BR112015022373B1 - Composição umectante e solo tratado - Google Patents
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Abstract
método para aumentar a taxa de retenção de umectação de um solo, composição umectante, e, solo tratado método para aumentar a retenção de umectação em um solo inclui aplicar uma quantidade eficaz de uma composição umectante eficaz ao solo. a composição umectante eficaz é identificada pela determinação do teor de umectação médio do solo para as composições umectantes aplicadas em um nível de concen-tração de umectante mínimo, um nível de concentração de umectante máximo e em um primeiro nível de concentração entre o mínimo e o nível e concentração de umectante máximo. uma curva de inclinação média é gerada pela plotagem do teor de umectação médio determinado do solo para cada um dos níveis de concentração de umectantes aplicados maiores do que o nível de concentração de umectante mínimo ao nível de concentração de umectante máximo. uma composição umectante eficaz é determinada quando a curva de inclinação média gerada fornece um aumento de teor de umectação médio ao longo da totalidade de um comprimento da curva de inclinação média gerada e quando a curva de inclinação média gerada tem um valor p de 0,05 ou menos.
Description
[0001] A presente invenção, em geral, refere-se a métodos para aumentar a retenção de umectação em solos e, mais especificamente, refere-se a métodos para identificar composições umectantes que aumentam eficazmente a taxa de retenção de umectação de solos.
[0002] O controle da evaporação de água é uma consideração importante para muitas aplicações para muitas aplicações, especialmente nas indústrias agrícolas, de paisagismo e da construção. Como um exemplo, os métodos de irrigação por pulverização superior nas indústrias agrícolas e de paisagismo, em geral, em geral, têm uma eficiência deficiente, que é atribuível à perda de água através da evaporação. Desta maneira, é desejável minimizar a evaporação para aumentar a disponibilidade de água de irrigação e água “de fonte natural”, tal como de chuva e orvalho, para a absorção por artigos botânicos, tais como lavouras agrícolas, grama e plantas decorativas. Na indústria da construção, a poeira carregada é frequentemente prejudicial e pode causar problemas de saúde e danificar o maquinário. A água é frequentemente usada para controlar a poeira em locais de construção ou estradas sujas. Entretanto, a poeira atmosférica pode tomar-se um problema na secagem de superfícies úmidas, tal que é desejável minimizar a evaporação da água para prolongar o período de tempo em que o tratamento de controle de poeira é eficaz.
[0003] Métodos de diminuição da evaporação de água, especialmente para aplicações em paisagismo, foram explorados no passado. Por exemplo, composições de semente de gramado incluindo uma combinação de materiais fibrosos absorventes e de semente de grama foram utilizados, com os materiais fibrosos absorventes servindo para reduzir a evaporação de água para promover o desenvolvimento da semente de grama. Entretanto, a aplicação de tais combinações pode ser de manejo difícil, com a aplicação de tais combinações sendo impedida pela capacidade de bombeamento difícil devido à presença dos materiais fibrosos absorventes.
[0004] Os polímeros absorventes foram previamente desenvolvidos. Por exemplo, os polímeros superabsorventes (frequentemente referidos na técnica como SAPs) são bem conhecidos para várias aplicações e a capacidade de absorver muitas vezes seu peso em água. Os SAPs são comercialmente disponíveis em uma variedade de formas químicas, incluindo polímeros naturais e sintéticos substituídos e não substituídos, tais como produtos de hidrólise de polímeros de enxerto de amido acrilonitrila, carboximetilcelulose, poliacrilatos reticulados, poliestirenos sulfonatados, poliacrilamidas hidrolisadas, álcoois polivinílicos, polivinilpirrolidonas, poliacrilonitrilas e outros. Os SAPs são conhecidos para o uso em várias aplicações, tais como em artigos sanitários ou outras aplicações onde a função da absorção de líquido é de foco primário. Entretanto, muitos SAPs não liberam líquido facilmente uma vez que o líquido é absorvido, tal que muitos SAPs podem não ser ideais para aplicações de hidratação em que existe um desejo de diminuir a evaporação de líquido enquanto ainda se fornece a liberação do líquido no ambiente circundante.
[0005] As composições umectantes de isocianatos e monóis de poliéster também foram utilizados na técnica como lubrificantes, tensoativos e espessantes dentro dos sistemas de resina que incluem outros compostos contendo uretano. Adicionalmente os monóis de poliéster foram utilizados em pré-polímeros de isocianato, em que os monóis são utilizados para cobrir os poliisocianatos com grupos de isocianato remanescentes do pré-polímero de isocianato para evitar a reação adicional.
[0006] Em vista do precedente, permanece uma oportunidade para fornecer um método para aumentar a retenção de umectação no solo para determinar novas composições que aumentam a retenção de umectação através de uma faixa de concentrações de aplicação.
[0007] A presente invenção fornece um método para aumentar a retenção de umectação em um solo pela aplicação de uma quantidade eficaz de uma composição umectante eficaz ao solo. A composição umectante eficaz é identificada pela aplicação da composição umectante ao solo em um nível de concentração de umectante mínimo, em um primeiro nível de concentração de umectante maior do que maior do que o nível de concentração de umectante mínimo e em um nível de concentração de umectante máximo maior do que o primeiro nível de concentração de umectante e determinando o teor de umectação médio em cada nível de concentração de umectante aplicado. O método ainda inclui a geração de uma curva de inclinação média pela plotagem do teor de umectação médio do solo em cada um dos níveis de concentração de umectante aplicados. O método ainda inclui a determinação que a composição umectante é uma composição umectante eficaz para aumentar a retenção de umectação no solo quando a curva de inclinação média gerada fornece um aumento de teor de umectação médio junto com a totalidade de um comprimento da curva de inclinação média maior do que o nível de concentração de umectante mínimo ao nível de concentração de umectante máximo e quando a curva de inclinação média gerada tem um valor p de 0,05 ou menos.
