BR112019015580B1

BR112019015580B1 - Copolímero, solução de copolímero aquosa, método para reduzir a deposição de contaminantes adesivos e piche natural em equipamentos de fabricação de papel e de celulose e uso da solução de copolímero aquosa

Info

Publication number: BR112019015580B1
Application number: BR112019015580-5A
Authority: BR
Inventors: John COWMAN; Paul Dekock; Damien Julien Corpet
Original assignee: Archroma Ip Gmbh
Priority date: 2017-01-31
Filing date: 2018-01-30
Publication date: 2023-02-07
Also published as: CA3045716A1; TW201841952A; KR20190110093A; KR102364210B1; PE20191168A1; WO2018141740A1; EP3865523A1; ECSP19053583A; CN110267995B; CA3045716C; EP3577145A1; US20190382957A1; RU2744658C2; US11274397B2; AR110916A1; BR112019015580A2; MX2019008774A; ES2958614T3; CO2019008039A2; EP3577145C0

Abstract

“COPOLÍMERO, SOLUÇÃO DE COPOLÍMERO AQUOSA, MÉTODO PARA REDUZIR A DEPOSIÇÃO DE CONTAMINANTES ADESIVOS E PICHE NATURAL EM EQUIPAMENTOS DE FABRICAÇÃO DE PAPEL E DE CELULOSE E USO DA SOLUÇÃO DE COPOLÍMERO AQUOSA” A presente invenção se refere a um copolímero que compreende pelo menos um monômero hidrofílico; pelo menos um monômero hidrofóbico e pelo menos 10% em peso de metil estireno, particularmente, adequado para ser usado como agente de detaquificante para reduzir os efeitos negativos causados por contaminantes adesivos e/ou piche natural em ambas as operações de fabricação de papel e produção de celulose.

Description

CAMPO DA INVENÇÃO

[0001] A presente invenção refere-se a um copolímero que compreende pelo menos um monômero hidrofílico, pelo menos dois monômeros hidrofóbicos em que um dos monômeros hidrofóbicos é metil estireno que está presente no copolímero em pelo menos 10% em peso, particularmente, adequado para ser usado como agente detaquificante para reduzir os efeitos negativos causados por piche natural e/ou contaminantes adesivos em ambas as operações de fabricação de papel e produção de celulose.

[0002] O copolímero de acordo com a invenção pode adicionalmente ser usado como um fixador para aditivos catiônicos na formação de folhas de papel, ou no tratamento de tecidos em usinas de preparação de fibra para proteger tecidos resultantes a partir de contaminação hidrofóbica, ou para o enxague de lavadora e tecidos espessantes para impedir a deposição de agentes aderentes e manter a porosidade.

[0003] A invenção também se refere a uma solução aquosa que compreende o copolímero de acordo com a invenção, um método para reduzir os efeitos negativos causados por piche natural e/ou contaminantes adesivos tanto em operação de fabricação de papel quanto de produção de celulose, e o uso do copolímero, respectivamente, da solução de copolímero aquosa em pastas fluidas de pasta celulósica para reduzir efeitos negativos causados por piche natural e/ou contaminantes adesivos tanto em operação de fabricação de papel quanto de produção de celulose.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[0004] A produção de papel representa uma indústria importante no mundo todo. O processo de produção de papel inclui o uso de fontes naturais de madeira, bem como o uso de papel residual como matérias-primas, em que cada uma das matérias-primas causa diferentes problemas no processo de fabricação de papel.

[0005] Seja usando madeira e/ou papel residual, a primeira etapa é dissolver o material de partida em uma celulose e, desse modo, produzir a assim denominada pasta fluida de pasta celulósica. Independentemente do tipo de processo de produção de celulose utilizado, a madeira e/ou o papel residual usados são repartidos em seus elementos componentes de modo que as fibras possam ser separadas. A produção de celulose resulta na produção de uma massa de fibras individuais. As fibras são, então, lavadas e peneiradas para remover os feixes de fibras remanescentes. Em seguida, a água é pressionada para fora e o resíduo é seco.

[0006] As celuloses de fontes naturais contêm uma proporção considerável de matéria organossolúvel que é geralmente denominada resina ou piche. As resinas são extraídas da madeira durante o processo de produção de celulose e constituem um problema significativo com relação às suspensões celulósicas, pois as partículas de resina são pegajosas, tendem a aglomerar e formam depósitos aderentes nas máquinas de fabricação de papel e produção de celulose. A remoção de água durante a fabricação de papel é normalmente realizada com o uso de um tipo de malha de tecido, comumente denominados fios ou feltros de máquina. Depósitos de resina ou piche entopem e bloqueiam as pequenas aberturas nos tecidos, inibindo a drenagem e causando defeitos de folha, tais como buracos no papel finalizado. Os depósitos que se acumulam nas superfícies internas das caixas de celulose e refluxo podem ser repentinamente liberados e exibidos como pedaços de resina na folha de papel. Pedaços maiores podem partir a folha de papel na máquina, levando à perda de produção.

[0007] Por razões econômicas, a reciclagem de papel residual produzido a partir de materiais de fibras naturais é o estado da técnica. No entanto, o processo de fabricação de papel que usa papel residual tornou-se cada vez mais difícil devido a contaminantes pegajosos (assim denominados “agentes aderentes”). Quantidades crescentes de papel residual misturado como fonte de matéria-prima em processos de fabricação de papel fazem com que grandes quantidades de componentes pegajosos sólidos e/ou insolúveis em água sejam incorporados aos sistemas de circulação de máquina de papel. Uma remoção completa de, por exemplo, adesivos de etiquetas autoadesivas, componentes de traço de adesivo fundidos a quente de papéis revestidos reciclados e placas não é possível apesar do aumento de esforços de limpeza mecânica. Os mesmos representam uma causa significativa dos assim denominados “agentes aderentes” e “piche branco” que são, frequentemente, depositados devido às suas propriedades hidrofóbicas em peças quentes e móveis e nos fios e feltros de máquinas de papel e, assim, podem levar a quebras de manta.

[0008] Durante anos, foram fornecidos produtos como agentes de detaquificantes para o tratamento de contaminantes de celulose, tais como piche de fontes naturais ou agentes aderentes de papel residual. O documento EP 2 639 350 A1 divulga agentes de controle de resina e piche na forma de dispersões de polímero não formadoras de película e aquosas, e um processo para impedir a deposição de partículas de piche em suspensões de pasta celulósica através do uso de tais dispersões de polímero. O documento WO 2011/015297 A1 divulga um método para reduzir os efeitos negativos de contaminantes sintéticos adesivos em sistemas de substâncias que compreendem papel residual. Ambas as publicações divulgam que as composições de polímero detaquificantes são fornecidas na forma de dispersões de polímero que contêm um determinado teor de sólidos. Ambos os documentos da técnica anterior enfatizam a importância de temperaturas de transição vítrea relativamente altas dos (co)polímeros usados em dispersões aquosas para o tratamento de celuloses.

[0009] O documento US 3.992.249 também se refere a um método para inibir a deposição de piche na superfície de equipamento de fabricação de celulose durante a fabricação de celulose de celulose de madeira em um processo de produção de celulose alcalino adicionando-se determinados polímeros de vinila aniônicos portadores de substituintes hidrofóbicos-oleofílicos e hidrofílicos.

