BRPI0417597B1

BRPI0417597B1 - Método para formação de um produto de polímero superabsorvente e produto de polímero superabsorvente

Info

Publication number: BRPI0417597B1
Application number: BRPI0417597-2A
Authority: BR
Inventors: William Mckee Doane; Steven William Doane; Milan H. Savich
Original assignee: Upl Limited
Priority date: 2003-12-15
Filing date: 2004-12-15
Publication date: 2021-07-27
Also published as: TR201905649T4; CN100528951C; EP1737907A4; NZ543235A; WO2005059023A1; BRPI0417597A; KR101278634B1; US7423090B2; KR20070035470A; EP1737907B1; US20050159315A1; MXPA06006702A; CA2549200C; AU2004299877A1; CN1906243A; PT1737907T; ES2722627T3; PL1737907T3; IN2006DE03400A; MX265187B

Abstract

métodos de preparação e uso de um produto de polímero superabsorvente incluindo um auditivo de promoção de crescimento, bioativo um método de um produto formado por captura de um aditivo de promoção de crescimento, bioativo em uma matriz de amido para formar um produto de polímero superabsorvente, com base em amido para uso em aplicações agrícolas envolve (1) polimerizar por enxerto um monômero e um amido para formar um copolímero de enxerto de amido incluindo uma matriz de amido; (2) isolar o copolímero de enxerto de amido; (3) formar partículas de copolímero de enxerto de amido; e (4) adicionar o aditivo de promoção de crescimento, bioativo tal que pelo menos alguns dos aditivos de promoção de crescimento, bioativos sejam capturados pela matriz de amido. seguinte a colocação do sap com base em amido incluindo um aditivo de promoção de crescimento, bioativo próximo a uma planta, raiz, semente ou muda, o crescimento da planta, raiz, semente, ou muda é promovido por que a disponibilidade dos nutrientes benéficos é aumentada.

Description

Campo Técnico

[001] A presente invenção se refere à aperfeiçoamentos agrícolas, e mais particularmente a métodos de preparação e uso de um produto de polímero superabsorvente incluindo um aditivo de promoção de crescimento bioativo. Informação do Antecedente

[002] Durante as últimas três décadas, os cientistas de solo e químicos de polímero desenvolveram pesticidas de liberação controlada para uso agrícola. Os dois principais objetivos de pesticidas de liberação controlada são (1) au-mentar a eficácia do pesticida e (2) reduzir as conseqüên- cias ambientais negativas da aplicação de pesticida. Alguns pesticidas de liberação controlada da técnica anterior têm sido encapsulados em amido. Esses produtos de pesticida de liberação controlada encapsulados por amido da técnica ante-rior são tipicamente formados misturando-se o amido e os pesticidas e formando bolas da mistura. Esses pesticidas en-capsulados por amido fornecem liberação de taxa limitada das partículas de pesticida do amido, cuja liberação é adminis-trada amplamente por difusão. Especificamente, quando os pesticidas encapsulados por amido são aplicados ao solo, eles absorvem água e dilatam tal que as partículas do pesti-cida se difundem da matriz de amido no solo ao redor de uma planta, raiz, semente ou muda.

[003] Em 1976, os químicos de polímero desenvolveram uma classe de materiais referidos como polímeros superabsor- ventes (SAPs) (observe, por exemplo, as Patentes U.S. Nos. 3.935.099, 3.981.100, 3.985.616 e 3.997.484, todas emitidas em 1976). SAPs são materiais que bebem ou absorvem pelo me-nos 10 vezes seu próprio peso no fluido aquoso e que retém o fluido aquoso embebido ou absorvido sob pressão moderada. O fluido aquoso embebido ou absorvido é tomado na estrutura molecular do SAP de preferência em seguida estando contido nos poros dos quais o fluido pode ser eliminado apertando- se. Alguns SAPs podem absorver até 1.000 vezes seu peso em fluido aquoso.

[004] Um tipo de SAPs, chamado “copolímeros totalmente sintéticos”, é feito copolimerizando-se o ácido acrílico e acrilamida na presença de um agente de acoplamento. Quase todos SAPs de copolímero totalmente sintético são empregados em fraldas de bebê, revestimentos de corda e outros. Hoje o mercado mundial para SAPs de copolímero totalmente sintético é estimado ser de cerca de 2 bilhões de libras por ano.

[005] Outro tipo de SAPs, chamado copolímeros de en-xerto de amido, usam um polímero natural, tal como amido, para formar um produto de SAP incluindo um copolímero de en-xerto de amido. As películas de SAP de copolímero de enxerto de amido são tipicamente formadas por secagem da composição de copolímero de enxerto de amido em uma bandeja ou aquecen-do a composição em um secador de tambor. As películas resul-tantes podem então ser moídas ou trituradas em flocos e pó. As películas de SAP de copolímero de enxerto de amido podem também ser feita diluindo-se uma mistura viscosa de copolí- mero de enxerto de amido de álcali com um solvente orgânico miscível em água tal como água ou acetona para precipitar um copolímero de enxerto de amido de álcali. O copolímero de enxerto de amido de álcali precipitado é então isolado em uma forma de pó fino por filtração e secagem adicional. Os produtos de SAP de copolímero de enxerto de amido que absor-vem grandes quantidades de fluidos aquosos são tipicamente comercializados como mercadorias macias absorventes que au-mentam a capacidade de retenção de água do solo e que formam um revestimento sobre as fibras, argila, papel e outros.

[006] A capacidade de absorção do fluido aquoso dos SAPs os torna desejáveis para companhias agrícolas. Entre-tanto, o teste dos SAPs de copolímero totalmente sintético e os SAPs de copolímero de enxerto de amido em pó ou película mostraram pobre desempenho agrícola, amplamente devido ao tamanho de partícula dos produtos de SAP (partículas finas, pequenas medindo cerca de 80 mesh no tamanho). Uma limitação inerente de partículas de malha mais fina é que eles não po-dem ser empregados em aplicadores de grânulo típicos, que requerem tamanhos de partículas de pelo menos 25 mesh. Além disso, as películas e/ou pó fino são geralmente carregados para longe por qualquer vento presente durante a aplicação do produto de SAP sobre um campo ou um substrato de cresci-mento.

[007] Ao mesmo tempo em que as partículas pesticidas misturadas com amido têm sido preparadas durante muitos anos, nenhuma tem, de modo bem sucedido, capturado pestici-das em um produto de SAP com base em amido apropriado para uso em aplicações agrícolas de grande escala. Os inventores da presente invenção reconheceram uma necessidade na indús-tria agrícola de um método para formar um produto de SAP com base em amido incluindo aditivo de promoção de crescimento bioativo cuja aplicação nas plantas, raiz, muda, ou semen-tes, ou em um substrato de crescimento nas proximidades das plantas, raízes, mudas, ou sementes, promova o crescimento das plantas, raízes, muda, ou sementes.

Sumário

[008] Um objetivo da presente invenção é formular um método para produção e uso em aplicações agrícolas um produ-to de SAP com base em amido que inclui um aditivo de promo-ção de crescimento bioativo. A aplicação do produto de SAP resultante promove o crescimento de uma planta, raiz, muda, ou semente, colocado próximo ao produto de SAP.

[009] As modalidades preferidas da presente invenção geralmente se referem a métodos e produtos formados captu-rando-se as partículas de aditivos de promoção de crescimen-to, bioativos em uma matriz de amido para formar um produto de SAP com base em amido incluindo um aditivo de promoção de crescimento bioativo para uso em aplicações agrícolas de grande escala. Seguinte a aplicação do produto de SAP com base em amido em uma planta, raiz, semente ou muda, ou em um substrato de crescimento próximo a uma planta, raiz, semen-te, ou muda, o produto de SAP com base em amido promove a disponibilidade de nutrientes benéficos à planta, raiz, se-mente ou muda. O aumento da disponibilidade desses nutrien-tes efetua um aumento no produto de colheita, taxa de cres-cimento, germinação de semente, e/ou tamanho da planta. O aditivo de promoção de crescimento bioativo é fisicamente mantido por e tomado na porção de matriz de amido do produto de SAP, desse modo formando um produto de polímero superab- sorvente estável e minimizando ou eliminando o escorrimento do aditivo durante a chuva forte, espremendo ou sacudindo durante o transporte. Acredita-se que as plantas, raízes, e mudas retiradas da porção ativa do aditivo de promoção de crescimento, bioativo do produto de SAP com base em amido através da ação capilar, e que as sementes utilizem o aditi-vo de promoção de crescimento, bioativo por difusão do adi-tivo da matriz de amido.

[0010] Um método preferido de formação de um produto de SAP incluindo um aditivo de promoção de crescimento, bio- ativo envolve (1) polimerizar por enxerto pelo menos um rea-gente de enxertia e um amido para formar um copolímero de enxerto de amido incluindo uma matriz de amido; (2) isolar o copolímero de enxerto de amido resultante; (3) formar pelí-culas, pó, ou partículas de copolímero de enxerto de amido que são dimensionados para uso em aplicações agrícolas; e (4) adicionar o aditivo de promoção de crescimento, bioativo a fim de que pelo menos alguns dos aditivos de promoção de crescimento, bioativos seja capturado pela matriz de amido. A adição do aditivo de promoção de crescimento, bioativo po-de ocorrer em várias vezes durante este processo, dependendo do tipo de aditivo e do grau desejado de captura do aditivo na matriz de amido.

