BRPI0811690B1 - composição de polímero de poliacrilamida glioxalada e processo para fazer papel - Google Patents

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Abstract

composição de polímero de poliacrilamida glioxalada e processo para fazer papel são descritos polímeros de poliacrilamida glioxalada estáveis ao armazenamento e composições aquosas com alto teor de sólidos com aqueles. estas composições de poliacrilamida glioxalada poderão ser usadas como aditivos para a fabricação de papel, prover papel com boa resistência seca e úmida temporária, e aumentar as taxas de desaguamento na fabricação de papel.

Description

COMPOSIÇÃO DE POLÍMERO DE POLIACRILAMIDA GLIOXALADA E PROCESSO PARA FAZER PAPEL
Campo da invenção [001] A presente invenção refere-se a uma poliacrilamida glioxalada, estável em armazenamento, composições aquosas com altos teores de sólidos desta, e seus usos na fabricação de papel.
Antecedentes da invenção [002] A poliacrilamida glioxalada (G-PAM) é usada em uma variedade de graus de papel para prover papel com resistência seca e úmida temporária. Por exemplo, a poliacrilamida glioxalada aumenta a resistência úmida inicial de muitos panos de papel domésticos que entram em contato com a água durante o uso. A poliacrilamida glioxalada também é aplicada para aumentar a resistência à compressão e a estabilidade dimensional de muitos produtos de papel grau papelão.
[003] A poliacrilamida glioxalada tem sido geralmente preparada reagindo glioxal com uma poliacrilamida catiônica em solução ligeiramente alcalina e estabilizada sob condição ácida. Produtos de poliacrilamida glioxalada comercialmente disponíveis contêm um grande número de grupos amida não reagidos, que podem reagir com o glioxal durante o armazenamento, conduzindo a uma reticulação contínua das moléculas da poliacrilamida base e uma vida em armazenamento encurtada. Também, na prática, as poliacrilamidas continham quantidades relativamente pequenas de monômero catiônico, e tipicamente abaixo de cerca de 5 moles por cento deste, limitando a contribuição à carga catiônica deste componente.
[004] A poliacrilamida glioxalada geralmente não pode ser secada até uma forma particulada sólida sem induzir uma
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2/30 reticulação significativa e rápida da poliacrilamida glioxalada. Portanto, a poliacrilamida glioxalada é tipicamente armazenada em um portador fluido aquoso a granel. Os volumes de poliacrilamida glioxalada formulada desta maneira poderão ser significativos, o que poderá requerer recipientes ou vasos tanque de grandes volumes para o transporte. Sob armazenamento em fluido aquoso a granel, o glioxal tende a continuar a reticular as parcelas de poliacrilamida base em formulações anteriores, resultando finalmente na solução gelificar e na perda de desempenho.
Para prover poliacrilamida glioxalada com ampla estabilidade de armazenamento, produtos de poliacrilamida glioxalada comercialmente disponíveis geralmente foram preparados em uma concentração diluída de cerca de 7,5%, dando uma vida em armazenamento de aproximadamente 24 dias. Foi reportado que soluções de poliacrilamida glioxalada a 10% gelificam em 8 dias a 25°C, tal como divulgado por Farley, C., Capítulo 3 Glyoxalated Polyacrylamide Resin, in Wet-Strength Resins and
Their Applications, Tappi Press,
1994. Ademais, esses períodos reduzidos de armazenamento foram indicados como sendo em 50% onde a temperatura de armazenamento foi aumentada de
25°C para 30°C.
Durante as poucas décadas passadas, pesquisadores têm envidado consideráveis esforços para reduzir custos de manufatura e de transporte de poliacrilamidas glioxaladas. Entretanto, métodos anteriores
divulgados ou aumentaram significativamente os custos ou
produziram desempenho de resistência seca/úmida pobre em
papel.
[005] A patente U.S. no 3.556.932 refere- se a uma
poliacrilamida glioxalada que pode ser preparada reagindo
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3/30 glioxal com uma poliacrilamida catiônica (polímero base) tendo um peso molecular de 7.000 a 25.000 Daltons. A carga catiônica é obtida copolimerizando acrilamida com um monômero catiônico, que é tipicamente cloreto de dimetildialilamônio. O monômero cloreto de dimetildialilamônio é exemplificado na patente U.S. no 3.556.932, conforme usado em uma quantidade de cerca de 2 moles por cento do copolímero de acrilamidacloreto de dimetildialilamônio.
[006] A patente U.S. no 4.605.702 refere-se à preparação de poliacrilamida glioxalada usando um polímero base com baixo peso molecular variando de 500 Daltons a 6000 Daltons. Os produtos de poliacrilamida glioxalada exemplificados na patente U.S. no 5.605.702 têm uma concentração de cerca de 20% em peso de monômero catiônico, mas foram indicados como sendo usados em dosagens muito maiores para comparar as propriedades de resistência úmida com produtos exemplificados na patente U.S. no 3.556.932.
[007] A patente U.S. no 4.954.538 refere-se à preparação de micropartículas de poliacrilamida glioxalada por técnicas de polimerização em microemulsão inversa usando tensoativos para isolar moléculas de polímeros umas das outras. A patente U.S. no 4.954.538 indica que polímeros de acrilamida glioxalada, fornecidos como soluções a 10% de sólidos, gelificam dentro de cerca de 8 dias à temperatura ambiente.
[008] A patente U.S. no 7.723.022 refere-se a composições compreendendo uma mistura de (A) um polímero de vinilamida, solúvel em água, iônico contendo suficiente vinilamida e substituintes de -CHOHCHO para ser termofixa e uma razão de substituintes de glioxal para substituintes reativos com glioxal em excesso de 0,02:1 e (B) um polímero de vinilamida
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4/30 solúvel em água, catiônico, glioxalado tendo um peso molecular de cerca de 500 a cerca de 6000, substituintes reativos com glioxal e de glioxal suficientes para ser termofixo e uma razão de substituintes de glioxal para vinilamida sendo em excesso de 0,1:1,0. Um composto (A) é exemplificado na patente U.S. no 5.723.022 como contendo 5% em peso ou cerca de 2 moles % de dicloreto de dialildimetil amônio.
[009] As patentes U.S. nos 7.034.087 e 7.119.148 referemse a métodos para fazer uma poliacrilamida glioxalada estável em armazenamento onde glioxal é adicionado ao polímero base em duas porções e é usado um expurgador para aldeídos.
[010] A patente U.S. no 5.603.176 refere-se a polímeros de resina de resistência úmida temporária compreendendo poliacrilamidas capeadas com glioxal incluindo uma unidade não nucleofílica, polar que não causa que o polímero de resina se torne insolúvel em água, e uma unidade catiônica hidrofílica que confere uma carga positiva à resina de polímero, em certas percentagens molares prescritas. Essas resinas, quando incorporadas a produtos de papel, são reportadas como provendo boa resistência à tração seca e úmida inicial juntamente com declínio rápido da tração úmida.
