BR112016009683B1

BR112016009683B1 - Folha que compreende fibras e fibrilas

Info

Publication number: BR112016009683B1
Application number: BR112016009683-5A
Authority: BR
Inventors: Kiu-Seung Lee
Original assignee: E. I. Du Pont De Nemours And Company
Priority date: 2013-10-30
Filing date: 2014-10-29
Publication date: 2021-11-16
Also published as: KR102351348B1; EP3063318B1; US20150114582A1; JP2017502176A; KR20160075542A; BR112016009683A2; CN105705689B; BR112016009683B8; US9663875B2; EP3063318A1; CN105705689A; JP6356238B2; WO2015066160A1

Abstract

FOLHA QUE COMPREENDE FIBRAS E FIBRILAS. A presente invenção refere-se a uma folha que compreende fibras e fibrilas que compreendem uma mistura de pelo menos um primeiro polímero e um segundo polímero; o primeiro polímero é derivado da reação de um ou mais monômeros de amina e uma série de monômeros ácidos, em que um ou mais monômeros de amina incluem pelo menos 60% molar de 5(6)-amino-2-(p-aminofenil)benzimidazol, com base na quantidade total de monômeros de amina; e os diversos monômeros ácidos incluem aqueles que possuem estrutura CI-CO-Ar1-CO-CI e CI-CO-Ar2- CO-CI em que An é um grupo aromático que possui ligações com orientação para, Ar2 é um grupo aromático que possui ligações com orientação meta e a série de monômeros ácidos possui pelo menos 50% molar do monômero que contém o grupo aromático Ar2; e o segundo polímero é derivado da reação de metafenileno diamina e cloreto de isoftaloíla.

Description

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO CAMPO DA INVENÇÃO

[001] A presente invenção refere-se a estruturas de folha, tais como papéis, que compreendem flocos ou fibrilas elaborados com uma mistura de pelo menos dois polímeros, em que pelo menos um polímero compreende póli(metafenileno isoftalamida) (MPD-I) e o outro polímero é um copolímero elaborado com o monômero de diamina 5(6)-amino-2-(p- aminofenil)benzimidazol (DAPBI) e métodos de sua fabricação. As folhas possuem propriedades aprimoradas e uso em campos como o de isolamento elétrico.

[002] Papéis que contêm fibrilas e fibra de aramida elaboradas com soluções de homopolímero de MPD-I vêm sendo vendidos comercialmente com o nome Nomex® pela E. I. du Pont de Nemours & Company. Descobriu-se, entretanto, que, por meio de coagulação de uma solução de polímero que contém uma mistura homogênea de MPD-I com um polímero que possui características de carga opostas a MPD-I, elaborada com o monômero (DAPBI), pode ser elaborado um artigo moldado que aceita apenas tinturas ácidas. Essa característica se deve a uma surpreendente estrutura similar a núcleo e cobertura formada com aquela solução de polímero composto homogênea durante a coagulação. Também se acredita que artigos moldados na forma de fibras e/ou fibrilas, quando utilizados em folhas tais como papéis, forneçam novas propriedades de coloração para essas folhas.

[003] Além disso, acredita-se que o homopolímero de MPD-I com coagulação mais rápida force o copolímero com base em DAPBI com coagulação mais lenta a migrar para a superfície do artigo moldado durante o processo de modelagem. Acredita-se que os artigos moldados (e os produtos que contêm os artigos moldados) apresentem as propriedades aprimoradas do copolímero de DAPBI mais caro, ao mesmo tempo em que contêm quantidade significativa do homopolímero de MPD-I menos caro. Especificamente, acredita-se que os artigos moldados possuam resistência dielétrica similar a artigos feitos unicamente com o copolímero de DAPBI, que possui resistência dielétrica mais alta que o homopolímero de MPD-I. Os artigos moldados também possuem estabilidade térmica aprimorada que reflete o índice de oxigênio de limitação (LOI) de 45 para DAPBI, em comparação com o LOI mais baixo de cerca de 30 para MPD-I.

BREVE DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO

[004] A presente invenção refere-se a uma estrutura de folha que compreende fibras e fibrilas, em que as fibrilas ligam fibras individuais entre si para fornecer resistência úmida e/ou seca à folha, em que as fibras e/ou fibrilas compreendem uma mistura de pelo menos um polímero e um segundo polímero; em que o polímero possui estrutura derivada da reação de um ou mais monômeros de amina e uma série de monômeros ácidos, em que: i. um ou mais monômeros de amina inclui(em) pelo menos 60% em mol de 5(6)-amino-2-(p-aminofenil)benzimidazol, com base na quantidade total de monômeros de amina; e ii. a série de monômeros ácidos inclui aqueles que possuem a estrutura: Cl-CO-Ar1-CO-Cl e Cl-CO-Ar2-CO-Cl em que: - Ar1 é um grupo aromático que possui ligações para- orientadas e Ar2 é um grupo aromático que possui ligações meta-orientadas e a série de monômeros ácidos possui pelo menos 50% em mol do monômero que contém o grupo aromático Ar2; e - o segundo polímero possui estrutura derivada da reação de metafenileno diamina e cloreto de isoftaloíla.

[005] A presente invenção também se refere a fibrilas que compreendem a mesma mistura descrita acima de pelo menos um primeiro e um segundo polímero.

BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

[006] A Figura 1 é uma representação fotográfica de seção transversal de filamentos tingidos que possui composição em peso de 50% de primeiro polímero e 50% de segundo polímero, fiados através de orifícios de fieira redondos padrão.

[007] A Figura 2 é uma representação fotográfica de seção transversal de filamentos tingidos que possuem composição em peso de 35% de primeiro polímero e 65% de segundo polímero, fiados através de orifícios de Fieira Redondos Padrão.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[008] A presente invenção refere-se a uma estrutura de folha, tal como papel, que compreende fibras e fibrilas, em que as fibras agem como aglutinante empregado para ligar as fibras individuais entre si, para fornecer resistência úmida e/ou seca à folha. Os artigos moldados empregados nas folhas, nomeadamente as fibras e/ou fibrilas, compreendem uma mistura de pelo menos um primeiro polímero e um segundo polímero. O primeiro polímero pode preferencialmente ser tingido com tinturas ácidas, enquanto o segundo polímero pode ser preferencialmente tingido com tinturas básicas.

[009] O primeiro polímero possui estrutura derivada da reação de um ou mais monômeros de amina e uma série de monômeros ácidos, em que um ou mais monômeros de amina incluem pelo menos 60% em mol de 5(6)- amino-2-(p-aminofenil)benzimidazol (DAPBI), com base na quantidade total de monômeros de amina. Um primeiro polímero preferido é substancialmente elaborado a partir de 60 a 80% em mol de monômero de diamina DAPBI. Em algumas outras realizações, um ou mais monômeros de amina é(são) 100% em mol de 5(6)-amino-2-(p-aminofenil)benzimidazol (DAPBI). Em algumas realizações, um ou mais monômeros de amina incluem metafenileno diamina (MPD) além de DAPBI. Em algumas realizações, o DAPBI é combinado com 20 a 40% em mol de monômero de amina MPD, em que 60/40 DAPBI/MPD é uma combinação de preferência superior.