[0011] Existem pelo menos duas implementações preferi-das deste método preferido de formação do produto de SAP com base em amido incluindo um aditivo de promoção de crescimen-to, bioativo. Uma primeira implementação preferida envolve (1) combinar um monômero e um amido na presença de um inici-ador tal que o enxerto de monômero polimerize sobre o amido para formar uma mistura incluindo um copolímero de enxerto de amido tendo uma matriz de amido; (2) saponificar a mistu-ra; (3) precipitar o copolímero de enxerto de amido saponi- ficado da mistura para formar partículas do produto de SAP que são dimensionadas para uso em aplicações agrícolas; e (4) adicionar o aditivo de promoção de crescimento, bioativo a fim de que pelo menos alguns dos aditivos de promoção de crescimento, bioativo sejam capturados pela matriz de amido. A adição do aditivo de promoção de crescimento, bioativo po-de ocorrer, por exemplo, durante pelo menos uma das seguin-tes etapas de processamento; (1) ao mesmo tempo combinar o monômero e o amido; (2) seguir a saponificação do copolímero de enxerto de amido, e (3) seguir a formação do produto de SAP com base em amido.

[0012] Uma segunda implementação preferida do método preferido envolve (1) polimerizar por enxerto um monômero sobre um amido na presença de um iniciador para formar uma mistura incluindo um copolímero de enxerto de amido tendo uma matriz de amido; (2) adicionar um agente de reticulação à mistura para reticular o copolímero de enxerto de amido; (3) neutralizar a mistura; (4) precipitar ou isolar o copo- límero de enxerto de amido reticulado para formar partículas de produto de SAP que são dimensionados para uso em aplica-ções agrícolas; e (5) adicionar o aditivo de promoção de crescimento bioativo a fim de que o aditivo de promoção de crescimento bioativo seja capturado pela matriz de amido. A adição do aditivo de promoção de crescimento bioativo pode ocorrer, por exemplo, durante pelo menos uma das seguintes etapas de processamento: (1) ao mesmo tempo polimerizar por enxerto o monômero sobre o amido; (2) seguir a neutraliza-ção; (3) seguir a formação das partículas o produto de SAP com base em amido.

[0013] Os métodos exemplares preferidos de uso do pro-duto de SAP com base em amido incluindo um aditivo de promo-ção de crescimento, bioativo para promover o crescimento de planta, semente, muda ou raiz inclui (1) colocar o produto de SAP com base em amido incluindo um aditivo de promoção de crescimento bioativo (ou uma lama, enchimento, ou fertili-zante, ou fertilizante incluindo um produto de SAP) direta-mente sobre um substrato de crescimento próximo a uma plan-ta, semente, muda, ou raiz e (2) aplicar a uma planta, se-mente, muda, ou raiz o produto de SAP com base em amido (ou uma lama, ou fertilizante incluindo o produto de SAP) e em seguida plantar a planta, raiz, semente, ou muda no substra-to de crescimento. A aplicação do produto de SAP com base em amido incluindo um aditivo de promoção de crescimento, bioa- tivo diretamente ao solo ou a uma planta, semente, muda, ou raiz pode resultar em floração e/ou germinação de semente precoce, requerimento de irrigação diminuídos, propagação aumentada, crescimento de colheita aumentado, produção de colheita aumentada, e incrustação de solo diminuída. Desse modo os produtos de SAP feitos pelos métodos descritos acima oferecem várias vantagens sobre os produtos de SAP da técni-ca anterior e métodos de formação e uso dos produtos de SAP em agricultura de grande escala.

[0014] Os aditivos de promoção de crescimento, bioati- vos exemplares incluem fertilizantes, pesticidas, materiais bioativos, hormônios de crescimento de planta, e nutrientes com base em solo. Uma lista de pesticidas exemplares inclui acaricidas, algicidas, anti-alimentação, avicidas, bacteri- cidas, repelentes de pássaros, quimioesterilizante, fungici-das, protetores herbicidas, herbicidas, atraentes de inseto, repelentes de inseto, inseticidas, repelentes de mamífero, rompedor de união, moluscicidas, nematicidas, ativadores de planta, reguladores de crescimento de planta, rodenticida, sinergistas, e virucidas.

[0015] Aspectos e vantagens adicionais desta invenção serão evidentes da seguinte descrição detalhada das modali-dades preferidas.

Descrição Detalhada das Modalidades Preferidas

[0016] A presente invenção geralmente se refere a mé-todos e produtos formados por captura de um aditivo de pro-moção de crescimento, bioativo em uma matriz de amido para formar um produto de SAP com base em amido para uso em apli-cações agrícolas. Quando aplicado a um substrato de cresci-mento próximo a uma planta, raiz, semente ou muda, ou dire-tamente a uma planta, raiz, semente ou muda, o produto de SAP com base em amido incluindo um aditivo de promoção de crescimento, bioativo promove o crescimento de uma planta, raiz, semente ou muda colocada próximo ao produto de SAP promovendo-se a disponibilidade de nutrientes benéficos à planta, raiz, semente ou muda. A absortividade elevada da matriz de amido do produto de SAP com base em amido facilita a captura do aditivo de promoção de crescimento, bioativo na matriz de amido, desse modo minimizando ou eliminando a dis-sociação ou liberação do aditivo de promoção de crescimento, bioativo da matriz de amido devido a chuva forte, aperto, ou sacudidela do produto de SAP durante o transporte ou prepa-ração, e durante aplicação do produto de SAP. Devido o adi-tivo de promoção de crescimento bioativo, ser capturado no produto de SAP, a taxa de escorrimento do aditivo de promo-ção de crescimento é significantemente menor do que a taxa de escorrimento dos aditivos de promoção de crescimento aplicados diretamente ao solo, plantas, raízes, mudas ou se-mentes.

[0017] Os termos, “capturado” ou “encapsulado” como empregado aqui são pretendidos se referir ao fato que o adi-tivo de promoção de crescimento, bioativo é fisicamente man-tido pela porção de matriz de amido do produto de SAP. O termo “aditivo de promoção de crescimento, bioativo”, é pre-tendido incluir qualquer aditivo que promova o crescimento de planta, raiz, muda, ou semente. As indicações de promoção de crescimento incluem, porém não estão limitadas a, flora-ção e/ou germinação de semente precoce, requerimentos de ir-rigação diminuídos, propagação aumentada, crescimento da co-lheita aumentado, produção de colheita aumentado, tamanho de planta aumentado, produto de colheita aumentado, e encrosta- ção do solo diminuída.

[0018] Um método preferido para formar um produto de SAP incluindo um aditivo de promoção de crescimento bioativo para uso em aplicações agrícolas envolve (1) polimerizar por enxerto pelo menos um reagente de enxertia e um amido para formar um copolímero de enxerto de amido incluindo uma ma-triz de amido, (2) isolar o copolímero de enxerto de amido resultante, (3) formar partículas de copolímero de enxerto de amido que são dimensionadas para uso em aplicações agrí-colas; e (4) adicionar o aditivo de promoção de crescimento, bioativo a fim de que pelo menos algum do aditivo de promo-ção de crescimento, bioativo seja capturado pela matriz de amido. A adição do aditivo de promoção de crescimento, bioa- tivo pode ocorrer em vários tempos durantes este processo, dependendo do tipo de aditivo e do grau desejado de captura do aditivo na matriz de amido.

[0019] Existe pelo menos duas implementações preferi-das deste método preferido de preparar um produto de SAP com base em amido incluindo um aditivo de promoção de crescimen-to, bioativo para uso em aplicações agrícolas. Uma primeira implementação preferida envolve (1) combinar um monômero e um amido na presença de um iniciador tal que o enxerto de monômero polimerize sobre o amido para formar uma mistura incluindo um copolímero de enxerto de amido tendo uma matriz de amido; (2) saponificar a mistura; (3) precipitar o copo- límero de enxerto de amido saponificado da mistura para for-mar partículas de produto SAP que são dimensionadas para uso em aplicações agrícolas; e (4) adicionar o aditivo de promo-ção de crescimento, bioativo a fim de que ele seja capturado na matriz de amido. A adição do aditivo de promoção de cres-cimento, bioativo pode ocorrer, por exemplo, durante pelo menos uma das seguintes etapas de processamento: (1) ao mes-mo tempo combinar o monômero e o amido; (2) seguir a saponi- ficação da mistura; e (3) seguir a formação de partículas do produto de SAP com base em amido.

[0020] Com respeito a essa primeira implementação pre-ferida, um monômero preferido exemplar é acrilonitrila. A acrilonitrila pode ser empregada sozinha ou em conjunto com outros monômeros, tal como, por exemplo, ácido 2- acrilonitrila-2-metil-propanossulfônico, ácido acrílico e acrilamida. Uma razão molar preferida de amido para acrilo- nitrila é entre cerca de 1:1 e cerca de 1:6, e a quantidade de acrilonitrila no produto de SAP é tipicamente proporcio-nal à absorvência do produto de SAP.