[011] Métodos anteriores para fazer produtos de poliacrilamida glioxalada tendiam ou a aumentar custos significativamente ou dar desempenho de resistência úmida/seca pobre. Produtos de poliacrilamida glioxalada comerciais continuam a ser manufaturados e embarcados na concentração diluída de 7,5% p/p ou menos. Seria desejável aumentar a vida em armazenamento desses produtos sem ter que recorrer a diluições adicionais do conteúdo de polímero na
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5/30 solução portadora e/ou usar meios de resfriamento para manter o produto gelado durante o armazenamento para retardar o fenômeno de gelificação. Tem havido uma necessidade não sanada na indústria de produtos de poliacrilamida glioxalada com altos teores de sólidos, estáveis em armazenamento, econômicos que pudessem atingir as expectativas de desempenho.
Sumário da invenção [012] Uma característica dos presentes ensinamentos é a de prover composições de poliacrilamida glioxalada com altos teores de sólidos, estáveis em armazenamento.
[013] Uma característica adicional dos presentes ensinamentos é prover polímeros de poliacrilamida glioxalada com altos teores de sólidos, estáveis em armazenamento provendo boa resistência seca e úmida temporária em produtos de papel que os incorporem.
[014] Uma característica adicional dos presentes ensinamentos é prover polímeros de poliacrilamida glioxalada com altos teores de sólidos, estáveis em armazenamento que aumentem as taxas de desaguamento na fabricação de papel.
[015] Uma característica adicional dos presentes ensinamentos é prover processos econômicos para fazer composições de poliacrilamida glioxalada com altos teores de sólidos, estáveis em armazenamento.
[016] Características e vantagens adicionais da presente invenção serão apresentadas em parte na descrição que segue, conforme concretizadas e amplamente descritas aqui, e em parte tornar-se-ão aparentes da descrição, ou poderão ser aprendidas pela prática da presente invenção. Os objetivos e outras vantagens da presente invenção serão realizados e
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6/30 alcançados por meio dos elementos e combinações particularmente apontados na descrição e reivindicações apensas. Para estas e outras vantagens, e de acordo com os propósitos da presente invenção, conforme concretizada e amplamente descrita aqui, a presente invenção refere-se, em parte, a polímeros de poliacrilamida glioxalada contendo pelo menos 25% em peso de monômero catiônico, e composições aquosas com altos teores de sólidos destes que são estáveis em armazenamento com altos teores de polímero, por exemplo, cerca de 10% em peso ou mais de polímero de poliacrilamida glioxalada. Estas composições de poliacrilamida glioxalada poderão ser usadas, por exemplo, como aditivos na fabricação de papel, provendo papel com boa resistência seca e úmida temporária, e/ou aumentando as taxas de desaguamento na fabricação de papel.
[017] Em diversas concretizações adicionais, um polímero de poliacrilamida glioxalada é provido que compreende de cerca de 75% a cerca de 10%, em peso, de monômero de acrilamida e de cerca de 25% a cerca de 90%, em peso, de monômero catiônico copolimerizável com o monômero de acrilamida, e tendo suficiente substituinte de amida reativos com glioxal e substituintes de -CHOHCHO para ser termofixo. Em diversas outras concretizações adicionais, o polímero de acrilamida glioxalada compreende, por exemplo, de cerca de 65% a cerca de 70%, em peso, de monômero catiônico ou, por exemplo, de cerca de 65% a cerca de 50%, em peso, de monômero de acrilamida e de cerca de 35% a cerca de 50%, em peso, de monômero catiônico ou, por exemplo, de cerca de 62% a cerca de 55%, em peso, de monômero de acrilamida e de cerca de 38% a cerca de 45%, em peso de monômero catiônico.
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7/30 [018] Em diversas concretizações do polímero de poliacrilamida glioxalada dos presentes ensinamentos, o monômero catiônico é 2-vinilpiridina, cloreto de 2-vinil-Nmetilpiridínio, cloreto de (p-vinilfenil) trimetil amônio, cloreto de dialildimetilamônio, acrilato de 2 (dimetilamino)etila, cloreto de trimetil(p-vinilbenzil) amônio, p-dimetilaminoestireno, dimetilaminopropil acrilamida, metilsulfato de
2-metilacriloxietiltrimetil amônio, ou cloreto de 3-acrilamido-3-metilbutil trimetil amônio, ou qualquer combinação destes.
Em diversas concretizações, o monômero catiônico é cloreto de dialilmetil amônio. Em diversas concretizações, o monômero de acrilamida poderá ser substituído por outros monômeros contendo amida primária, tais como metacrilamida, etilacrilamida, crotonamida, N-metil acrilamida, N-butil acrilamida, ou N etil metacrilamida, ou qualquer combinação destes. Em diversas concretizações, o polímero de poliacrilamida glioxalada poderá ser o produto de reação de glioxal e um polímero base compreendendo o monômero de acrilamida e o monômero catiônico a uma proporção em peso variando, por exemplo, de cerca de 0,01 a cerca de 0,6:1 e, por exemplo, de cerca de 0,10 a cerca de 0,30:1. O polímero base poderá ter um peso molecular variando, por exemplo, de cerca de 500 Daltons a cerca de 100.000 Daltons, por exemplo, de 3.000 a 20.000 Daltons, por exemplo, de cerca de 3.000 Daltons a cerca de 13.000 Daltons ou, por exemplo, de 5.000 Daltons a 9.000 Daltons.
[019] A resistência do papel tende a deteriorar onde o peso molecular do polímero base for ou demasiadamente alto ou demasiadamente baixo. Em vista desta consideração, um peso
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8/30 molecular intermediário, tal como de cerca de 3.000 a cerca de 13.000 Daltons é preferido em diversas concretizações não limitativas da presente invenção. Salvo indicação em contrário, os pesos moleculares são reportados aqui como pesos moleculares médios ponderais.
[020] Em diversas outras concretizações, uma composição de polímero de poliacrilamida glioxalada aquosa é provida compreendendo pelo menos 10% em peso do polímero de acrilamida glioxalada. Em diversas concretizações adicionais, a concentração do polímero de acrilamida glioxalada no meio aquoso poderá ser de cerca de 10% a cerca de 20%, ou de cerca de 11% a cerca de 15% em peso, ou de cerca de 12% a cerca de 15% em peso de polímero de acrilamida glioxalada.