[0010] No entanto, há a necessidade de fornecer composições e métodos adicionais que reduzam os efeitos negativos de piche natural e contaminantes adesivos em operações de fabricação de papel e produção de celulose.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[0011] O objetivo é resolvido fornecendo-se um copolímero que compreende pelo menos um monômero hidrofílico e pelo menos dois monômeros hidrofóbicos, em que um dos monômeros hidrofóbicos é metil estireno, que está presente em uma quantidade de pelo menos 10% em peso com base no peso total do copolímero.

[0012] Além disso, o copolímero de acordo com a invenção compreende pelo menos um monômero hidrofílico selecionado a partir de ácido acrílico ou ácido metacrílico ou uma mistura dos mesmos, pelo menos 10% em peso de metil estireno com base no peso total do copolímero, e pelo menos outro monômero hidrofóbico selecionado a partir do grupo que consiste em estireno, metacrilato de metila, acrilonitrila, divinil benzeno, trivinil benzeno ou uma mistura dos mesmos.

[0013] Além disso, o copolímero de acordo com a invenção compreende pelo menos 25% e no máximo 40% em peso de ácido acrílico, pelo menos 20% e no máximo 50% em peso de metil estireno, e pelo menos 15% e no máximo 55% em peso ou no máximo 70% em peso de estireno, em que as faixas percentuais em peso são baseadas no peso total do copolímero.

[0014] Além disso, o copolímero de acordo com a invenção tem uma temperatura de transição vítrea Tg na faixa de pelo menos 105 °C, de preferência, pelo menos 115 °C, com mais preferência pelo menos 120 °C.

[0015] Além disso, o copolímero de acordo com a invenção tem um peso molecular médio ponderal na faixa de 7.000 g/mol a 20.000 g/mol.

[0016] Além disso, o copolímero de acordo com a invenção compreende pelo menos um cátion monovalente para equilibrar uma carga aniônica localizada em pelo menos um monômero hidrofílico.

[0017] Além disso, o copolímero de acordo com a invenção compreende pelo menos um cátion monovalente selecionado a partir de H+ ou Li+ ou Na+ ou K+ ou NH4+ ou amônio que é mono-, di-, tri- ou tetrassubstituído por um radical de alquila linear ou ramificado, ou amônio que é mono-, di-, tri- ou tetrassubstituído por um radical hidroxialquila linear ou ramificado, ou amônio que é di-, tri- ou tetrassubstituído por uma mistura de radical (ou radicais) alquila linear ou ramificado, ou radical (ou radicais) hidroxialquila linear ou ramificado, ou aminoálcoois protonados como aminoetil propanol, de preferência, protonado ou combinações dos cátions listados dos mesmos.

[0018] Em outro aspecto, o presente pedido se refere a uma solução de copolímero aquosa que compreende pelo menos um copolímero de acordo com a invenção.

[0019] Além disso, a solução de copolímero aquosa de acordo com a invenção compreende o copolímero de acordo com a invenção em uma faixa de concentrações de pelo menos 100 g/l a no máximo 400 g/l.

[0020] Outro aspecto do presente pedido se refere a um método para reduzir a deposição de contaminantes adesivos e piche natural em equipamentos de fabricação de papel e celulose, caracterizado pelo fato de que um copolímero de acordo com a invenção é usado.

[0021] Além disso, em que a concentração do copolímero de acordo com a invenção quando usada no método de acordo com a invenção na celulose está na faixa de pelo menos 100 g/1.000 kg (1 tonelada) a 600 g/1.000 kg (1 tonelada) em relação à celulose seca.

[0022] Além disso, o copolímero de acordo com a invenção é usado como solução de copolímero aquosa de acordo com a invenção no método de acordo com a invenção.

[0023] Em um aspecto adicional, o presente pedido se refere ao uso da solução de copolímero aquosa de acordo com a invenção ou do copolímero de acordo com a invenção, para reduzir a deposição de contaminantes adesivos e piche natural em equipamentos para fabricação papel e celulose.

[0024] Além disso, no uso descrito de acordo com a invenção, a dureza da água da celulose aquosa se encontra na faixa de 0° dH a 14° dH, com mais preferência, na faixa de 0° dH a 8,4° dH.

[0025] Além disso, no uso descrito de acordo com a invenção, a quantidade da solução de copolímero aquosa de acordo com a invenção aplicada à pasta fluida de pasta celulósica é de pelo menos 0,01% em peso a no máximo 0,5% em peso, com mais preferência, pelo menos 0,01% em peso a no máximo 0,3% em peso, com mais preferência ainda, pelo menos 0,1% em peso a no máximo 0,2% em peso, com base no peso seco da pasta celulósica.

[0026] Em outro aspecto, o presente pedido se refere ao uso de solução de copolímero aquosa de acordo com a invenção ou do copolímero de acordo com a invenção como fixador de aditivos catiônicos em formação de folhas de papel, ou no tratamento de tecidos em usinas de preparação de fibras para proteger tecidos resultantes de contaminação hidrofóbica, ou para o enxague de lavadora e tecidos espessantes para impedir a deposição de agentes aderentes e manter a porosidade.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[0027] É reivindicado no presente documento um copolímero que compreende pelo menos um monômero hidrofílico e pelo menos dois monômeros hidrofóbicos, em que pelo menos um dos monômeros hidrofóbicos é metil estireno que está presente em uma quantidade de pelo menos 10% em peso no copolímero de acordo com a invenção com base no peso total do copolímero.

[0028] Em uma modalidade, o copolímero consiste em pelo menos um monômero hidrofílico e pelo menos dois monômeros hidrofóbicos, em que pelo menos um dos monômeros hidrofóbicos é metil estireno que está presente em uma quantidade de pelo menos 10% em peso com base no peso total do copolímero.

[0029] De preferência, o copolímero de acordo com a invenção compreende pelo menos um monômero hidrofílico selecionado a partir do grupo de ácido (met)acrílico, ácido maleico, ácido maleâmico, do ácido itacônico, ácido acético de acrilamida, ou ácido estirenossulfônico, ou misturas dos mesmos, pelo menos um monômero hidrofóbico selecionado a partir do grupo de estireno, metacrilato de metila, acrilonitrila, divinil benzeno, trivinil benzeno ou misturas dos mesmos e pelo menos 10% em peso de metil estireno.

[0030] Em uma modalidade preferencial, o copolímero de acordo com a invenção consiste em pelo menos um monômero hidrofílico selecionado a partir do grupo de ácido (met)acrílico, ácido maleico, ácido maleâmico, ácido itacônico, ácido acético de acrilamida, ou ácido estirenossulfônico, ou misturas dos mesmos, pelo menos um monômero hidrofóbico selecionado a partir do grupo que consiste em estireno, metacrilato de metila, acrilonitrila, divinil benzeno, trivinil benzeno e misturas dos mesmos ou, pelo menos, 10% em peso de metil estireno.

[0031] O termo "copolímero" dentro do contexto do presente pedido significa um polímero derivado da polimerização de pelo menos três monômeros diferentes. Pelo menos um monômero é um monômero hidrofílico, e pelo menos dois monômeros são monômeros hidrofóbicos que são diferentes um do outro, e em que pelo menos um dos monômeros hidrofóbicos é metil estireno.