[0021] A acrilonitrila é preferivelmente polimerizada por enxerto sobre o amido na presença de um iniciador, tal com sal de cério. Os sais de cério preferidos exemplares in-cluem, porém não estão limitados a, nitrato de amônio céri- co, perssulfato de amônio, perssulfato de sódio, perssulfato de potássio, peróxido ferroso, peróxido de sulfato- hidrogênio de amônio ferroso, ácido L-ascórbico, permangana- to de potássio-ácido ascórbico. O processo de polimerização por enxerto é tipicamente concluído dentro de vários minu-tos, produzindo cadeias enxertadas longas de poliacriloni- trila, ou poliacrilonitrila em conjunção com outros monôme- ros, ligados ao amido.

[0022] As cadeias enxertadas longas de poliacriloni- trila, ou poliacrilonitrila em conjunção com outros monôme- ros, ligados ao amido são então saponificadas, preferivel-mente com hidróxido de potássio ou hidróxido de sódio, para alterar os grupos de nitrila em uma mistura de carboxamidas e carboxilatos de álcali. A saponificação produz uma massa altamente viscosa de saponificado tendo uma consistência ti-po pasta.

[0023] O saponificado (ou com, ou sem o aditivo de promoção de crescimento, bioativo) é então precipitado na forma sólida empregando um solvente miscível em água tal co-mo um álcool, por exemplo, metanol, etanol, propanol, ou isopropanol. Uma vez que o metanol é geralmente o álcool me-nos caro, ele é tipicamente preferido. O saponificado é imerso em álcool, fazendo com que o copolímero de enxerto de amido de álcali precipite, formando partículas que podem ser secadas e processadas para o tamanho desejado. O álcool re-move a água, dessalga, e granula o saponificado de copolíme- ro de enxerto de amido neutralizado. Vários métodos de pre-cipitação empregando um álcool existem e podem ser emprega-dos em conjunto com a presente invenção. Os métodos de pre-cipitação preferidos exemplares são descritos em maiores de-talhes abaixo.

[0024] Uma segunda implementação preferida envolve (1) combinar um monômero e um amido na presença de um iniciador tal que o enxerto de monômero polimerize sobre o amido para formar uma mistura incluindo um copolímero de enxerto de amido tendo uma matriz de amido; (2) adicionar um agente de reticulação à mistura para formar um copolímero de enxerto de amido reticulado; (3) neutralizar a mistura; (4) formar partículas de produto de SAP que são dimensionadas para uso em aplicações agrícolas; e (5) adicionar o aditivo de promo-ção de crescimento, bioativo a fim de que pelo menos alguns deles sejam capturados na matriz de amido. A adição do adi-tivo de promoção de crescimento, bioativo pode ocorrer, por exemplo, durante pelo menos uma das seguintes etapas de pro-cessamento: (1) ao mesmo tempo polimerizar por enxerto o mo- nômero sobre o amido; (2) seguir a neutralização; e (3) se-guir a formação das partículas do produto de SAP com base em amido.

[0025] Com respeito a esta segunda implementação pre-ferida, os monômeros preferidos exemplares incluem, porém não estão limitados a, ácido acrílico, acrilamida, metacri- lamida, ácido 2-acrilonitrila-2-metil-propanossulfônico, ácido metacrílico, ácido vinil sulfônico, acrilato de etila, derivados destes, e misturas destes.

[0026] O monômero é preferivelmente polimerizado por enxerto sobre o amido na presença de um iniciador. Os inici-adores exemplares para uso no método descrito acima incluem sais de cério (+4), tal como nitrato de amônio cérico; pers- sulfato de amônio; perssulfato de sódio; perssulfato de po-tássio; peróxido ferroso; sulfato de amônio ferroso-peróxido de hidrogênio; ácido L-ascórbico; e permanganato de potás-sio-ácido ascórbico. Outros iniciadores adequados conhecidos por aqueles versados na técnica podem ser empregados. A quantidade de iniciador empregado variará com base no inici- ador escolhido, no monômero escolhido e no amido escolhido. Alguns iniciadores, por exemplo, perssulfatos, requerem a presença de aquecimento. O iniciador pode ser adicionado em uma única etapa ou etapas múltiplas, e múltiplos iniciadores podem ser empregados.

[0027] Em seguida, um agente de reticulação é adicio-nado à mistura para formar um copolímero de enxerto de amido reticulado. Um agente de reticulação é necessário por que a não ser que o copolímero de enxerto de amido seja reticula-do, ele pode dissolver em fluido aquoso. A reticulação per-mite o copolímero de enxerto de amido absorver o fluido aquoso sem dissolver. A quantidade de agente de reticulação adicionado é indiretamente proporcional à absorvência do produto de SAP resultante. Os agentes de reticulação prefe-ridos exemplares incluem glicerídeos; diepóxidos; diglicidi- las; cicloexadiamida; metileno bis-acrilamida; bisidroxial- quilamidas, tal como hidroxipropil bis-adipamida; formaldeí- dos, tal como resinas de uréia-formaldeído e melamina- formaldeídeo; isocianatos incluindo di- e tri-isocianatos; resinas epóxi, tipicamente na presença de um catalisador de base; derivados destes, e misturas destes.

[0028] Embora o uso de um agente de reticulação seja preferido, os copolímeros auto-reticulante também podem ser empregados. Se um copolímero auto-reticulante é empregado, ou um grupo(s) funcional auto-reativo único ou múltiplo ou grupos funcionais co-reativos múltiplos são incorporados na mistura. Um grupo funcional co-reativo exemplar pe metacri- lato de glicidila.

[0029] Uma vez que o copolímero de enxerto de amido reticulado é formado, o copolímero de enxerto de amido reti-culado é neutralizado para converter os grupos de carboxila para sais de potássio, onde, por exemplo, hidróxido de po-tássio ou metóxido de potássio é empregado para neutralizar o copolímero de enxerto de amido. Ao contrário dos métodos da técnica anterior, que requer saponificação, a etapa de neutralização da presente invenção é significantemente mais rápida, mais fácil e menos cara. Além disso, a neutralização não produz subprodutos de reação danosa e corrosiva tal como amônia. Os solventes exemplares que podem ser empregados pa-ra realizar a neutralização incluem hidróxido de potássio, metóxido de potássio, e uma mistura destes, qualquer dos quais pode ser diluído em metanol.

[0030] O copolímero de enxerto de amido reticulado, neutralizado resultante é então isolado ou precipitado para formar partículas do produto de SAP. Os métodos de isolação e precipitação preferidos exemplares são descritos em maio-res detalhes abaixo. A isolação pode ocorrer por qualquer método conhecido por aqueles de experiência ordinária na técnica, incluindo (1) extrusar e secar, por exemplo, em um secador de tambor duplo, (2) secar a pasta neutralizada em um secador de tambor duplo para formar flocos do produto de SAP e por último formar partículas do tamanho desejado dos flocos do produto de SAP, (3) secar na bandeja a pasta neu-tralizada para formar flocos do produto de SAP, e (4) formar partículas da pasta neutralizada e em seguida secar na ban-deja essas partículas.

[0031] Com respeito a ambas primeira e segunda imple-mentações, o aditivo de promoção de crescimento, bioativo é preferivelmente adicionado à pasta ou partículas de SAP tal que seja substancialmente distribuído completamente. Um mé-todo preferido exemplar pelo qual a adição do aditivo de promoção de crescimento, bioativo pode ocorrer envolve dis-solver o aditivo em um solvente e em seguida pulverizar a solução de aditivo de promoção de crescimento sobre a pasta de SAP ou sobre as partículas do produto de SAP (com ou sem agitação da pasta ou partículas durante a adição). Um segun-do método preferido de adição do aditivo de promoção de crescimento, bioativo envolve formar uma lama de aditivo e adicionar a lama à pasta ou partículas de SAP em qualquer ponto durante o processamento. Uma vantagem da adição do aditivo de promoção de crescimento, bioativo seguinte à for-mação das partículas de SAP é que a natureza altamente ab- sortiva das partículas resulta em sua fácil embebição do aditivo. Em uma modalidade preferida, as partículas de pro-duto de SAP com base em amido são secadas seguinte à aplica-ção do aditivo.

[0032] Os aditivos de promoção de crescimento, bioati- vos geralmente estão incluídos em uma das duas categorias: aditivos solúveis em água e aditivos insolúveis em água. Os aditivos solúveis em água podem ser adicionados diretamente à pasta ou partículas de SAP em qualquer ponto durante o processamento ou durante a aplicação do produto de SAP ao substrato de crescimento. Quando empregando a primeira im-plementação preferida do método preferido, os aditivos solú- veis em água são preferivelmente adicionados à pasta de SAP seguindo a saponificação ou seguindo a formação das partícu-las do produto de SAP, por causa da adição do aditivo de promoção de crescimento, bioativo durante a combinação do reagente(s) de enxertia e o amido pode resultar no aditivo sendo lavado durante a saponificação.