[021] Em diversas concretizações, as composições de polímero de poliacrilamida glioxalada dos presentes ensinamentos têm uma viscosidade de menos que cerca de 0,045
Pa. s (45 cps), ou particularmente menos que cerca de 0, 025
Pa. s (25 cps) (p.ex., 0,001 Pa.s (1 cps ) a 0,024 Pa. s (24
cps ) , ou 0,005 Pa.s (5 cps) a 0,020 Pa.s (20 cps), ou 0, 010
Pa. s (10 cps) a 0,020 Pa.s (20 cps)), conforme medida em um
viscosímetro Brookfield usando um fuso #2 a 60 rpm após 14 dias de armazenamento a 37°C. Em diversas outras concretizações, a composição de polímero de acrilamida glioxalada tem uma viscosidade de menos que cerca de 0,025 Pa.s (25 cps), conforme medida em um viscosímetro Brookfield usando um fuso #2 a 60 rpm (p.ex., 0,001 Pa.s (1 cps) a 0,024 Pa.s (24 cps), ou 0,005 Pa.s (5 cps) a 0,020 Pa.s (20 cps), ou 0,010 Pa.s (10 cps) a 0,020 Pa.s (20 cps)) após 28 dias de armazenamento a 37°C. Estas propriedades de viscosidade demonstram as propriedades surpreendentemente boas de
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9/30 estabilidade e armazenamento das composições de polímero de acrilamida glioxalada dos presentes ensinamentos segundo altos níveis de teores de sólidos que excedem significativamente a norma na indústria. Estes melhoramentos na estabilidade em armazenamento poderão ser obtidos com as composições de poliacrilamida glioxalada de acordo com os presentes ensinamentos sem a necessidade de incluir, ou incorrer em custos adicionais de estabilizantes, expurgadores de aldeídos, tensoativos e assemelhados, estranhos, apesar de que esses materiais não são categoricamente excluídos. Em diversas concretizações, as composições de polímeros de poliacrilamida glioxalada dos presentes ensinamentos poderão não conter nenhum estabilizante ou estão essencialmente isentos destes (isto é, contendo <0, 1% p/p de estabilizantes, expurgadores de aldeídos, e tensoativos totais). Ademais, o polímero de acrilamida glioxalada mais altamente carregado de acordo com os presentes ensinamentos também poderá dar um desempenho comparável de resistência seca e úmida como produtos comerciais de acrilamida glioxalada a 7,5% de concentração. A capabilidade de aumentar a concentração do polímero de acrilamida glioxalada em composições aquosas de pelo menos 2% em peso ou mais de acordo com concretizações dos presentes ensinamentos comparativamente com a prática convencional, e sem prejudicar a estabilidade em armazenamento ou o desempenho do produto final, poderá se traduzir em grandes reduções em volumes de produto agregado sendo transportado e manuseado, tal como, por exemplo, onde embarques por vagão-tanque ferroviário ou caminhão-tanque e assemelhados estão envolvidos, e assim poderão ser obtidas economias significativas em custos e manuseio.
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10/30 [022] Em diversas concretizações, é provido um produto de papel compreendendo o polímero de poliacrilamida glioxalada dos presentes ensinamentos. Em diversas concretizações adicionais, é provido um produto de papel compreendendo papel reciclado polpado com poliacrilamida glioxalada em uma quantidade eficaz para prover uma taxa de drenagem de água de menos que cerca de 45 segundos (p.ex., 1 segundo a 44 segundos, 5 segundos a 40 segundos, 10 segundos a 30 segundos) para a drenagem de 550 mL através de uma malha de arame 60 com um testador Mutek DFR-4 usando uma dosagem de 3,17 kg (7 libras) do polímero de acrilamida glioxalada de acordo com os presentes ensinamentos por tonelada de fibra seca. Em diversas outras concretizações, é provido um produto compreendendo uma camada de papel contendo o polímero de poliacrilamida glioxalada, sendo que o produto é selecionado, por exemplo, dentre folhas de papel, papelão, papel toalha, e papel de parede.
[023] Em outras concretizações, é provido um processo para fazer papel que compreende absorver uma quantidade do polímero de acrilamida glioxalada de acordo com os presentes ensinamentos ou fibras de celulose para a fabricação de papel em suspensão aquosa, e formar a suspensão como uma folha armada com água e secar a folha, sendo que a quantidade de polímero de acrilamida glioxalada é eficaz para aumentar pelo menos uma propriedade do papel, tal como a resistência seca, a resistência úmida, e/ou a taxa de desaguamento comparativamente com papel feito na ausência da suspensão de polímero de acrilamida glioxalada. Em diversas concretizações, o polímero de acrilamida glioxalada poderá ser estavelmente armazenado, por exemplo, durante pelo menos
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11/30 dias quando armazenado a cerca de 25°C ou, por exemplo, durante pelo menos 14 dias quando armazenado a cerca de 37°C ou, por exemplo, durante pelo menos cerca de 28 dias quando armazenado a cerca de 37°C, antes do seu uso efetivo na etapa de absorção de um processo de fabricação de papel. Em diversas concretizações, a quantidade de poliacrilamida glioxalada adicionada, em uma base de sólidos, ao papel poderá ser de cerca de 2,22 a cerca de 5,44 quilogramas (kg) (0,5 a cerca de 12 libras (lb)) de polímero/tonelada de fibra ou, por exemplo, de cerca de 1,36 a cerca de 4,53 kg (3 a cerca de 10 lb) de polímero/tonelada de fibra. O papel poderá compreender, por exemplo, uma folha não tecida fibrosa celulósica.
[024] Em diversas outras concretizações, é provido um processo para fazer composições de polímero de poliacrilamida glioxalada com alto teor de sólidos de acordo com os presentes ensinamentos tendo uma concentração do polímero altamente carregado nas mesmas de pelo menos cerca de 10% em peso.
[025] Deverá ser entendido que tanto a descrição geral acima quanto a descrição detalhada a seguir são exemplificativas e explicativas apenas, e são pretendidas para prover uma explanação adicional da presente invenção, conforme reivindicada.
[026] Os desenhos acompanhantes, que são incorporados aqui e constituem uma parte do pedido, ilustram algumas das concretizações da presente invenção e em conjunto com a descrição, servem para explicar os princípios da presente invenção.
Breve descrição dos desenhos
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12/30 [027] A figura 1 ilustra resultados de um ensaio de resistência ao esmagamento do anel conduzido em folhas de papel tratadas com diferentes composições de poliacrilamida glioxalada contendo diferentes proporções de monômero catiônico no polímero base e/ou conteúdo ativo;
[028] A figura 2 ilustra os resultados de um ensaio de resistência à ruptura trativa seca de uma folha de papel tratada com diferentes com diferentes composições de poliacrilamida glioxalada contendo diferentes proporções de conteúdo de monômero catiônico no polímero base e/ou o conteúdo ativo;
[029] A figura 3 ilustra os resultados de um ensaio de resistência à ruptura trativa úmida de uma folha de papel tratada com diferentes composições de poliacrilamida glioxalada contendo diferentes proporções de conteúdo de monômero catiônico no polímero base e/ou o conteúdo ativo;
[030] A figura 4 ilustra os resultados de ensaios de estabilidade em armazenamento conduzidos em composições contendo diferentes proporções de conteúdo de monômero catiônico no polímero base e/ou conteúdo ativo, sendo que os resultados são mostrados como perfis de viscosidade de produtos como uma função do tempo de armazenamento em dias a 37°C; e [031] A figura 5 ilustra os resultados de ensaios de desaguamento conduzidos em composições contendo diferentes proporções de conteúdo de monômero catiônico no polímero base e/ou conteúdo ativo, sendo que os resultados são mostrados para papelão corrugado velho reciclado pós-refino (OCC) tempo de drenagem da suspensão determinado usando um testador de drenagem/retenção Mutek DFR-4.