[0032] De preferência, o copolímero de acordo com a invenção é polimerizado a partir de pelo menos um monômero hidrofílico selecionado a partir do grupo de ácido (met)acrílico, ácido maleico, ácido maleâmico, ácido itacônico, ácido acético de acrilamida, ou ácido estirenossulfônico, ou misturas dos mesmos, pelo menos dois monômeros hidrofóbicos, em que pelo menos um monômero hidrofóbico é metil estireno e o outro monômero hidrofóbico é pelo menos um monômero hidrofóbico que é selecionado a partir do grupo que consiste em estireno, metacrilato de metila, acrilonitrila, divinil benzeno, trivinil benzeno ou misturas dos mesmos. Consequentemente o copolímero compreende frações hidrofílicas resultantes do uso de pelo menos um monômero hidrofílico durante a síntese do copolímero e frações hidrofóbicas resultantes do uso de pelo menos dois monômeros hidrófobos durante a síntese do copolímero.

[0033] Em uma modalidade preferencial, o copolímero de acordo com a invenção compreende pelo menos 25% em peso a no máximo 40%, em peso de pelo menos um monômero hidrofílico selecionado a partir do grupo de ácido (met)acrílico, ácido maleico, ácido maleâmico, ácido itacônico, ácido acético de acrilamida, ou ácido estirenossulfônico, ou misturas dos mesmos, pelo menos 20% em peso a no máximo 50% em peso de metil estireno e pelo menos 15% em peso a no máximo 50% em peso, de pelo menos outro monômero hidrofóbico selecionado a partir do grupo que consiste em estireno, metacrilato de metila, acrilonitrila, divinil benzeno, trivinil benzeno ou misturas dos mesmos.

[0034] Em outra modalidade preferencial, o copolímero de acordo com a invenção consiste em pelo menos 25% em peso a no máximo 40% em peso de pelo menos um monômero hidrofílico selecionado a partir do grupo de ácido (met)acrílico, ácido maleico, ácido maleâmico, ácido itacônico, ácido acético de acrilamida ou ácido estirenossulfônico, ou misturas dos mesmos, pelo menos 20% em peso a no máximo 50% em peso de metil estireno e pelo menos 20% em peso a no máximo 50% em peso de pelo menos outro monômero hidrofóbico selecionado a partir do grupo que consiste em estireno, metacrilato de metila, acrilonitrila, divinil benzeno, trivinil benzeno ou misturas dos mesmos.

[0035] Em uma modalidade muito preferencial, o copolímero de acordo com a invenção consiste em pelo menos 25% em peso a no máximo 40% em peso de ácido (met)acrílico, pelo menos 20% em peso a no máximo 50% em peso de metil estireno e em pelo menos 15% em peso a no máximo 50% em peso de estireno.

[0036] Em uma modalidade ainda mais preferencial, o copolímero de acordo com a invenção compreende ou consiste em pelo menos 25% em peso a no máximo 36% em peso de ácido acrílico, pelo menos 30% em peso a no máximo 44% em peso de metil estireno e pelo menos 20% em peso a no máximo 40% em peso de estireno.

[0037] O copolímero de acordo com a invenção tem a vantagem de reduzir a deposição de contaminantes adesivos e piche natural em equipamentos de fabricação de papel e celulose. Além disso, o copolímero de acordo com a invenção tem a vantagem de reduzir de modo eficaz a deposição de contaminantes adesivos e piche natural em equipamentos de fabricação de papel e celulose em um amplo espectro de valores de dureza da água, por exemplo, em ambiente de água dura, mas também em ambiente de água macia, isto é, em um ambiente aquoso em que não haja ou haja apenas pequenas quantidades de cátions de metal divalentes que se originem a partir de sais de metal divalentes dissolvidos, em particular, não haja ou haja apenas pequenas quantidades de cátions de cálcio ou cátions de magnésio.

[0038] Outra vantagem do copolímero de acordo com a invenção é que o copolímero é solúvel em água. O copolímero de acordo com a invenção tem a vantagem adicional de não serem mais necessários dispersantes e absorventes à base de tensoativos, como talco, para remoção e/ou passivação de partículas de agente aderente e/ou piche. Uma vantagem adicional do copolímero de acordo com a invenção é que o copolímero não contribui para o nível de cinzas no produto final. Absorventes inorgânicos, tal como talco, tendem a permanecer com o produto celulósico final, contribuindo para os níveis de cinzas. O nível de adição do copolímero de acordo com a invenção é geralmente um fator de 10 vezes menor do que do absorvente e não contribui para o nível de cinzas no produto final. Além disso, no processo de produção de celulose, o copolímero é geralmente removido junto com os contaminantes, em um procedimento de estágio de lavagem.

[0039] Além disso, o copolímero de acordo com a invenção tem a vantagem de poder “reter” uma película fina de água se aplicado a uma superfície hidrofóbica, por exemplo, de um tecido ou monofilamento usado para a fabricação de tecidos e consequentemente a superfície tratada é tornada hidrofílica. Assim, os tecidos tratados são, portanto, propensos à contaminação com substâncias hidrofóbicas, como adesivos ou piche.

[0040] Uma vantagem adicional do copolímero de acordo com a invenção é que tem capacidade para ligar substâncias catiônicas através de ligações iônicas devido à presença de grupos aniônicos carregados negativamente no copolímero de acordo com a invenção.

[0041] É particularmente preferencial que o copolímero de acordo com a invenção não seja utilizado em combinação com dispersantes e/ou absorventes à base de tensoativos, tal como talco.

[0042] Em uma modalidade, exclui-se a hipótese de o copolímero de acordo com a invenção ser usado em combinação com dispersantes e/ou absorventes à base tensoativos, como talco.

[0043] O termo “monômero hidrofílico” no contexto do presente pedido significa um monômero ou uma mistura de monômeros que contém grupos hidrofílicos como grupos ácido, por exemplo, grupos CO 2 - que torna um polímero resultante dos mesmos pelo menos parcialmente hidrofílico. Exemplos de monômeros hidrofílicos são ácido (met)acrílico, ácido maleico, ácido maleâmico, ácido itacônico, ácido acrilamida acético ou ácido estirenossulfônico ou misturas dos mesmos. O ácido acrílico é preferencial.

[0044] O termo “ácido (met)acrílico”, no contexto do presente pedido, abrange ambos os monômeros, ácido metacrílico e ácido acrílico. O ácido acrílico é um monômero que tem a fórmula H2C=CH-COOH e o ácido metacrílico é um monômero que tem a fórmula H2C=C(CH3)-COOH. Na síntese do copolímero de acordo com a invenção, os monômeros ácido acrílico e ácido metacrílico podem ser usados isoladamente ou como mistura. O ácido acrílico é preferencial.

[0045] O uso de um monômero hidrofílico no copolímero de acordo com a invenção tem a vantagem de o copolímero ser tornado hidrofílico, isto é, pelo menos parcialmente solúvel em água. Desse modo, uma solução aquosa do copolímero pode ser obtida. Além disso, as porções hidrofílicas derivadas do monômero hidrofílico, por exemplo, de ácido (met)acrílico presente no copolímero de acordo com a invenção, tornam a superfície hidrofóbica das partículas de agente aderente e/ou de piche hidrofílicas uma vez que o copolímero de acordo com a invenção é aderido às ditas partículas. As porções hidrofílicas presentes no copolímero de acordo com a invenção têm a vantagem adicional de poderem ser construídas ligações iônicas a agentes que contêm grupos carregados positivamente. Assim, esses agentes podem ser fixados.