[0010] Um ou mais monômeros de amina são copolimerizados com uma série de monômeros ácidos em um solvente compatível para criar um copolímero. Os diversos monômeros ácidos incluem aqueles que possuem estrutura de: CI-CO-Ar1-CO-CI e CI-CO-Ar2-CO-CI em que: - Ar1 é um grupo aromático que possui ligações para- orientadas e Ar2 é um grupo aromático que possui ligações meta-orientadas. A série de monômeros possui pelo menos 50% em mol do monômero que contém o grupo aromático Ar2; - Ar1 e Ar2 podem ser quaisquer estruturas de anéis aromáticos substituídos ou não substituídos, mas são preferencialmente grupos benzeno. Um monômero ácido preferido que contém o grupo aromático Ar2 é dicloreto de isoftaloíla e um grupo aromático que contém Ar1 é dicloreto de tereftaloíla. Em algumas realizações, a série de monômeros ácidos possui 60 a 80% em mol do monômero que contém grupo aromático Ar2 que possui ligações meta-orientadas e 20 a 40% em mol do monômero que contém o grupo aromático Ar1 que possui ligações para-orientadas.

[0011] Métodos gerais úteis de elaboração do monômero 5(6)- amino-2-(p-aminofenil)benzimidazol (DAPBI) e o primeiro polímero incluem os descritos, por exemplo, nas Patentes da Federação Russa n° 2.345.988 de Vulakh et al e 2.180.369 de Machalaba et al; Patente da Grã-Bretanha n° 1.381.181 de Kudryavtsev et al; e Patentes Norte-Americanas n° 3.511.819 de Bleasdale e 3.354.127 de Hill et al.

[0012] Em algumas realizações, o primeiro polímero pode ser tingido com uma ou mais tinturas ácidas; ou seja, o polímero aceita e pode ser colorido por uma tintura que possui um centro positivo que busca carga negativa (ou com deficiência de elétrons).

[0013] O segundo polímero possui estrutura derivada da reação de metafenileno diamina e cloreto de isoftaloíla. O segundo polímero preferido é póli(metafenileno isoftamida) na forma de homopolímero de poliamida. Como aramida, ele possui pelo menos 85% das ligações de amida (-CONH-) ligadas diretamente a dois anéis aromáticos. Os anéis podem ser substituídos ou não substituídos. O segundo polímero preferido é uma meta-aramida, em que os dois anéis ou radicais possuem orientação meta entre si ao longo da cadeia molecular. Preferencialmente, o segundo polímero derivado da reação de metafenileno diamina e cloreto de isfotaloíla possui não mais de 10% de outras diaminas substituídas para uma metafenileno diamina primária utilizada na formação do polímero ou não mais de 10% de outros cloretos diácidos substituídos para um cloreto de isoftaloíla utilizado na formação do polímero.

[0014] Métodos gerais úteis de elaboração do segundo polímero e especificamente póli(metafenileno isoftalamida) (MPD-I) incluem os descritos, por exemplo, nas Patentes Norte-Americanas n° 3.063.966, 3.227.793, 3.287.324, 3.414.645 e 5.667.743.

[0015] Em algumas realizações, o segundo polímero pode ser tingido com uma ou mais tinturas básicas; ou seja, o polímero aceita e pode ser tingido por uma tintura que possui um centro negativo que procura carga positiva (ou rico em elétrons).

[0016] A mistura homogênea de pelo menos um primeiro polímero e um segunda polímero utilizado para elaborar os artigos moldados contém preferencialmente 25 a 80% em peso do primeiro polímero, com base na quantidade total de primeiro polímero e segundo polímero. Quando o artigo moldado contiver apenas o primeiro polímero e o segundo polímero, o artigo moldado contém preferencialmente de 25 a 80% em peso do primeiro polímero e de 20 a 75% em peso do segundo polímero.

[0017] Em algumas realizações, a mistura homogênea de pelo menos um primeiro polímero e um segundo polímero empregada para elaborar o artigo moldado contém preferencialmente de 25 a 50% em peso do primeiro polímero, com base na quantidade total de primeiro polímero e de segundo polímero.

[0018] Embora outros polímeros e copolímeros possam ser misturados com a mistura dos primeiro e segundo polímeros, em uma realização preferida, a mistura contém apenas o primeiro copolímero combinado com o segundo homopolímero.

[0019] O pelo menos um primeiro polímero e segundo polímero podem ser preferencialmente elaborados independentemente por meio de policondensação de um ou mais tipos de monômero de diamina com um ou mais tipos de monômeros de cloreto em um solvente dialquil amida tal como N- metil pirrolidona, dimetil acetamida ou suas misturas. Em algumas realizações, o solvente preferido é dimetil acetamida. Em algumas realizações das polimerizações deste tipo, também está presente um sal inorgânico tal como cloreto de lítio ou cloreto de cálcio. Se desejado, o polímero pode ser isolado por meio de precipitação com não solvente tal como água, neutralizado, lavado e seco. O polímero pode também ser elaborado por meio de polimerização interfacial que produz pó de polímero diretamente, que pode ser dissolvido em seguida em solvente para produção de fibras.

[0020] A fibra é fiada a partir de uma mistura homogênea de pelo menos um primeiro polímero e um segundo polímero em solução. Uma solução apropriada para fiação de fibras que contêm a mistura homogênea pode ser atingida por uma série de formas. Estas incluem polimerização do primeiro polímero em solvente e isolamento daquele primeiro polímero na forma de sólido, polimerização separada em seguida do segundo polímero em solvente e isolamento daquele segundo polímero na forma de sólido. Os dois sólidos são misturados em seguida para formar uma mistura de sólidos e dissolvidos em um solvente apropriado em quantidade que forma uma solução homogênea dos polímeros apropriados para a fiação de fibras. Alternativamente, o primeiro polímero pode ser polimerizado em solvente para formar uma primeira solução de polímero e o segundo polímero pode ser polimerizado em solvente para formar uma segunda solução de polímero. As duas soluções podem ser misturadas em seguida para formar uma solução homogênea de polímeros apropriada para fiação de fibras. São possíveis outras combinações desses métodos, bem como outros métodos possíveis de formação de solução que seja apropriada para a fiação de fibras que contém uma mistura homogênea pelo menos do primeiro polímero e do segundo polímero.

[0021] A fiação de fibras pode ser realizada através de uma fieira com múltiplos orifícios por meio de fiação úmida, fiação a seco ou fiação úmida por jato de ar (também conhecida como fiação por intervalo de ar) para criar um fio multifilamentar ou estopa, como é conhecido na técnica. As fibras do fio multifilamentar ou estopa após a fiação podem então ser tratadas para neutralizar, lavar, secar ou aquecer as fibras conforme o necessário, empregando métodos convencionais para elaborar fibras úteis e estáveis. Exemplos de processos de fiação seca, úmida e úmida a jato seco são descritos nas Patentes Norte-Americanas n° 3.063.966, 3.277.793, 3.287.324, 3.414.645, 3.869.430, 3.869.429, 3.767.756 e 5.667.743.

[0022] Descobriu-se que, quando a solução homogênea da mistura de polímeros descrita no presente é fiada através de uma fieira que possui orifícios regulares ou capilares compreendidos de orifícios isolados, os filamentos que são formados possuem surpreendente estrutura similar a cobertura e núcleo. Surpreendentemente, acredita-se que essa estrutura seja formada durante a coagulação dos filamentos de dopagem e não necessita de capilares ou orifícios de fieira projetados de cobertura e núcleo especiais. Em outras palavras, o inventor descobriu que a fibra, quando fiada a partir de uma única solução homogênea que contém uma mistura de polímeros, possui diferentes quantidades desses polímeros distribuídos radialmente naquela fibra.

[0023] Para os propósitos do presente, o termo “fibra” é definido como um corpo macroscopicamente homogêneo relativamente flexível, que possui alta razão entre comprimento e largura da área de seção transversal perpendicular àquele comprimento. A seção transversal da fibra pode ter qualquer formato, mas é tipicamente redonda. Preferencialmente, as fibras são geralmente sólidas sem orifícios ou espaços macroscópicos, nem regiões abertas anulares. No presente, a expressão “filamento” ou “filamento contínuo” é utilizada de forma intercambiável com o termo “fibra”.