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Descrição detalhada da invenção [032] A presente invenção refere-se, em parte, a polímeros de poliacrilamida glioxalada contendo pelo menos cerca de 25% em peso de monômero catiônico, que poderão ser formulados como composições aquosas estáveis em armazenamento, com alto teor de sólidos que poderão conter cerca de 10% em peso ou mais de polímero de poliacrilamida glioxalada. As composições de acrilamida glioxalada poderão ser usadas, por exemplo, como aditivos para a fabricação de papel provendo um papel com boa resistência seca e úmida temporária, e/ou aumentando as taxas de desaguamento na fabricação de papel.
[033] O polímero de acrilamida glioxalada de acordo com os presentes ensinamentos poderá compreender, por exemplo, de cerca de 75% a cerca de 10% em peso de monômero de acrilamida e de cerca de 25% a cerca de 90% em peso de monômero catiônico copolimerizável com o monômero de acrilamida, e tendo suficientes substituintes de amida reativa com glioxal e substituintes de -CHOHCHO para ser termofixo. Em diversas outras concretizações, o polímero de acrilamida glioxalada compreende, por exemplo, de cerca de 70% a cerca de 30%, em peso, de monômero catiônico ou, por exemplo, de cerca de 65% a cerca de 50%, em peso, de monômero de acrilamida e de cerca de 35% a cerca de 50%, em peso, de monômero catiônico ou, por exemplo, de cerca de 62% a cerca de 55%, em peso, de monômero de acrilamida e de cerca de 38% a cerca de 45%, em peso, de monômero catiônico.
[034] Em diversas concretizações, um polímero de poliacrilamida glioxalada estável em armazenamento de acordo com os presentes ensinamentos poderá incorporar uma resina de
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14/30 polímero base tendo a seguinte fórmula exemplificativa
0= nh2 onde R é H, alquila Ci, alquila C2, alquila C3, alquila C4 ou halogênio; A é uma unidade catiônica que confere uma carga ao polimero de resina; B é uma unidade não nucleofilica opcional que não reaja com glioxal sob condição aquosa; sendo que o percentual de x é de 75% a cerca de 10%; o peso percentual de y é de 25% a cerca de 90%; o peso percentual de z é de 0% a 65%; e o peso molecular da resina de polimero base é de 500 Daltons a 100.000 Daltons ou, por exemplo, de 3.000 Daltons a 20.000 Daltons ou, por exemplo, de 3.000 Daltons a 13.000 Daltons ou, por exemplo, de 5.000 Daltons a 9.000 Daltons.
[035] Essas resinas de polimero base são glioxaladas para prover resinas termofixas que são particularmente adequadas para uso como aditivos na fabricação de papel com boa resistência seca e úmida temporária, e/ou aumentando a taxa de desaguamento na fabricação de papel. A glioxilação de poliacrilamida de acordo com uma ilustração exemplificativa é
grupo glioxalado pendente. Adicionalmente, o glioxal reticula as moléculas do polimero base em substituintes de amida reativos com glioxal das unidades de acrilamida (não
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15/30 mostrados), conduzindo a um interpolímero termofixo e um aumento associado de viscosidade da solução. A presença do conteúdo de monômero altamente catiônico nos polímeros de poliacrilamida glioxalada resultantes de acordo com os presentes ensinamentos reduz o teor de amida e/ou a taxa de reticulação. Portanto, o produto poderá ser preparado com um teor de sólidos mais alto, mas com um tempo em armazenamento mais longo. Esta resina de poliacrilamida glioxalada mais altamente carregada também proporciona uma resistência seca/úmida ao papel comparável com os produtos de poliacrilamida glioxalada a 7,5% comercialmente disponíveis. Também poderão ser obtidas taxas de desaguamento durante o processo de fabricação de papel tratando as polpas com produtos de polímero de poliacrilamida glioxalada dos presentes ensinamentos comparativamente com produtos de polímero de poliacrilamida glioxalada com baixos teores de sólidos comercialmente disponíveis.
[037] Monômeros catiônicos incluem, por exemplo, 2vinilpiridina, cloreto de 2-vinil-N-metilpiridínio, cloreto de (p-vinilfenil) trimetil amônio, cloreto de dialildimetilamônio, acrilato de 2-(dimetilamino)etila, cloreto de trimetil(p-vinilbenzil)amônio, pdimetilaminoestireno, dimetilaminopropil acrilamida, metilsulfato de 2-metilacriloxietiltrimetil amônio, ou cloreto de 3-acrilamido-3-metilbutil trimetil amônio.
[038] A acrilamida poderá ser substituída por outros monômeros contendo amida primária, tais como metacrilamida, etilacrilamida, crotonamida, N-metil acrilamida, N-butil acrilamida, N-etil metacrilamida, e assemelhados. Portanto, as poliacrilamidas, que por definição são polímeros feitos de
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16/30 monômeros de acrilamida, incluem unidades repetitivas de pelo menos um ou mais desses diversos compostos.
[039] O monômero de acrilamida provê os sítios de reação primária na cadeia principal do polímero à qual os substituintes do glioxal estão ligados. O polímero base deverá ter um número suficiente desses monômeros de
acrilamida base na sua estrutura (grupos amida pendentes)
para que, uma vez funcionalizado com glioxal, o polímero
resultante seja termofixo. Conforme usado aqui, pretende-se
que termofixo e reticulante, e termos semelhantes
abarquem a mudança estrutural e/ou morfológica que ocorre,
por exemplo, por reação química covalente ou interação iônica entre moléculas separadas em uma composição. Geralmente, a quantidade do monômero de acrilamida base deverá ser de pelo menos cerca de 10 por cento em peso do polímero base. Propriedades de reforço de papel do polímero resultante geralmente aumentarão com quantidades crescentes de conteúdo de acrilamida, apesar de que foi descoberto na presente invenção que propriedades adequadas de resistência úmida poderão ser providas em polímeros baseados em poliacrilamida com teores de monômero catiônico mais altos de acordo com os presentes ensinamentos, enquanto que a resistência seca é tão boa quanto, se não for superior àquela de polímeros comparativos com teor de monômero catiônico mais baixo. O monômero de acrilamida base é normalmente provido em uma quantidade de pelo menos cerca de 50 por cento em peso e às vezes em excesso de 60 por cento em peso dos monômeros de vinila totais dos quais a poliacrilamida base é preparada.
[040] Em diversas concretizações, o polímero base opcionalmente também poderá conter um monômero não
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17/30 nucleofílico para reduzir a reação de reticulação de amidaglioxal. Os monômeros não nucleofílicos adequados incluem acetato de vinila, N-vinilpirrolidona, N,N-dimetilacrilamida, acrilonitrila, estireno, hidroxil (met)acrilatos de alquila, e assemelhados. O peso percentual desta unidade não nucleofílica poderá variar de zero a 65 (p.ex., 1% p/p a 80% p/p, 5%
20% p/p p/p a 70% p/p, 10% p/p a 60% p/p, 15% 0op a 50% p/p,
40% p/p, e assim por diante).
[041]
O produto de polímero base da copolimerização do monômero de acrilamida e o monômero catiônico para uso na presente invenção, ou polímero base de poliacrilamida, poderão ser preparados por polimerização via radical livre em um sistema aquoso. Métodos para fazer poliacrilamida base podem ser modificados para a prática dos presentes ensinamentos.
