N- metil(met)acrilamida, N,N-dimetil(met)acrilamida, N-etil(met)acrilamida, N,N- dietil(met)acrilamida, N-metil-N-etil(met)-acrilamida, N-isopropil(met)acrilamida e N- hidroxietil(met)acrilamida e um monômero radicalmente polimerizável catiônico de acordo com a fórmula geral (II) que é selecionado a partir do grupo consistindo em haletos de (met)acrilato de trimetilamônio-alquila C2-C6 e haletos de trimetilamônio- C2-C6-alquil(met)acrilamida,
[0185] e em que o dispersante polimérico é um homopolímero fabricado de um sal de (met)acriloil amidopropil trimetilamônio ou um sal de (met)acriloil oxietil trimetilamônio.
[0186] Método para fabricar uma dispersão polimérica compreendendo as etapas de
[0187] prover uma mistura de reação em um meio aquoso compreendendo
[0188] um dispersante polimérico e
[0189] uma composição de monômero compreendendo monômeros radicalmente polimerizáveis, em que os monômeros radicalmente polimerizáveis são selecionados a partir do grupo consistindo em um ou mais de um monômero etilenicamente insaturado não iônico, um monômero etilenicamente insaturado catiônico e um monômero etilenicamente insaturado anfifílico;
[0190] submeter a composição de monômero na mistura de reação a uma polimerização de radical para sintetizar um polímero disperso e para formar a dispersão polimérica,
[0191] em que a etapa B) é realizada sob condições adiabáticas controladas adicionando-se sequencialmente ou simultaneamente um sistema iniciador de redox, cujo sistema iniciador de redox compreende um agente oxidante e um agente redutor,
[0192] em que a razão em peso entre o agente redutor e o agente oxidante está abaixo de 35:1 e acima de 2:1, preferivelmente abaixo de 15:1 e acima de 3:1, mais preferido abaixo d e9:1 e acima de 4:1.
[0193] Método para fabricar uma dispersão polimérica compreendendo as etapas de
[0194] prover uma mistura de reação em um meio aquoso compreendendo
[0195] um dispersante polimérico e
[0196] uma composição de monômero compreendendo monômeros radicalmente polimerizáveis, em que os monômeros radicalmente polimerizáveis são selecionados a partir do grupo consistindo em um ou mais de um monômero etilenicamente insaturado não iônico, um monômero etilenicamente insaturado catiônico e um monômero etilenicamente insaturado anfifílico;
[0197] submeter a composição de monômero na mistura de reação a uma polimerização de radical para sintetizar um polímero disperso e para formar a dispersão polimérica,
[0198] em que a etapa B) é realizada sob condições adiabáticas controladas adicionando-se sequencialmente ou simultaneamente um sistema iniciador de redox, cujo sistema iniciador de redox compreende um agente oxidante e um agente redutor,
[0199] em que a razão em peso entre o agente redutor e o agente oxidante está abaixo de 35:1 e acima de 2:1, preferivelmente abaixo de 15:1 e acima de 3:1, mais preferido abaixo de 9:1 e acima de 4:1; e em que a dispersão polimérica tem uma viscosidade volumétrica abaixo de 6.700 mPas e acima de 1.800 mPas, preferivelmente abaixo de 6.000 mPas e acima de 2.000 mPas, mais preferido abaixo de 5.500 mPas e acima de 2.200 mPas, o mais preferido abaixo de 5.000 mPas e acima de 2.500 mPas como medido a 20°C com um viscosímetro de Brookfield com fuso 4 e velocidade de 10 rpm.
[0200] Método para fabricar uma dispersão polimérica compreendendo as etapas de
[0201] prover uma mistura de reação em um meio aquoso compreendendo
[0202] um dispersante polimérico e
[0203] uma composição de monômero compreendendo monômeros radicalmente polimerizáveis, em que os monômeros radicalmente polimerizáveis são selecionados a partir do grupo consistindo em um ou mais de um monômero etilenicamente insaturado não iônico, um monômero etilenicamente insaturado catiônico e um monômero etilenicamente insaturado anfifílico;
[0204] submeter a composição de monômero na mistura de reação a uma polimerização de radical para sintetizar um polímero disperso e para formar a dispersão polimérica,
[0205] em que a etapa B) é realizada sob condições adiabáticas controladas adicionando-se sequencialmente ou simultaneamente um sistema iniciador de redox, cujo sistema iniciador de redox compreende um agente oxidante e um agente redutor,
[0206] em que o agente oxidante tem um potencial de redox de 0,6 a 2,0 V e/ou o agente redutor tem um potencial de redox de -2 a 0,3 V,
[0207] em que a razão em peso entre o agente redutor e o agente oxidante está abaixo de 35:1 e acima de 2:1, preferivelmente abaixo de 15:1 e acima de 3:1, mais preferido abaixo de 9:1 e acima de 4:1.
[0208] Método para fabricar uma dispersão polimérica compreendendo as etapas de
[0209] prover uma mistura de reação em um meio aquoso compreendendo
[0210] um dispersante polimérico e
[0211] uma composição de monômero compreendendo monômeros radicalmente polimerizáveis, em que os monômeros radicalmente polimerizáveis são selecionados a partir do grupo consistindo em um ou mais de um monômero etilenicamente insaturado não iônico, um monômero etilenicamente insaturado catiônico e um monômero etilenicamente insaturado anfifílico;
[0212] submeter a composição de monômero na mistura de reação a uma polimerização de radical para sintetizar um polímero disperso e para formar a dispersão polimérica,
[0213] em que a etapa B) é realizada sob condições adiabáticas controladas adicionando-se sequencialmente ou simultaneamente um sistema iniciador de redox, cujo sistema iniciador de redox compreende um agente oxidante e um agente redutor,
[0214] em que o agente oxidante tem um potencial de redox de 0,6 a 2,0 V e/ou o agente redutor tem um potencial de redox de -2 a 0,3 V,
[0215] em que a razão em peso entre o agente redutor e o agente oxidante está abaixo de 35:1 e acima de 2:1, preferivelmente abaixo de 15:1 e acima de 3:1, mais preferido abaixo de 9:1 e acima de 4:1; e em que a dispersão polimérica tem uma viscosidade volumétrica abaixo de 6.700 mPas e acima de 1.800 mPas, preferivelmente abaixo de 6.000 mPas e acima de 2.000 mPas, mais preferido abaixo de 5.500 mPas e acima de 2.200 mPas, o mais preferido abaixo de 5.000 mPas e acima de 2.500 mPas como medido a 20°C com um viscosímetro de Brookfield com fuso 4 e velocidade 10 rpm.