[0008] Em modalidades relacionadas, este método pode ser estendido para identificar uma composição de umectante particular que pode ser eficaz em uma subsérie grande de solos similares ou ainda uma classe inteira de solos similares. Por exemplo, em certas modalidades, as composições de poliol desenvolvidas pelo método acima foram observadas serem eficazes no aumento dos níveis de retenção de umectação na maioria dos tipos de solo encontrados por todo o mundo como representado ou quatro tipos de solo representativos encontrados em vários locais nos Estados Unidos.
[0009] A presente invenção também fornece composições umectantes eficazes para a aplicação a um ou mais solos e solos tratados incluindo as composições umectantes eficazes.
[0010] O método da presente invenção fornece um método estatisticamente confiáveis e repetíveis para identificar composições umectantes que podem ser eficazes no aumento de retenção de umectação para um solo particular ou grupo proximamente relacionados de solos.
[0011] Outras vantagens da presente invenção serão facilmente estimadas, quando as mesmas se tomam melhor entendidas por referência à seguinte descrição detalhada quando consideradas em conexão com os desenhos anexos.
[0012] As Figuras 1 e 2 ilustram gráficos de análise de modelo por ajuste que plotam o teor de umectação para uma composição umectante (Amostra A) em quatro tipos de solo representativos que utilizam duas balanças de umectação Mettler de acordo com o método da presente invenção.
[0013] As Figuras 3 e 4 ilustram gráficos de análise de modelo por ajuste que plotam o teor de umectação para uma composição umectante (Amostra B) em quatro tipos de solo representativos que utilizam duas balanças de umectação Mettler de acordo com o método da presente invenção.
[0014] As Figuras 5 e 6 ilustram gráficos de análise de modelo por ajuste que plotam o teor de umectação para uma composição umectante (Amostra C) em quatro tipos de solo representativos que utilizam duas balanças de umectação Mettler de acordo com o método da presente invenção.
[0015] As Figuras 7 e 8 ilustram gráficos de análise de modelo por ajuste que plotam o teor de umectação para uma composição umectante (Amostra D) em quatro tipos de solo representativos que utilizam duas balanças de umectação Mettler de acordo com o método da presente invenção.
[0016] As Figuras 9 e 10 ilustram gráficos de análise de modelo por ajuste que plotam o teor de umectação para uma composição umectante (Amostra E) em quatro tipos de solo representativos que utilizam duas balanças de umectação Mettler de acordo com o método da presente invenção.
[0017] As Figuras 11 e 12 ilustram gráficos de análise de modelo por ajuste que plotam o teor de umectação para uma composição umectante (Amostra F) em quatro tipos de solo representativos que utilizam duas balanças de umectação Mettler de acordo com o método da presente invenção.
[0018] As Figuras 13 e 14 ilustram gráficos de análise de modelo por ajuste que plotam o teor de umectação para uma composição umectante (Amostra G) em quatro tipos de solo representativos que utilizam duas balanças de umectação Mettler de acordo com o método da presente invenção.
[0019] As Figuras 15 e 16 ilustram gráficos de análise de modelo por ajuste que plotam o teor de umectação para uma composição umectante (Amostra H) em quatro tipos de solo representativos que utilizam duas balanças de umectação Mettler de acordo com o método da presente invenção.
[0020] As Figuras 17 e 18 ilustram gráficos de análise de modelo por ajuste que plotam o teor de umectação para uma composição umectante (Amostra I) em quatro tipos de solo representativos que utilizam duas balanças de umectação Mettler de acordo com o método da presente invenção.
[0021] As Figuras 19 e 20 ilustram gráficos de análise de modelo por ajuste que plotam o teor de umectação para uma composição umectante (Amostra J) em quatro tipos de solo representativos que utilizam duas balanças de umectação Mettler de acordo com o método da presente invenção.
[0022] Um método para aumentar a retenção de umectação em solos é fornecido. Mais especificamente, a presente invenção fornece um método para identificar composições umectantes que aumentam eficazmente a taxa de retenção de umectação de solos quando aplicadas em quantidades eficazes no solo. Também são fornecidas composições umectantes eficazes que resultam do método para o uso em solos particulares ou grupos de solos.
[0023] A composição umectante é tipicamente aplicada a um solo, frequentemente em forma de solução com um componente líquido polar, para formar um solo tratado e funciona para diminuir a taxa de evaporação ou perda do componente líquido polar a partir da solução após o tratamento do solo com a solução. Mesmo após a evaporação ou perda do componente líquido polar a partir da solução, a composição umectante pode permanecer no solo. Como tal, a composição umectante remanescente no solo pode reter os líquidos polares que são subsequentemente aplicados no solo tratado ou já presente no solo antes da aplicação da composição de umectante. A composição umectante é ideal para aplicações em que deve ser desejável para diminuir a evaporação ou perda de líquidos polares dos solos, tais como nas indústrias agrícolas, botânicas e de construção como descrito em detalhes adicionais abaixo.
[0024] O “componente de líquido polar” refere-se a qualquer composto polar ou combinação de tais compostos que são líquidos em temperatura ambiente de cerca de 21° C e que está presente na solução (salvo para componentes distintos referidos aqui, tal como uma composição umectante, que são especificamente definidos como diferentes do componente líquido polar). Desta maneira, o componente líquido polar pode conter um ou mais compostos líquidos polares que incluem, mas não se limitam a água; álcoois, tais como metanol, etanol, propanol e butanol; ácidos, tais como ácido acético e ácido fórmico e combinações destes. Para a maioria das aplicações, o componente líquido polar, tipicamente, inclui, substancialmente, apenas água. Dito de outra forma, nesta modalidade, o componente de líquido polar, tipicamente, inclui apenas água, mas impurezas ou outros componentes que podem ajustar a definição de um composto líquido polar, mas que não são pretendidos para a inclusão na solução também podem estar presentes dentro da solução em quantidades traço (isto é, em quantidades combinadas menores do que ou iguais a 1% em peso com base no peso total do componente de líquido polar). Além disso ou como uma alternativa à água, o componente de líquido polar pode incluir um componente anticongelante, tal como propileno glicol e/ou etileno glicol. Deve ser estimado que a presente invenção é útil para qualquer aplicação em que a retenção de qualquer componente de líquido polar é desejada (com a redução da evaporação ou perda do componente de líquido polar desejado) tal que certas aplicações podem beneficiar-se de uma combinação de compostos de líquido polar presentes na solução como o componente de líquido polar ou pode beneficiar-se da presença de outros líquidos polares que não.