Para preparar o polímero base de poliacrilamida, de uma composição química e distribuição de monômeros desejadas o pleno complemento do(s) monômero(s) catiônico(s) e o(s) monômeros não nucleofílico(s) poderá(ão) ser adicionado(s) continuamente juntamente com o monômero de acrilamida ao longo do decurso da polimerização. Ainda outras opções para reagir os monômeros catiônicos e os monômeros não nucleofílicos com o monômero de acrilamida serão reconhecidas por aqueles entendidos no assunto, tais como sequencialmente, em batelada, semi-batelada, e assemelhados. Iniciadores de radical livre comumente usados que poderão ser usados na presente invenção incluem diversos peróxidos, azo compostos, persulfatos de potássio e amônio, e um sistema iniciador de redox. O polímero de poliacrilamida base tem um peso molecular variando, por exemplo, de 500 Daltons a 100.000 Daltons, por exemplo, por exemplo, de 3.000 Daltons a 20.000
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Daltons, por exemplo, de 3.000 Daltons a 13.000 Daltons, por exemplo, de 5.000 Daltons a 9.000 Daltons. O peso molecular poderá ser influenciado mudando a temperatura de reação, o nível de sólidos na reação, a quantidade de iniciador, a quantidade de agente de transferência de cadeia e por outros métodos usados por aqueles entendidos no assunto. Os agentes de transferência de cadeia adequados incluem álcool isopropílico, mercaptanas, formato de sódio, e acetato de sódio.
[042] O polímero base assim preparado é então reagido com glioxal, por exemplo, a um pH de 7 a 10. A razão em peso de glioxal para o polímero base varia, por exemplo, de cerca de 0,01 a cerca de 0,60:1 e, por exemplo, de cerca de 0,10 a cerca de 0,30:1, respectivamente. A temperatura de reação poderá ser mantida na faixa de 15°C a 50°C. Um tampão poderá ser adicionado para controlar o pH da solução durante a reação. Tampões adequados incluem fosfatos de sódio, pirofosfato de sódio, bórax, e Tris. Uma vez que a solução alcance a desejada viscosidade, ácido diluído poderá ser adicionado para extinguir a reação. O pH final da solução poderá ser na faixa de 2 a 5. Alternativamente, ou a solução de glioxal ou a solução de polímero base poderá ser adicionada à mistura reagente lentamente ao longo do tempo. Ainda outras opções para reagir glioxal e o polímero base serão reconhecidos por aqueles entendidos no assunto.
[043] As composições de polímeros de poliacrilamida glioxalada de acordo com a presente invenção poderão ser prontamente empregadas ou armazenadas para uso posterior na manufatura de papel como uma solução aquosa. As composições são altamente estáveis em armazenamento, mesmo em
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19/30 temperaturas excedendo a temperatura ambiente. Conforme anteriormente indicado, não é necessário adicionar estabilizantes ou outros aditivos promotores de vida em armazenamento à composição de polímero com alto teor de sólidos de acordo com os presentes ensinamentos para alcançar uma vida em armazenamento significativamente melhorada com relação a formulações de polímeros de poliacrilamida glioxalada a 7,5% convencionais. As composições de polímeros de poliacrilamida glioxalada de acordo com os presentes ensinamentos não necessitam de estabilizantes, expurgadores de aldeídos e/ou tensoativos e assemelhados, estranhos, para alcançar os melhoramentos em estabilidade de armazenamento, apesar de que esses materiais não são categoricamente excluídos. Em diversas concretizações, as composições de poliacrilamida glioxalada dos presentes ensinamentos poderão não conter nenhum aditivo estabilizante ou poderão estar essencialmente isentos destes (isto é, conter <0,1% p/p de estabilizantes, expurgadores de aldeídos, e tensoativos).
[044] Em diversas concretizações, as composições de polímeros de acrilamida glioxalada dos presentes ensinamentos têm uma viscosidade de menos que cerca de 0,045 Pa.s (45 cps), ou particularmente de menos que cerca de 0,025 Pa.s (25 cps) (p.ex., 0,001 Pa.s (1 cps) a 0,024 Pa.s (24 cps), ou 0,005 Pa.s (5 cps) a 0,020 Pa.s (20 cps), ou 0,010 Pa.s (10 cps) a 0,020 Pa.s (20 cps)), conforme medida em um viscosímetro Brookfield usando um fuso #2 a 60 rpm após 14 dias de armazenamento a 37°C. Em diversas outras concretizações, a composição de polímero de acrilamida glioxalada com alto teor de sólidos tem uma viscosidade de menos que cerca de 0,025 Pa.s (25 cps), conforme medida em um
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20/30 viscosímetro Brookfield usando um fuso #2 a 60 rpm (p.ex., 0,001 Pa.s (1 cps) a 0, 024 Pa.s (24 cps), ou 0, 005 Pa.s (5 cps) a 0, 020 Pa.s (20 cps), ou 0,010 Pa.s (10 cps) a 0,020 Pa.s (20 cps)) após 28 dias de armazenamento a 37°C. Estas propriedades indicam que muito pouca ou nenhuma gelificação ocorre nas composições de polímeros de acordo com os presentes ensinamentos dentro de pelo menos estes períodos e condições de armazenamento.
[045] Geralmente, as composições de poliacrilamida glioxalada de acordo com os presentes ensinamentos, tal como quando pretendidos para uso como um agente de reforço para papel, poderão ter uma concentração de sólidos, por exemplo, de cerca de 1% a cerca de 30%, em peso, por exemplo, de cerca de 10% a cerca de 30%, em peso, por exemplo, de cerca de 11% a cerca de 15%, em peso, peso, de cerca de 12% a cerca de 15%, em peso. Conforme indicado, uma vantagem dos presentes ensinamentos é que os polímeros de poliacrilamida glioxalada sintetizados de acordo com as diversas concretizações aqui poderão ser estavelmente armazenados em composições aquosas com concentrações mais altas de polímero durante períodos de tempo mais longos que composições de prepolímeros de poliacrilamida glioxalada convencionais.
[046] Em diversas concretizações, um produto de papel é provido compreendendo o polímero de poliacrilamida glioxalada dos presentes ensinamentos. O produto poderá compreender pelo menos uma camada ou folha de papel contendo o polímero de poliacrilamida glioxalada, por exemplo, folhas de papel, papelão, papel toalha e papel de parede. A composição não está limitada a tratar qualquer tipo particular de papel, e deverá encontrar aplicação em papel Kraft, papel sulfite,
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21/30 papel semiquímico, e assemelhados, incluindo papel produzido usando polpa alvejada, polpa não alvejada, ou combinações destas.
[047] Quando usando uma composição de poliacrilamida glioxalada de acordo com os presentes ensinamentos na fabricação de papel, ela poderá ser adicionada a qualquer tempo antes, durante e/ou depois do papel ser formado. A composição é convenientemente adicionada na seção úmida de uma facilidade de produção de papel às suspensões de fibras de celulose diluídas, normalmente em um ponto onde resinas de força úmida são convencionalmente adicionadas. Alternativamente, a composição também poderá ser adicionada a um papel previamente preparado por espatulamento, aspersão, imersão, e/ou impressão e assemelhados.