[0046] O monômero hidrofílico é usado em uma quantidade de pelo menos 20% em peso, ou pelo menos 21% em peso, ou pelo menos 22% em peso, ou pelo menos 23% em peso, ou pelo menos 24% em peso, ou pelo menos 25% em peso e no máximo 40% em peso, ou no máximo 37% em peso, ou no máximo 36% em peso, ou no máximo 35% em peso, ou no máximo 34% em peso, ou no máximo 33 % em peso, ou no máximo 32% em peso, ou no máximo 31% em peso, ou no máximo 30% em peso. Vantajosamente, o monómero hidrofílico é usado em quantidades de pelo menos 20% em peso a no máximo 40% em peso, ou pelo menos 25% em peso a no máximo 40% em peso.

[0047] O termo “monômero hidrofóbico" no contexto do presente pedido significa um monômero ou uma mistura de monômeros que fornece uma estrutura principal bastante rígida uma vez polimerizada, resultante da presença de elementos estruturais com baixos graus de liberdade com relação à sua rotação devido à presença de, por exemplo, anéis aromáticos, grupos éster ou grupos nitrila. Além disso, o monômero ou a mistura de monômeros são hidrofóbicos, o que significa que dentro do contexto do presente pedido, a propriedade física de um monômero ou de uma mistura de monômeros, respectivamente, de um polímero resultante dos mesmos que é repelido a partir de água.

[0048] Exemplos de monômeros hidrofóbicos são metil estireno, estireno, metacrilato de metila, acrilonitrila, divinil benzeno, trivinil benzeno ou misturas dos mesmos.

[0049] O polímero de acordo com a invenção compreende pelo menos dois monômeros hidrofóbicos, que são diferentes uns dos outros, o que significa que dentro do contexto do presente pedido pelo menos um monômero hidrofóbico é metil estireno e outro monômero hidrofóbico é selecionado a partir do grupo que consiste em estireno, metacrilato de metila, acrilonitrila, divinil benzeno, trivinil benzeno ou misturas dos mesmos. De preferência, pelo menos um monômero hidrofóbico é estireno.

[0050] Pelo menos um monômero hidrofóbico que não seja metil estireno é usado em uma quantidade de pelo menos 15% em peso, ou pelo menos 17% em peso, ou pelo menos 20% em peso, ou pelo menos 22% em peso, ou pelo menos 25% em peso, ou pelo menos 27% em peso, ou pelo menos 30% em peso, ou pelo menos 32% em peso, ou 35% em peso, ou pelo menos 36% em peso, ou pelo menos 37% em peso, ou pelo menos 38% em peso, ou pelo menos 39% em peso, ou pelo menos 40% em peso e, no máximo, 70% em peso, ou no máximo 65% em peso, ou no máximo 60% em peso, ou no máximo 57% em peso, ou no máximo 55% em peso, ou no máximo 54% em peso, ou no máximo 53% em peso, ou no máximo 52% em peso, ou no máximo 51% em peso, ou no máximo 50% em peso, ou no máximo 45% em peso. Vantajosamente, esse pelo menos um monômero hidrofóbico é usado em quantidades de pelo menos 15% em peso a no máximo 70% em peso, ou de pelo menos 15% em peso a no máximo 55% em peso, ou de pelo menos 30% em peso a no máximo 50% em peso.

[0051] O uso de um monômero hidrofóbico selecionado a partir do grupo que consiste em estireno, metacrilato de metila, acrilonitrila, divinil benzeno, trivinil benzeno ou misturas dos mesmos no copolímero de acordo com a invenção tem a vantagem de que as propriedades hidrofílicas das frações hidrofílicas resultantes do pelo menos um monômero hidrofóbico usado na síntese do copolímero de acordo com a invenção são equilibradas pelo caráter hidrofóbico do pelo menos um monômero hidrofóbico de tal forma que o copolímero de acordo com a invenção possa aderir às superfícies hidrofóbicas de, por exemplo, partículas de agente aderente e/ou piche ou outras superfícies hidrofóbicas como, por exemplo, de monofilamentos que consistem em polímeros hidrofóbicos como tereftalato de polietileno ou poliamida. A energia de superfície dessas superfícies hidrofóbicas pode ser aumentada dessa forma.

[0052] O termo “estireno” dentro do contexto do presente pedido significa um monômero que tem a fórmula (C6H5)-CH=CH2.

[0053] O termo “metacrilato de metila” dentro do contexto do presente pedido significa um monômero que tem a fórmula CH2=C(CH2)-CO2-CH3.

[0054] O termo “acrilonitrila” dentro do contexto do presente pedido significa um monômero que tem a fórmula CH2=CH-CN.

[0055] O termo “divinil benzeno” dentro do contexto do presente pedido significa um monômero que tem a fórmula (C6H4)-(CH=CH2)2. O termo “trivinil benzeno” dentro do contexto do presente pedido significa um monômero que tem a fórmula (C6H3)- (CH=CH2)3.

[0056] O termo “metil estireno” dentro do contexto do presente pedido significa um monômero hidrofóbico que combina os componentes estruturais dos compostos químicos estireno e tolueno. A estrutura consiste em um anel de benzeno que tem um substituinte na forma de um resíduo de etileno (-CH=CH2) e o substituinte na forma de um resíduo de metila (-CH3). Dependendo da disposição dos dois substituintes, há três isômeros constitucionais que podem ser classificados como estireno substituído por metila, isto é, 2-metil estireno, 3-metil estireno e 4-metil estireno. Além disso, há dois isômeros nos quais o resíduo de metila está ligado ao resíduo de etileno, isto é, isopropileno benzeno (α-metil estireno) e 1-propileno benzeno (β-metil estireno). No contexto do presente pedido, o termo “metil estireno” abrange todos os isômeros acima mencionados de metil estireno, em que α-metil estireno é preferencial.

[0057] De preferência, 2-metil estireno, 3-metil estireno, 4-metil estireno ou misturas desses isômeros constitucionais são usados como pelo menos um monômero hidrofóbico na síntese do copolímero de acordo com a invenção. Particularmente, o α-metil-estireno é usado como monômero na síntese do copolímero de acordo com a invenção.

[0058] O uso de metil estireno no copolímero de acordo com a invenção tem a vantagem da temperatura de transição vítrea Tg do copolímero de acordo com a invenção poder ser aumentada, bem como as propriedades de desempenho do copolímero de acordo com a invenção de reduzir os efeitos negativos causados por contaminantes adesivos e/ou piche natural em ambas as operações de fabricação de papel e de produção de celulose poderem ser melhoradas.

[0059] O metil estireno é usado em uma quantidade de pelo menos 10% em peso, ou pelo menos 12% em peso, ou pelo menos 15% em peso, ou pelo menos 16% em peso, ou pelo menos 17% em peso, ou pelo menos 18% em peso, ou pelo menos 19% em peso, ou pelo menos 20% em peso e no máximo 50% em peso, ou no máximo 47% em peso, ou no máximo 45% em peso, ou no máximo 43% em peso, ou no máximo 40% em peso, ou 37% em peso, ou no máximo 35% em peso, ou no máximo 34% em peso, ou no máximo 33% em peso, ou no máximo 32% em peso, ou 31% em peso, ou no máximo 30% em peso. Vantajosamente, o metil estireno é usado em quantidades de pelo menos 10% em peso a no máximo 50% em peso, ou de pelo menos 20% em peso a no máximo 45% em peso.