[0025] Para os propósitos da presente invenção, o termo “líquido polar” ou “componente de líquido” pode ser referido altemativamente como “umectação” quando se refere a sólidos. Desta maneira, por exemplo, o termo “teor de umectação” quando se refere a sólidos refere-se ao teor de líquido polar ou componente de líquido polar do solo. Similarmente, o termo “retenção de umectação” quando se refere aos solos se refere à capacidade do solo reter o líquido polar ou o componente de líquido polar. Ainda estabelecido de outra maneira, o termo “umectação” é usado de maneira intercambiável neste com o termo “líquido polar”.
[0026] O solo a ser tratado com a composição umectante refere-se a vários tipos de solos para diversos propósitos. Por exemplo, em uma modalidade, a composição umectante pode ser aplicada aos solos para os propósitos que incluem, mas não se limitam a, redução de poeira, hidratação, e inibição da solidificação de composições líquidas e/ou semissólidas (por exemplo, através da hidratação estendida). Em todas as modalidades, o solo pode não ser perturbado imediatamente antes da aplicação da composição de umectante no solo. Mais especificamente, o solo pode estar disposto no chão ou em um estado observado imediatamente antes da aplicação da composição de umectante.
[0027] Como observado acima, a presente invenção refere-se, em geral, a um método para determinar se uma composição umectante particular é uma “composição umectante eficaz” para aumentar a retenção de umectação de um solo particular ou um grupo de solos similares em uma faixa de concentrações de nível de umectante aplicado. O método pode ser então expandido para o uso para determinar se uma classe particular de composições umectantes é adequada para o uso em um ou em um grupo de solos particulares.
[0028] Em geral, o método da presente invenção envolve determinar um solo particular a ser avaliado quanto ao teor de umectação e teste de uma amostra do solo (isto é, amostra de solo) para determinar seu teor de umectação em algum valor de concentração de umectante mínimo desejado de interesse. Para os propósitos da descrição neste, o “nível mínimo desejado de concentração de umectante de interesse”, como definido aqui, pode ser zero (isto é, antes da aplicação da composição de umectante ao solo) ou acima de zero (isto é, após a aplicação de uma quantidade mínima de composição umectante ao solo) e é referido a seguir como o “nível mínimo de concentração de umectante”.
[0029] A composição umectante é aplicada ao solo como um concentrado ou, mais tipicamente, na forma de solução com um componente de líquido polar como definido acima. O termo “nível de concentração de umectante” refere-se à concentração da composição de umectante por si só não incluindo o componente de líquido polar.
[0030] O solo pode ser então contatado com uma quantidade adicional da composição de umectante (isto é, a composição umectante é aplicada ou de outra maneira introduzida no solo) acima maior do que o nível de concentração de umectante mínimo (isto é, em um primeiro nível de concentração de umectante) e o solo tratado é reavaliado quanto ao teor de umectação ao primeiro nível de concentração de umectante. Preferivelmente, esta avaliação é realizada sob as mesmas condições de teste assim como com o maior do que o nível de concentração de umectante mínimo (isto é, na mesma temperatura e na mesma umidade relativa). Altemativamente, uma amostra de óleo separada pode ser contatada com a concentração de umectante ao primeiro nível de concentração de umectante e avaliada quanto ao teor de umectação ao primeiro nível de concentração de umectante.
[0031] A amostra de solo pode ser então contatada com uma quantidade adicional da composição de umectante tal que a quantidade total da composição de umectante aplicada à amostra de solo está em um nível de concentração de umectante máximo desejado de interesse e a amostra de solo tratada é reavaliada quanto ao teor de umectação no nível de concentração de umectante máximo. Para os propósitos da descrição neste, o “nível de concentração de umectante máximo desejado de interesse”, como definido aqui, é referido como o “nível de concentração de umectante máximo”. Altemativamente, uma amostra de óleo separada é contatada com a concentração de umectante no nível de concentração de umectante máximo e avaliado quanto ao teor de umectação no nível de concentração de umectante máximo.
[0032] Em certas modalidades, o nível de concentração de umectante máximo para solos é de 86,5 partes da composição de umectante por milhões de partes do solo. Dito de outra forma, o solo tratado inclui um máximo de 86,5 partes da composição de umectante por milhões de partes do solo sem tratamento.
[0033] Opcionalmente, o solo também é contatado com a composição umectante em um ou mais níveis de concentração de umectante entre o nível de concentração de umectante mínimo e máximo e diferente do que o primeiro nível de concentração de umectante e o solo tratado é avaliado quanto ao teor de umectação em cada um destes níveis de concentração de umectante alternativos (isto é, um segundo nível de concentração de umectante).
[0034] O teor de umectação do solo tratado em cada nível de concentração de umectante aplicado é repetido uma ou mais vezes (isto é, pelo menos um tempo adicional) em amostras de solo adicionais para a geração de um teor de umectação médio para cada nível de concentração de umectante aplicável maior do que o nível de concentração de umectante mínimo ao nível de concentração de umectante máximo.