[0024] Seção transversal da fibra coagulada revela que a fibra possui uma primeira zona rica em polímero para a cobertura, segunda zona rica em polímero para o núcleo e uma zona de transição que possui uma combinação dos primeiro e segundo polímeros. A espessura da primeira cobertura da zona rica em polímero e da segunda zona rica em polímero é determinada pelas quantidades relativas do primeiro polímero e do segundo polímero na solução homogênea. A surpreendente estrutura de núcleo e cobertura é ilustrada na Fig. 1 e na Fig. 2. A Fig. 1 é uma representação fotográfica de filamentos coagulados elaborados com uma mistura homogênea de 50% em peso de polímero MPD-I e 50% em peso de copolímero DABPI-I/T (60/40% em mol) que, por sua vez, foi tingido com tintura ácida. As figuras revelam que a fibra resultante possui três zonas. A primeira é uma zona rica em MPD-I no centro ou núcleo dos filamentos que é descolorida ou tem a tintura retirada pela tintura ácida. A segunda é uma zona rica em DAPBI-I/T que forma a cobertura externa e é significativamente tingida em tom escuro, que representa a capacidade de colorir ou tingir aquele copolímero com tinturas ácidas. Entre o núcleo não colorido e a cobertura colorida, encontra-se uma zona de transição parcialmente colorida ou tingida que contém uma mistura dos dois polímeros. Acredita-se que as figuras confirmem que há um gradiente entre o núcleo rico em MPD-I e a cobertura rica em DAPBI-I/T, em que a zona de transição contém uma mistura de DAPBI-I/T e MPD-I e, na zona de transição, a mistura possui percentual em peso mais alto do polímero MPD-I mais próximo do núcleo e percentual em peso mais alto do copolímero DAPBI- I/T mais próximo da cobertura. A Fig. 2 é uma representação fotográfica de cortes transversais de filamentos tingidos de forma similar elaborados com os mesmos primeiro e segundo polímeros; mas esses polímeros são elaborados com uma mistura de 65% em peso de MPD-I e 35% em peso de DAPBI-I/T (60/40% em mol). As fibras resultantes possuem uma zona de núcleo maior e uma zona de cobertura menor devido ao aumento relativo da quantidade de polímero de núcleo em comparação com o polímero de cobertura.

[0025] Embora sem restrições à teoria, acredita-se que essa surpreendente estrutura de núcleo e cobertura seja o resultado de diferentes taxas de remoção de solvente dos polímeros individuais na mistura durante a coagulação e/ou o resfriamento. Acredita-se que a taxa de coagulação do polímero MPD-I seja significativamente mais alta que a taxa de coagulação do copolímero DAPBI-I/T ou do copolímero DAPBI/MPD-I/T, o que significa que o material de núcleo (MPD-I) coagula-se em primeiro lugar, empurrando o copolímero de coagulação mais lenta (DAPBI-I/T ou DAPBI/MPD-I/T) para a superfície do filamento. Acredita-se que o processo preferido seja a condução dessa coagulação em múltiplas etapas empregando fiação úmida, em que a combinação de coagulante preferido (água) e tempo de permanência no banho de coagulação seja suficiente para permitir coagulação mais lenta e para que mais copolímero móvel seja forçado para a superfície do filamento durante a coagulação. Acredita-se, entretanto, que qualquer disposição de fiação de fibras poderá ser utilizada, considerando que foi empregado um sistema de coagulação apropriado, que envolve um coagulante apropriado e tempo de permanência apropriado.

[0026] Acredita-se ainda que a mesma teoria de coagulação também se aplique a fibrilas elaboradas por meio de fibrilação e que fibrilas formadas a partir da mistura homogênea possuam as mesmas três zonas, nomeadamente uma zona rica em MPD-I no centro da fibrila que é não colorida ou não tingida pela tintura ácida; uma zona rica em DAPBI-I/T que forma a cobertura de fibrila externa e que é significativamente tingida com tom escuro, representativo da capacidade da coloração ou tintura daquele copolímero com tinturas ácidas; e, entre o centro e a cobertura, encontra-se uma zona de transição que possui uma mistura de DAPBI-I/T e MPD-I. Acredita-se ainda que, na zona de transição, a mistura possua percentual em peso mais alto do polímero MPD-I mais próximo do centro e percentual em peso mais alto do copolímero DAPBI-I/IT mais próximo da cobertura.

[0027] Os filamentos podem ser coletados na forma de fibras de filamentos contínuos e fios multifilamentares de filamentos contínuos por meio de processos bem conhecidos dos técnicos no assunto. Fios de filamentos contínuos multifilamentares podem, por exemplo, ser elaborados enrolando-se linhas de cordões de filamentos diretamente sobre uma bobina, com ou sem torção; ou, se necessário, combinando-se linhas de cordão com múltiplos filamentos para formar fios com denier mais alto.

[0028] Para uso em algumas estruturas de folhas, os filamentos podem ser convertidos em fibras comumente conhecidas como flocos. Por “floco”, indica-se fibras que possuem comprimento de 2 a 25 milímetros, preferencialmente 3 a 7 milímetros e diâmetro de 3 a 20 micrômetros, preferencialmente 5 a 14 micrômetros. Caso o comprimento do floco seja de menos de 3 milímetros, acredita-se que ele não fornecerá resistência de estrutura de folha final adequada e, caso seja de mais de 25 milímetros, é difícil formar uma teia uniforme por meio de um método de deposição úmida. Caso o diâmetro do floco seja de menos de cinco micrômetros, pode ser difícil produzi- lo com uniformidade e capacidade de reprodução suficientes e, se for de mais de vinte micrômetros, é muito difícil formar papel uniforme com peso base leve a médio. O floco é geralmente elaborado por meio de corte de filamentos fiados contínuos em pedaços com comprimento específico.

[0029] Alternativamente, a mistura homogênea do primeiro polímero e do segundo polímero pode ser utilizada para elaborar fibrilas. O termo “fibrilas”, da forma utilizada no presente, indica um produto de polímero muito finamente dividido de partículas pequenas, em forma de filme e essencialmente bidimensionais, que possuem comprimento e largura da ordem de 100 a 1000 micrômetros e espessura apenas na faixa de 0,1 a 1 micrômetro.

[0030] As fibrilas não são fibras, mas são fibrosas porque possuem regiões similares a fibras conectadas por teias. Algumas fibrilas possuem razão de aspecto de 5:1 a 10:1. Fibrilas não secas podem ser utilizadas úmidas e depositadas como aglutinante entrelaçado fisicamente em volta do floco na estrutura de folha. “Razão de aspecto” indica a dimensão máxima da fibrila, dividida pela largura máxima daquela fibrila em qualquer plano que contém a dimensão máxima na qual a largura máxima é perpendicular à dimensão máxima.

[0031] As fibrilas são tipicamente elaboradas por meio de fluxo de uma solução de polímero em um banho de líquido de coagulação que é imiscível com o solvente da solução. O fluxo de solução de polímero é submetido a forças de corte vigorosas e turbulência à medida que o polímero é coagulado. As fibrilas podem ser preparadas por meio de precipitação e corte de solução de polímero em uma única etapa, utilizando, por exemplo, os métodos e dispositivos descritos nas Patentes Norte-Americanas n° 2.988.782, 2.999.788 e 3.018.091. A Liberdade Padrão Canadense (CSF) de fibrilas elaboradas desta forma varia de cerca de 180 a mais de 800.