[0033] Os aditivos de promoção de crescimento, bioati- vos, insolúveis em água podem ser adicionados em qualquer ponto durante o processamento, às partículas de SAP, ou du-rante a aplicação do produto de SAP ao substrato de cresci-mento. Tipicamente, os aditivos insolúveis em água são dis-solvidos em um solvente, por exemplo, um solvente miscível em água tal como álcool, e em seguida a solução é aplicada à pasta de SAP, partículas de SAP, ou ao substrato de cresci-mento. Seguinte à aplicação da solução ou lama do aditivo de promoção de crescimento bioativo dissolvido, o solvente pode ser removido da pasta ou partículas de SAP aquecendo-se ou secando-se para expelir o solvente residual por evaporação.

[0034] Uma proporção preferida do aditivo de promoção de crescimento, bioativo por libra do produto de SAP é cerca de 28,34g por 0,453 kg (1 oz. por lb). Os aditivos de promo-ção de crescimento, bioativos exemplares incluem fertilizan-tes, reguladores de crescimento de planta, pesticidas, hor-mônios de crescimento de planta, e nutrientes com base em solo, todos dos quais podem estar na forma sólida, cristali-na, aquosa, ou fluida.

[0035] Uma lista de pesticidas exemplares inclui aca- ricidas, algicidas, antialimentação, avicidas, bactericidas, repelentes de pássaros, quimioesterilizante, fungicidas, protetores herbicidas, herbicidas, atraentes de inseto, re-pelentes de inseto, inseticidas, repelentes de mamífero, rompedor de união, moluscicidas, nematicidas, ativadores de planta, reguladores de crescimento de planta, rodenticida, sinergistas, virucidas, derivados destes, misturas destes, e combinações destes. Três pesticidas comercialmente disponí-veis exemplares são como segue: AssetTM, fabricado por Helena Chemicals de Fairfax, South Carolina; ACATM, fabricado por UAP de Greeley, Colorado; e Miracle-GroTM, fabricado pelos Scotts Company of Marysville, Ohio.

[0036] Os reguladores de crescimento de planta exem-plares, tal como, por exemplo, 2,4-D; citocininas, tal como por exemplo, cinetina; desfoliantes, tal como por exemplo, metoxuron; inibidores de etileno; liberadores de etileno, tal como, por exemplo, ACC e gloxima; gibberllins; inibido-res de crescimento; retardantes de crescimento; estimulantes de crescimento; derivados destes; e misturas destes.

[0037] Uma lista de herbicidas preferidos exemplares é como segue: herbicidas de amida incluindo herbicidas de clo- roacetanilida (tal como alaclor e metolaclor); herbicidas antibióticos; herbicidas de ácido aromático incluindo herbi-cidas de ácido benzóico (tal como cloramben e dicamba), her-bicidas de ácido ftálico, herbicidas de ácido picolínico, e herbicidas de ácido quinolinacarboxílicos; herbicidas arsê- nicos; herbicidas de benzoilcicloexanodiona, herbicidas de alquilsulfonato de benzofuranila; herbicidas de carbamato; herbicidas de carbanilato; herbicidas de oxima de cicloexe- no; herbicidas de ciclopropilisoxazol; herbicidas de dicar- boximida; herbicidas de dinitroanilina (tal como triflurali- na e pendimetalina); herbicidas de dinitrofenol; herbicidas de éter de difenila; herbicidas de ditiocarbamato; herbici-das alifáticos halogenados; herbicidas de imidazolinona; herbicidas inorgânicos; herbicidas de nitrila; herbicidas organofosforosos; fenóxi herbicidas (tal como 2-4D (também chamado ácido acético de 2,4-diclorofenóxi) e Mecoprop); herbicidas de fenilenodiamina; herbicidas de pirazoliloxia- cetofenona; herbicidas de pirazolilfenila; herbicidas de pi- ridazina, herbicidas de piridazinona (tal como Norflurazo- nTM); herbicidas de piridina; herbicidas de pirimidinadiami- na; herbicidas de amônio quaternário; herbicidas de tiocar- bamato (incluindo butilato e EPTC); herbicidas de tiocarbo- nato; herbicidas de tiouréia; herbicidas de triazina (tal como atrazina e simazina); herbicidas de triazinona (tal co-mo MetribuzinTM); herbicidas de triazol; herbicidas de triazolona; herbicidas de triazolopirimidina; herbicidas de uracila; herbicidas de uréia; RoundupTM (fabricado por Mon-santo Co. de St. Louis, Missouri); ChloroprophanTM; SurflanTM (fabricado por Southern Agricultural Insecticides, Inc. de Palmetto, Florida); e ClomazonaTM. Uma combinação ou mistura desses herbicidas pode ser empregada.

[0038] Os pesticidas microbianos exemplares incluem bacillus thuringiensis e mycorrhizal fungi. Os inseticidas exemplares incluem tiodan, diazinon, e malationa. Os fungi-cidas exemplares incluem AlietteTM (ingrediente ativo= alu-mínio tris (o-etilfosfenato)) fabricado por Bayer Crop Sci ence of Research Triangle Park, Carolina do Norte; RovralTM (ingrediente ativo= iprodiona) fabricado por Bayer Crop Sci-ence of Research Triangle Park, Carolina do Norte; Manco- zebTM, SovranTM (ingrediente ativo= cresoxim-metil) fabricado por BASF Agolutions de Canadá; FlintTM (ingrediente ativo = trifloxistrobina) fabricado por Novartis Corporation; Rido- milTM (ingrediente ativo = Mefenoxan) e Ridomil GoldTM (in-grediente ativo = metil éster de ácido metoxiacetilamino-®- 2-2[2,6-dimetilfenil-propiônico]) fabricado por Syngenta Crop Protection Inc. de Greensboro, Carolina do Norte; Divi- dendTM (ingrediente ativo = difenoconazol) fabricado Poe Syngenta Crop Protection Inc. de Greensboro, Carolina do Norte; SoilGardTM (ingrediente ativo = gliocladium virens) fabricado por Certis USA de Columbia, Maryland; BravoTM (in-grediente ativo = clorotalonil) fabricado por Syngenta Crop Protection Inc. de Greensboro, Carolina do Norte; VitavaxTM (ingrediente ativo = carboxina) fabricado por Gustafson LLC de Canadá; ThiramTM (ingrediente ativo= dissulfeto de tetra- metiltiuram) fabricado por Gustafson LLC de Canadá; MaximTM (ingrediente ativo= fludioxonil) fabricado por Syngenta Crop Protection Inc. de Greensboro, Carolina do Norte; QuadrisTM (ingrediente ativo = azoxistrobina)fabricado por Syngenta Crop Protection Inc. de Greensboro, Carolina do Norte; e EliteTM (ingrediente ativo= tebuconaol) fabricado por Bayer Crop Science de Research Triangle Park, Carolina do Norte. Uma combinação ou mistura desses pode ser empregada.

[0039] Uma lista de nutrientes com base em solo exem-plares inclui cálcio, magnésio, potássio, fósforo, boro, zinco, manganês, cobre, ferro, súlfur, nitrogênio, molibdê- nio, fosfato de amônio, farinha de peixe, derivados destes, combinações destes, e misturas destes. Mais informações so-bre os aditivos de promoção de crescimento exemplares pode ser encontrada em The Farm Chemicals Handbook publicado por Meister Publishing Company, 1992.

[0040] Os amidos exemplares para uso em conjunto com os métodos identificados acima incluem amidos puros, polvi-lhos e farinhas. Os amidos preferidos incluem amido de mi-lho, farinha de milho, amido de trigo, amido de sorgo, amido de tapioca, farelos e farinhas de cereais, farinha de bana-na, farinha de iuca, raiz de iuca descascada, raiz de iuca não descascada, farinha de aveia, farinha de banana e fari-nha de tapioca. As combinações, derivados e misturas destes amidos podem também ser empregados. Essas fontes de amido são preferivelmente gelatinizadas para otimizar a absorvên- cia. Os amidos comercialmente disponíveis exemplares incluem amidos nativos (por exemplo, amido de milho (por exemplo, Purê Food PowderTM, fabricado por A.E. Staley), amido de mi-lho ceroso (por exemplo, WaxyTM 7350, fabricado por A.E. Staley), amido de trigo (por exemplo, MidsolTM 50, fabricado por Midwest Grain Products), e amido de batata (por exemplo, AvebeTM, fabricado por A.E. Staley)), amidos de dextrina (por exemplo, StadexTM 9, fabricado por A.E. Staley), amidos de dextran (por exemplo, Grade 2P, fabricado por Pharmavhem Corp.), farinha de milho, raiz de iuca descascada, raiz de iuca não descascada, farinha de aveia, farinha de banana, farinha de tapioca, e amido de milho não modificado industrial. Uma razão molar preferida do amido para o monô- mero é entre cerca de 1:1 e cerca de 1:6.