[0035] Uma curva de inclinação média é então gerada calculando-se a média do teor de umectação medido do solo tratado em cada nível de concentração de umectante aplicado e plotar as médias em uma curva maior do que o nível de concentração de umectante mínimo ao nível de concentração de umectante máximo de uma maneira que os fatores em cada nível de concentração de umectante aplicado entre mais do que o nível de concentração de umectante mínimo e o nível de concentração de umectante máximo, preferivelmente através do uso de software estatístico comercialmente disponível, tal como o software estatístico JMP disponível da SAS Institute of Cary, North Carolina. Além disso, uma plotagem de uma curva de inclinação de limite de erro superior e uma curva de inclinação de limite de erro inferior associadas com a curva de inclinação média em um valor p de 0,05 também são plotados usando-se o mesmo software estatístico comercialmente disponível adicional.
[0036] Na estatística, o “valor p” representa a proporção da população de sucessos. O valor p, desta maneira, é a probabilidade de obter um teste estatístico pelo menos como o extremo que foi realmente observado. Para os propósitos da presente invenção, um valor p de 0,05 significa que existe 1 chance em 20 que o valor de teste médio obtido está fora de uma faixa calculada de valores de teor de umectação médio que são estatisticamente significantes. Dito de outra forma, um valor p de 0,05 significa que existe um nível de confiança de 95% de que o valor de teste médio está dentro de uma faixa desejada de valores. Para os propósitos presente invenção, o valor p refere-se à variação permissível no teor de umectação médio do solo ao longo linha da curva de inclinação média para a faixa de níveis de concentração de umectante maior do que o nível de concentração de umectante mínimo ao nível de concentração de umectante máximo e será estatisticamente significante.
[0037] Como será ilustrado nas Figuras 1 a 20 geradas a partir dos exemplos abaixo, um valor p de 0,05 ou menor pode ser confirmado a partir da curva de inclinação média (a curva de inclinação média é mostrada como a referência 25 nas Figuras 1 a 20) e sua linha de erro superior associada (a linha de erro superior é mostrada como a referência 30 nas Figuras 1 a 20) e linha de erro inferior (a linha de erro inferior é mostrada como a referência 35 nas Figuras 1 a 20). Se uma linha horizontal imaginária puder ser desenhada interceptando a linha de erro superior e inferior 30, 35 ao longo pelo menos da curva de inclinação média 25 entre mais do que o nível de concentração de umectante mínimo e o nível de concentração de umectante máximo, então o valor p para a curva de inclinação média 25 é de 0,05 ou menos e, portanto, a linha de inclinação média gerada é considerada estatisticamente significante a um nível de confiança de 95%. Se a linha imaginária não interceptar tanto as linhas de erro superior quanto inferior 30, 35, então, a linha de inclinação média desejada 25 não terá um valor p de 0,05 ou menos e, portanto, a linha de inclinação média 25 gerada não será considerada estatisticamente significante a um nível de confiança de 95%.
[0038] Se a curva de inclinação média 25 for positiva (isto é, em que o teor de umectação médio aumenta continuamente ao longo do comprimento total da curva de inclinação média 25 maior do que o nível de concentração de umectante mínimo ao nível de concentração de umectante máximo) e em que o valor p é determinado ser de 0,05 ou menos, então a composição umectante, para os propósitos da presente invenção, é considerada ser uma “composição umectante eficaz” para aumentar a retenção de umectação no solo em que é avaliada.
[0039] Se a curva de inclinação média 25 for negativa (isto é, em que o teor de umectação médio não aumenta continuamente ao longo do comprimento total da curva de inclinação média 25 maior do que o nível de concentração de umectante mínimo ao nível de concentração de umectante máximo) ou o valor p determinado é maior do que 0,05, então a composição umectante, para os propósitos da presente invenção, é considerada ser composição umectante “não eficaz” ou “ineficaz” para aumentar a retenção de umectação no solo em que é avaliada.
[0040] Se a curva de inclinação média 25 for negativa (isto é, em que o teor de umectação média não continuamente aumenta junto do comprimento da curva de inclinação média total 25 maior do que o nível de concentração de umectante mínimo ao nível de concentração de umectante máximo) ou o valor p determinado é maior do que 0,05, então a composição umectante, para os propósitos da presente invenção, será considerada ser a composição umectante “não efetiva” ou “ineficaz” para aumentar a retenção da umectação no solo em que esta é avaliada.
[0041] Esta análise deste modo fornece a estrutura para expandir o uso para determinar se uma composição umectante particular, ou uma classe particular das composições umectantes, são efetivas (isto é, são “composições umectantes efetivas”) para uso no solo particular avaliado. Uma vez que uma composição umectante é determinada ser uma composição umectante eficaz para um solo particular, pode ser então aplicada ao solo particular nos níveis de concentração em ou abaixo ou nível de concentração de umectante máximo (isto é, em uma quantidade efetiva) e fornece o solo tratado com retenção de umectação aumentada correspondente ao nível de concentração aplicada a este.
[0042] O método de acordo com a presente invenção foi utilizado para identificar uma faixa das composições de poliol que foi observado ser as composições umectantes efetivas no aumento da retenção de umectação de uma variedade ampla de solos. Mais especificamente, em certas modalidades, as composições de poliol desenvolvidas pelo método acima foram observadas ser as composições umectantes efetivas para aumentar as taxas de retenção de umectação em mais tipos de solo conhecidos como representado pelos quatro tipos de solo representativos distintos observados em várias localizações nos Estados Unidos. Estes solos representativos incluindo solo Dinuba, solo Los Banos, solo Lubbock e solo Nebraska, cujas composições e características são fornecidas na tabela 1 abaixo. E geralmente considerado que se uma composição umectante é uma “composição umectante efetiva” em pelo menos três destes tipos de solo representativos, a composição umectante fornecerá as taxas de retenção de umectação aumentadas e visto que seja uma composição umectante eficaz, em mais solos observados em toda parte dos Estados Unidos e no mundo. Como usado em seguida, o termo “composição umectante efetiva” refere-se a uma composição umectante que é efetiva em pelo menos três dos solos representativos como determinados pelo método fornecido neste. A composição destas quatro amostras de solo representativas fornecidas na tabela 1 abaixo:
[0044] Em certas modalidades relacionadas, o copolímero Z hetérico é derivado do produto de reação de alcoxilação de óxido de etileno e óxido de propileno e óxido de butileno. Ainda em outras modalidades relacionadas, o copolímero Z hetérico é derivado do produto de reação de alcoxilação de óxido de etileno e óxido de propileno e óxido de estireno. Ainda, em outras modalidades, o copolímero Z hetérico é derivado do produto de reação de alcoxilação de óxido de etileno e óxido de propileno e óxido de butileno e óxido de estireno.