[0216] Método para fabricar uma dispersão polimérica compreendendo as etapas de
[0217] prover uma mistura de reação em um meio aquoso compreendendo
[0218] um dispersante polimérico e
[0219] uma composição de monômero compreendendo monômeros radicalmente polimerizáveis, em que os monômeros radicalmente polimerizáveis são selecionados a partir do grupo consistindo em um ou mais de um monômero etilenicamente insaturado não iônico, um monômero etilenicamente insaturado catiônico e um monômero etilenicamente insaturado anfifílico;
[0220] submeter a composição de monômero na mistura de reação a uma polimerização de radical para sintetizar um polímero disperso e para formar a dispersão polimérica,
[0221] em que a etapa B) é realizada sob condições adiabáticas controladas adicionando-se sequencialmente ou simultaneamente um sistema iniciador de redox, cujo sistema iniciador de redox compreende um agente oxidante e um agente redutor,
[0222] em que o agente oxidante compreende um peroxidifosfato; peróxido de hidrogênio; um hidroperóxido de alquila, mais preferido hidroperóxido de t-butila; ou um hidroperóxido de arila, mais preferido hidroperóxido de cumeno; e o agente redutor compreende bissulfito de sódio, bissulfito de potássio, bissulfito de amônio, sulfito de sódio, sulfito de potássio, sulfito de amônio, um sulfito de hidrogênio; um tiossulfato; uma amina; um ácido, mais preferido ácido ascórbico ou ácido eritórbico;
[0223] em que a razão em peso entre o agente redutor e o agente oxidante está abaixo de 35:1 e acima de 2:1, preferivelmente abaixo de 15:1 e acima de 3:1, mais preferido abaixo de 9:1 e acima de 4:1.
[0224] Método para fabricar uma dispersão polimérica compreendendo as etapas de
[0225] prover uma mistura de reação em um meio aquoso compreendendo
[0226] um dispersante polimérico e
[0227] uma composição de monômero compreendendo monômeros radicalmente polimerizáveis, em que os monômeros radicalmente polimerizáveis são selecionados a partir do grupo consistindo em um ou mais de um monômero etilenicamente insaturado não iônico, um monômero etilenicamente insaturado catiônico e um monômero etilenicamente insaturado anfifílico;
[0228] submeter a composição de monômero na mistura de reação a uma polimerização de radical para sintetizar um polímero disperso e para formar a dispersão polimérica,
[0229] em que a etapa B) é realizada sob condições adiabáticas controladas adicionando-se sequencialmente ou simultaneamente um sistema iniciador de redox, cujo sistema iniciador de redox compreende um agente oxidante e um agente redutor,
[0230] em que o agente oxidante compreende um peroxidifosfato; peróxido de hidrogênio; um hidroperóxido de alquila, mais preferido hidroperóxido de t-butila; ou um hidroperóxido de arila, mais preferido hidroperóxido de cumeno; e o agente redutor compreende bissulfito de sódio, bissulfito de potássio, bissulfito de amônio, sulfito de sódio, sulfito de potássio, sulfito de amônio, um sulfito de hidrogênio; um tiossulfato; uma amina; um ácido, mais preferido ácido ascórbico ou ácido eritórbico;
[0231] em que a razão em peso entre o agente redutor e o agente oxidante está abaixo de 35:1 e acima de 2:1, preferivelmente abaixo de 15:1 e acima de 3:1, mais preferido abaixo de 9:1 e acima de 4:1; e em que a dispersão polimérica tem uma viscosidade volumétrica abaixo de 6.700 mPas e acima de 1.800 mPas, preferivelmente abaixo de 6.000 mPas e acima de 2.000 mPas, mais preferido abaixo de 5.500 mPas e acima de 2.200 mPas, o mais preferido abaixo de 5.000 mPas e acima de 2.500 mPas como medido a 20°C com um viscosímetro de Brookfield com fuso 4 e velocidade de 10 rpm.
[0232] Método para fabricar uma dispersão polimérica compreendendo as etapas de
[0233] prover uma mistura de reação em um meio aquoso compreendendo
[0234] um dispersante polimérico e
[0235] uma composição de monômero compreendendo monômeros radicalmente polimerizáveis, em que os monômeros radicalmente polimerizáveis são selecionados a partir do grupo consistindo em um ou mais de um monômero etilenicamente insaturado não iônico, um monômero etilenicamente insaturado catiônico e um monômero etilenicamente insaturado anfifílico;
[0236] submeter a composição de monômero na mistura de reação a uma polimerização de radical para sintetizar um polímero disperso e para formar a dispersão polimérica,
[0237] em que a etapa B) é realizada sob condições adiabáticas controladas adicionando-se sequencialmente ou simultaneamente um sistema iniciador de redox, cujo sistema iniciador de redox compreende um agente oxidante e um agente redutor; em que o agente oxidante tem um potencial de redox de 0,6 a 2,0 V e o agente redutor tem um potencial de redox de -2 a 0,3 V;
[0238] em que os monômeros radicalmente polimerizáveis compreendem um monômero radicalmente polimerizável não iônico de acordo com a fórmula geral (I) que é selecionado a partir do grupo consistindo em (met)acrilamida, N- metil(met)acrilamida, N,N-dimetil(met)-acrilamida, N-etil(met)acrilamida, N,N- dietil(met)acrilamida, N-metil-N-etil(met)acrilamida, N-isopropil(met)acrilamida e N- hidroxietil(met)acrilamida e um monômero radicalmente polimerizável catiônico de acordo com a fórmula geral (II) que é selecionado a partir do grupo consistindo em haletos de (met)acrilato de trimetilamonioalquila C2-C6 e haletos de trimetilamônio- C2-C6-alquil(met)acrilamida,
[0239] e em que o dispersante polimérico é um homopolímero fabricado de um sal de (met)acriloil amidopropil trimetilamônio ou um sal de (met)acriloil oxietil trimetilamônio.