[048] A composição poderá ser adicionada à polpa de papel ao longo de uma ampla faixa de valores de pH. Entretanto, os melhores resultados serão obtidos adicionando a composição à polpa de papel a um pH de cerca de 5 a cerca de 8, mais preferivelmente de 5,5 a 7,0. As composições descritas acima são prontamente absorvidas pelas fibras de celulose nestes valores de pH.
[049] A quantidade de polímero de poliacrilamida glioxalada adicionada poderá ser tão baixa quanto cerca de 0,03% p/p do peso seco das fibras de celulose, mas geralmente não excede cerca de 10% em peso. Uma quantidade na faixa de cerca de 0,1% p/p do peso de papel seco é mais usual. A quantidade de polímero de poliacrilamida glioxalada adicionada, em uma base de sólidos, também poderá ser expressa em termos de cerca de 0,22 a cerca de 5,44 kg (0,5 a cerca de 12 libras (lb)) de polímero/tonelada de fibra seca
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22/30 ou, por exemplo, de cerca de 1,36 a cerca de 4,53 kg (3 a cerca de 10 lb) de polímero/tonelada de fibra seca.
[050] O polímero de acrilamida glioxalada com alta carga de acordo com os presentes ensinamentos poderá dar desempenhos de resistência seca e úmida comparáveis com produtos de acrilamida glioxalada com concentração de 7,5% comerciais. Um desaguamento para processos de fabricação de papel significativamente melhorados também poderá ser provido com polímeros de acrilamida glioxalada de acordo com os presentes ensinamentos.
[051] A capabilidade de aumentar a concentração do polímero de acrilamida glioxalada em pelo menos 2% em peso ou mais de acordo com concretizações dos presentes ensinamentos comparativamente com a prática convencional, e sem prejudicar a estabilidade em armazenamento ou o desempenho no uso final, pode se traduzir em grandes reduções em volumes de produtos agregados sendo transportados e manuseados, tais como, por exemplo, onde estejam envolvidos vagões-tanque ferroviários ou caminhões-tanque, e assim economias significativas em custos e manuseio poderão ser obtidos. A composição de acrilamida glioxalada com alto teor de sólidos de acordo com os presentes ensinamentos também poderá tolerar temperaturas de armazenamento mais altas que formulações convencionais sem gelificar, reduzindo a necessidade de adicionalmente diluir a composição ou prover mecanismos de resfriamento para manter uma boa vida em armazenamento sob temperaturas de armazenamento aumentadas.
[052] A presente invenção será adicionalmente clarificada pelos seguintes exemplos, que são pretendidos como puramente exemplificativos da presente invenção, onde todas as
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23/30 percentagens, partes, razões e assemelhados são proporções em peso, salvo observação específica em contrário.
EXEMPLOS [053] Nestes experimentos, polímeros base de poliacrilamida foram preparados contendo diferentes proporções de conteúdos de acrilamida e monômero catiônico, e os polímeros base resultantes foram glioxalados. Os polímeros base glioxalados resultantes foram testados para resistência seca e úmida de papel toalha, retenção/drenagem de água, e estabilidade em armazenamento.
[054] Os pesos moleculares destes polímeros base foram determinados da seguinte maneira. O peso molecular do polímero foi caracterizado usando um Waters Breeze System Cromatografia de Permeação de Gel (GPC). O solvente de eluição era uma solução tampão aquosa contendo 0,8 mol/L de nitrato de sódio e 0,1 mol/L de ácido acético. Em um experimento típico de GPC, uma amostra de polímero concentrada foi diluída com o solvente de eluição para dar uma concentração final de cerca de 0,1%. A solução de polímero diluída foi injetada no sistema usando uma Waters 717 plus Autosampler e bombeado através de uma Waters Ultrahydrogel Guard Column seguida de uma Waters Ultrahydrogel Linear Column. A taxa de fluxo era de 0,9 mL/min. A distribuição de peso molecular da amostra de polímero foi calculada com base em uma curva de calibração determinada usando um kit de calibração de GPC padrão de poli(etileno glicol) da Polysciences.
Exemplo 1 [055] Em um vaso de reação equipado com condensador de refluxo, agitador e termômetro foram adicionados com água,
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24/30 formato de sódio, e cloreto de dialilmetilamônio. Esta porção de cloreto de dialilmetilamônio adicionada no início da reação é referida aqui como DADMAC 1”, a 64% em peso de solução aquosa de DADMAC. O vaso foi então aquecido a 80°C sendo mantida esta temperatura. Ao vaso foram adicionados lentamente acrilamida, cloreto de dialildimetilamônio, e persulfato de amônio. O tempo de adição da acrilamida e do cloreto de dialildimetilamônio foi de 190 minutos e o tempo de adição do persulfato de amônio foi de 220 minutos. A acrilamida era uma solução aquosa a 50% em peso. A porção de cloreto de dialildimetilamônio adicionada ao longo destes 190 minutos é referida aqui como DADMAC 2”, também uma solução a 64% de DADMAC. A mistura reagente foi então aquecida a 80°C durante uma hora adicional e foi resfriada. A tabela 1 lista as dosagens de todos os compostos usados para sintetizar os polímeros base.
Tabela 1. Dosagens para Preparação de Polímeros Base
Água (g) Formato Sódio (g) DADMAC 1 (g) Acrilamida (g) DADMAC 2 (g) Persulfato Amônio (g) Total DADMAC (g) P.Mol. Médio Ponderal (Da)
Polímero Base 1 124,0 11, 2 16 468 24 12,5 (25% em água) 9,7 7200
Polímero Base 2 62,3 5,4 16 208 24 8,1 (20% em água) 20 7200
Polímero Base 3 62,3 5,4 16 181, 5 36 8,1 (20% em água) 30 7300
Polímero Base 4 74 5,4 16 155 65 8,1 (20% em água) 40 7400
Polímero Base 5 84,7 4,3 16 116 95 7, 15 (23% em água) 55 7600
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Exemplo 2
Glioxalação [056] A glioxalação dos polímeros base do exemplo 1 foi conduzida da seguinte maneira. Em um vaso de reação foram adicionados água, polímero base, e pirofosfato de sódio. Após 15 minutos de misturação, o pH da mistura reagente foi aumentado para 8,8 usando solução de NaOH a 15% e a temperatura da mistura foi mantida em 25°C. Uma vez atingida a viscosidade da mistura de 0,015 Pa.s (15 cp), água de diluição foi adicionada e o pH da solução foi abaixado então para 3,0 imediatamente usando H2SO4 a 25%. Os produtos foram armazenados a 4°C até ensaios adicionais. A tabela 2 lista as dosagens de todos os compostos da glioxalação. Os produtos destas reações eram composições aquosas contendo os polímeros de poliacrilamida glioxalada como conteúdo ativo dentro das mesmas.