[0045] Em certas modalidades, (CH2CHCH3O)c compreendem, na maioria, 10% em peso do peso total da composição de poliol.
[0046] Em certas modalidades, uma composição umectante eficaz identificada pelo método acima que compreende a composição de poliol de acordo com a fórmula: Y[Za(CH2CH2O)b(CH2CHCH3O)c(CH2CH(Ph)O)dH]x, em que Ph é um grupo fenila; Y é derivado de um composto orgânico tendo grupos hidroxila reativos x; Z representa um copolímero hetérico derivado do produto de reação de alcoxilação de óxido de etileno e óxido de propileno, o subscrito a é zero ou um número positivo, o subscrito b é zero ou um número positivo, o subscrito c é zero ou um número positivo, o subscrito d é um número positivo, o subscrito a é um número positivo quando o subscrito b é zero, o subscrito b é um número positivo quando o subscrito a é zero e o subscrito x é um ou mais.
[0047] Em certas modalidades relacionadas, o copolímero Z hetérico é derivado do produto de reação de alcoxilação de óxido de etileno e óxido de propileno e óxido de butileno. Ainda em outras modalidades relacionadas, o copolímero Z hetérico é derivado do produto de reação de alcoxilação de óxido de etileno e óxido de propileno e óxido de estireno. Ainda, em outras modalidades, o copolímero Z hetérico é derivado do produto de reação de alcoxilação de óxido de etileno e óxido de propileno e óxido de butileno e óxido de estireno.
[0048] Em certas modalidades, (CH2CH(Ph)O)d que compreendem, na maioria, 10% em peso do peso total da composição de poliol, em que Ph representa um grupo fenila.
[0049] Em certas modalidades, o peso molecular médio ponderado (Mw) da composição de poliol de acordo com quaisquer uma das modalidades descritas acima variam de 2000 a 6000 g/mol, tal como de 2700 a 3300 g/mol, tal como 3000 g/mol.
[0050] Em certas modalidades, Y pode ser derivado de um álcool monofuncional (isto é, um composto orgânico tendo um grupo de hidroxila reativa), um álcool bifuncional (isto é, um álcool reativo orgânico tendo dois grupos hidroxila reativos), ou um álcool funcional maior (isto é, um álcool reativo orgânico tendo três ou mais grupos hidroxila reativos). Em certas modalidades, Y é derivado de um álcool saturado, mas em certas outras modalidades podem ser derivadas de um álcool insaturado ou derivado de uma combinação dos álcoois saturados e insaturados.
[0051] Em certas modalidades, Y é derivado de uma mistura de pelo menos dois álcoois orgânicos tendo um número diferente de grupos de hidroxila funcionais reativos.
[0052] Os álcoois monofuncionais representativos incluem álcoois primários simples tendo a fórmula geral RCH2OH, álcoois secundários tendo a fórmula geral RR'CHOH, ou álcoois terciários tendo a fórmula geral RR'R"COH, onde R, R' e R" significa grupos de alquila.
[0053] Ainda os outros álcoois monofuncionais representativos incluem alcanóis de arila ou alcanóis de diarila tendo grupos hidroxila reativos simples tal como naftol.
[0054] Os álcoois bifuncionais simples representativos, ou dióis incluem compostos químicos simples contendo dois grupos de hidroxila tal como, por exemplo, etileno glicol; 1,4 butanodiol; propileno 1,3 diol; e outros.
[0055] Os álcoois funcionais simples representativos maiores, tal como trióis, tetraóis e álcoois funcionais maiores, incluem glicerol, pentaeritritol e outros.
[0056] Uma composição umectante não limitante exemplar identificada para uso nos solos representativos e formada de acordo com o método acima é uma primeira composição de poliol que compreende o produto de reação de: (i) 3% em peso de um álcool trifimcional (isto é, um álcool reativo orgânico tendo três grupos hidroxila reativos), (ii) 10 a 15% em peso de óxido de etileno e (iii) 82 a 87% em peso de óxido de propileno. Em certas modalidades, o álcool trifimcional é glicerol. Nestas modalidades, esta primeira composição de poliol é coberto com, no máximo, 10% em peso de óxido de propileno. Em certas modalidades, esta primeira composição de poliol tem um peso molecular médio ponderado (Mw) que varia de 2000 a 6000 g/mol, tal como de 2700 a 3300 g/mol, tal como 3000 g/mol.
[0057] Ainda em outras modalidades, uma segunda composição de poliol pode ser usada em conjunção com a primeira composição de poliol, em que a segunda composição de poliol compreende o produto de reação de: (i) 3% a 8% em peso de um álcool monofimcional ou um álcool bifuncional, (ii) 82 a 97% em peso de óxido de etileno e (iii) 0 a 10% em peso de óxido de propileno. O peso molecular médio ponderado da segunda composição de poliol varia de 2000 a 6000 g/mol.