[0060] A síntese do copolímero de acordo com a invenção é realizada por meio de polimerização em solução geralmente conhecida por uma pessoa versada na técnica. Em uma modalidade, o copolímero de acordo com a invenção é produzido por meio de polimerização em solução em uma primeira etapa. O copolímero assim obtido é, então, posto em contato com uma solução que contém pelo menos uma base como, por exemplo, NaOH, em uma segunda etapa. Assim, a forma de sal do copolímero de acordo com a invenção pode ser obtida em que as cargas negativas contidas no copolímero de acordo com a invenção são equilibradas por cátions provenientes dessa pelo menos uma base usada na segunda etapa.

[0061] As frações hidrofílicas do copolímero portam cargas negativas provenientes, por exemplo, de grupos ácido, como grupos CO2- ou grupos SO3- que estão presentes no pelo menos um monômero hidrofílico usado. As cargas negativas dos grupos ácido podem ser equilibradas por cátions monovalentes selecionados a partir de H+, ou Li+, ou Na+, ou K+, ou NH4+, amônio que é mono-, di-, tri- ou tetrassubstituído por radical (ou radicais) alquila linear ou ramificado, por exemplo, radical (ou radicais) C1 a C4 alquila linear ou ramificado, ou amônio que é mono-, di-, tri- ou tetrassubstituído por radical (ou radicais) hidroxialquila linear ou ramificado, por exemplo, radical (ou radicais) hidroxialquila C1 a C4 linear ou ramificado, ou amônio que é di-, tri- ou tetrassubstituído por uma mistura de radical (ou radicais) alquila linear ou ramificado, por exemplo, radical (ou radicais) C1 a C4 alquila linear ou ramificado, ou radical (ou radicais) hidroxialquila linear ou ramificado, por exemplo, radical (ou radicais) C1 a C4 hidroxialquila linear ou ramificado, ou aminoálcoois protonados como, de preferência, aminometil propanol protonado ou combinações dos cátions listados. De preferência, as cargas aniônicas dos grupos ácido— são equilibradas por Na+ e/ou NH4+ e/ou aminometil propanol protonado, em que NH4+ é, particularmente, preferencial.

[0062] Se as cargas aniônicas dos grupos ácido, por exemplo, de grupos CO2- forem equilibradas por H+, então, a “forma de ácido livre” de grupos ácido-, por exemplo, grupos CO2H, estará presente no copolímero de acordo com a invenção. Se as cargas aniônicas dos grupos ácido- forem equilibradas por outros cátions M+ como NH4+, então, a “forma de sal” dos grupos ácido—, por exemplo, grupos CO2M, estará presente no copolímero de acordo com a invenção. A forma de sal do copolímero de acordo com a invenção tem a vantagem de ter um carácter hidrofílico melhorado, isto é, ser facilmente solúvel em água. Dentre os cátions M+, NH4+ é, particularmente, preferencial, visto que o copolímero correspondente de acordo com a presente invenção pode ser produzido com baixo custo, ter um bom desempenho já em faixas de baixa concentração e mostrar uma baixa volatilidade durante a secagem.

[0063] É particularmente preferencial que o copolímero de acordo com a invenção não seja combinado com outro copolímero de estireno que contenha ácido acrílico, maleinimida e/ou anidrido maleico.

[0064] Os copolímeros da composição a seguir são explicitamente rejeitados a partir da presente invenção: sal dissódico de copolímero de estireno/ácido maleico (razão molar de 50:50); copolímero de estireno:ácido maleâmico:ácido maleico (razão molar de 50:25:25), sal trissódico; copolímero de estireno:acrilonitrila:ácido maleâmico (razão molar de 50:10:40), sal de amônio.

[0065] O termo “temperatura de transição vítrea Tg” dentro do contexto do presente pedido significa a transição reversível em materiais amorfos (ou em regiões amorfas dentro de materiais semicristalinos) de um estado vítreo duro e relativamente frágil para um estado viscoso ou emborrachado, na medida em que a temperatura é aumentada. A temperatura de transição vítrea é determinada por calorimetria de varredura diferencial.

[0066] O copolímero de acordo com a invenção tem uma temperatura de transição vítrea Tg mais alta do que 85 °C, por exemplo, pelo menos 90 °C, ou pelo menos 95 °C, ou pelo menos 100 °C, pelo menos 105 °C, ou pelo menos 110 °C, ou pelo menos 115 °C, ou pelo menos 120 °C, ou pelo menos 125 °C, ou pelo menos 128 °C, ou pelo menos 130 °C.

[0067] Em uma modalidade, o copolímero de acordo com a invenção tem uma temperatura de transição vítrea mais alta do que 85 °C, por exemplo, pelo menos 90 °C, ou pelo menos 95 °C, ou pelo menos 100 °C, pelo menos 105 °C, ou pelo menos 110 °C, ou pelo menos 115 °C, ou pelo menos 120 °C, ou pelo menos 125 °C, ou pelo menos 128 °C, ou pelo menos 130 °C e no máximo 180 °C, no máximo 170 °C, no máximo 160 °C, no máximo 155 °C, no máximo 150 °C, no máximo 145 °C e no máximo 140 °C.

[0068] Em uma modalidade, o copolímero de acordo com a invenção tem uma temperatura de transição vítrea Tg na faixa de pelo menos 105 °C a 170 °C, de preferência, de pelo menos 115 °C a 160 °C, de preferência, pelo menos 125 °C a 155 °C e, de preferência, pelo menos 128 °C a 150 °C.

[0069] Uma temperatura de transição vítrea alta Tg tem a vantagem de aumentar o ponto de amolecimento da superfície das partículas de agente aderente ou piche (geralmente com uma Tg muito baixa de cerca de 10 °C a 50 °C), assim, reduzindo a coalescência e a aderência para equipamentos de fabricação de papel e de celulose. O copolímero de acordo com a invenção com a temperatura de transição vítrea alta apresenta uma forte afinidade para superfícies hidrofóbicas e não polares de, por exemplo, partículas de agente aderente e/ou piche. Mediante o contato do copolímero com as partículas de agente aderente e/ou piche, o copolímero adere à superfície hidrofóbica das partículas de agente aderente e/ou piche através das frações hidrofóbicas contidas no copolímero de acordo com a invenção. Devido às frações hidrofílicas contidas no copolímero de acordo com a invenção, a superfície das partículas de agente aderente e/ou piche encapsuladas pelo copolímero se torna hidrofílica quanto à natureza. Isso tem a vantagem de que as partículas de agente aderente e/ou piche encapsuladas (que são, agora, hidrofílicas na superfície) podem ser dispersas em água. Uma vantagem adicional é que a aglomeração das partículas de agente aderente e/ou piche é impedida. Além disso, uma vez que o copolímero de acordo com a invenção encapsula as partículas de agente aderente e/ou piche aderindo-se às superfícies das partículas, o ponto de amolecimento das ditas superfícies é aumentado devido à alta temperatura de transição vítrea Tg fornecida pelo copolímero de acordo com a invenção. Desse modo, as partículas de agente aderente e/ou piche podem ser removidas de modo eficaz da celulose e/ou passivadas durante a fabricação de papel, por exemplo, por meio de filtração ou coagulação e, subsequentemente, após a filtração.