[0240] Método para fabricar uma dispersão polimérica compreendendo as etapas de
[0241] prover uma mistura de reação em um meio aquoso compreendendo
[0242] um dispersante polimérico e
[0243] uma composição de monômero compreendendo monômeros radicalmente polimerizáveis, em que os monômeros radicalmente polimerizáveis são selecionados a partir do grupo consistindo em um ou mais de um monômero etilenicamente insaturado não iônico, um monômero etilenicamente insaturado catiônico e um monômero etilenicamente insaturado anfifílico;
[0244] submeter a composição de monômero na mistura de reação a uma polimerização de radical para sintetizar um polímero disperso e para formar a dispersão polimérica,
[0245] em que a etapa B) é realizada sob condições adiabáticas controladas adicionando-se sequencialmente ou simultaneamente um sistema iniciador de redox, cujo sistema iniciador de redox compreende um agente oxidante e um agente redutor,
[0246] em que o agente oxidante compreende um peroxidifosfato; peróxido de hidrogênio; um hidroperóxido de alquila, mais preferido hidroperóxido de t-butila; ou um hidroperóxido de arila, mais preferido hidroperóxido de cumeno; e o agente redutor compreende bissulfito de sódio, bissulfito de potássio, bissulfito de amônio, sulfito de sódio, sulfito de potássio, sulfito de amônio, um sulfito de hidrogênio; um tiossulfato; uma amina; um ácido, mais preferido ácido ascórbico ou ácido eritórbico;
[0247] em que os monômeros radicalmente polimerizáveis compreendem um monômero radicalmente polimerizável não iônico de acordo com a fórmula geral (I) que é selecionado a partir do grupo consistindo em (met)acrilamida, N- metil(met)acrilamida, N,N-dimetil(met)acrilamida, N-etil(met)acrilamida, N,N- dietil(met)acrilamida, N-metil-N-etil(met)-acrilamida, N-isopropil(met)acrilamida e N- hidroxietil(met)acrilamida e um monômero radicalmente polimerizável catiônico de acordo com a fórmula geral (II) que é selecionado a partir do grupo consistindo em haletos de (met)acrilato de trimetilamonioalquila C2-C6 e haletos trimetilamônio- alquila C2-C6-(met)acrilamida,
[0248] e em que o dispersante polimérico é um homopolímero fabricado de um sal de (met)acriloil amidopropil trimetilamônio ou um sal de (met)acriloil oxietil trimetilamônio.
[0249] Método para fabricar uma dispersão polimérica compreendendo as etapas de
[0250] prover uma mistura de reação em um meio aquoso compreendendo
[0251] um dispersante polimérico e
[0252] uma composição de monômero compreendendo monômeros radicalmente polimerizáveis, em que os monômeros radicalmente polimerizáveis são selecionados a partir do grupo consistindo em um ou mais de um monômero etilenicamente insaturado não iônico, um monômero etilenicamente insaturado catiônico e um monômero etilenicamente insaturado anfifílico;
[0253] submeter a composição de monômero na mistura de reação a uma polimerização de radical para sintetizar um polímero disperso e para formar a dispersão polimérica,
[0254] em que a etapa B) é realizada sob condições adiabáticas controladas adicionando-se sequencialmente ou simultaneamente um sistema iniciador de redox, cujo sistema iniciador de redox compreende um agente oxidante e um agente redutor,
[0255] em que a razão em peso entre o agente redutor e o agente oxidante está abaixo de 35:1 e acima de 2:1, preferivelmente abaixo de 15:1 e acima de 3:1, mais preferido abaixo de 9:1 e acima de 4:1;
[0256] em que os monômeros radicalmente polimerizáveis compreende um monômero radicalmente polimerizável não iônico de acordo com a fórmula geral (I) que é selecionado a partir do grupo consistindo em (met)acrilamida, N- metil(met)acrilamida, N,N-dimetil(met)-acrilamida, N-etil(met)acrilamida, N,N- dietil(met)acrilamida, N-metil-N-etil(met)-acrilamida, N-isopropil(met)acrilamida e N- hidroxietil(met)acrilamida e um monômero radicalmente polimerizável catiônico de acordo com a fórmula geral (II) que é selecionado a partir do grupo consistindo em haletos de (met)acrilato de trimetilamonioalquila C2-C6 e de trimetilamônio-alquila C2- C6-(met)acrilamida,
[0257] e em que o dispersante polimérico é um homopolímero fabricado de um sal de (met)acriloil amidopropil trimetilamônio ou um sal de (met)acriloil oxietil trimetilamônio.
[0258] Método para fabricar uma dispersão polimérica compreendendo as etapas de
[0259] prover uma mistura de reação em um meio aquoso compreendendo
[0260] um dispersante polimérico e
[0261] uma composição de monômero compreendendo monômeros radicalmente polimerizáveis, em que os monômeros radicalmente polimerizáveis são selecionados a partir do grupo consistindo em um ou mais de um monômero etilenicamente insaturado não iônico, um monômero etilenicamente insaturado catiônico e um monômero etilenicamente insaturado anfifílico;
[0262] submeter a composição de monômero na mistura de reação a uma polimerização de radical para sintetizar um polímero disperso e para formar a dispersão polimérica,
[0263] em que a etapa B) é realizada sob condições adiabáticas controladas adicionando-se sequencialmente ou simultaneamente um sistema iniciador de redox, cujo sistema iniciador de redox compreende um agente oxidante e um agente redutor,
[0264] em que o agente oxidante compreende um peroxidifosfato; peróxido de hidrogênio; um hidroperóxido de alquila, mais preferido hidroperóxido de t-butila; ou um hidroperóxido de arila, mais preferido hidroperóxido de cumeno; e o agente redutor compreende bissulfito de sódio, bissulfito de potássio, bissulfito de amônio, sulfito de sódio, sulfito de potássio, sulfito de amônio, um sulfito de hidrogênio; um tiossulfato; uma amina; um ácido, mais preferido ácido ascórbico ou ácido eritórbico;
[0265] em que a razão em peso entre o agente redutor e o agente oxidante está abaixo de 35:1 e acima de 2:1, preferivelmente abaixo de 15:1 e acima de 3:1, mais preferido abaixo de 9:1 e acima de 4:1,
[0266] em que os monômeros radicalmente polimerizáveis compreende um monômero radicalmente polimerizável não iônico de acordo com a fórmula geral (I) que é selecionado a partir do grupo consistindo em (met)acrilamida, N- metil(met)acrilamida, N,N-dimetil(met)-acrilamida, N-etil(met)acrilamida, N,N- dietil(met)acrilamida, N-metil-N-etil(met)acrilamida, N-isopropil(met)acrilamida e N- hidroxietil(met)acrilamida e um monômero radicalmente polimerizável catiônico de acordo com a fórmula geral (II) que é selecionado a partir do grupo consistindo em haletos de (met)acrilato de trimetilamonioalquila C2-C6 e haletos de trimetilamônio- C2-C6-alquil(met)acrilamida,
[0267] e em que o dispersante polimérico é um homopolímero fabricado de um sal de (met)acriloil amidopropil trimetilamônio ou um sal de (met)acriloil oxietil trimetilamônio.
[0268] Adicionalmente, os seguintes itens são descritos em anexo:
[0269] 1. Método para fabricar uma dispersão polimérica compreendendo as etapas de
[0270] prover uma mistura de reação em um meio aquoso compreendendo
[0271] um dispersante polimérico e
[0272] uma composição de monômero compreendendo monômeros radicalmente polimerizáveis, em que os monômeros radicalmente polimerizáveis são selecionados a partir do grupo consistindo em um ou mais de um monômero etilenicamente insaturado não iônico, um monômero etilenicamente insaturado catiônico e um monômero etilenicamente insaturado anfifílico;
[0273] submeter a composição de monômero a uma polimerização de radical para sintetizar um polímero disperso e para formar a dispersão polimérica,
[0274] em que a etapa B) é realizada sob condições adiabáticas controladas.