[0041] Como mencionado acima, vários métodos de isola-mento preferidos podem ser empregados em conjunto com a pre-sente invenção. O isolamento pode ocorrer por precipitação ou por secagem e/ou manipulação da pasta de SAP. A precipi-tação pode ser empregada para formar partículas, grânulos, pó, filamentos, bastões, películas e outros, todos dos quais são referidos aqui como “partículas”. Alguns métodos de pre-cipitação preferidos envolvem adicionar um solvente miscível em água, tal como, por exemplo, um álcool, por exemplo, me-tanol, etanol, propanol, ou isopropanol. Um método preferido de precipitação com base em álcool envolve imergir o copolí- mero de enxerto de amido em álcool, desse modo fazendo com que o copolímero de enxerto de amido precipite nas partícu-las que são por último processadas para o tamanho desejado após a secagem. O álcool remove a água, remove os sais ex-ternos, e granula o copolímero de enxerto de amido.

[0042] Um segundo método preferido de precipitação com base em álcool envolve misturar álcool suficiente no copolí- mero de enxerto de amido para obter uma dispersão lisa. A dispersão lisa é então bombeada em um tanque de precipitação incluindo um sistema de agitação que pode vigorosamente mis-turar o álcool ao mesmo tempo em que a dispersão de copolí- mero de enxerto de amido liso é adicionada. Uma vez mistura-do, o álcool resultante e partículas de copolímero de enxer-to de amido são ou (1) coletados decantando-se ou lavando com álcool ou (2) centrifugado e coletado, em seguida secado a um nível de umidade dentre cerca de 1 por cento e cerca de 20 por cento.

[0043] Um terceiro método preferido de precipitação com base em álcool envolve umedecer a superfície do copolí- mero de enxerto de amido neutralizado ou saponificado com uma pequena quantidade de álcool e em seguida cortar o copo- límero de enxerto de amido em grandes “pedaços” que não ade-rem novamente a um outro. Uma vez que a superfície do copo- límero de enxerto de amido neutralizado ou saponificado te-nha sido umedecida com álcool, o material resultante é es-corregadio ao toque e não mais aderente. Este efeito pode ser obtido, por exemplo, empregando-se uma razão composicio- nal dentre cerca de uma parte e cerca de duas partes de me-tanol por uma parte de sólido. Uma vez que o álcool tenha sido adicionado, o copolímero de enxerto de amido neutrali-zado ou saponificado é ou (1) bombeado através de um corta-dor em linha para formar pedaços tendo um diâmetro menor do que uma polegada ou (2) cortado à mão com tesoura. A mistura resultante é então alimentada em um tanque ou misturador Wa-ring que tenha entre cerca de 1,5 galão e cerca de 2,0 ga-lões de álcool adicional por libra de copolímero de enxerto de amido. O álcool no tanque maior é agitado com um dissol-vente Cowles ou outro misturador capaz de obter velocidades elevadas.

[0044] Um quarto método preferido de precipitação com base em álcool envolve pré-formar o tamanho da partícula an-tes da precipitação com base em álcool. O uso de matrizes para formar filamentos ou bastões tendo diferentes formas e diâmetros, pode grandemente melhorar o processo de formação de tamanho de partícula. Este quarto método oferece controle realçado do tamanho de partícula final. O copolímero de en-xerto de amido (neutralizado ou não neutralizado) é forçado através de uma placa da matriz tendo orifícios de diâmetro variante (por exemplo, cerca de 1/16 polegadas a mais do que 1/4 polegadas) e forma variante (por exemplo, redonda, es-trela, fita, etc.). Os métodos para forçar o copolímero de enxerto de amido através da placa de matriz incluem o uso de um êmbolo operado a mão, avanço helicoidal, prognóstico, bombeamento, e qualquer outro método comumente conhecido. Os filamentos ou bastões são colocados no tanque de precipi-tação sem qualquer outra adição de álcool como um agente de pré-mistura. Os filamentos ou bastões podem ser tratados pa-ra preveni-los de manter-se unidos, por, por exemplo, umec- tação dos filamentos ou bastões com álcool ou pulverizando- os com um agente de pulverização, tal como, por exemplo, ce-lulose, argila, amido, farinha, ou outros polímeros naturais ou sintéticos. Alternativamente, os filamentos ou bastões podem ser levemente pulverizados com álcool para preveni-los de manter-se unidos. Os filamentos ou bastões resultantes são precipitados com álcool agitado, removidos do tanque e secados.

[0045] Um método exemplar de isolamento do copolímero de enxerto de amido que não envolve adicionar álcool, envol-ve secar o copolímero de enxerto de amido em um tambor aque-cido ou através de secagem por ar. As partículas resultantes do produto de SAP são então manipuladas para formar um pro- duto de SAP final tendo um tamanho e forma, apropriados para a aplicação agrícola desejada. Devido à segunda implementa-ção preferida do método de formação de um produto de SAP in-cluindo um aditivo de promoção de crescimento, bioativo for-mar um copolímero de enxerto de amido reticulado, neutrali-zado que é um sistema relativamente puro contendo muito pou-co são externo, o isolamento do produto de SAP formado em-pregando sua implementação pode ser efetuado meramente se-cando-se o produto de SAP. Em contraste, os copolímeros de enxerto de amido da técnica anterior contêm uma quantidade significante de amônia e sal externo e desse modo devem ser tratados com um álcool, tipicamente metanol. O uso de meta-nol significantemente se adiciona ao custo de produção do produto de SAP por que a venda de metanol é muito cara.

[0046] Outro método exemplar de isolação do copolímero de enxerto de amido sem adicionar álcool envolve extrusar o copolímero de enxerto de amido reticulado, neutralizado através de uma hélice aquecida para formar partículas do produto de SAP. Para minimizar a re-aglomeração das partícu-las, as partículas são preferivelmente revestidas com um agente de pulverização que diminui sua propensão de manter- se unidas. Os agentes de pulverização exemplares incluem ce-lulose, argila, amido, polvilhos e outros polímeros sintéti-cos ou naturais que previnem as partículas de manterem-se unidas. Alternativamente, as partículas podem ser levemente pulverizadas com metanol para preveni-las de manterem-se unidas, e/ou a extrusão pode ser realizada sob pressão ele- vada.

[0047] Onde o produto de SAP é empregado na forma de partícula, o tamanho de partícula preferido do produto de SAP com base em amido depende da aplicação agrícola especí-fica pretendida. Um tamanho de partícula preferido de apli-cações agrícolas que deposita o produto de SAP com base em amido diretamente sobre o substrato de crescimento é menor do que 50 mesh, mais particularmente entre cerca de 8 mesh e cerca de 25 mesh. Este tamanho de partícula é preferido por que os aplicadores granulares comercialmente disponíveis re-querem este tamanho de partícula. Para difundir ou medir as partículas de SAP com base em amido através do equipamento de aplicação agrícola existente, um produto de SAP com base em amido, granular de 8 mesh e cerca de 25 mesh tendo uma densidade dentre cerca de 405 kg por metro cúbico (25 lbs por pés cúbicos) e cerca de 567,14 kg por metro cúbico (35 lbs por pés cúbicos), com 518 kg por metro cúbico(32 lbs por pés cúbicos) o mais preferido.

[0048] Outras aplicações agrícolas, tal como revesti-mento de semente e imersão da raiz, usam um tamanho de par-tícula fina. Para revestimento de semente, o tamanho de par-tícula desejado é entre cerca de 75 mesh e cerca de 200 mesh, mais preferivelmente cerca de 100 mesh. Para revesti-mento de raiz, o tamanho de partícula desejado é entre cerca de 30 mesh e cerca de 100 mesh, mais preferivelmente cerca de 5 mesh. Além disso, a taxa de liberação do produto de SAP com base em amido é afetada por seu tamanho de partícula. Por exemplo, os resultados preliminares sugerem que as par-tículas pelotizadas podem liberar a porção ativa do aditivo de promoção de crescimento, bioativo mais gradualmente do que os produtos granulares de área de superfície iguais.

[0049] As cargas, absorventes, e tensoativos cuja pre-sença afeta a processabilidade ou eficácia do aditivo de promoção de crescimento, bioativo podem ser empregados para formar o produto SAP com base amido. Os veículos exemplares incluem argila de caulim, terra de fuller, produtos de terra diatomácea, amido granular não gelatinizado, silicatos, com-binações destes, misturas destes e derivados destes. Tipica-mente, a dilatação do produto de SAP com base em amido dimi-nui com as proporções aumentadas de argila. O ponto de pro-cessamento no qual as cargas, absorventes, veículos, ou ten- soativo são adicionados pode variar dependendo das caracte-rísticas desejadas do produto de SAP resultante. Dois pontos preferidos exemplares de adição de uma carga, absorvente, veículo, ou tensoativo são (1) pré-misturar com o amido e (2) separar a adição durante o processamento a jusante.