Tabela 2. Dosagens de Glioxalação
Produto Água (g) Polímero Base (g) Glioxal (40%)(g) Pirofosfato Sódio (g) Água de Diluição Teor Ativo Final(% p/p)
GPAM- 1 370 80 (Polímero base 1) 18 3, 5 45 7,5%
GPAM- 1a 124 47 (Polímero base 1) 10,4 1,5 17 11, 5%
GPAM- 2 124 47 (Polímero base 2) 10,4 1,5 17 11, 5%
GPAM- 3 124 47 (Polímero base 3) 10,4 1,5 17 11, 5%
GPAM- 4 124 47 (Polímero base 4) 10,4 1,5 17 11, 5%
GPAM- 5 117,5 57 (Polímero base 5) 15,4 1,6 27 13, 3%
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Exemplo 3 [057] Preparações de folhas de papel e ensaios foram conduzidos com os produtos de polímero glioxalado do exemplo 2 conforme segue.
Preparação da folha de papel [058] O material de polpa era papelão velho (OCC) reciclado pós-refino obtido da National Gypsum Company Pryor Papermaking Mill. Todas as folhas de papel foram preparadas essencialmente de acordo com o método padrão Tappi T205, com as seguintes modificações. (1) 1% p/p de solução de G-PAM foi adicionado a 0,5% p/p de suspensão de OCC sob cisalhamento.
(2) quatro folhas de papel de três gramas foram preparadas em um molde de folhas de papel padrão. (3) Após duas prensas úmidas, as folhas de papel foram secadas durante 15 minutos em uma Emerson Speed Drier (Modelo 130) a 105°C. 4 kg de peso foram mantidos na secadora durante o processo de secagem. (4) As folhas de papel obtidas foram condicionadas em uma sala de umidade constante (50% de umidade, 25°C) durante 15 horas antes dos ensaios. A dosagem de resinas de poliacrilamida glioxalada foi de 2,72 kg (6 lb) de polímero/tonelada de fibra seca.
Ensaios de propriedades físicas das folhas de papel [059] Ensaios de resistência à tração e de esmagamento do anel foram executados com base nos métodos Tappi T494 e T818, respectivamente. Para os ensaios de tração úmida, cada amostra foi cortada de maneira a ter uma polegada de largura. Após encharcar em água deionizada durante 60 segundos, a amostra foi puxada a uma taxa de 2,54 cm/min (1 pol/min) e a carga na falha foi registrada.
[060] A figura 1, a figura 2 e a figura 3 mostram
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27/30 resultados de ensaios de esmagamento do anel, resistência à tração seca e à tração úmida dos produtos de poliacrilamida glioxalada (G-PAM) . BUBOND® 37 6 era um produto de G-PAM comercial com um teor ativo de 7,5%. Fica claro destes resultados que os produtos de G-PAM com alto teor de sólido G-PAM3 e G-PAM4 deram resistências seca e úmida comparáveis com aquelas comerciais e comercialmente disponíveis com 7,5% de concentração de BUBOND® 376 e G-PAM1.
Ensaio de estabilidade da poliacrilamida glioxalada [061] Os produtos de poliacrilamida glioxalada foram colocados em uma estufa mantida a 37°C. De tempos em tempos, estes produtos foram tirados da estufa e as suas viscosidades à temperatura ambiente foram determinadas com um viscosímetro Brookfield usando um fuso #2 a 60 rpm. Após fazer a medição da viscosidade, as amostras foram retornadas à estufa para armazenamento adicional. Uma menor taxa de aumento de viscosidade sugere uma vida em armazenamento mais longa. A figura 4 mostra os perfis de viscosidade ao longo do tempo. Tanto G-PAM3 quanto G-PAM4 têm um aumento de viscosidade significativamente mais baixo que G-PAM1 de 7,5%. Ademais, vêem-se ocorrer melhoramentos significativos em resistência ao aumento de viscosidade, e assim à gelificação, entre GPAM3 (11,5%) comparativamente com G-PAM2 (11,5%), onde o polímero base usado em G-PAM3 continha 30% em peso de DADMAC comparativamente com 20% em peso do polímero base de G-PAM2. Adicionalmente, G-PAM4, que tinha um conteúdo de 40% em peso
de DADMAC no polímero base, deu o melhor desempenho de
desaguamento, sendo que o aumento de viscosidade foi muito
pequeno (i.é, menos que aproximadamente 0,007 Pa.s (7 cps))
após 28 dias de armazenamento a 37°C. Isto indicou que muito
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28/30 pouca ou nenhuma gelificação ocorreu em G-PAM4.
Ensaio de desaguamento de OCC [062] Neste ensaio foi estudado o efeito de desaguamento da poliacrilamida glioxalada sobre suspensão de OCCs (recipientes corrugados velhos). Um processo de desaguamento mais rápido indica uma produção mais alta e consumo de energia mais baixo durante o processo de secagem do papel. 1000 mL de suspensão de OCC a 1.0% foram adicionados testador de drenagem/retenção Mutek DFR-4 e foram então cisalhados a 550 rpm durante cinco segundos. A dosagem das resinas de poliacrilamida glioxalada foi de 3,17 kg (7 lb) de polímero/ton de fibra seca. A misturação foi então interrompida e o tempo de drenagem de 550 mL de água através de um arame de malha #6 foi registrado. Conforme mostrado na figura 5, um teor mais alto de DADMAC no polímero base conduziu a uma taxa de desaguamento mais alta. Melhoramentos significativos no desempenho de desaguamento são observados em g-PAM3, que tinha um teor de DADMAC de 30% no polímero base, e especialmente com G-PAM4, que tinha um teor de 40% em peso de DADMAC no polímero base,em comparação com os outros materiais testados. G-PAM4 em particular deu o melhor desempenho de desaguamento dentre os materiais testados.
Exemplo 4 [063] Preparações de folhas de papel e ensaios de esmagamento do anel foram conduzidos usando produtos de polímeros glioxalados incluindo g-PAM4 do exemplo 2 e produtos adicionais G-PAM6, G-PAM7 preparados de maneira semelhante aos produtos G-PAM dos exemplos 1-2 com folhas de OCC foram preparadas folhas de papel de uma maneira semelhante àquela conforme explicado no exemplo 3. Os
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29/30 resultados do ensaio de resistência de esmagamento do anel estão indicados na tabela 5.
Tabela 3. Dosagens para preparação de polímero base
Água (g) Formato Sódio (g) DADMAC 1 (g) Acrilamida (g) DADMAC 2 (g Persulfato de amônio (g) DADMAC total (% p/p) P.mol. médio ponderal (Da)
Polímero base 4 74 54 16 155 8,1 (20% em água) 40 7400
Polímero base 6 74 4 16 155 65 8,1 (20% em água) 40 5500
Polímero base 7 74 43 16 155 65 8,1 (20% em água) 40 9000
Tabela 4. Dosagens de glioxalação
Água (g) Polímero base (g) Glioxal (40% (g) Pirofosfato de sódio (g) Água Diluição Teor Ativo Final (% p/p)
G-PAM4 124 47 (polímero base 4) 10, 4 1,5 17 11, 5%
G-PAM6 124 47 (polímero base 6) 10, 4 1,5 17 11, 5%
G-PAM7 124 47 (polímero base 7) 10, 4 1,5 17 11, 5%
Tabela 5. Ensaio de Esmagamento do Anel
Produto Dosagem kg/ton (lb/ton) Resistência ao Esmagamento do Anel kg/ton (lb/ton)
G-PAM4 2,72 (6) 23, 85 + 0, 27 (52, 6 + 0, 6)
G-PAM6 2,72 (6) 23, 99 + 0, 72 (52, 9 + 1, 6)
G-PAM7 2,72 (6) 22,86 + 0, 95 (50, 4 + 2, 1)
[064] Fica claro destes resultados quando considerados em conjunto com aqueles do exemplo 3 que produtos de g-PAM com altos sólidos representativos de concretizações da presente invenção, tais como G-PAM4, G-PAM6 e G-PAM7 poderão dar resistência semelhante aos produtos com 7,5% de concentração comerciais ou representativos de comerciais ao longo de uma
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30/30 faixa de diferentes valores de polímero base para os produtos de G-PAM.