[0070] Em uma modalidade do presente pedido, exclui-se a hipótese de o copolímero de acordo com a invenção ser idêntico ao copolímero descrito na tabela a seguir. O copolímero descrito na tabela a seguir é conhecido sob o nome comercial Joncryl® 678, que tem uma Tg d Mw/Mn (Classificação SEC/PS após a metilação) s 85 °C:

*massas molares do copolímero expressas como equivalentes de poliestireno (PS) determinadas por meio de cromatografia de exclusão estérica (SEC) dos polímeros secos em THF a 40 °C a 1 g/l com uma taxa de fluxo de 1 ml/min em um conjunto de 2 colunas PLgelMIXED B (30 cm) com detector refratométrico e UV; Mw = massa molar média ponderal; Mn = massa molar média numérica **viscosidade de solução medida em um viscosímetro LVTCP do tipo Brookfield, cuja temperatura é regulada por um banho com Haake D8

[0071] Dentro do contexto do presente pedido, o copolímero de acordo com a invenção é caracterizado por meio do seu peso molecular médio, o que significa dentro do contexto do presente pedido as porcentagens em peso de vários pesos moleculares que compreendem um determinado espécime de um copolímero. O peso molecular médio ponderal do copolímero de acordo com a invenção é determinado por meio de cromatografia de permeação em gel.

[0072] Em uma modalidade preferencial, o copolímero de acordo com a invenção possui um peso molecular médio ponderal de pelo menos 7.000 g/mol, ou pelo menos de 7.500 g/mol, ou pelo menos de 8.000 g/mol ou de pelo menos 8.500 g/mol, ou de pelo menos 9.000 g/mol , ou de pelo menos 10.000 g/mol, ou de pelo menos 10.500 g/mol, ou de pelo menos 11.000 g/mol e no máximo 20.000 g/mol, ou no máximo 18.000 g/mol, ou no máximo 17.000 g/mol, ou no máximo 16.500 g/l, ou no máximo 16.000 g/l , ou no máximo 15.500 g/l, ou no máximo 15.000 g/mol, ou no máximo 14.500 g/l, ou no máximo 14.000 g/mol, ou no máximo 13.500 g/l, ou no máximo 13.000 g/l, ou no máximo 12.500 g/l, ou no máximo 12.000 g/l. Particularmente o copolímero de acordo com a invenção tem um peso molecular médio na faixa de pelo menos 7.000 g/mol a no máximo 20.000 g/mol, particularmente, na faixa de pelo menos 8.000 g/mol a no máximo 17.000 g/mol.

[0073] Além disso, é reivindicada no presente documento uma solução de copolímero aquosa que compreende pelo menos um copolímero de acordo com a invenção.

[0074] Uma vez que o copolímero de acordo com a invenção é solúvel em água, soluções de copolímero aquosas podem ser preparadas dissolvendo-se o copolímero de acordo com a invenção pelo menos parcialmente, de preferência, completamente em um solvente sob agitação à temperatura ambiente (de cerca de 23 °C) ou à temperatura elevada (por exemplo, acima de 23 °C).

[0075] O termo “solução de copolímero aquosa” dentro do contexto do presente pedido significa que não há nenhuma partícula visível, em particular, partículas de copolímero visíveis presentes na solução. Como solvente, água de torneira ou água desionizada é usada. É adicionalmente possível usar a mistura de solventes selecionados a partir de água de torneira, água desionizada e solventes orgânicos solúveis em água, tal como, por exemplo, metanol ou etanol.

[0076] De preferência a concentração do copolímero de acordo com a invenção na solução de copolímero aquosa de acordo com a invenção é de pelo menos 100 g/l, ou pelo menos 125 g/l, ou pelo menos 150 g/l, ou pelo menos 175 g/l, ou pelo menos 200 g/l e no máximo 400 g/l , ou no máximo 375 g/l, ou no máximo 350 g/l, ou no máximo 325 g/l, ou no máximo 300 g/l ou no máximo 250 g/l. Vantajosamente, a concentração do copolímero de acordo com a invenção na solução de copolímero aquosa de acordo com a invenção está na faixa de pelo menos 100 g/l e no máximo 400 g/l, de preferência, de pelo menos 150 g/l e no máximo 350 g/l, e, com mais preferência, na faixa de pelo menos 175 g/l e no máximo 300 g/l.

[0077] O valor de pH da solução de copolímero aquosa de acordo com a invenção é, de preferência, mais alto do que 7.

[0078] Além disso, é reivindicado no presente documento um método para reduzir a deposição de contaminantes adesivos e piche natural em equipamentos de fabricação de papel e de celulose caracterizado pelo fato de que um copolímero, de acordo com a invenção, é usado.

[0079] O termo “papel” no contexto do presente pedido significa um material fabricado em folhas finas a partir de celulose de fontes de madeira naturais e/ou de papel residual. O termo “celulose" descreve um material fibroso celulósico preparado por meio de separação química ou mecânica de fibras de celulose de madeira ou papel residual. Seja através do uso de papel residual e/ou madeira, a primeira etapa é a produção da assim denominada pasta fluida de celulose, misturando-se a madeira e/ou o papel residual com água e aplicando-se forças mecânicas ou químicas.

[0080] Os termos “piche” e “piche natural" dentro do contexto do pedido se referem a partículas coloidais que são insolúveis em água. Na produção de celulose, cavacos de madeira são introduzidos em um digestor a ser cozido em um ambiente de alta pressão, pH alto e temperatura alta. A composição compreende madeira, além de pipers celulósicos, inclui material inorgânico (cinzas) e material orgânico, tais como resina, derivados de lignina, polissacarídeo e outros extrativos.

[0081] O termo "contaminantes adesivos" ou "partículas de agente aderente" ou “agentes aderentes" no contexto do presente pedido se refere a adesivos de etiquetas autoadesivas, fundidos a quente, componentes adesivos de papelões e papéis revestidos reciclados que estão presentes em papel residual. Muitas vezes, as partículas de agente aderente também se referem a um piche branco em documentos da técnica anterior.

[0082] Tanto as partículas de piche quanto de agente aderente têm temperaturas de transição vítrea Tg muito baixas de cerca de 10 °C a 50 °C e são, portanto, pegajosas sob condições predominantes em processos de fabricação de papel e de celulose.

[0083] O termo "redução" dentro do contexto do presente pedido significa que as partículas de piche e/ou de agente aderente são removidas da celulose e/ou passivadas durante o processo de fabricação de papel e celulose.

[0084] O copolímero de acordo com a invenção, respectivamente, a solução de copolímero aquosa de acordo com a invenção, podem ser usados em qualquer momento do tempo durante os processos de fabricação de papel e de celulose. No entanto, os pontos de aplicação apropriados no processo de produção de celulose estão em um estágio de lavagem ou antes de formar a folha final na máquina de celulose.

[0085] Vantajosamente, a concentração do copolímero na celulose aquosa é de pelo menos 100 g/1.000 kg (1 tonelada), ou pelo menos 150 g/1.000 kg (1 tonelada), ou pelo menos 200 g/1.000 kg (1 tonelada), ou pelo menos 250 g/1.000 kg (1 tonelada), ou pelo menos 280 g/1.000 kg (1 tonelada), ou pelo menos 300 g/1.000 kg (1 tonelada), ou pelo menos 350 g/1.000 kg (1 tonelada) e no máximo 600 g/1.000 kg (tonelada), ou no máximo 550 g/1.000 kg (1 tonelada), ou no máximo 500 g/1.000 kg (1 tonelada), ou no máximo 450 g/1.000 kg (1 tonelada), ou no máximo 400 g/1.000 kg (1 tonelada) com relação à celulose seca. Em uma modalidade, a concentração do copolímero na celulose aquosa está na faixa de pelo menos 100 g/1.000 kg (1 tonelada) e no máximo 600 g/1.000 kg (1 tonelada), ou pelo menos 250 g/1.000 kg (1 tonelada) e no máximo 500 g/1.000 kg (1 tonelada), ou pelo menos 280 e no máximo 450 g/1.000 kg (1 tonelada) com relação à celulose seca.