[0050] Os produtos de SAP incluindo um aditivo de pro-moção de crescimento, bioativo podem ser empregados em con-junto com qualquer colheita. Uma lista de colheitas exempla-res é como segue: alfafa, aspargos, cevada, feijões (inclu-indo feijão de lima, snap bean, e feijões verdes), brócolis, canola, cenoura, couve flor, aipo, coentro, coreopsis, algo-dão, pepino, aneto, elymus glaucus, milho de campo (incluin-do milho verde), fescue fino, alho, bluegrass de Kentuscky, lentilha, alface (incluindo mesclin, alface de cabeça, alfa-ce em folha, alface romaine, e repolho), trigos, cebolas, melões (incluindo melancia, cantalupo, e melão pequeno e do- ce), cogumelo, salsa, ervilha (seca), pimenta (incluindo, pimenta Bell), batatas, abóbora, rabanete, azevém, torrão de relva, sorgo, sojas, espinafre, abóbora, beterraba doce, gi-rassol, acelga, fescue alto, tabaco, tomate, nabo, trigo, trevo branco, centeio silvestre, zinnia.

[0051] A aplicação do produto de SAP a uma planta, ra-iz, semente ou muda pode ocorrer por qualquer método conhe-cido por alguém de experiência ordinária, incluindo, porém não limitada a, imersão da planta, raiz, semente, ou muda em partículas do produto de SAP, uma lama das partículas do produto de SAP, ou uma pasta incluindo as partículas do pro-duto de SAP; misturar o excremento, solo, fertilizante, ou outro substrato de crescimento com as partículas do produto de SAP e por último plantar uma planta, raiz, semente, ou muda na mistura de produto de substrato de crescimento/ SAP; e formar uma lama do produto de SAP que é aplicado direta-mente ao substrato de crescimento.

[0052] Os métodos exemplares preferidos de uso do pro-duto de SAP com base em amido incluindo um aditivo de promo-ção de crescimento, bioativo para promover o crescimento de planta, semente, muda, ou raiz inclui (1) colocar o produto de SAP com base em amido incluindo um aditivo de promoção de crescimento, bioativo (ou uma lama, enchimento, ou fertili-zante incluindo o produto de SAP) diretamente sobre um subs-trato de crescimento próximo a uma planta, semente, muda, ou raiz e (2) aplicar a uma planta, semente, muda, ou raiz o produto de SAP com base em amido (ou uma lama ou fertilizan-te incluindo o produto de SAP) e em seguida plantando a planta, raiz, semente, ou muda no substrato de crescimento. Um método exemplar de preparação de uma lama para uso como uma imersão de raiz envolve combinar entre cerca de 85,05g (3 oz) e cerca de 170,1g (6 oz) de produto de SAP com cerca de 5 galões de água para formar uma lama que pe aplicada ao substrato de crescimento e/ou a planta, raiz, semente, ou muda. Um método exemplar da preparação de um revestimento de semente incluindo o produto de SAP envolve combinar um agen-te de ligação e o produto de SAP com um solvente, preferi-velmente água, para formar uma lama que pe aplicada à semen-te. Alternativamente, o produto de SAP seco pode ser combi-nado com um aglutinante ou aderente, tal como, por exemplo, um mineral, gesso, ou argila, para formar uma mistura que se fixará na semente. Esses métodos podem também ser empregado para preparar um revestimento para ser aplicado a qualquer planta, raiz, semente, ou muda.

[0053] Os inventores da presente invenção reconhecem que a eficiência da captura, dilatação, taxa de liberação, e eficácia do produto de SAP com base em amido pode ser afeta-da a vários graus pelos tipos de materiais empregados, as condições de processamento implementadas, e o grau e tipo de processamento a jusante ex-situ. Devido as condições de pro-cessamento e composição serem selecionados para maximizar o desempenho do produto e eficiência do processamento, os pa-râmetros de processamento preferidos, tal como, por exemplo, temperatura, concentração de sólidos, concentração de amido, concentração de aditivo de promoção de crescimento, tipo de aditivo, número de aditivos, níveis de adição, processos de adição, e temporização da adição, variam grandemente. Por esta razão, os seguintes exemplos são pretendidos somente ainda ilustrar a invenção e, não são pretendidos limitar o escopo da invenção.

[0054] Exemplo 1: Aplicação de Pulverização de Pesti-cida AssetTM às Partículas de SAP

[0055] Água destilada (1.400 ml) foi colocada em uma chaleira de resina de 3 litros e foi submetida à agitação constante com um agitador. O polvilho ou farinha de amido (110 g) foi lentamente adicionado à chaleira, e a mistura resultante foi agitada durante aproximadamente cinco minu-tos. Uma corrente vagarosa de gás de nitrogênio foi adicio-nada à mistura ao mesmo tempo em que a mistura foi aquecida até que alcançasse uma temperatura de aproximadamente 95oC. No alcance desta temperatura, a mistura foi mantida nesta temperatura e agitada durante aproximadamente 45 minutos pa-ra garantir que o amido foi gelatinizado. A manta de aqueci-mento foi então removida, e a chaleira de resina foi coloca-da em um banho de balde de água fria. A mistura foi continu-amente agitada sob nitrogênio até que a temperatura alcan-çasse 25oC. Acrilonitrila (115 g) e ácido 2-acrilamido-2- metil-propanossulfônico (23 g) foram adicionados. A mistura resultante foi continuamente agitada sob nitrogênio durante aproximadamente 10 minutos. Uma solução catalisadora inclu-indo nitrato de amônio de cério (5,5 g) dissolvido em 0,1 M de solução de ácido nítrico (50 ml) foi adicionada à mistura ao mesmo tempo em que a mistura resfriou. A mistura foi con-tinuamente agitada sob nitrogênio ao mesmo tempo em que a chaleira de resina permaneceu no balde de água fria durante aproximadamente 60 minutos. A temperatura da mistura no fi-nal dos 60 minutos foi aproximadamente 40oC. Uma solução in-cluindo flocos de hidróxido de potássio (90g) dissolvidos na água (200 g) foi adicionada à mistura durante agitação e aquecimento. A mistura foi agitada e aquecida até que uma temperatura de 95oC tenha sido obtida, após o que a mistura foi agitada durante um adicional de 60 minutos. A mistura foi então neutralizada a um pH de 7,5 empregando uma solução a 10% de ácido clorídrico. A pasta resultante foi então res-friada a uma temperatura de cerca de 40oC. A pasta viscosa foi precipitada em metanol empregando um dos métodos de pre-cipitação descritos acima para produzir as partículas de SAP.

[0056] As partículas de SAP resultantes foram submeti-das a um Teste de Análise de Fertilizante que analisou a presença de vários componentes bioativos. Os resultados são reproduzidos na Tabela I para permitir o leito abranger o produto de SAP com o produto de SAP com base em amido da presente invenção. Tabela I. Análise do Fertilizante de um Produto de SAP sem um Aditivo

Experiência A: Aplicação de Pesticida AssetTM em uma Concentração de 3 Quartilhos/ Acre

[0057] Empregando um pulverizador de jardim comercial-mente disponível, padrão, aproximadamente 3 quartilhos de pesticida AssetTM foram pulverizados sobre 4,53 kg (10 lbs) de produto de SAP tendo um tamanho de malha dentre cerca de 10 e cerca de 20 e formado empregando o método descrito aci-ma. As partículas de SAP foram agitadas durante a aplicação do pesticida de AssetTM, para garantir que o aditivo de pro-moção de crescimento, bioativo cuidadosamente revestisse as partículas de SAP. O pesticida de AssetTM tem uma tinta verde clara, e desse modo, a aplicação de pesticida AssetTM às partículas de SAP resultou em sua permanência levemente pin-tada de verde. As partículas de SAP com base em amido resul-tantes foram submetidas a um Teste de Análise de Fertilizan-te que analisou a presença de vários componentes bioativos. Os resultados são reproduzidos na Tabela II.

Experiência B: Aplicação de Pesticida Asset™ em uma Concentração de 8 Quartilhos/ Acre

[0058] Empregando um pulverizador de jardim comercial-mente disponível, padrão, aproximadamente 8 quartilhos de pesticida AssetTM foram pulverizados sobre 4,53kg (10 lbs) de produto de SAP tendo um tamanho de malha dentre cerca de 10 e cerca de 20 e formado empregando o método descrito acima. As partículas de SAP foram agitadas durante a aplicação do pesticida AssetTM, para garantir que o aditivo de promoção de crescimento, bioativo cuidadosamente revestisse as partículas de SAP. O pesticida de AssetTM tem uma tinta le-vemente verde, e desse modo, a aplicação de pesticida As- setTM às partículas de SAP resultou em sua permanência levemente pintada de verde. As partículas de SAP com base em amido resultantes foram submetidas a um Teste de Análise de Fertilizante que analisou a presença de vários componentes bioativos. Os resultados são reproduzidos na Tabela III. Tabela III. Análise do Fertilizante do Produto de SAP Formado na Experiência B

Exemplo 2: Aplicação da Lama do Pesticida AssetTM às Partículas de SAP

[0059] As partículas de SAP tendo um tamanho de malha dentre cerca de 20 e cerca de 40 foram feitas de acordo com o método descrito no Exemplo 1. Aproximadamente 25 g de par-tículas de SAP foram combinadas com 1L de uma lama aquosa de pesticida AssetTM. A lama levemente pintada de verde resultante foi agitada para garantir que o pesticida AssetTM fosse uniformemente distribuído em toda a lama. A lama foi submetida a um Teste de Analise do Fertilizante que analisou a presença de vários componentes bioativos. Os resultados são reproduzidos na Tabela IV. Tabela IV. Análise do Fertilizante do Produto de SAP do Exemplo 2

Exemplo 3: Aplicação por Pulverização do Pesticida Mi- racle-ProTM às Partículas de SAP

[0060] As partículas de SAP tendo um tamanho de malha dentre cerca de 10 e cerca de 20 foram feitas de acordo com o método descrito no Exemplo 1. Entre cerca de 6 quartilhos e cerca de 8 quartilhos de pesticida de Miracle-ProTM foi pulverizado sobre cerca de 0,455 kg(1 lb) de produto de SAP empregando um pulverizador de jardim comercialmente disponível, padrão. As partículas resultantes de produto de SAP com base em amido foram agitadas para garantir que o pesticida Miracle-GroTM fosse uniformemente distribuído. Seguinte a pulverização, as partículas de SAP foram levemente pintadas de verde.