[0058] Outra composição umectante não limitante exemplar identificada para uso nos solos representativos e formada de acordo com o método acima é uma composição de poliol que compreende o produto de reação de: (i) 2,5 a 3,1 % em peso de um álcool trifimcional, (ii) 50 a 80% em peso de óxido de etileno e (iii) 16,9 a 47,5% em peso de óxido de propileno. Em certas modalidades, o álcool trifimcional é glicerol. Em certas modalidades, esta composição de poliol adicional tem um peso molecular médio ponderado (Mw) que varia de 2000 a 6000 g/mol, tal como 3600 g/mol. [0059] Ainda em outras modalidades, a composição umectante eficaz que compreende uma dispersão de poliol de enxerto, em que 5 a 25% em peso do homopolímero do ácido poliacrílico é dispersado na composição de poliol formada de acordo com a presente invenção como descrita acima. Em certas destas modalidades, a dispersão de poliol de enxerto é formada pela reação de um ácido acrílico, um macrômero e um moderador de reação na presença de um iniciador de polimerização de radical livre. A composição de poliol e calor.
[0060] A presente invenção deste modo fornece um método estatisticamente confiável e repetível para identificar se uma composição umectante é efetiva no aumento da retenção de umectação para um solo particular ou grupo estreitamente relatado. Em certas modalidades, o método identifica as composições umectantes efetivas para aumentar a retenção de umectação em pelo menos três dos solos representativos como descrito acima e deste modo é acreditado ser uma composição umectante eficaz para aumentar a retenção de umectação na maioria, e não todos, tipos de solo conhecidos nos Estados Unidos e ao redor do mundo. A presente invenção também fornece composições umectantes efetivas formadas de acordo com o método descrito acima, bem como solos tratados incluindo uma quantidade efetiva da composição umectante aplicada a este. Uma quantidade efetiva da composição umectante, como fornecido neste, é maior do que o nível de concentração de umectante mínimo (isto é, maior do que 0 partes quando maior do que o nível de concentração de umectante mínimo é zero, ou maior do que o nível de concentração de umectante mínimo em que o nível de concentração de umectantes mínimos não é zero) a 86,5 partes por milhões de partes do solo.
[0061] Também será entendido que quaisquer faixas e subfaixas confiaram na descrição de várias modalidades da presente invenção independentemente e coletivamente divergem dentro das reivindicações anexas e são entendidas descrever e considerar todas as faixas incluindo os valores totais e/ou fracionais dos mesmos, ainda se tais valores não são expressamente descritos neste. Uma pessoa habilitada na técnica reconhece prontamente que as faixas enumeradas e subfaixas suficientemente descrevem e capaz de várias modalidades da presente invenção e tais faixas e subfaixas ainda podem ser delineadas em metades, terços, quartos, quintos relevantes e assim por diante.
[0062] Como apenas um exemplo, uma faixa “de 0,1 a 0,9” pode ser ainda delineada em um terço inferior, isto é, de 0,1 a 0,3, um terço médio, isto é, de 0,4 a 0,6 e um terço superior, isto é, de 0,7 a 0,9, em que individualmente e coletivamente estão dentro do escopo das reivindicações anexas e pode ser dependente de maneira individual e/ou coletiva e fornece o suporte adequado para as modalidades específicas dentro do escopo das reivindicações anexas. Além disso, com relação a linguagem que define ou modifica uma faixa, tal como “pelo menos”, “maior do que”, “menos do que”, “não mais do que”, e outros, é entendido que tal linguagem inclui subfaixas e/ou um limite superior ou inferior. Como outro exemplo, uma faixa de “pelo menos 10” inerentemente inclui uma subfaixa de pelo menos 10 a 35, uma subfaixa de pelo menos 10 a 25, a subfaixa de 25 a 35 e assim por diante e cada subfaixa pode ser dependente de maneira individual e/ou coletiva e fornece o suporte adequado para modalidades específicas dentro do escopo das reivindicações anexas. Finalmente, um número individual dentro de uma faixa descrita pode ser dependente e fornece o suporte adequado para modalidades específicas dentro do escopo das reivindicações anexas. Por exemplo, uma faixa “de 1 a 9” inclui vários inteiros individuais, tal como 3, bem como números individuais incluindo um ponto decimal (ou fração), tal como 4.1, que pode ser dependente e fornece o suporte adequado para modalidades específicas dentro do escopo das reivindicações anexas.
[0063] Os seguintes exemplos são pretendidos ilustrar a invenção e não são observados como limitantes a invenção.
[0064] Em geral, o método para preparar as composições de poliol de acordo com a fórmula Y[Za(CH2CH2θ)b(CH2CHCH3θ)cH]x ou Y[Za(CH2CH2O)b(CH2CHCH3O)c(CH2CH(Ph)O)dH]x é como seguem. Primeiro, uma molécula (isto é, um composto orgânico) com unidades OH reativas foi introduzida em um reator. Para fabricar a porção Z (hetérica) de nova molécula, óxido de etileno (EO) e/ou óxido de propileno (PO) e/ou óxido de butileno (BO) e/ou óxido de estireno (SO) foram então introduzidos no reator no mesmo período nas taxas de inclusão desejadas de cada um indivíduo. Estas moléculas foram reagidas em uma ordem aleatória por intermédio de uma reação de alcoxilação para produzir uma molécula ampla com unidades OH reativas. Uma vez que esta molécula é formada, EO ou PO ou SO foram introduzidos no reator (mas não no mesmo período) para produzir uma molécula que tem blocos de repetição de unidades EO ou PO ou SO. O EO ou PO ou SO foi introduzido no reator até o tamanho desejado (peso molecular) da molécula final ser atingido.
[0065] As amostras testadas específicas A-I formadas de acordo com o método geral são fornecidas na tabela 2 abaixo, com todas as % descritas abaixo sendo a porcentagem de peso total do componente respectivo (% iniciador, % Za, % (EO)b, % (PO)C, % (SO)d) na amostra formada. Além disso, todos Mw listados na tabela 2 para amostras A-I são pesos moleculares médios ponderados e são arredondados ao mais próximo de 100.