[0275] 2. Método de acordo com o item 1, distinguido em que a etapa B) é realizada sob condições adiabáticas controladas adicionando-se sequencialmente ou simultaneamente um sistema iniciador de redox, preferivelmente que o sistema iniciador de redox compreende um agente oxidante e um agente redutor.
[0276] 3. Método de acordo com o item 1 ou item 2, distinguido em que o agente oxidante tem um potencial de redox de 0,6 a 2,0 V, preferivelmente em que o agente oxidante compreende um peroxidifosfato; peróxido de hidrogênio; um hidroperóxido de alquila, mais preferido hidroperóxido de t-butila; ou um hidroperóxido de arila, mais preferido hidroperóxido de cumeno; e/ou o agente redutor tem um potencial de redox de -2 a 0,3 V, preferivelmente em que o agente redutor compreende bissulfito de sódio, bissulfito de potássio, bissulfito de amônio, sulfito de sódio, sulfito de potássio, sulfito de amônio, um sulfito de hidrogênio; um tiossulfato; uma amina; um ácido, mais preferido ácido ascórbico ou ácido eritórbico.
[0277] 4. Método de acordo com qualquer um dos itens 1 a 3, distinguido em que a razão em peso entre o agente redutor e o agente oxidante está abaixo de 35:1 e acima de 2:1, preferivelmente abaixo de 15:1 e acima de 3:1, mais preferido abaixo de 9:1 e acima de 4:1.
[0278] 5. Método de acordo com qualquer um dos itens 1 a 4, distinguido em que a composição de monômero compreendendo os monômeros radicalmente polimerizáveis são selecionados a partir do grupo consistindo em um ou mais dos seguintes:
[0279] um monômero não iônico da fórmula (I) ([) , onde
[0280] R1 significa hidrogênio ou metila;
[0281] R2 e R3 são, independentemente um do outro, hidrogênio, alquila C1-C5 ou hidroxialquila C1-C5,
[0282] um monômero catiônico da fórmula (II) , onde
[0283] R1 significa hidrogênio ou metila;
[0284] Z1 é O, NH ou NR4, em que R4 significa alquila C1-C4, preferivelmente metila e
[0285] Y é um de
[0286] Y0 e Y1 são um grupo alquileno C1-C6, opcionalmente substituído com um ou mais grupos hidróxi, preferivelmente etileno ou propileno, opcionalmente substituído com um grupo hidróxi;
[0287] Y2, Y3, Y5, Y6, Y7 independentemente um do outro, são cada um alquila C1-C6, preferivelmente metila; e
[0288] Z- é um contraíon, preferivelmente um halogênio, pseudo-halogênio, acetato ou SO4CH3-; e
[0289] um monômero anfifílico das fórmulas (III) ou (IV) , onde
[0290] Z1 é O, NH, NR4, em que R4 significa alquila C1-C4, preferivelmente metila,
[0291] R1 significa hidrogênio ou metila,
[0292] R8 é um grupo alquileno C1-C6, preferivelmente etileno ou propileno,
[0293] R5 e R6 são, independentemente um do outro, cada um alquila C1-C6, preferivelmente metila,
[0294] R7 é um alquila C8-C32, opcionalmente substituído com um ou mais grupos hidróxi, preferivelmente alquila C12-C20, opcionalmente substituído com um grupo hidróxi, e
[0295] Z- é um contraíon, preferivelmente um halogênio, pseudo-halogênio, acetato ou SO4CH3-; ou ,onde
[0296] Z1 é O, NH, NR4, em que R4 significa alquila C1-C4, preferivelmente metila,
[0297] R1 significa hidrogênio ou metila,
[0298] R10 significa hidrogênio, alquila C8-C32, arila C8-C32 e/ou aralquila C8C32, preferivelmente alquila C12-C20,
[0299] R9 é um grupo alquileno C1-C6, preferivelmente um grupo etileno ou grupo propileno, e
[0300] n é um número inteiro entre 1 e 50, preferivelmente entre 2 e 30, mais preferido 3 e 15, o mais preferido 4 e 8.
[0301] (Observação: monômero catiônico significa também monômero sendo processado para ser catiônico pela protonação)
[0302] 6. Método de acordo com qualquer um dos itens 1 a 5, distinguido em que a composição de monômero compreendendo os monômeros radicalmente polimerizáveis pelo menos compreende o monômero não iônico da fórmula (I) sendo selecionado a partir daqueles nos quais R1 significa hidrogênio ou metila e R2 e R3 são ambos hidrogênio, hidrogênio e alquila C1-C3, hidrogênio e hidroxietila ou ambos alquila C1-C3 e/ou o monômero catiônico da fórmula (II) sendo selecionado dentre aqueles nos quais R1 significa hidrogênio ou metila e Z1 é O, NH ou NR4, em que R4 significa metila, Y1 é alquileno C2-C6, preferivelmente etileno ou propileno, Y5, Y6 e Y7 são todos metila e Z- é um halogênio; em que a composição de monômero compreendendo os monômeros radicalmente polimerizáveis mais preferida compreende pelo menos o monômero não iônico da fórmula (I) sendo (met)acrilamida e o monômero catiônico da fórmula (II) sendo cloreto de (met)acriloil amidopropil trimetilamônio ou cloreto de (met)acriloil oxietil trimetil amônio.
[0303] 7. Método de acordo com qualquer um dos itens 1 a 6, distinguido em que os monômeros radicalmente polimerizáveis são selecionados dentre o monômero não iônico da fórmula (I) e/ou o monômero catiônico da fórmula (II), em que a quantidade dos monômeros radicalmente polimerizáveis sendo selecionada dentre o monômero não iônico da fórmula (I) e/ou o monômero catiônico da fórmula (II) está entre 80 e menos do que 100 % em peso, preferido 85 e 99 % em peso, o mais preferido 90 e 95 % em peso com base na quantidade total de monômeros radicalmente polimerizáveis, em que o restante é selecionado a partir do grupo consistindo em qualquer outro monômero etilenicamente polimerizável, um monômero da fórmula (III), um monômero da fórmula (IV) e um monômero etilenicamente polimerizável difuncional.