[0086] De preferência, no método de acordo com a presente invenção, o copolímero de acordo com a invenção é usado como solução de copolímero aquosa de acordo com a invenção. Geralmente, o uso de soluções para o tratamento de celuloses é vantajoso, uma vez que uma solução fornece uma miscibilidade mais homogênea do copolímero de acordo com a invenção e da pasta fluida de celulose. Assim, a redução de efeitos negativos causados por piche natural e contaminantes adesivos na pasta fluida de celulose é mais eficiente. Além disso, uma solução representa fácil medição e a forma de solução fornece uma melhor estabilidade de armazenamento em tempo de prateleira em comparação com as dispersões de copolímero aquoso.

[0087] Além disso, é reivindicado no presente documento o uso da solução de copolímero aquosa de acordo com a invenção ou o copolímero de acordo com a invenção para redução de deposição de adesivo e piche natural em equipamentos de fabricação de papel e de celulose.

[0088] Particularmente preferencial, é o uso da solução de copolímero aquosa de acordo com a invenção ou o uso do copolímero de acordo com a invenção em pastas fluidas de celulose aquosas que compreendem apenas uma baixa concentração de cátions divalentes, por exemplo, em pastas fluidas de celulose de dureza da água macia e/ou média. Em comparação com outras composições conhecidas para reduzir os efeitos negativos de partículas de agente aderente e/ou piche em fabricação de papel e/ou celulose, a solução de copolímero aquosa de acordo com a invenção, respectivamente, o copolímero de acordo com a invenção não precisa da presença de cátions de metal divalentes para fornecer um bom desempenho. No entanto, a solução de copolímero aquosa de acordo com a invenção, respectivamente, o copolímero de acordo com a invenção pode, no entanto, ser também usada em ambientes de águas duras.

[0089] O termo “dureza de água” no contexto do presente pedido se refere ao sistema de classificação alemão, isto é, a dureza da água é classificada pelo grau de dureza (dH). O mesmo classifica a concentração de cátions de cálcio e magnésio na água usada, por exemplo, para a preparação de pastas fluidas de celulose. O termo água macia se refere a uma faixa de 0 °C a 8,4° dH (<1,5 mmol/l de CaCO3) e média (1,5 a 2,5 mmols/l de CaCO3) se refere a uma faixa de 8,4° a 14° dH. Valores de >14° dH se referem à água dura (>2,5 mmols/l de CaCO3). Assim, o uso da solução aquosa de copolímero de acordo com a invenção ou do copolímero de acordo com a invenção é, particularmente, preferencial em pastas fluidas de celulose em que a dureza da pasta fluida de celulose está na faixa de 0° a 14° dH, de preferência, 0° a 8,4° dH.

[0090] De preferência, a quantidade da solução de copolímero aquosa de acordo com a invenção aplicada à pasta fluida de pasta celulósica é de pelo menos 0,01% em peso, ou pelo menos 0,1% em peso, ou pelo menos 0,2% em peso, e no máximo 0,7% em peso ou no máximo 0,5% em peso, ou no máximo 0,4% em peso, ou no máximo 0,3% em peso com base no peso seco da pasta celulósica. Particularmente, a quantidade da solução de copolímero aquosa aplicada à pasta fluida de pasta celulósica é de pelo menos 0,01% em peso a no máximo 0,5% em peso, com mais preferência, pelo menos 0,1% em peso a no máximo 0,2% em peso com base no peso seco da pasta celulósica.

[0091] Além disso, é reivindicado no presente documento o uso da solução de copolímero aquosa de acordo com a invenção ou o copolímero de acordo com a invenção como um fixador para aditivos catiônicos funcionais. Aditivos catiônicos são usados para facilitar a formação de folhas em fabricação de papel. Esses aditivos catiônicos contêm grupos carregados positivamente. O copolímero de acordo com a invenção contém grupos CO2- negativamente carregados que atraem os grupos positivamente carregados do aditivo catiônico. Ambos os agentes são, assim, ligados através de ligações iônicas e, assim, o aditivo catiônico é fixado pelo copolímero de acordo com a invenção.

[0092] Além disso, a solução de copolímero aquosa da invenção ou o copolímero da invenção podem ser vantajosamente usados no tratamento de tecidos em usinas de preparação de fibras. Os tecidos são tecidos a partir de monofilamentos de, por exemplo, tereftalato de polietileno (PET) e poliamida (PA6). As superfícies desses monofilamentos são de natureza hidrofóbica. O copolímero de acordo com a invenção apresenta forte adsorção nas superfícies dos monofilamentos e, assim, aumenta a energia superficial. Uma película fina de um líquido hidrofílico como água pode ser, então, espalhada de modo uniforme nas superfícies tratadas com o copolímero de acordo com a invenção, respectivamente, tratadas com a solução de copolímero aquosa de acordo com a invenção. Esse método é conhecido como molhamento e tem o efeito de que os respectivos substratos são protegidos contra a contaminação hidrofóbica, tais como piche e agentes aderentes. A limpeza dos tecidos fabricados é mantida e a vida útil estendida.

[0093] Além disso, a solução de copolímero aquosa da invenção tem efeitos vantajosos, quando usada para o enxague de lavadora e tecidos espessantes, para impedir a deposição de agentes aderentes e manter a porosidade.

EXEMPLOS

[0094] Agora, a invenção será ilustrada por meio de exemplos, que devem ser considerados como ilustrativos e não delimitativos da invenção. Salvo indicação em contrário, todas as partes e porcentagens são em peso.

[0095] A temperatura de transição vítrea Tg é determinada de modo experimental por meio de calorimetria de varredura diferencial.

[0096] O peso molecular médio ponderal é determinado por meio de cromatografia de permeação em gel.

[0097] O número de partículas de piche (=contagem) é determinado com o uso de uma câmara Neubauer (Hemocitômetro). Portanto, amostras de celulose de vários pontos ao longo do processo de produção de celulose e branqueamento foram filtradas antes da medição. O filtrado (10 μl) foi pipetado para uma grelha de hemocitômetro e examinado sob um microscópio (ampliação de 1.000 y). Gotículas de piche tinham formato esférico e exibiram movimento browniano. O número de partículas em um quadrado de 0,2 mm foi contado e o resultado (por cálculo) foi registrado como o número por cm3.

[0098] O número de partículas de agente aderente (=contagens) é determinado pelo seguinte método. A solução que contém as partículas de agente aderente foi, primeiramente, extraída com o uso de diclorometano. A solução de agente aderente dissolvida foi, então, permitida evaporar em uma placa de alumínio, que contém um pedaço de 5 x 5 cm de folha de celulose de madeira dura. O pedaço de celulose contaminado é, então, pulverizado com cubos de gelo em um misturador de laboratório. O gelo endurece as partículas de agentes aderentes e facilita a sua dispersão na fase aquosa. A dispersão foi, então, misturada com uma suspensão de 1% de madeira dura. Uma película de poliéster (folha A4) foi cortada em tiras de 4 cm de largura e cada tira colocada em copos de vidro separados de 400 ml, cada um equipado com um agitador de propulsor. A pasta fluida de celulose (200 ml) foi adicionada a cada copo. Após 15 minutos, as tiras de película foram removidas e lavadas suavemente com água fria. As tiras foram, então, permitidas secar em um forno a 105 °C. A análise de imagens foi usada para quantificar o número e o tamanho das partículas de agentes aderentes à película.