[0066] Em geral, um método para formar a amostra J é como seguem. Primeiro, a amostra H (o poliéter poliol como mostrado na tabela 2 acima), ácido acrílico, um macrômero, um moderador de reação e um iniciador de polimerização de radical livre foram introduzidos no reator no mesmo período. Os ácidos acrílicos, macrômero e moderador de reação então reagidos na presença de um iniciador de polimerização de radical livre e calor e amostra H. A dispersão de poliol de enxerto formada, amostra J, incluída 15% em peso do homopolimero do ácido poliacrílico dispersado na amostra H.
[0067] As amostras de solo foram quebradas manualmente e então peneiradas através de uma peneira #10 (abertura de trama de trama de 0,0787 polegadas (2 mm)). O teor de água do solo foi determinado com um equilíbrio de umectação 105°C, de modo que a quantidade do umectante no solo seja baseada no peso seco do solo. As soluções 2000, 5000 e 8000 ppm das composições de poliol a partir da tabela 1 na água deionizada foram então preparadas.
[0068] Em seguida, 1,25 grama da composição de umectante (amostras A-J) foi adicionado a um recipiente plástico contendo 437,5 gramas de solo (com base no peso seco) e a mistura foi então agitados por no mínimo 30 minutos. A solução umectante e o solo misturados foram então separados pelo menos duas vezes através de uma peneira #10 para quebrar quaisquer aglomerações. As amostras foram então armazenadas nos recipientes plásticos fechados até necessários para o uso.
[0069] As amostras homogêneas dos solos tratados e não tratados foram colocadas nos discos de Petri abertos 16 x 50 mm. Estes discos de Petri foram colocados nas prateleiras nos recipientes plásticos amplos vedados. Os recipientes plásticos e os lados inferiores das prateleiras foram revestidos com papel de filtro. O papel de filtro foi umidificado com água deionizada e um ventilador pequeno foi introduzido no recipiente plástico para garantir a circulação de ar. Mais um pedaço de papel de filtro foi colocada no lado de saída do ventilador, seu tamanho sendo amplo o suficiente de modo que este toca o fundo do recipiente plástico. Após os discos de Petri serem colocados nas prateleiras, água deionizada foi vertida na parte inferior do recipiente plástico para atuar como um reservatório de água, como o papel de filtro foi umectado pela ação de capilar. Os discos de Petri com as amostras foram deixados no recipiente plástico para um mínimo de 7 dias antes de serem testados.
[0070] Os teores de umectação das amostras de solo foram medidos em duas balanças de umectação Mettler. Uma balança de umectação secou uma amostra de 3,1 a 3,2 gramas de solo em uma temperatura isotérmica 40°C a um número de ponto de ajuste 4. A outra balança de umectação secou uma amostra de 5,3 a 5,4 gramas de solo na temperatura isotérmica 105°C em um número de ponto de ajuste 3. Um máximo de 7 amostras foi realizado para cada uma combinação de solo, umectante e nível de umectante, com o número de séries variados dependendo da densidade do solo e a quantidade da amostra disponível. A temperatura ambiente e umidade relativa foram medidos no início de cada série de teste.
[0071] Os resultados do trabalho da balança de umectação foram analisados usando-se o software de análise estatística JMP comercialmente disponível da SAS Institute of Cary, North Carolina.
[0072] Os resultados foram analisados para cada combinação do tipo de solo e umectante. A primeira etapa foi para usar a análise multivariante para remover os pontos de dados isolados com urn valor Mahalanobis de 4 ou mais. Em seguida, o software JMP foi deixado quebrar os dados de teor de umectação nas contribuições individuais com base na temperatura ambiente, temperatura da balança de umectação, umidade relativa e nível de concentração do umectante nas amostras respectivas. Para esta técnica, a análise de modelo por ajuste foi usada e valores de umectação tratados como o valor Y, enquanto nível de concentração de umectante, temperatura ambiente, umidade relativa e temperatura da balança de umectação foi tratada como os efeitos do modelo. Para esta análise, os efeitos do modelo foram considerados lineares sem termos ou forças cruzadas. O modelo foi escolhido ser um ajuste de quadrados menos padrão com uma interceptação.
[0073] Foi necessário incluir a temperatura ambiente e umidade relativa na análise JMP, porque as determinações de umectação foram realizadas em um laboratório onde temperatura e umidade variaram muito dependendo das condições climáticas. O Prediction Profiler no software JMP foi exclusivamente usado como o prognosticador para valor de umectação média com base em todos os efeitos de modelagem. Um valor p de ,05 ou menos foi cortado pela determinação da importância estatística de qualquer um dos efeitos de modelagem. Um valor ,05 p significa que se os experimentos foram repetidos 20 vezes, deve ser esperado que em 19 daqueles períodos, o valor médio do teor de umectação deve divergir dentro dos limites inferiores e superiores das barras de erro ilustradas numericamente no lado esquerdo do gráfico se os efeitos de modelagem forem mantidos constante em qualquer nível dentro do espaço de projeto. Os resultados de cada uma das amostras são resumidos na tabela 3 abaixo com relação em cada uma das amostras A-J em cada um dos quatro tipos de solo representativos (Dinuba, Los Banos, Lubbock e Nebraska). Os gráficos de análise de modelo por ajuste anexos confirmam que as medições para cada amostra de solo são graficamente ilustradas nas figuras 1 a 20 e incluem plotagens que ilustram a curva de inclinação média 25 e limites de erro superiores e inferiores 30, 35 para cada amostra como resumida na tabela 3 abaixo:
[0074] Como a Tabela 3 e as Figuras 1 a 20 correspondentes ilustram, as Amostras B, E, F, G, I e J foram consideradas como “composições umectantes eficazes” para o uso em todos os solos representativos como determinado pelo método da presente invenção porque forneceram um aumento do valor de inclinação ao longo do comprimento da curva de inclinação média 25 de 0 a 86,5 ppm da composição umectante na amostra de solo e porque o valor p médio destas amostras foi menor do que 0,05 por pelo menos três tipos de solo testados. Inversamente, as Amostras A, C, D e H, enquanto cada uma das “composições umectantes eficazes” consideradas em certos solos representativos, foram consideradas “não eficazes” para o uso em todos os solos representativos pelo método fornecido porque não fornecem um aumento do valor de inclinação ao longo do comprimento da curva de inclinação média 25 de 0 a 86,5 ppm de composição umectante na amostra de solo e um valor p médio menor do que 0,05 para os pelo menos 3 tipos de solos testados.