[0032] A estrutura de folha pode ser formada por meio de métodos de deposição seca ou deposição úmida. Em algumas realizações preferidas, utiliza-se o método de deposição úmida para formar um papel sobre equipamento de qualquer escala de telas de laboratório a maquinaria de fabricação de papel com tamanho comercial, tal como Fourdrinier, máquinas de cilindro ou máquinas de fio inclinado. O processo geral envolve a fabricação de uma dispersão de fibrilas, flocos e outros possíveis ingredientes em um líquido aquoso, drenagem do líquido da dispersão para gerar uma composição úmida e secagem da composição de papel úmido. A dispersão pode ser elaborada por meio de dispersão do floco e adição das fibrilas em seguida ou por meio de dispersão das fibrilas e adição do floco em seguida. A dispersão pode também ser elaborada por meio da combinação de uma dispersão de flocos com uma dispersão de fibrilas. A concentração de flocos na dispersão pode variar de 0,01 a 1,0% em peso com base no peso total da dispersão. A concentração das fibrilas na dispersão pode ser de até 90% em peso com base no peso total de sólidos. Ingredientes adicionais para ajuste de propriedades etc. em forma de pó ou fibrosa podem ser agregados à composição.

[0033] O líquido aquoso da dispersão é geralmente água, mas pode incluir vários outros materiais, tais como materiais de ajuste do pH, auxiliares de formação, tensoativos, desespumantes e similares. O líquido aquoso é normalmente drenado da dispersão por meio de condução da dispersão sobre uma tela ou outro suporte perfurado, que retém os sólidos dispersos e deixa passar o líquido para gerar uma composição de papel úmido. A composição de papel úmido, após sua formação sobre o suporte, normalmente é adicionalmente desidratada a vácuo ou sob outras forças de pressão e adicionalmente seca por meio de evaporação do líquido restante para formar uma estrutura de folha.

[0034] Para algumas realizações, pode-se fazer referência a Gross (Patente Norte-Americana n° 3.756.908) e Hesler et al (Patente Norte- Americana n° 5.026.456) para processos ilustrativos de formação de estruturas de folha, incluindo papéis. Se desejado, após a formação do papel, ele é calandrado entre dois rolos de calandragem aquecidos com alta temperatura e pressão dos rolos, aumentando a resistência de união do papel. Diversas pregas com composições idênticas ou diferentes podem ser combinadas entre si na estrutura de papel final durante a formação e/ou calandragem. Em uma realização, o papel possui razão em peso entre fibrilas e flocos na composição de papel de 95:5 a 10:90. Em uma realização preferida, o papel possui razão em peso entre fibrilas e flocos na composição de papel de 60:40 a 10:90. Em algumas realizações preferidas, as estruturas de folha contêm pelo menos 10% em peso de fibrilas, em que o restante é geralmente floco. Em algumas realizações, a espessura da estrutura de folha é tipicamente de 25 a 127 micrômetros. Em algumas realizações, o peso base da estrutura de folha é de 5 a 60 gramas por metro quadrado.

[0035] Em algumas realizações particularmente úteis, as estruturas de folha, incluindo papéis e fibrilas, são úteis como parte de sistemas de isolamento elétrico para diferentes dispositivos elétricos, incluindo motores, geradores e transformadores, bem como para diferentes compostos estruturais, incluindo núcleos e folhas de rosto para painéis em sanduíche. Nessas aplicações, as estruturas de folha ou papéis podem ser utilizadas com ou sem resinas de impregnação, conforme o desejado. Diversas camadas de estruturas de folha ou papéis podem ser laminadas ou unidas entre si para criar papéis mais espessos ou cartão, tais como os conhecidos como compensado.

[0036] O floco e/ou as fibrilas podem ser coloridas empregando métodos como os descritos, por exemplo, nas Patentes Norte-Americanas n° 4.668.234, 4.755.335, 4.883.496 e 5.096.459 e podem ser utilizados para elaborar estruturas de folha coloridas, incluindo papel. Acredita-se que o floco e/ou as fibrilas possam ser coloridas antes do uso em uma estrutura de folha. Alternativamente, o floco e/ou as fibrilas podem ser formadas em uma estrutura de folha e essa estrutura de folha pode ser tingida em seguida. Um agente de assistência de tingimento, também conhecido como veículo de tintura, pode ser empregado para ajudar a aumentar a absorção da tintura pelo floco e/ou pelas fibrilas. Por meio de tingimento do floco e/ou das fibrilas com o uso de um veículo de tingimento, a cristalinidade das fibras pode aumentar. Veículos de tingimento úteis incluem aril éster, álcool benzílico ou acetofenona.

MÉTODOS DE TESTE PROCEDIMENTO DE TINGIMENTO

[0037] Preencha o módulo de tintura com 300 ml de água deionizada, 50 ml de álcool benzílico (veículo) e 0,2180 gramas de amostra e feche firmemente a tampa. Coloque o módulo de tingimento na câmara de aquecimento da máquina de tingimento Ahiba Polymat por Data Color Tipo PM 80086. Ajuste a temperatura em 70 °C e mantenha em funcionamento por dez minutos. Retire o módulo de tingimento da máquina, adicione 2% em peso de tintura, com base no peso da amostra e dissolva na solução. Coloque o módulo de tingimento de volta na máquina de tingimento, ajuste a temperatura em 130 °C e mantenha em operação por uma hora. Resfrie o banho de tingimento à temperatura ambiente e abra a máquina. Remova o módulo da máquina e abra. Retire a amostra e enxágue com água deionizada por várias vezes. Esfregue vigorosamente a amostra com detergente e retire o excesso de água. Seque a amostra em forno a 120 °C por uma noite.

[0038] A Liberdade Padrão Canadense (CSF) das fibrilas é medição da taxa em que uma suspensão diluída de fibrilas pode ser drenada e foi determinada de acordo com o Método de Teste TAPPI T 227. EXEMPLOS

[0039] A presente invenção é ilustrada, mas não se destina a ser limitada pelos exemplos a seguir. A menos que indicado em contrário, a quantidade relativa de polímero e copolímero fornecida em uma mistura é representada em percentual em peso, com base na quantidade total do polímero e copolímero misturados, e a quantidade relativa de amina ou monômeros ácidos utilizada nos copolímeros é fornecida em percentual em mol com base na quantidade total daquele tipo de monômero (amina ou monômero ácido) no copolímero. EXEMPLO 1 PREPARAÇÃO DE HOMOPOLÍMERO MPD-I

[0040] Uma solução de polímero que possui concentração de polímero MPD-I de 19,3% em peso foi elaborada conforme segue. 214,2 gramas de DMAc e 18,168 gramas (0,168 moles) de 1,3-fenilenodiamina (MPD) foram adicionados a uma chaleira de reação de um litro, equipada com um agitador de cesto e entrada/saída de nitrogênio. O conteúdo foi agitado sob cobertor de nitrogênio à temperatura ambiente até a dissolução completa das partículas sólidas de MPD. A chaleira foi colocada em seguida em um banho de água com gelo e, mediante agitação, o conteúdo foi resfriado a cerca de 10 °C. A chaleira foi removida do banho de água com gelo. Foram adicionados 38,098 gramas (0,168 moles) de dicloreto de isoftaloíla (ICI) à mistura de reação na chaleira, de uma vez. A solução tornou-se lentamente viscosa e mais espessa com o tempo. Quando a viscosidade da solução atingiu o máximo (após cerca de uma hora), 12,447 gramas (0,168 moles) de hidróxido de cálcio (Ca(OH)2) que haviam sido transformados em calda com quantidade igual de DMAc foram adicionados à solução e agitados vigorosamente em seguida até que todas as partículas sólidas de Ca(OH)2 desaparecessem. Prosseguiu-se com a agitação por uma hora adicional para completar a neutralização. A chaleira de reação foi desmontada, colocada em forno a vácuo e aquecida a 70 °C para evaporar DMAc adicional e água até que o peso da solução de polímero total fosse de 207,2 gramas. EXEMPLO 2 PREPARAÇÃO DE COPOLÍMERO DAPBI/MPD (80/20)-I/T (70/30)