Exemplo Comparativo 1 - Copolímero que consiste em estireno e ácido acrílico (copolímero comparativo 1)

[0099] 2 mols de estireno são copolimerizados com 1 mol de ácido acrílico em um solvente orgânico (acetona), com o uso de um iniciador de radical livre a uma temperatura de 75 °C. Quando todos os monômeros tiverem sido convertidos em cadeias de copolímero, o solvente orgânico será removido por meio de destilação e o copolímero será mantido fundido por meio de aquecimento a uma temperatura superior à sua temperatura de transição vítrea Tg. Após a remoção do solvente orgânico, o copolímero é resfriado sob formação de péletes ou flocos. Esses péletes ou flocos serão, então, dissolvidos em água, na presença de uma base, para obter uma solução de copolímero em água e em meio básico. A concentração da solução obtida é de 25% em peso de copolímero em água.

[00100] O copolímero de acordo com o exemplo comparativo 1 tem uma temperatura de transição vítrea Tg de 100 °C. O peso molecular médio ponderal é de 8.000 g/mol.

Exemplo 2 - Copolímero que consiste em estireno/metilestireno/ácido acrílico (copolímero 2 de acordo com a invenção)

[00101] 2 mols de estireno são copolimerizados com 1 mol de ácido acrílico e 1 mol de α-metil estireno, com o uso de um iniciador de radical livre a uma temperatura de 75 °C. Quando todos os monômeros foram convertidos em cadeias de copolímero, o copolímero é mantido fundido por meio de aquecimento a uma temperatura superior à temperatura de transição vítrea Tg, e, então, resfriado a uma temperatura abaixo de 100 °C antes de ser dissolvido em água, na presença de uma base, para obter uma solução de copolímero em água e em meios básicos. A concentração da solução obtida é de 18% em peso do copolímero em água.

[00102] O copolímero de acordo com o exemplo 2 tem uma temperatura de transição vítrea Tg de 130 °C. O peso molecular médio ponderal é de 8.000 g/mol. As soluções de copolímero acima obtidas são, então, adicionadas à celulose não tratada que contém água macia (5° a 8° dH) em concentrações dadas na Tabela 1.Tabela 1

[00103] A partir da tabela 1 pode-se verificar que o copolímero de acordo com a invenção reduziu de modo eficaz a quantidade de partículas de agente aderente e/ou piche presentes na pasta celulósica

Claims

1. Copolímero caracterizado pelo fato de que compreende pelo menos um monômero hidrofílico e pelo menos dois monômeros hidrofóbicos, em que um dos monômeros hidrofóbicos é metil estireno, que está presente em uma quantidade de pelo menos 10% em peso com base no peso total do copolímero, onde o copolímero tem uma temperatura de transição vítrea Tg na faixa de mais alta do que 105 °C.

2. Copolímero, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende (a) pelo menos um monômero hidrofílico selecionado entre o ácido acrílico ou o ácido metacrílico ou uma mistura dos mesmos, (b) pelo menos 10% em peso de metilestireno com base no peso total do copolímero, e (c) pelo menos outro monômero hidrofóbico selecionado a partir do grupo que consiste em estireno, metacrilato de metila, acrilonitrila, divinil benzeno, trivinil benzeno ou uma mistura dos mesmos.

3. Copolímero, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que compreende (a) pelo menos 25% e no máximo 40% em peso de ácido acrílico, (b) pelo menos 20% e no máximo 50% em peso de metil estireno, e (c) pelo menos 15% e no máximo 55% em peso de estireno, em que as faixas de porcentagem em peso são baseadas no peso total do copolímero.

4. Copolímero, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores 1 a 3, caracterizado pelo fato de que o copolímero tem uma temperatura de transição vítrea Tg de pelo menos 115 °C e, com mais preferência, pelo menos 120 °C.

5. Copolímero, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores 1 a 4, caracterizado pelo fato de que compreende pelo menos um cátion monovalente para equilibrar uma carga aniônica localizada em pelo menos um monômero hidrofílico.

6. Copolímero, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que o pelo menos um cátion monovalente selecionado a partir de H+ ou Li+, ou Na+, ou K+, ou NH4+, ou amônio que é mono-, di-, tri- ou tetrassubstituído por um radical alquila linear ou ramificado, ou amônio que é mono-, di-, tri- ou tetrassubstituído por um radical hidroxialquila linear ou ramificado, ou amônio que é di-, tri- ou tetrassubstituído por uma mistura de radical (ou radicais) alquila linear ou ramificado, ou radical (ou radicais) hidroxialquila linear ou ramificado, ou amino álcoois protonados como, de preferência, aminometil propanol protonado ou combinações dos cátions listados dos mesmos.

7. Solução de copolímero aquosa caracterizada pelo fato de que compreende pelo menos um copolímero, como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 6.

8. Solução de copolímero aquosa, de acordo com a reivindicação 7, caracterizada pelo fato de que a concentração do copolímero na solução de copolímero aquosa se encontra na faixa de pelo menos 100 g/l a no máximo 400 g/l.

9. Método para reduzir a deposição de contaminantes adesivos e piche natural em equipamentos de fabricação de papel e de celulose caracterizado pelo fato de que é usado em um copolímero, como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 6.

10. Método, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que a concentração do copolímero na celulose se encontra na faixa de pelo menos 100 g/1.000 kg (1 tonelada) a 600 g/1.000 kg (1 tonelada) com relação à celulose seca.

11. Método, de acordo com a reivindicação 9 ou 10, caracterizado pelo fato de que o copolímero é usado como solução de copolímero aquosa, de acordo com a reivindicação 7 ou 8.

12. Uso da solução de copolímero aquosa, de acordo com a reivindicação 7 ou 8, ou do copolímero, como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que é para a redução de deposição de contaminantes adesivos e piche natural em equipamentos de fabricação de papel e de celulose.

13. Uso, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que a dureza da água da celulose aquosa se encontra na faixa de 0° dH a 14° dH, com mais preferência, na faixa de 0° dH a 8,4° dH.

14. Uso, de acordo com a reivindicação 12 ou 13, caracterizado pelo fato de que a quantidade da solução de copolímero aquosa aplicada à pasta fluida de pasta celulósica é de pelo menos 0,01% em peso a no máximo 0,5% em peso, com mais preferência, pelo menos 0,01% em peso a no máximo 0,3% em peso, com mais preferência ainda, pelo menos 0,1% em peso a no máximo 0,2% em peso, com base no peso seco da pasta celulósica.

15. Uso da solução de copolímero aquosa, de acordo com a reivindicação 7, ou do copolímero, como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que é como fixador de aditivos catiônicos na formação de folhas de papel, ou no tratamento de tecidos em usinas de preparação de fibras para proteger tecidos resultantes de contaminação hidrofóbica, ou para enxague de lavadora e tecidos espessantes para evitar a deposição de agentes aderentes e manter a porosidade.