Exemplo 4: Inclusão de Pesticida Miracle-GroTM na Pasta de SAP

[0061] Água destilada (1.400 ml) foi colocada em uma chaleira de resina de 3 litros e foi submetida à agitação constante com um agitador. O polvilho ou farinha de amido (110 g) foi lentamente adicionado à chaleira, e a mistura resultante foi agitada durante aproximadamente cinco minutos. Uma corrente vagarosa de gás de nitrogênio foi adicionada à mistura ao mesmo tempo em que a mistura foi aquecida até que alcançasse uma temperatura de aproximadamente 95oC. A mistura foi mantida nesta temperatura e agitada durante aproximadamente 45 minutos para garantir que o amido fosse gelatinizado. A manta de aquecimento foi então removida, e a chaleira de resina foi colocada em um banho de água fria. A mistura foi continuamente agitada sob nitrogênio até que a temperatura alcançasse 25oC. Acrilonitrila (115 g) e ácido 2-acrilamido-2-metil-propanossulfônico (23 g) foram adicionados. A mistura resultante foi continuamente agitada sob nitrogênio durante aproximadamente 10 minutos. Uma solução catalisadora incluindo nitrato de amônio de cério (5,5 g) dissolvido em 0,1 M de solução de ácido nítrico (50 ml) foi adicionada à mistura ao mesmo tempo em que a mistura resfriou. A mistura foi continuamente agitada sob nitrogênio ao mesmo tempo em que a chaleira de resina permaneceu no banho de água fria durante aproximadamente 60 minutos. A temperatura da mistura no final dos 60 minutos foi aproximadamente 40oC. Uma solução incluindo flocos de hidróxido de potássio (90g) dissolvidos na água (200 g) foi adicionada à mistura durante agitação e aquecimento. A mistura foi agitada e aquecida até que uma temperatura de 95oC tivesse sido obtida, após o que a mistura foi agitada durante um adicional de 60 minutos. A mistura foi então neutralizada a um pH de 7,5 empregando uma solução a 10% de ácido clorídrico. A pasta foi então resfriada a uma temperatura de cerca de 40oC. Aproximadamente 12 quartilhos de pesticida Miracle-GroTM líquido foram adicionados à cerca de 0,453 kg (uma lb) de pasta. A pasta levemente pintada de verde resultante foi agitada durante aproximadamente 30 minutos para garantir a mistura íntima do pesticida Miracle-GroTM e a massa de SAP. A massa resultante foi extrudada em grânulos. Em uma implementação, um marcador de pasta foi empregado para extrusar os grânulos em forma de bastão. Seguinte a extrusão, os grânulos foram secados. Devido os grânulos em forma de bastão ser aderente, eles foram pulverizados com argila, amido, polvilho, celulose ou celita suficiente para remover a aderência. Em uma implementação, os grânulos em forma de bastão foram moídos em partículas tendo um tamanho de partícula desejado. Opcionalmente, as partículas finas podem ser formadas em pe-lotas tendo um tamanho desejado. O processo de pelotização é bem conhecido por aqueles versados na técnica.

Exemplo 5: Inclusão de Fosfato de Amônio na Pasta de SAP

[0062] Água destilada (1.400 ml) foi colocada em uma chaleira de resina de 3 litros e foi submetida à agitação constante com um agitador. O polvilho ou farinha de amido (115 g) foi lentamente adicionado à chaleira, e a mistura resultante foi agitada durante aproximadamente cinco minutos. Uma corrente vagarosa de gás de nitrogênio foi adicionada à mistura ao mesmo tempo em que a mistura foi aquecida até que alcançasse uma temperatura de aproximadamente 95oC. A mistura foi mantida nesta temperatura e agitada durante aproximadamente 45 minutos para garantir que o amido fosse gelatinizado. A manta de aquecimento foi então removida, e a chaleira de resina foi colocada em um banho de água fria. A mistura foi continuamente agitada sob nitrogênio até que a temperatura alcançasse 25oC. Acrilonitrila (115 g) e ácido 2-acrilamido-2-metil-propanossulfônico (23 g) foram adicionados. A mistura resultante foi continuamente agitada sob nitrogênio durante aproximadamente 10 minutos. Uma solução catalisadora incluindo nitrato de amônio de cério (5,5 g) dissolvido em 0,1 M de solução de ácido nítrico (50 ml) foi adicionada à mistura ao mesmo tempo em que a mistura resfriou. A mistura foi continuamente agitada sob nitrogênio ao mesmo tempo em que a chaleira de resina permaneceu no banho de água fria durante aproximadamente 60 minutos. A temperatura da mistura no final dos 60 minutos foi aproximadamente 40oC. Uma solução incluindo flocos de hidróxido de potássio (90g) dissolvidos na água (200 g) foi adicionada à mistura durante agitação e aquecimento. A mistura foi agitada e aquecida até que uma temperatura de 95oC tivesse sido obtida, após o que a mistura foi agitada durante um adicional de 60 minutos. A mistura foi então neutralizada a um pH de 7,5 empregando uma solução a 10% de ácido clorídrico. A pasta foi então resfriada a uma temperatura de cerca de 40oC. Aproximadamente 36,5 g de fosfato de amônio foram adicionados diretamente à cerca de 0,453 kg (uma lb) de pasta. A pasta resultante foi agitada durante aproximadamente 30 minutos para garantir a mistura íntima do fosfato de amônio e a massa de SAP. A massa resultante foi extrudada em grânulos. Em uma implementação, um marcador de pasta foi empregado para extrusar os grânulos em forma de bastão. Seguinte a extrusão, os grânulos foram secados. Por que os grânulos em forma de bastão são aderentes, eles foram pulverizados com argila, amido, polvilho, celulose ou celita suficiente para remover a aderência. Em uma implementação, os grânulos em forma de bastão foram moídos em partículas tendo um tamanho de partícula desejado. Opcionalmente, as partículas finas podem ser formadas em pelotas tendo um tamanho desejado. O processo de pelotização é bem conhecido por aqueles versados na técnica.

[0063] Em geral, os níveis ideais de captura de aditivo de promoção de crescimento, bioativo ocorrem onde o amido é altamente gelatinizado por uma combinação de energia mecânica e térmica, por que um amido altamente gelatinizado sofrerá um grau maior de ligação de hidrogeno do que sofreria um amido parcialmente gelatinizado, resultando em uma taxa de liberação mais gradual. Ao contrário, as temperaturas de processamento inferiores podem ser empregadas para aumentar a taxa de liberação do produto de SAP com base em amido, granular.

[0064] Um benefício oferecido pelo produto de SAP com base em amido, granular incluindo um aditivo de promoção de crescimento, bioativo é que ele excede no carregamento de nutrientes para muda, raízes, sementes e plantas. Além disso, as matrizes de liberação controlada de amido fornecem uma redução na lixiviação, contaminação de águas subterrâneas, toxicidade, odor, volatilidade, e problemas de composição comparada com a aplicação da técnica anterior de fertilizantes não capturados em uma matriz de amido. A disponibilidade abundante, custo baixo, e natureza física dos amidos (especialmente amido de milho), nos Estados Unidos tornam o produto de SAP com base em amido incluindo um aditivo de promoção de crescimento, bioativo, relativamente econômico para fabricar.

[0065] Outro benefício do produto de SAP com base em amido incluindo um aditivo de promoção de crescimento, bioa- tivo é que ele fornece tecnologia de liberação controlada designado para prolongar o período de tempo durante o qual a porção ativa do aditivo de promoção de crescimento, bioativo é liberada em um ambiente de crescimento. Dois objetivos da liberação controlada são (1) melhorar a eficácia e (2) reduzir as conseqüências ambientais negativas da aplicação do aditivo de promoção de crescimento, bioativo.