[0304] 8. Método de acordo com qualquer um dos itens 1 a 7, distinguido em que o dispersante polimérico é um homopolímero fabricado do monômero catiônico da fórmula (II)
[0305] R1 significa hidrogênio ou metila;
[0306] Z1 é O, NH ou NR4, em que R4 significa alquila C1-C4, preferivelmente metila, e
[0307] Y é um de
[0308] Y0 e Y1 são um grupo alquileno C1-C6, opcionalmente substituído com um ou mais grupos hidróxi, preferivelmente etileno ou propileno, opcionalmente substituído com um grupo hidróxi;
[0309] Y2, Y3, Y5, Y6, Y7 independentemente um do outro, são cada um alquila C1-C6, preferivelmente metila; e
[0310] Z- é um contraíon, preferivelmente um halogênio, pseudo-halogênio, acetato ou SO4CH3-.
[0311] 9. Método de acordo com qualquer um dos itens 1 a 8, distinguido em que o dispersante polimérico é um homopolímero fabricado de um sal de (met)acriloil amidopropil trimetilamônio ou um sal de (met)acriloil oxietil trimetilamônio.
[0312] 10. Método de acordo com qualquer um dos itens 1 a 9, distinguido em que a razão do dispersante polimérico para o polímero disperso na dispersão polimérica está na faixa de 0,45:1 a 1:0,9, preferido na faixa de 0,5:1 a 1:1, mais preferido na faixa de 0,55:1 a menos do que 1:1, ainda mais preferido na faixa de 0,6:1 a 0,99:1, em particular na faixa de 0,65:1 a 0,9:1.
[0313] 11. Método de acordo com qualquer um dos itens 1 a 10, distinguido em que o método compreende a etapa de
[0314] reduzir o teor de monômero residual pela adição à mistura de reação de um iniciador em torno do tempo de atingir a temperatura máxima (Tmax), e
[0315] preferivelmente mantendo a temperatura durante a etapa C em um nível acima de 55°C e abaixo de 80°C, mais preferido acima de 60°C e abaixo de 70°C.
[0316] 12. Método de acordo com o item 11, distinguido em que o iniciador é selecionado dentre um peróxido ou um composto azo, preferivelmente selecionado a partir do grupo consistindo em um hidroperóxido, um dialquilperóxido, um diacilperóxido e um composto azo sendo substituído pelos átomos de carbono terciários, preferivelmente carreando grupos alquila, grupos nitrila e/ou grupos éster.
[0317] 13. Uma dispersão polimérica compreendendo
[0318] um dispersante polimérico e
[0319] polímero disperso derivado dentre uma composição de monômero compreendendo monômeros radicalmente polimerizáveis, em que os monômeros radicalmente polimerizáveis são selecionados a partir do grupo consistindo em um ou mais de um monômero etilenicamente insaturado não iônico, um monômero etilenicamente insaturado catiônico e um monômero etilenicamente insaturado anfifílico;
[0320] em que o dispersante polimérico tem um peso molecular médio ponderado Mw como determinado pela cromatografia de exclusão de tamanho de 40.000 a menos do que 150.000 g/mol, preferido 50.000 a 140.000 g/mol, mais preferido 60.000 a 130.000, o mais preferido 85.000 a 120.000 g/mol; e/ou em que a dispersão polimérica tem uma viscosidade volumétrica abaixo de 6.700 mPas, preferivelmente abaixo de 6.000 mPas, mais preferido abaixo de 5.500 mPas, o mais preferido abaixo de 5.000 mPas como medido a 20°C com um viscosímetro de Brookfield com fuso 4 e velocidade de 10 rpm.
[0321] 14. Uma dispersão polimérica obtida por um método para fabricar a dispersão polimérica de acordo com qualquer um dos itens 1 a 11 compreendendo as etapas de
[0322] prover uma mistura de reação em um meio aquoso compreendendo
[0323] um dispersante polimérico e
[0324] uma composição de monômero compreendendo monômeros radicalmente polimerizáveis, em que os monômeros radicalmente polimerizáveis são selecionados a partir do grupo consistindo em um ou mais de um monômero etilenicamente insaturado não iônico, um monômero etilenicamente insaturado catiônico e um monômero etilenicamente insaturado anfifílico;
[0325] submeter a composição de monômero a uma polimerização de radical para sintetizar um polímero disperso e para formar a dispersão polimérica,
[0326] em que a etapa B) é realizada sob condições adiabáticas controladas;
[0327] em que o dispersante polimérico tem um peso molecular médio ponderado Mw como determinado pela cromatografia de exclusão de tamanho de 40.000 a menos do que 150.000 g/mol, preferido 50.000 a 140.000 g/mol, mais preferido 60.000 a 130.000, o mais preferido 85.000 a 120.000 g/mol; e/ou em que a dispersão polimérica tem uma viscosidade volumétrica abaixo de 6.700 mPas, preferivelmente abaixo de 6.000 mPas, mais preferido abaixo de 5.500 mPas, o mais preferido abaixo de 5.000 mPas como medido a 20°C com um viscosímetro de Brookfield com fuso 4 e uma velocidade de 10 rpm.
[0328] 15. Uso da dispersão polimérica de acordo com o item 12 ou item 13
[0329] como um floculante na sedimentação, flotação ou filtração de sólidos,
[0330] como um espessante,
[0331] como um controle de contaminante,
[0332] como um auxiliar de resistência a seco, agente de retenção ou auxiliar de drenagem na fabricação de papel.
EXEMPLOS
[0333] No que segue, os métodos de teste aplicados são descritos em detalhes:
[0334] A viscosidade volumétrica é medida como segue:
[0335] Usar o produto diretamente para a medição. O fuso No. 4 é lentamente imerso dentro do produto e a viscosidade determinada com um viscosímetro de Brookfield RVT a 10 rpm. A medição é terminada quando a leitura permanece constante por um período de 30 s.
[0336] A viscosidade da solução é medida em Água DI e determinada como segue:
[0337] Uma solução de 5 % em peso em água é preparada. Em um béquer de 400 ml 323,0 ± 0,1 g de água desmineralizada são pesados. Depois 17,0 ± 0,1 g do produto são adicionados (22 ± 3°C) sob agitação a 300 rpm. O tempo de dissolução equivale a 60 min. a 300 ± 10 rpm. Depois disso, a solução tem que repousar por 5 min. Agora o fuso No. 2 é lentamente imerso e a viscosidade determinada com um viscosímetro Brookfield RFT a 10 rpm. A medição é terminada quando a leitura permanece constante por um período de 30 s.
[0338] A viscosidade do sal é medida em uma solução de NaCl a 10% e determinada como segue:
[0339] Em um béquer de 400 ml 289,0 ± 0,1 g de água desmineralizada são pesados. Depois 17,0 ± 0,1 g do produto são adicionados (22 ± 3°C) sob agitação a 300 rpm. O tempo de dissolução equivale a 45 min. a 300 ± 10 rpm e depois 34,0 ± 0,1 g de NaCl são adicionados. A solução é agitada por mais 15 min. Depois esta solução tem que repousar por 5 min. Agora o fuso No. 1 é lentamente imerso e a viscosidade determinada com um viscosímetro de Brookfield RVT a 10 rpm. A medição é terminada quando a leitura permanece constante por um período de 30 s.