[0041] 211,0 gramas de DMAc e 8,427 gramas de CaCl2 foram adicionados a uma chaleira de reação de um litro, equipada com um agitador de cesto e uma entrada/saída de nitrogênio, e aquecidos em seguida a 70 °C para dissolver completamente o CaCl2. 13,364 gramas (0,060 moles) de DAPBI (2-(p-aminofenil)-5-aminobenzimidazol) foram adicionados à solução quente e agitados até a dissolução completa de DAPBI. A solução foi resfriada em seguida à temperatura ambiente (25 °C) com agitação, 10,889 gramas (0,054 moles) de ICI (cloreto de isoftaloíla) foram adicionados de uma vez e agitados por trinta minutos. 1,765 gramas (0,016 moles) de MPD (m-fenileno diamina) foram adicionados em seguida e agitados até a dissolução completa de MPD. Em seguida, 4,562 gramas (0,022 moles) de TCl (cloreto de tereftaloíla) foram adicionados de uma vez e agitados por sessenta minutos. A solução ficou cada vez mais viscosa com o passar do tempo, a temperatura da solução subiu para 55 °C e aumentos adicionais foram controlados por meio de redução da velocidade do agitador. A concentração de polímero resultante na solução foi de 10% (p/p) e a razão em mol de CaCl2/amina foi de 1000. Para determinar a viscosidade inerente, uma pequena parte da solução foi isolada na água, lavada por várias vezes e seca em forno a vácuo a 120 °C. A viscosidade inerente medida em ácido sulfúrico (0,5 g/1 dl) foi de 2,65 dl/g. EXEMPLO 3 PREPARAÇÃO DE COPOLÍMERO DAPBI-T/I (40/60)

[0042] 372,4 gramas de DMAc e 14,10 gramas de CaCl2 foram adicionados a uma chaleira de reação de um litro, equipada com agitador de cesto e entrada/saída de nitrogênio e aquecidos a 70 °C para dissolver completamente o CaCl2. 15,825 gramas (0,071 moles) de DAPBI foram adicionados à solução quente e agitados até a dissolução do DAPBI. A solução foi resfriada à temperatura ambiente (25 °C) com agitação. Em seguida, 5,730 gramas (0,028 moles) de TCI foram adicionados de uma vez e agitados por trinta minutos, seguidos pela adição de 8,617 gramas (0,042 moles) de ICI. A mistura de reação foi agitada em seguida por sessenta minutos. A solução ficou cada vez mais viscosa ao longo do tempo, a temperatura de solução aumentou para 55 °C e aumento adicional foi controlado por meio de redução da velocidade do agitador. A concentração de polímero resultante na solução foi de 6% (p/p) e a razão em mol de CaCl2/amina foi de 1,800. Para determinar a viscosidade inerente, uma pequena parte da solução foi isolada na água, lavada por várias vezes e seca em seguida em forno a vácuo a 120 °C. A viscosidade inerente medida em ácido sulfúrico (0,5 g/1 dl) foi de 5,09 dl/g. EXEMPLO 4 PREPARAÇÃO DE MISTURA DE POLÍMEROS COM PERCENTUAL EM PESO 78/22 DE COPOLÍMERO DAPBI/MPD (80/20)-I/T (70/30) E HOMOPOLÍMERO MPD-I

[0043] 80 gramas da solução de copolímero DAPBI/MPD (80/20)- I/T (70/30) (8 g de polímero) do Exemplo 2 foram adicionados a uma chaleira de reação equipada com agitador de disco e entrada/saída de nitrogênio. 150 gramas da solução de homopolímero MPD-I (28,95 g de polímero) do Exemplo 1 foram adicionados e agitados por uma hora em alta velocidade. A temperatura de solução foi controlada abaixo de 55 °C. A solução de mistura foi colocada em forno a vácuo à temperatura ambiente por uma noite para remover bolhas geradas durante a mistura. A solução resultante foi clara e transparente, o que demonstra que a mistura era compatível e pôde ser fiada em fibras. EXEMPLO 5 PREPARAÇÃO DE MISTURA DE POLÍMEROS COM PERCENTUAL EM PESO DE 20/80 DE COPOLÍMERO DAPBI-I/T (60/40) E HOMOPOLÍMERO MPD-I

[0044] 120 gramas da solução de copolímero DAPBI-I/T (60/40) (7,24 g de polímero) do Exemplo 3 foram adicionados a uma chaleira de reação equipada com agitador de disco e entrada/saída de nitrogênio. 150 gramas da solução de homopolímero MPD-I (28,95 g de polímero) do Exemplo 1 foram adicionados e agitados por uma hora em alta velocidade. A temperatura de solução foi controlada abaixo de 55 °C. A solução de mistura foi colocada em forno a vácuo à temperatura ambiente por uma noite para remover bolhas geradas durante a mistura. A solução resultante era clara e transparente, o que demonstra que a mistura era compatível e capaz de ser fiada em fibras. EXEMPLO 6 PREPARAÇÃO DE MISTURA DE POLÍMEROS COM PERCENTUAL EM PESO 50/50 DE COPOLÍMERO DAPBI-I/T (60/40) E HOMOPOLÍMERO MPD-I

[0045] 475 gramas da solução de copolímero DAPBI-I/T (60/40) (28,95 gramas de polímero) do Exemplo 3 foram adicionados a uma chaleira de reação equipada com agitador de disco e entrada/saída de nitrogênio. 150 gramas da solução de MPD-I (28,95 g de polímero) do Exemplo 1 foram adicionados e agitados por uma hora em alta velocidade. A temperatura da solução foi controlada abaixo de 55 °C. A solução de mistura foi colocada em forno a vácuo à temperatura ambiente por uma noite para remover bolhas geradas durante a mistura. A solução resultante era clara e transparente, o que demonstra que a mistura era compatível e foi capaz de ser fiada em fibras. EXEMPLO DE COMPARAÇÃO A PREPARAÇÃO DE MISTURA DE POLÍMEROS COM PERCENTUAL EM PESO 22/78 INCOMPATÍVEL DE COPOLÍMERO DAPBI/MPD (50/50)-I/T (25/75) E HOMOPOLÍMERO MPD-I

[0046] Foi elaborado um copolímero DAPBI/MPD (50/50)-I/T (25/75) conforme segue. 297,1 gramas de DMAc e 11,242 gramas de CaCl2 foram adicionados a uma chaleira de reação de um litro, equipada com um agitador de cesto e uma entrada/saída de nitrogênio e aquecida em seguida a 70 °C para dissolver completamente o CaCl2. 7,571 gramas (0,034 moles) de DAPBI foram adicionados à solução quente e agitados até a dissolução completa do DAPBI. A essa solução, foram adicionados e dissolvidos 3,651 gramas (0,034 moles) de MPD. A solução foi resfriada à temperatura ambiente (25 °C) mediante agitação. Em seguida, 10,306 gramas (0,054 moles) de TCl foram adicionados de uma vez, agitados por cinco minutos e, em seguida, 3,435 gramas (0,017 moles) de ICl foram adicionados e agitados por sessenta minutos. A solução ficou cada vez mais viscosa com o tempo, a temperatura da solução elevou-se para 55 °C e aumentos adicionais foram controlados por meio de redução da velocidade do agitador. A concentração de polímero resultante na solução foi de 6% (p/p) e a razão em mol entre CaCl2 e amina foi de 1,500. Para determinar a viscosidade inerente, uma pequena parcela da solução foi isolada em água, lavada por várias vezes e seca em seguida em forno a vácuo a 120 °C. A viscosidade inerente medida em ácido sulfúrico (0,5 g/1 dl) foi de 3 dl/g.