[0066] Uma vantagem da segunda implementação preferida do método de formação do produto de SAP com base em amido incluindo um aditivo de promoção de crescimento, bioativo é a eliminação da etapa de saponificação. A saponificação tem várias desvantagens. Primeiro, a saponificação requer maqui-naria cara e gera amônia, que é corrosiva, cara de remover, e cara de descartar. Segunda, o hidróxido de potássio (KOH) adicionado durante a saponificação torna a mistura de copo- límero de enxerto de amido saponificada básica, e ácida, por exemplo, ácido clorídrico, ácido nítrico, ácido sulfúrico, ou ácido fosfórico, deve ser adicionado à mistura a fim de neutralizar o pH da mistura de copolímero de enxerto de amido. Se a quantidade de ácido que deve ser adicionada é sig- nificante, a absorvência do SAP é reduzida. Terceira, as so-luções de excreção de saponificação são caras de descartar por que elas incluem sais de potássio e amônio e outros sais externos. Quarta, a acrilonitrila é perigosa para usar e cara para descartar.

[0067] Em uma modalidade preferida, a porção ativa dos aditivos de promoção de crescimento, bioativos é retirada da matriz de amido por ação capilar da planta, raiz, ou muda. Em uma modalidade preferida alternativa, as sementes utili- zam a porção ativa do aditivo de promoção de crescimento, bioativo quando ele lentamente difunde da matriz de amido. Um modo pelo qual a difusão ocorre é como segue: as partículas do produto de SAP incluindo um aditivo de promoção de crescimento, bioativo embebe água, dilata, e desse modo permite a porção ativa do aditivo de promoção de crescimento, bioativo capturado na matriz de amido para lentamente difundir das partículas. A temperatura e atividade microbiana podem afetar a taxa de liberação, incluindo a taxa de difusão.

[0068] Será óbvio àqueles tendo experiência na técnica que muitas alterações podem ser feitas aos detalhes das mo-dalidades descritas acima sem afastar-se dos princípios sub-jacentes da invenção. O escopo da presente invenção deve, portanto, ser determinado somente pelas seguintes reivindi-cações.

Claims

1. Método para formação de um produto de polímero superabsorvente incluindo um aditivo de promoção de crescimento de bioativo para uso em aplicações agrícolas CARACTERIZADO por compreender: - Combinar um reagente de enxerto e um amido tal que o enxerto de reagente de enxerto polimerize sobre o amido para formar uma mistura incluindo copolímeros de enxerto de amido, os copolímeros de enxerto de amido formando uma matriz de amido; - Isolar os copolímeros de enxerto de amido por extrusão dos copolímeros de enxerto de amido em fios seguido de granulação dos fios para formar partículas granulares dimensionadas entre 2,36 mm (8 mesh) e 0,71 mm (25 mesh) para uso em aplicações agrícolas, incluindo os copolímeros de enxerto de amido; - Aplicar um álcool aos fios de copolímero de enxerto de amido extrusados para reduzir sua pegajosidade, em que o dito álcool é selecionado de metanol, etanol, propanol e isopropanol; e - Adicionar o aditivo de promoção de crescimento bioativo enquanto combina-se o reagente de enxerto e o amido para formar os copolímeros de enxerto de amido, de modo que pelo menos uma parte do aditivo de promoção de crescimento bioativo seja retido pela matriz de amido.

2. Método para formação de um produto de polímero superabsorvente incluindo um aditivo de promoção de crescimento de bioativo para uso em aplicações agrícolas CARACTERIZADO por compreender: - Combinar um reagente de enxerto e um amido tal que o enxerto de reagente de enxerto polimerize sobre o amido para formar uma mistura incluindo copolímeros de enxerto de amido, os copolímeros de enxerto de amido formando uma matriz de amido; - Precipitar os copolímeros de enxerto de amido a partir da mistura saponificada para formar partículas de produto de polímero superabsorvente dimensionado para uso em aplicações agrícolas e adicionando o aditivo bioativo promotor de crescimento enquanto precipita os copolímeros de enxerto de amido, de modo que pelo menos uma parte do aditivo de promoção de crescimento bioativo seja retido pela matriz de amido; em que a formação das partículas de produto de polímero superabsorvente compreende forçar os copolímeros de enxerto de amido através de uma placa perfurada tendo orifícios de 1/16 a 1/4 polegadas, aplicando um álcool aos fios para reduzir a pegajosidade dos ditos fios de copolímero de enxerto de amido e subsequentemente granulando os fios para formar partículas granulares do copolímero de enxerto de amido dimensionadas entre 2,36 mm (8 mesh) e 0,71 mm (25 mesh).

3. Método, de acordo com as reivindicações 1 e 2, CARACTERIZADO pelo fato de que combinar o reagente de enxerto e o amido envolve a polimerização do enxerto de um monômero no amido.

4. Método, de acordo com as reivindicações 1 e 2, CARACTERIZADO por o monômero ser escolhido dentre acrilonitrila, ácido 2-acrilonitrila-2-metil- propanossulfônico, ácido acrílico, acrilamida, metacrilamida, ácido metacrílico, ácido vinil sulfônico, acrilato de etila, derivados destes, ou uma mistura destes.

5. Método, de acordo com as reivindicações 1 e 2, CARACTERIZADO por o amido usado na polimerização ser um amido puro, polvilho ou farinha selecionado dentre amido de milho, farinha de milho, amido de trigo, amido de sorgo, amido de tapioca, farelos e farinhas de cereais, farinha de banana, farinha de iuca, raiz de iuca descascada, raiz de iuca não descascada, farinha de aveia, farinha de banana e farinha de tapioca ou combinações, derivados e misturas destes amidos.

6. Método, de acordo com as reivindicações 1 e 2, CARACTERIZADO por a razão molar preferida entre amido e monômero ser de 1:1 a 1:6.

7. Método, de acordo com as reivindicações 1 e 2, CARACTERIZADO pela etapa de polimerização ocorrer na presença de um iniciador.

8. Método, de acordo com as reivindicações 1 e 2, CARACTERIZADO por o iniciador ser um sal de cério.

9. Método, de acordo com as reivindicações 1 e 2, CARACTERIZADO por o sal de cério ser escolhido dentre nitrato de amônio cérico, perssulfato de amônio, perssulfato de sódio, perssulfato de potássio, peróxido ferroso, peróxido de sulfatohidrogênio de amônio ferroso, ácido L-ascórbico, permanganato de potássio- ácido ascórbico.

10. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, CARACTERIZADO por compreender ainda: adicionar um agente de reticulação à mistura para formar os copolímeros de enxerto de amido reticulados; e neutralizar os copolímeros de enxerto de amido reticulados.

11. Método, de acordo com a reivindicação 10, CARACTERIZADO por o agente de reticulação ser escolhido dentre glicerídeos; diepóxidos; diglicidilas; cicloexadiamida; metileno bis-acrilamida; bisidroxialquilamidas, tal como hidroxipropil bis- adipamida; formaldeídos, tal como resinas de uréia- formaldeído e melaminaformaldeídeo; isocianatos incluindo di- e tri-isocianatos; resinas epóxi, tipicamente na presença de um catalisador de base; derivados destes, ou misturas destes.

12. Método, de acordo com a reivindicação 10, CARACTERIZADO por a substância usada para neutralizar os copolímeros de amido reticulados ser escolhida dentre hidróxido de potássio, metóxido de potássio e uma mistura destes.

13. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12, CARACTERIZADO pela razão do aditivo de promoção de crescimento bioativo para o amido ser entre 14,17 g:0,453 kg (0,5 oz.: 1 lb) e 28,34 g:0,453 kg (1,5 oz.: 1 lb).

14. Método, de acordo com as reivindicações 1 a 13, CARACTERIZADO pelo fato do aditivo de promoção de crescimento bioativo ser selecionado de um grupo consistindo essencialmente em fertilizantes, pesticidas, materiais bioativos, hormônios de crescimento de planta, reguladores de crescimento de planta, nutrientes com base em solo, derivados destes, e misturas destes.

15. Método, de acordo com as reivindicações 1 e 2, CARACTERIZADO pelo fato de que o agente de pulverização é selecionado dentre álcool, celulose, argila, amido, farinha, polvilhos, ou outros polímeros naturais ou sintéticos.

16. Método, de acordo com as reivindicações 1 e 2, CARACTERIZADO pelo fato de que o agente de pulverização é o metanol.

17. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 16, CARACTERIZADO por compreender ainda: adicionar um material selecionado de um grupo consistindo essencialmente em cargas, absorventes, veículos, tensoativos, derivados destes, e misturas destes.

18. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 17, CARACTERIZADO por compreender ainda: aplicar o produto de polímero superabsorvente incluindo o aditivo de promoção de crescimento bioativo à um dentre (1) um substrato de crescimento próximo a um dentre uma planta, uma muda, uma raiz e semente; e (2) a um dentre uma planta, uma muda, uma raiz e uma semente.

19. Produto de polímero superabsorvente compreendendo uma matriz de copolímero de enxerto de amido e um aditivo de promoção de crescimento bioativo CARACTERIZADO pelo fato de ser obtido pelo método definido na reivindicação 1 ou 2, e consistir de grânulos dimensionados entre 2,36 mm (8 mesh) e 0,71 mm (25 mesh) para uso em aplicações agrícolas.