[0075] A presente descrição foi descrita de uma maneira ilustrativa e deve ser entendido que a terminologia que foi usada é pretendida estar na natureza das palavras de descrição em vez de limitação. Muitas modificações e variações da presente descrição são possíveis na luz das explicações acima. Portanto, deve ser entendido que dentro do escopo das reivindicações anexas, a presente descrição pode ser praticada de outra maneira que não a especificamente descrita.
Claims (14)
1. Composição umectante eficaz para aumentar a retenção de umidade em um solo, caracterizada pelo fato de que a composição umectante consiste de uma composição da fórmula Y[Za(CH2CH2O)b(CH2CHCH3O)cH]x, em que Y é derivado de um composto orgânico tendo grupos hidroxila reativos x; Z representa um copolímero hetérico derivado do produto de reação de alcoxilação de óxido de etileno e óxido de propileno, o subscrito a é um número positivo, o subscrito b é zero ou um número positivo, o subscrito c é zero ou um número positivo, o subscrito x é um ou maior, e em que o peso molecular em peso médio da composição varia de 2000 a 6000 g/mol, em que a composição compreende o produto de reação de: 3% em peso de um álcool trifuncional, 10 a 15% em peso de óxido de etileno e 82 a 87% em peso de óxido de propileno, ou o produto de reação de: 3 a 8% em peso de um álcool monofuncional ou álcool bifuncional, 82 a 87% em peso de óxido de etileno e 0 a 10% em peso de óxido de propileno, em que a composição umectante fornece um aumento de teor de umectação médio do solo ao qual a composição é aplicada ao longo da totalidade de um comprimento da curva de inclinação média gerada a partir de um nível de concentração de umectante mínimo até um nível de concentração de umectante máximo, em que a curva de inclinação média é gerada pela plotagem de um teor de umectação médio de dito solo tendo dita composição umectante ali aplicada em níveis de concentração a partir do nível de concentração de umectante mínimo até o nível de concentração de umectante máximo, e em que a curva de inclinação média gerada tem um valor p de 0,05 ou menos.
2. Composição umectante de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a composição umectante fornece um aumento de teor de umectação médio ao longo da totalidade do comprimento da curva de inclinação média gerada a partir de um nível de concentração de umectante mínimo até um nível de concentração de umectante máximo em pelo menos três solos selecionados do grupo que consiste de solo Dinuba, solo Los Banos, solo Lubbock e solo Nebraska, e em que a curva de inclinação média gerada em pelo menos três solos selecionados do grupo que consiste de solo Dinuba, solo Los Banos, solo Lubbock e solo Nebraska tem um valor p de 0,05 ou menos.
3. Composição umectante de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o peso molecular em peso médio da composição varia de 2700 a 3300 g/mol
4. Composição umectante de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que Y é derivado de uma mistura de pelos menos dois compostos orgânicos tendo um número diferente de grupos hidroxila reativos.
5. Composição umectante de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que Y é derivado de um composto orgânico tendo um grupo hidroxila reativo.
6. Composição umectante de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que Y é derivado de um composto orgânico tendo mais de um grupo hidroxila reativo.
7. Composição umectante de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que (CH2CHCH3O)c está presente e compreende no máximo 10% em peso do peso total da composição.
8. Composição umectante de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a composição compreende o produto de reação de: 3% em peso de um álcool trifuncional, 10 a 15% em peso de óxido de etileno e 82 a 87% em peso de óxido de propileno, em que a % em peso dos componentes (i)-(iii) é baseada no peso total da composição; e em que (CH2CHCH3O)c está presente e compreende no máximo 10% em peso do peso total da composição.
9. Composição umectante de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o subscrito b é zero.
10. Composição umectante de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o subscrito b é zero e o subscrito c é zero.
11. Composição umectante de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que que a composição umectante consiste de uma composição da fórmula Y[Za(CH2CH2O)b(CH2CHCH3O)cH]x, em que é derivado de um composto orgânico tendo um grupo hidroxila reativos; Z representa um copolímero hetérico derivado do produto de reação de alcoxilação de óxido de etileno e óxido de propileno, o subscrito a é um número positivo, o subscrito b é zero ou um número positivo, o subscrito c é zero ou um número positivo, em que a composição compreende o produto de reação de: 3 a 8% em peso de um álcool monofuncional, 82 a 87% em peso de óxido de etileno e ) 0 a 10% em peso de óxido de propileno, em que a composição umectante fornece um aumento de teor de umectação médio do solo ao qual a composição é aplicada ao longo da totalidade de um comprimento de uma curva de inclinação média gerada a partir de um nível de concentração de umectante mínimo até um nível de concentração de umectante máximo, em que a curva de inclinação média é gerada pela plotagem de um teor de umectação médio de dito solo tendo dita composição umectante ali aplicada em níveis de concentração a partir do nível de concentração de umectante mínimo até o nível de concentração de umectante máximo, e em que a curva de inclinação média gerada tem um valor p de 0,05 ou menos.
12. Solo tratado, caracterizado pelo fato de que compreende: solo e uma composição umectante de acordo a reivindicação 1 aplicada no solo em uma quantidade que varia de maior do que 0 partes a 86,5 partes da composição de umectante por partes por milhão do solo.
13. Solo tratado de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o subscrito b é zero.
14. Solo tratado de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o subscrito b é zero e o subscrito c é zero.
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