[0340] A estabilidade é determinada via dois métodos distintos: (a) centrifugação e (b) teste de estufa. Os testes são realizados como segue:
[0341] a. 100 ± 0,1 g de dispersão são pesados dentro de um tubo de centrifugação. O tubo é colocado dentro de centrífuga de laboratório (Hermle Z300) e é centrifugado por 1 h a cerca de 4000 rpm. Depois, a parte líquida da amostra é eliminada gradualmente em 3 min e o sedimento no tubo de centrifugação é pesado de volta. Sedimento mais alto significa estabilidade de fase mais baixa.
[0342] b. A amostra é armazenada em uma estufa de secagem a 40°C por 3 d. A aparência é monitorada visualmente.
[0343] A massa molar é medida via Cromatografia de Exclusão de Tamanho (SEC). A medição é em particular realizada para a determinação do peso molecular do dispersante.
[0344] Os pesos moleculares são distinguidos via SEC aquosa usando padrões de Pululano para a calibração.
Preparação de Amostra:
[0345] As amostras são diluídas com o eluente (polímero fabricado em um frasco de medição) e filtradas através de um filtro de 1 µm (M&N) (via seringa) antes que elas sejam injetadas.
[0346] Se a máquina é equipada com um autoamostrador filtrar a solução através de um filtro de 1 µm dentro de um frasco.
[0347] Parâmetros usados:
[0348] aparelho:SEC (Agilent)
[0349] coluna: Novema 3000 (PSS)
[0350] detector:RI
[0351] eluente:ácido fórmico a 1,5 % em peso em água
[0352] taxa de fluxo:1 ml/min
[0353] padrões de calibração:pululano com Mw diferente
[0354] Os seguintes exemplos ilustram adicionalmente a invenção, mas não devem ser interpretados como limitando o seu escopo.
Exemplo 1: Síntese do dispersante polimérico:
[0355] Em primeiro lugar, 294,06 g de água, 666,7 g de cloreto de acriloil amidopropil trimetilamônio (DIMAPA quat.) (60 % em peso) e ácido sulfúrico (50 % em peso) para ajustar o pH para 5,0 ± 0,2 foram pesados em um vaso de 2 L. Depois a solução de monômero foi espargida com nitrogênio por 30 min pela agitação. Subsequentemente, a solução aquosa foi aquecida a 65°C e 2-mercaptoetanol e V50 (Dicloridreto de 2,2’-Azobis(2-amidinopropano)) foram adicionados à solução. Depois de atingir Tmax, o vaso é resfriado para < 80°C. Depois, duas porções adicionais de iniciador (V-50) foram dadas para o produto entre 10 min para queima de monômero residual. O produto foi agitado por 1 h a 70°C. O produto aquoso final foi resfriado a 30°C. Os dispersantes foram providos em soluções aquosas a 40 % em peso.
[0356] Especificações:
[0357] - Viscosidade do Produto [mPas]: 110 a 180
[0358] - pH (puro): 4,9 a 5,3
[0359] - Sólidos Totais [%]: 40 a 43
[0360] - MwSEC [g/mol]: 70000 a 110000
Exemplo 2: Síntese de dispersão polimérica (densidade de carga 15 % em mol)
[0361] Em um processo descontínuo (tamanho do lote 1.000 kg), acrilamida e cloreto de acriloil oxietil trimetilamônio (ADAME quat.) foram polimerizados em uma solução aquosa na presença de cloreto de homopoli acriloil amidopropil trimetilamônio (dispersante polimérico). A fase aquosa foi preparada a 200 rpm.
[0362] Primeiramente, 206,90 kg de água doce, 261,80 kg de Bio-acril amida (49 % em peso), 77,20 kg de cloreto de acriloil oxietil trimetilamônio (ADAME quat) (80 % em peso), 412,50 kg de dispersante polimérico do Exemplo 1, 10,00 kg de sulfato de amônio e 0,20 kg de Trilon C foram carregados dentro de um vaso de reação. O valor de pH foi ajustado ao pH 5,0 ± 0,2 com aproximadamente 0,10 kg de ácido sulfúrico (50 %). O vaso foi evacuado cinco vezes antes de ser aerado com nitrogênio. A composição de iniciador foi adicionada em uma pressão negativa de 0,5 bar e velocidade de agitador máxima. Começando a 22 ± 1°C com a adição de 0,34 kg de V-50 em 3,05 kg de água doce, 0,025 kg de persulfato de sódio em 0,47 kg de água doce, 0,014 kg de bissulfito de sódio em 0,27 kg de água doce e 0,003 kg de t-butil- hidroperóxido (70 %) em 1 kg de água doce. Em seguida, o vaso foi aerado mais uma vez com nitrogênio. Depois de atingir a temperatura máxima, uma solução de 0,17 kg de V-50 em 1,53 kg de água doce foi adicionada para reduzir o teor de monômero. Depois de um tempo após a reação de uma hora, o produto foi resfriado a uma temperatura abaixo de 40°C. Depois, 8,30 kg de ácido cítrico e 0,82 kg do biocida Acticide SPX foram adicionados e o produto foi resfriado até uma temperatura abaixo de 30°C.
[0363] Um perfil de reação típico de uma dispersão polimérica p/p é mostrado na Fig. 1. Depois da adição dos iniciadores, a reação começa e a temperatura evolui como mostrado na Tabela 1. O início da iniciação está na temperatura ambiente (aqui 22°C). Em particular, o pacote de iniciador é adicionado à solução de monômero na seguinte sequência:
[0364] o V-50 (dicloridreto de 2,2’-Azobis(2-amidinopropano))
[0365] o Persulfato de sódio
[0366] o Bissulfito de sódio
[0367] o t-BHP (terc-Butil-hidroperóxido), t-BHP inicia a polimerização em 1 min.
[0368] Na temperatura máxima (Tmax) de 57,3°C, mais iniciador é adicionado de modo a remover os resíduos monoméricos. Em particular, na Tmax, um banho de aquecimento com 70°C é colocado sob o frasco para garantir a chamada fase de queima acima de 60°C como na unidade de proteção. V-50 está atuando como iniciador de queima. Uma etapa de resfriamento começa depois de 60 min da fase de queima. Tabela 1: Perfil de temperatura durante a etapa B
[0369] No que segue, o efeito dos iniciadores será investigado. Os iniciadores controlam a reação em linha com a invenção.