[0047] 133 gramas da solução de copolímero DAPBI/MPD (50/50)- I/T (25/75) (8 gramas de polímero) foram adicionados a uma chaleira de reação equipada com agitador de disco e entrada/saída de nitrogênio. 150 gramas da solução de MPD-I (28,95 gramas de polímero) foram adicionados e agitados por uma hora sob alta velocidade. O percentual de copolímero foi de 21,6% (p/p) na mistura. A temperatura de solução foi controlada abaixo de 55 °C. A solução de mistura foi colocada em forno a vácuo à temperatura ambiente por uma noite para remover bolhas geradas durante a mistura. A solução resultante separou-se em duas fases, uma camada superior transparente e uma camada inferior opaca, o que significa que esta solução não pôde ser fiada em fibras. EXEMPLO DE COMPARAÇÃO B PREPARAÇÃO DE MISTURA DE POLÍMERO COM PERCENTUAL EM PESO 22/78 INCOMPATÍVEL DE COPOLÍMERO DAPBI/MPD (40/60)-T E HOMOPOLÍMERO MPD-I

[0048] 375,5 gramas de DMAc e 9,750 g de CaCl2 foram adicionados a uma chaleira de reação de um litro equipada com um agitador de cesto e uma entrada/saída de nitrogênio e aquecidos em seguida a 70 °C para dissolver completamente o CaCl2. 7,880 gramas (0,035 moles) de DAPBI foram adicionados à solução quente e agitados até a dissolução completa do DAPBI. A esta solução, foram adicionados 5,699 gramas (0,053 moles) de MPD. A solução foi resfriada à temperatura ambiente (25 °C) mediante agitação. 17,177 gramas (0,085 moles) de TCI foram adicionados em seguida de uma vez e agitados por sessenta minutos. A solução ficou cada vez mais viscosa ao longo do tempo, a temperatura de solução aumentou para 55 °C e aumentos adicionais foram controlados por meio de redução da velocidade do agitador. A concentração de polímero resultante na solução foi de 6% (p/p) e a razão em mol de CaCl2/amina foi de 1000. Para determinar a viscosidade inerente, uma pequena parte da solução foi isolada na água, lavada por várias vezes e seca em forno a vácuo a 120 °C. A viscosidade inerente medida em ácido sulfúrico (0,5 g/1 dl) foi de 2,89 dl/g.

[0049] 133 gramas da solução de copolímero DAPBI/MPD (40/60)-T (8 gramas de polímero) foram adicionados a uma chaleira de reação equipada com agitador de disco e entrada/saída de nitrogênio. 150 gramas da solução de MPD-I (28,95 gramas de polímero) foram adicionados e agitados por uma hora em alta velocidade. O percentual de copolímero foi de 21,6% (p/p) na mistura. A temperatura de solução foi controlada abaixo de 55 °C. A solução de mistura foi colocada em forno a vácuo à temperatura ambiente por uma noite para remover bolhas geradas durante a mistura. A solução resultante exibiu separação de microfases. A solução pareceu opaca com aparência de queijo cottage em forma de xarope. Esta solução não pôde ser fiada em fibras. EXEMPLO 7 PREPARAÇÃO DE FIBRAS A PARTIR DE MISTURA DE POLÍMERO COM PERCENTUAL EM PESO 78/22 DE COPOLÍMERO DAPBI/MPD (80/20)-I/T (70/30) E HOMOPOLÍMERO MPD-I

[0050] A mistura de polímeros 78/22 transparente de copolímero DAPBI/MPD (80/20)-I/T (70/30) e homopolímero MPD-I do Exemplo 4 foi carregada na seringa metálica muito cuidadosamente para evitar a captura de bolhas de ar. A seringa cheia foi colocada sobre a unidade de fiação úmida da seringa e a mistura de polímeros à temperatura ambiente foi bombeada para fora da seringa através de uma fieira de 136 orifícios com capilares de 63,5 micrômetros. Após o enchimento completo do sistema com a solução e estabelecimento de fluxo total a partir da fieira, a fieira foi imersa abaixo da superfície de um banho de coagulação de água mantido à temperatura ambiente. Os filamentos extrudados fiados úmidos passaram através do banho de coagulação a 4,5 metros por minuto e foram enrolados sobre uma bobina de metal perfurada. A densidade linear dos filamentos foi de cerca de 2 a 3 denier por filamento. A bobina resultante foi colocada em seguida em água deionizada para extrair o solvente e a água foi substituída por várias vezes para garantir boa remoção do solvente. Os filamentos foram secos em um tubo quente a 250 °C e recolhidos sobre uma bobina. EXEMPLO 7 PREPARAÇÃO DE FIBRAS A PARTIR DE MISTURA DE POLÍMERO COM PERCENTUAL EM PESO 20/80 DE COPOLÍMERO DAPBI-I/T (60/40) DE HOMOPOLÍMERO MPD-I

[0051] Filamentos secos sobre uma bobina foram elaborados como no Exemplo 7 utilizando a mistura de polímeros 20/80 de copolímero DAPBI-I/T (60/40) e homopolímero MPD-I do Exemplo 5. EXEMPLO 9 PREPARAÇÃO DE FIBRAS A PARTIR DE MISTURA DE POLÍMEROS COM PERCENTUAL EM PESO 50/50 DE COPOLÍMERO DAPBI-I/T (60/40) E HOMOPOLÍMERO MPD-I

[0052] Filamentos secos sobre uma bobina foram elaborados como no Exemplo 7 utilizando a mistura de polímeros 50/50 de copolímero DAPBI-I/T (60/40) e homopolímero MPD-I do Exemplo 6. EXEMPLO 10 CAPACIDADE DE TINGIMENTO DE FILAMENTOS ELABORADOS COM MISTURA POLIMÉRICA

[0053] Amostras de fibra das bobinas de filamentos elaboradas nos Exemplos 8, 9 e 10 foram testadas para determinar a capacidade de tingimento por meio do método de teste Procedimento de Tingimento e propriedades físicas. Todas as amostras de fibra foram consideradas tingíveis com tinturas ácidas e possuem tenacidades de fibra na faixa de 2 a 4 gramas por denier, dependendo da composição de polímero. EXEMPLO 11 EFEITO DE TINTURAS ÁCIDAS E BÁSICAS

[0054] Para examinar adicionalmente o efeito do tipo de tintura, o processo de fiação de fibras do Exemplo 7 foi utilizado para fiar uma primeira fibra controle utilizando 100% do copolímero DAPBI-T/I (40/60) do Exemplo 3. Uma segunda fibra controle foi também elaborada utilizando o processo de fiação de fibras do Exemplo 7, utilizando 100% do homopolímero MPD-I do Exemplo 1.

[0055] Além disso, seguindo os procedimentos dos Exemplos 5 e 6, foi elaborada uma mistura de polímeros 35%/65% do copolímero DAPBI-T/I (40/60) do Exemplo 3 e homopolímero MPD-I do Exemplo 1 e a fibra foi fiada a partir daquela mistura de polímeros utilizando o processo do Exemplo 7.

[0056] Estas três fibras, em conjunto com a fibra da mistura de polímeros 50/50 de copolímero DAPBI-I/T (60/40) e homopolímero MPD-I dos Exemplos 9 foram tingidas em seguida com tinturas ácidas e básicas por meio do método de teste Procedimento de Tingimento. As tinturas ácida e básica foram tinturas vermelhas.