[0370] As concentrações dos iniciadores no pacote de iniciador foram variadas separadamente e todas juntas para entender o efeito sobre a polimerização. A tabela e diagramas abaixo resumem nossas verificações. Tabela 2: Nível de variação de t-BHP, pacote de iniciador completo e nível de bissulfito
[0371] a 20°C, fuso 4, velocidade de 10
[0372] b 20°C, fuso 2, velocidade de 10, 5 % em peso como tal
[0373] c 20°C, fuso 1, velocidade de 10,5 % em peso como tal em solução a 10 % de NaCl
[0374] d 20°C, centrífuga de laboratório Hermle Z300, 1 h @ 4000 rpm
[0375] e Torque @ misturador de laboratório IKA Power Control, max. 65 N/cm
[0376] Os resultados estão resumidos como segue, isto é, a variação dos níveis de iniciador mostra os seguintes resultados. Como um primeiro resultado, o lote #2 tem melhor desempenho.
[0377] A Fig. 2 mostra as propriedades da viscosidade do sal, tempo de reação e torque dependendo do nível de variação da concentração de terc-butil-hidroperóxido, enquanto as outras quantidades de iniciador são mantidas constantes (lotes #1 a #4). Uma concentração mais baixa de t-BHP resulta em uma viscosidade de sal mais alto (Mw do polímero) e tempo de reação mais longo. O torque durante a polimerização é bastante constante exceto no nível mais baixo de t-BHP. A razão para isto é o peso molecular mais alto.
[0378] A Fig. 3 mostra o efeito quando da variação do pacote de iniciador completo (lotes #5, #2, #6). Os níveis de iniciador mais baixo produzem mais uma vez em uma viscosidade de sal mais alta (Mw do polímero) e tempo de reação mais longo. O torque durante a polimerização é bastante constante.
[0379] A Fig. 4 mostra o efeito quando da variação do bissulfito de sódio enquanto mantém as outras quantidades de iniciador constantes (Lotes #7, #2, #8, #9). Uma concentração de bissulfito mais baixa produz em tempo de reação mais curto enquanto o torque e a viscosidade do sal permaneceram bastante constante. O efeito deste iniciador representa uma surpresa. Em particular, o lote #7 mostrou uma estabilidade inaceitável e uma viscosidade volumétrica que foi muito alta. Como pode ser observado, no nível mais baixo de bissulfito, a viscosidade do sal (Mw) foi aumentada, entretanto, a dispersão final foi posteriormente espessada depois do teste de estabilidade.
[0380] Mesmo as variações grandes do teor de persulfato de sódio enquanto mantém as outras quantidades de iniciador constantes (lotes #10 e #11) não exibem efeitos benéficos em vista da estabilidade. Todos os parâmetros são mantidos bastante constantes.

Claims (15)

1. Método para fabricar uma dispersão polimérica, caracterizado pelo fato de que compreende as etapas de A) prover uma mistura de reação em um meio aquoso compreendendo a) um dispersante polimérico e b) uma composição de monômero compreendendo monômeros radicalmente polimerizáveis, em que os monômeros radicalmente polimerizáveis são selecionados a partir do grupo consistindo em um ou mais de um monômero etilenicamente insaturado não iônico, um monômero etilenicamente insaturado catiônico e um monômero etilenicamente insaturado anfifílico; B) submeter a composição de monômero a uma polimerização de radical para sintetizar um polímero disperso e para formar a dispersão polimérica, em que a etapa B) é realizada sob condições adiabáticas controladas.
2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a etapa B) é realizada sob condições adiabáticas controladas adicionando-se sequencialmente ou simultaneamente um sistema iniciador de redox, cujo sistema iniciador de redox compreende preferivelmente um agente oxidante e um agente redutor.
3. Método, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o agente oxidante tem um potencial de redox de 0,6 a 2,0 V, preferivelmente em que o agente oxidante compreende um peroxidifosfato; peróxido de hidrogênio; um hidroperóxido de alquila, mais preferido hidroperóxido de t-butila; ou um hidroperóxido de arila, mais preferido hidroperóxido de cumeno; e/ou o agente redutor tem um potencial de redox de -2 a 0,3 V, preferivelmente em que o agente redutor compreende bissulfito de sódio, bissulfito de potássio, bissulfito de amônio, sulfito de sódio, sulfito de potássio, sulfito de amônio, um sulfito de hidrogênio; um tiossulfato; uma amina; um ácido, mais preferido ácido ascórbico ou ácido eritórbico.
4. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que a razão em peso entre o agente redutor e o agente oxidante está abaixo de 35:1 e acima de 2:1, preferivelmente abaixo de 15:1 e acima de 3:1, mais preferido abaixo de 9:1 e acima de 4:1.
5. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que a composição de monômero compreendendo os monômeros radicalmente polimerizáveis é selecionada a partir do grupo consistindo em um ou mais dos seguintes: i. um monômero não iônico da fórmula (I) , onde R1 significa hidrogênio ou metila; R2 e R3 são, independentemente um do outro, hidrogênio, alquila C1-C5 ou hidroxialquila C1-C5, ii. um monômero catiônico da fórmula (II) , onde R1 significa hidrogênio ou metila; Z1 é O, NH ou NR4, em que R4 significa alquila C1-C4, preferivelmente metila Y é um de onde Y0 e Y1 são um grupo alquileno C1-C6, opcionalmente substituído com um ou mais grupos hidróxi, preferivelmente etileno ou propileno, opcionalmente substituído com um grupo hidróxi; Y2, Y3, Y5, Y6, Y7 independentemente um do outro, são cada um alquila C1-C6, preferivelmente metila; e Z- é um contraíon, preferivelmente um halogênio, pseudo-halogênio, acetato ou SO4CH3-; iii. um monômero anfifílico das fórmulas (III) ou (IV) , onde Z1 é O, NH, NR4, em que R4 significa alquila C1-C4, preferivelmente metila, R1 significa hidrogênio ou metila, R8 é um grupo alquileno C1-C6, preferivelmente etileno ou propileno, R5 e R6 são, independentemente um do outro, cada um alquila C1-C6, preferivelmente metila, R7 é um alquila C8-C32, opcionalmente substituído com um ou mais grupos hidróxi, preferivelmente alquila C12-C20, opcionalmente substituído com um grupo hidróxi, e Z- é um contraíon, preferivelmente um halogênio, pseudo-halogênio, acetato ou SO4CH3-; ou , onde Z1 é O, NH, NR4, em que R4 significa alquila C1-C4, preferivelmente metila, R1 significa hidrogênio ou metila, R10 significa hidrogênio, alquila C8-C32, arila C8-C32 e/ou aralquila C8-C32, preferivelmente alquila C12-C20, R9 é um grupo alquileno C1-C6, preferivelmente um grupo etileno ou grupo propileno, e n é um número inteiro entre 1 e 50, preferivelmente entre 2 e 30, mais preferido 3 e 15, o mais preferido 4 e 8; e iv. um reticulador etilenicamente insaturado contendo 2, 3, 4 ou 5 grupos etilenicamente insaturados.
6. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que a composição de monômero compreendendo os monômeros radicalmente polimerizáveis compreende o monômero não iônico da fórmula (I) sendo selecionado daqueles nos quais R1 significa hidrogênio ou metila, e R2 e R3 são ambos hidrogênio, hidrogênio e alquila C1-C3, hidrogênio e hidroxietila, ou ambos alquila C1-C3 e/ou o monômero catiônico da fórmula (II) sendo selecionado daqueles nos quais R1 significa hidrogênio ou metila, e Z1 é O, NH ou NR4, em que R4 significa metila, Y1 é alquileno C2-C6, preferivelmente etileno ou propileno, Y5, Y6 e Y7 são todos metila, e Z- é um halogênio; em que a composição de monômero mais preferida compreende os monômeros radicalmente polimerizáveis pelo menos compreende o monômero não iônico da fórmula (I) sendo (met)acrilamida e o monômero catiônico da fórmula (II) sendo cloreto de (met)acriloil amidopropil trimetil amônio ou cloreto de (met)acriloil oxietil trimetilamônio.
7. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que a composição de monômero compreendendo os monômeros radicalmente polimerizáveis compreende - pelo menos 5 % em peso, preferivelmente pelo menos 20 % em peso do monômero não iônico da fórmula (I) , onde R1 significa hidrogênio ou metila; R2 e R3 são, independentemente um do outro, hidrogênio, alquila C1-C5 ou hidroxialquila C1-C5; - pelo menos 5 % em peso, preferivelmente pelo menos 20 % em peso, mais preferido 25 a 47 % em peso, o mais preferido 50,5 a 80 % em peso, do monômero catiônico da fórmula (II) , onde R1 significa hidrogênio ou metila; Z1 é O, NH ou NR4, em que R4 significa alquila C1-C4, preferivelmente metila, e Y é um de Y0 e Y1 são um grupo alquileno C1-C6, opcionalmente substituído com um ou mais grupos hidróxi, preferivelmente etileno ou propileno, opcionalmente substituído com um grupo hidróxi; Y2, Y3, Y5, Y6, Y7 independentemente um do outro, são cada um alquila C1-C6, preferivelmente metila; e Z- é um contraíon, preferivelmente um halogênio, pseudo-halogênio, acetato ou SO4CH3-; - 0 a 1,25 % em peso, preferivelmente 0,0001 a 1 % em peso do reticulador etilenicamente insaturado contendo 2, 3, 4 ou 5 grupos etilenicamente insaturado; e - opcionalmente, monômeros etilenicamente insaturados adicionais.
8. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que o reticulador etilenicamente insaturado é um reticulador contendo 2, 3 ou 4 grupos etilenicamente insaturados sendo preferivelmente selecionado a partir do grupo consistindo em metileno bisacrilamida, diacrilato de polietileno glicol, trialilamina e cloreto de tetra-alilamônio.
9. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que o dispersante polimérico é um homopolímero fabricado do monômero catiônico da fórmula (II), onde R1 significa hidrogênio ou metila; Z1 é O, NH ou NR4, em que R4 significa alquila C1-C4, preferivelmente metila, e Y é um de Y0 e Y1 são um grupo alquileno C1-C6, opcionalmente substituído com um ou mais grupos hidróxi, preferivelmente etileno ou propileno, opcionalmente substituído com um grupo hidróxi; Y2, Y3, Y5, Y6, Y7 independentemente um do outro, são cada um alquila C1-C6, preferivelmente metila; e Z- é um contraíon, preferivelmente um halogênio, pseudo-halogênio, acetato ou SO4CH3-.
10. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de que o dispersante polimérico é um homopolímero fabricado de um sal de (met)acriloil amidopropil trimetilamônio ou um sal de (met)acriloil oxietil trimetilamônio.
11. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo fato de que a razão do dispersante polimérico para o polímero disperso na dispersão polimérica está na faixa de 0,45:1 a 1:0,9, preferido na faixa de 0,5:1 a 1:1, mais preferido na faixa de 0,55:1 a menos do que 1:1, ainda mais preferido na faixa de 0,6:1 a 0,99:1, em particular na faixa de 0,65:1 a 0,9:1.
12. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado pelo fato de que a dispersão polimérica tem um teor de sal de menos do que 15 % em peso, mais preferido um teor de sal de 0,1 a 10 % em peso, o mais preferido 1 a 5 % em peso, com base no peso total da dispersão polimérica.
13. Dispersão polimérica, caracterizada pelo fato de que compreende a) um dispersante polimérico e b) polímero disperso derivado a partir de uma composição de monômero compreendendo monômeros radicalmente polimerizáveis, em que os monômeros radicalmente polimerizáveis são selecionados a partir do grupo consistindo em um ou mais de um monômero etilenicamente insaturado não iônico, um monômero etilenicamente insaturado catiônico e um monômero etilenicamente insaturado anfifílico; em que o dispersante polimérico tem um peso molecular médio ponderado Mw como determinado pela cromatografia de exclusão por tamanho de 40.000 a menos do que 150.000 g/mol, preferido 50.000 a 140.000 g/mol, mais preferido 60.000 a 130.000, o mais preferido 85.000 a 120.000 g/mol; e/ou em que a dispersão polimérica tem uma viscosidade volumétrica abaixo de 6.700 mPas, preferivelmente abaixo de 6.000 mPas, mais preferido abaixo de 5.500 mPas, o mais preferido abaixo de 5.000 mPas como medido a 20°C com um viscosímetro de Brookfield com fuso 4 e velocidade de 10 rpm.
14. Dispersão polimérica obtida por um método para fabricar a dispersão polimérica como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 12, caracterizada pelo fato de que compreende as etapas de A) prover uma mistura de reação em um meio aquoso compreendendo a) um dispersante polimérico e b) uma composição de monômero compreendendo monômeros radicalmente polimerizáveis, em que os monômeros radicalmente polimerizáveis são selecionados a partir do grupo consistindo em um ou mais de um monômero etilenicamente insaturado não iônico, um monômero etilenicamente insaturado catiônico e um monômero etilenicamente insaturado anfifílico; B) submeter a composição de monômero a uma polimerização de radical para sintetizar um polímero disperso e para formar a dispersão polimérica, em que a etapa B) é realizada sob condições adiabáticas controladas.
15. Uso da dispersão polimérica como definida na reivindicação 13 ou 14, caracterizado por ser a. como um floculante na sedimentação, flotação ou filtração de sólidos, b. como um espessante, c. como um controle de contaminante, d. como um auxiliar de resistência a seco, agente de retenção ou auxiliar de drenagem na fabricação de papel. de drenagem na fabricação de papel.
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