[0057] São exibidos resultados para as várias composições da Tabela. As duas fibras controle exibiram a característica natural do polímero a 100%. Fibra de DAPBI-I/T a 100% aceita facilmente tintura ácida e foi tingida com cor vermelha. Tinturas básicas não tingiram a fibra de vermelho. Fibra de MPD-I a 100% foi apenas levemente tingível com tintas básicas vermelhas, ilustrando o desafio geral de tingimento do homopolímero. A fibra de MPD-I foi ainda menos tingível com tinturas ácidas, sendo apenas levemente tingida. As fibras feitas com a mistura desses polímeros demonstram surpreendente capacidade de tingimento (a capacidade de tingimento de DAPBI-I/T) devido à posição inesperada do polímero DAPBI-I/T sobre a superfície externa da fibra. TABELA

EXEMPLO DE COMPARAÇÃO C FIBRA DE SOLUÇÃO DE MISTURA DE HOMOPOLÍMERO DE POLIACRILONITRILA E MPD-I

[0058] Utilizando equipamento de reação como nos exemplos anteriores, 20 gramas de homopolímero de poliacrilonitrila foram dissolvidos em 80 gramas de DMAc à temperatura ambiente por meio de agitação com agitador de cesto sob nitrogênio à temperatura ambiente na chaleira de reação. O polímero foi completamente dissolvido no solvente, elaborando uma solução clara/transparente.

[0059] 296 gramas da solução de MPD-I a 19,3% em DMAc/CaCl2 do Exemplo 1 foram adicionados à solução de homopolímero de poliacrilonitrila preparada acima e misturados por uma hora em alto corte. A solução de mistura foi colocada em forno a vácuo a 50 °C por uma noite para retirada dos gases. Esta solução foi empregada para fiação úmida utilizando o mesmo procedimento descrito no Exemplo 7. A fibra foi lavada e seca da mesma forma que no Exemplo 7.

[0060] A fibra resultante foi colocada em máquina de tingimento e tingida com tinturas básicas utilizando o mesmo método de teste Procedimento de Tingimento. Como controle, fibra de MPD-I a 100% também foi tingida com tinturas básicas utilizando o mesmo método de teste Procedimento de Tingimento.

[0061] A fibra elaborada com a mistura de homopolímero de poliacrilonitrila e MPD-I foi colorida ou tingida, bem como fibra de MPD-I a 100%. Isso indica que a separação de núcleo e cobertura dos componentes de polímero na mistura de homopolímero de poliacrilonitrila e MPD-I não ocorreu, pois o homopolímero de poliacrilonitrila por si próprio não pode ser tingido com tinturas básicas. Caso houvesse sido formada uma fibra de núcleo e cobertura com homopolímero de poliacrilonitrila na cobertura, ele não deveria haver sido tingível. Testes subsequentes demonstraram que, como copolímeros de DAPBI-I/T, a velocidade de coagulação de homopolímero de acrilonitrila à temperatura ambiente é mais baixa que a velocidade de coagulação de MPD-I; mas a mistura de homopolímero de poliacrilonitrila e polímero de MPD-I não fornece a fibra similar desejada. EXEMPLO 12 PREPARAÇÃO DE FIBRILAS A PARTIR DE MISTURA DE POLÍMEROS 78/22 DE COPOLÍMERO DAPBI-I/T E HOMOPOLÍMERO MPD-I

[0062] Quatro amostras da mistura de polímeros 78/22 em solução do Exemplo 4 são adicionalmente diluídas por meio da adição de DMAc para formar quatro soluções individuais contendo 2, 4, 6 e 12% em peso de sólidos. As quatro soluções são aquecidas em seguida a 70 °C em banho de água quente por mais de três horas. Isso fornece viscosidades de solução adequadas para fibrilação em laboratório. Uma solução precipitante é preparada por meio da adição de 60 gramas de DMAc em 240 gramas de água deionizada (razão em peso de 1:4). A solução precipitante é despejada em seguida em um recipiente misturador Waring®. A solução de polímero é adicionada lentamente à solução precipitante enquanto o misturador é definido em velocidade média/estável. O fluxo de solução de polímero é mantido com menos de 5 mm de largura à medida que ele entra no misturador. Após dois minutos de agitação contínua, o misturador é suspenso. Agitação mais longa flocula as partículas de fibrilas em substâncias indesejáveis.

[0063] O conteúdo completo do recipiente misturador é despejado em funil de Buchner com tamanho de filtro 54 e o líquido é removido. O conteúdo filtrado é lavado diversas vezes em seguida com água deionizada para remover completamente o solvente (DMAc e CaCl2). As fibrilas úmidas resultantes são transferidas para um saco plástico e armazenadas úmidas para o processo de fabricação de papel. A Liberdade Padrão Canadense (CSF) de fibrilas elaboradas desta forma varia de cerca de 180 a mais de 800. As fibrilas aceitam coloração de tinturas ácidas. EXEMPLO 13 PREPARAÇÃO DE FIBRILAS A PARTIR DE MISTURA DE POLÍMEROS 20/80 DE COPOLÍMERO DAPBI-I/T E HOMOPOLÍMERO MPD-I

[0064] O Exemplo 12 é repetido utilizando a mistura de polímeros 20/80 em solução do Exemplo 5. A Liberdade Padrão Canadense (CSF) de fibrilas elaboradas desta forma varia de cerca de 180 a mais de 800. As fibrilas aceitam coloração de tinturas ácidas. EXEMPLO 14 PREPARAÇÃO DE FIBRILAS A PARTIR DE MISTURA DE POLÍMEROS 50/50 DE COPOLÍMERO DAPBI-I/T E HOMOPOLÍMERO MPD-I

[0065] O Exemplo 12 é repetido utilizando a mistura de polímeros 50/50 em solução do Exemplo 6. A Liberdade Padrão Canadense (CSF) de fibrilas elaboradas desta forma varia de cerca de 180 a mais de 800. As fibrilas aceitam coloração de tinturas ácidas. EXEMPLO 15 PREPARAÇÃO DE PAPÉIS UTILIZANDO FIBRILAS DA MISTURA DE POLÍMEROS 78/22 DE COPOLÍMERO DAPBI-I/T E HOMOPOLÍMERO MPD-I

[0066] Quatro amostras de papéis compostos de 50% em peso de floco MPD-I e 50% em peso das fibrilas do Exemplo 12 são elaboradas conforme segue.

[0067] Para cada amostra de papel, 2,5 gramas de cada uma das amostras de fibrilas úmidas do Exemplo 12 e 2,5 gramas de fibra (floco) Nomex cortada a 6,35 mm são dispersos em 2500 ml de água deionizada e adicionados a um misturador de laboratório (aparelho de avaliação de polpa British). A mistura é agitada por dois minutos a uma calda bem dispersa.

[0068] A calda é despejada em seguida com quatro litros de água adicionais em um “molde de folha de mão” de cerca de 21 x 21 cm e uma folha depositada úmida é formada à medida que a água é drenada por gravidade. A folha é colocada em seguida entre dois pedaços de papel mata-borrão, moldada a mão com um pino de rolamento e seca em um secador de folhas manuais a 180 °C. A folha seca é calandrada utilizando uma placa sob pressão a 300 °C e pressão linear de cerca de 800 psi. O papel aceita coloração de tinturas ácidas. EXEMPLO 16 PREPARAÇÃO DE PAPÉIS UTILIZANDO FIBRILAS A PARTIR DE MISTURA DE POLÍMEROS 20/80 DE COPOLÍMERO DAPBI-I/T E HOMOPOLÍMERO MPD-I

[0069] O Exemplo 15 é repetido, mas as fibrilas são substituídas pelas fibrilas do Exemplo 13. O papel aceita coloração de tinturas ácidas. EXEMPLO 17 PREPARAÇÃO DE PAPÉIS UTILIZANDO FIBRILAS A PARTIR DE MISTURA DE POLÍMEROS 50/50 DE COPOLÍMERO DE DAPBI-I/T E HOMOPOLÍMERO MPD-I

[0070] O Exemplo 15 é repetido, mas as fibrilas são substituídas pelas fibrilas do Exemplo 14. O papel aceita coloração de tinturas ácidas. EXEMPLO 18 PREPARAÇÃO DE PAPÉIS UTILIZANDO FLOCO DE MISTURA DE POLÍMEROS 78/22 DE COPOLÍMERO DAPBI-I/T E HOMOPOLÍMERO MPD-I

[0071] Um papel composto de 50% em peso de flocos, elaborado com a fibra do Exemplo 7 e 50% em peso das fibrilas de MPD-I, elaboradas utilizando o processo do Exemplo 12, mas empregando homopolímero MPD-I, é elaborado conforme segue. A fibra do Exemplo 7 é cortada em comprimentos de 6,3 mm para elaborar flocos e 2,5 gramas deste floco em conjunto com 2,5 gramas de fibrilas de MPD-I úmidas são dispersos em 2500 ml de água deionizada e adicionados a um misturador de laboratório (aparelho de avaliação de polpa British). A mistura é agitada por dois minutos em calda bem dispersa.

[0072] A calda é despejada em seguida com quatro litros de água adicionais em um “molde de folha manual” de cerca de 21 x 21 cm e uma folha depositada úmida é formada à medida que a água é drenada por gravidade. A folha é colocada em seguida entre dois pedaços de papel mata-borrão, formada manualmente com um pino de rolamento e seca em um secador de folhas manuais a 180 °C. A folha seca é calandrada utilizando uma placa de pressão a 300 °C e pressão linear de cerca de 800 psi. O papel aceita coloração de tinturas ácidas. EXEMPLO 19 PREPARAÇÃO DE PAPÉIS UTILIZANDO FLOCO DE MISTURA DE POLÍMEROS 20/80 DE COPOLÍMERO DAPBI-I/T E HOMOPOLÍMERO MPD-I

[0073] O Exemplo 18 é repetido, mas o floco é substituído por floco elaborado com a fibra do Exemplo 8. O papel aceita coloração de tinturas ácidas. EXEMPLO 20 PREPARAÇÃO DE PAPÉIS UTILIZANDO FLOCO DE MISTURA DE POLÍMEROS 50/50 DE COPOLÍMERO DAPBI-I/T E HOMOPOLÍMERO MPD-I

[0074] O Exemplo 18 é repetido, mas o floco é substituído por floco elaborado com a fibra do Exemplo 9. O papel aceita coloração de tinturas ácidas. EXEMPLO 21 PREPARAÇÃO DE PAPÉIS UTILIZANDO FLOCO E FIBRILAS DA MISTURA DE POLÍMEROS 78/22 DE COPOLÍMERO DAPBI-I/T E HOMOPOLÍMERO MPD-I

[0075] O Exemplo 18 é repetido, mas as fibrilas são substituídas pelas fibrilas do Exemplo 12. O papel aceita coloração de tinturas ácidas. EXEMPLO 22 PREPARAÇÃO DE PAPÉIS UTILIZANDO FLOCO E FIBRILAS DE MISTURA DE POLÍMEROS 20/80 DE COPOLÍMERO DAPBI-I/T E HOMOPOLÍMERO MPD-I

[0076] O Exemplo 18 é repetido, mas as fibrilas são substituídas pelas fibrilas do Exemplo 13. O papel aceita coloração de tinturas ácidas. EXEMPLO 23 PREPARAÇÃO DE PAPÉIS UTILIZANDO FLOCO E FIBRILAS DE MISTURA DE POLÍMEROS 50/50 DE COPOLÍMERO DAPBI-I/T E HOMOPOLÍMERO MPD-I

[0077] O Exemplo 18 é repetido, mas as fibrilas são substituídas pelas fibrilas do Exemplo 14. O papel aceita coloração de tinturas ácidas.

Claims

1. FOLHA QUE COMPREENDE FIBRAS E FIBRILAS, caracterizada pelas fibrilas unirem fibras individuais entre si para fornecer uma resistência úmida e/ou seca à folha, em que as fibras e/ou as fibrilas compreendem uma mistura de pelo menos um primeiro polímero e um segundo polímero; em que o primeiro polímero possui uma estrutura derivada da reação de um ou mais monômeros de amina e uma série de monômeros ácidos, em que: i. um ou mais monômeros de amina incluem pelo menos 60% em mol de 5(6)-amino-2-(p-aminofenil)benzimidazol, com base na quantidade total de monômeros de amina; e ii. a série de monômeros ácidos incluírem aqueles que possuem uma estrutura de: Cl-CO-Ar1-CO-Cl e Cl-CO-Ar2-CO-Cl em que Ar1 é um grupo aromático que possui ligações para- orientadas, Ar2 é um grupo aromático que possui ligações meta-orientadas, e em que a série de monômeros ácidos contém pelo menos 50% em mol do monômero que contém um grupo aromático A2; e em que o segundo polímero possui uma estrutura derivada da reação de meta-fenilenodiamina e cloreto de isoftaloíla.

2. FOLHA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelos um ou mais monômeros de amina serem 100% em mol de 5(6)-amino-2- (p-aminofenil)benzimidazol.

3. FOLHA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelos um ou mais monômeros de amina incluírem meta-fenilenodiamina.

4. FOLHA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por compreender fibrilas derivadas de um polímero sintético totalmente aromático.

5. FOLHA, de acordo com a reivindicação 4, caracterizada pelo polímero sintético totalmente aromático ser poli(metafenileno isoftalamida).

6. FOLHA, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizada pela mistura do primeiro polímero e segundo polímero conter de 25 a 80% em peso do primeiro polímero, com base na quantidade total do primeiro polímero e segundo polímero.

7. FOLHA, de acordo com a reivindicação 6, caracterizada pela mistura do primeiro polímero e segundo polímero conter de 25 a 50% em peso do primeiro polímero, com base na quantidade total do primeiro polímero e segundo polímero.

8. FIBRILA, caracterizada por possuir um comprimento e largura de 100 a 1000 micrômetros e espessura da ordem de apenas 0,1 a 1 micrômetro, que compreende uma mistura de pelo menos um primeiro polímero e um segundo polímero; em que o primeiro polímero possui uma estrutura derivada da reação de um ou mais monômeros de amina e uma série de monômeros ácidos, em que: i. um ou mais monômeros de amina incluem pelo menos 60% em mol de 5(6)-amino-2-(p-aminofenil)benzimidazol, com base na quantidade total dos monômeros de amina; e ii. a série de monômeros ácidos incluírem aqueles que possuem uma estrutura de: Cl-CO-Ar1-CO-Cl e Cl-CO-Ar2-CO-Cl em que Ar1 é um grupo aromático que possui ligações para- orientadas, em que Ar2 é um grupo aromático que possui ligações meta- orientadas, e em que a série de monômeros ácidos contém pelo menos 50% em mol do monômero que contém um grupo aromático A2; e em que o segundo polímero possui estrutura derivada da reação de meta-fenilenodiamina e cloreto de isoftaloíla.

9. FIBRILA, de acordo com a reivindicação 8, caracterizada pelos um ou mais monômeros de amina serem 100% em mol de 5(6)-amino-2- (p-aminofenil)benzimidazol.

10. FIBRILA, de acordo com a reivindicação 9, caracterizada pelos um ou mais monômeros de amina incluírem meta-fenilenodiamina.

11. FIBRILA, de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 a 10, caracterizada pela mistura do primeiro polímero e segundo polímero conter de 25 a 80% em peso do primeiro polímero, com base na quantidade total do primeiro polímero e segundo polímero.

12. FIBRILA, de acordo com a reivindicação 11, caracterizada pela mistura do primeiro polímero e segundo polímero conter de 25 a 50% em peso do primeiro polímero, com base na quantidade total do primeiro polímero e segundo polímero.