[065] Os requerentes incorporam o conteúdo integral de todas as referências citadas nesta divulgação. Ademais, quando uma quantidade, concentração, ou outro valor ou parâmetro dado ou como uma faixa, ou como uma lista de valores superiores preferíveis e valores inferiores preferíveis, isto deverá ser entendido como divulgando especificamente todas as faixas formadas de qualquer par de qualquer limite de faixa ou valor preferido superior e qualquer faixa ou valor preferido de limite inferior, independentemente de as faixas estarem divulgadas separadamente. Quando uma faixa de valores numéricos é mencionada aqui, salvo afirmação em contrário, é pretendido que a faixa inclua os pontos extremos, e todos os números inteiros e frações dentro desta faixa. Não se pretende que a abrangência da invenção seja limitada aos valores específicos mencionados quando definindo uma faixa.
[066] Outras concretizações da presente invenção tornarse-ão aparentes àqueles entendidos no assunto a partir da consideração do presente descritivo e da prática da presente invenção aqui divulgada. Pretende-se que o presente descritivo e exemplos sejam considerados como exemplificativos apenas, com a verdadeira abrangência da invenção sendo indicada pelas seguintes reivindicações e equivalentes das mesmas.

Claims (16)

  1. REIVINDICAÇÕES
    1. Composição de polímero de poliacrilamida glioxalada, caracterizada pelo fato de compreender um polímero de poliacrilamida glioxalada em uma quantidade de 11,5% a 25% em peso da dita composição e compreendendo um meio aquoso, sendo que dito polímero de poliacrilamida glioxalada é obtido da reação entre glioxal e um polímero base de poliacrilamida catiônica compreendendo pelo menos 30% em peso de monômero catiônico, sendo que o polímero base de poliacrilamida catiônica tem um peso molecular variando de 3.000 Daltons a 13.000 Daltons, e sendo que o polímero base de poliacrilamida catiônica compreende de o monômero de acrilamida e o monômero catiônico em uma proporção em peso variando de 0,01 a 0,6:1, sendo que a composição de polímero de poliacrilamida glioxalada tem uma viscosidade de menos que 0,045 Pa.s (45 cps), conforme medida em um viscosímetro Brookfield usando um fuso #2 a 60 rpm após 14 dias de armazenamento a 37°C.
  2. 2. Composição, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de compreender de 11,5% a 15%, em peso, de polímero de poliacrilamida glioxalada.
  3. 3. Composição, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de a dita composição de polímero estar isenta de estabilizantes, expurgadores de aldeídos, e tensoativos.
  4. 4. Composição, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de ter uma viscosidade de menos que 0,025 Pa.s (25 cps), conforme medida em um viscosímetro Brookfield usando um fuso #2 a 60 rpm após 14 dias de armazenamento a 37°C.
  5. 5. Composição, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de o polímero base de poliacrilamida compreender de 62% a 55%, em peso, de monômero de acrilamida e de 38% a
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    2/4
    45%, em peso, de monômero catiônico copolimerizável com o dito monômero de acrilamida.
  6. 6. Composição, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de o monômero catiônico ser
    2-vinilpiridina, cloreto de
    2-vinil-N-metilpiridínio, cloreto de (pvinilfenil) trimetil amônio, cloreto de dialildimetilamônio, acrilato de 2-(dimetilamino)etila, cloreto de trimetil(pvinilbenzil) amônio, p-dimetilaminoestireno, dimetilaminopropil acrilamida, metilsulfato de
    2metilacriloxietiltrimetil amônio, ou cloreto de 3-acrilamido3-metilbutil trimetil amônio, ou qualquer combinação destes.
  7. 7. Composição, de acordo com a reivindicação 6, caracterizada pelo fato de o monômero catiônico ser cloreto de dialildimetil-amônio.
  8. 8. Composição, de acordo com a reivindicação 6, caracterizada pelo fato de o monômero de acrilamida ser acrilamida, metacrilamida, etilacrilamida, crotonamida, N-metil acrilamida, N-butil acrilamida, ou N-etil metacrilamida, ou qualquer combinação destes.
  9. 9. Composição, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o polímero base de poliacrilamida catiônica compreender de 70% a 55%, em peso, de monômero de acrilamida e de 30% a 45%, em peso, de monômero catiônico copolimerizável com o dito monômero de acrilamida.
  10. 10. Processo para fazer papel, caracterizado pelo fato de compreender adicionar à dita composição de polímero de poliacrilamida glioxalada, definida na reivindicação 1, fibras de celulose para a fabricação de papel em suspensão aquosa e absorver uma quantidade do polímero de poliacrilamida glioxalada, da dita composição de polímero de
    Petição 870190031366, de 01/04/2019, pág. 38/41
    3/4 poliacrilamida glioxalada nas ditas fibras de celulose para a fabricação de papel em suspensão aquosa, formar a dita suspensão em uma folha armada com água e secar a dita folha, sendo que a quantidade de polímero de poliacrilamida glioxalada é eficaz para aumentar pelo menos uma propriedade do papel selecionada dentre resistência seca, resistência úmida, ou taxa de desaguamento comparativamente com papel feito com a suspensão na ausência do polímero de poliacrilamida glioxalada.
  11. 11. Processo, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de o polímero de acrilamida glioxalada da dita composição de polímero de poliacrilamida glioxalada ter sido armazenado durante pelo menos 28 dias a 25°C antes da dita etapa de absorver.
  12. 12. Processo, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de o polímero de acrilamida glioxalada da dita composição de polímero de poliacrilamida glioxalada ter sido armazenado durante pelo menos 14 dias a 37°C antes da dita etapa de absorver.
  13. 13. Processo, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de o polímero de acrilamida glioxalada da dita composição de polímero de poliacrilamida glioxalada ter sido armazenado durante pelo menos 28 dias a 37°C antes da dita etapa de absorver.
  14. 14. Processo, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de o papel compreender de 0,22 a 5,44 kg (0,5 a 12 libras) de polímero/tonelada de fibra seca.
  15. 15. Processo, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de o papel compreender uma folha não tecida fibrosa celulósica.
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    4/4
  16. 16. Processo, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de dito polímero ser introduzido via uma composição aquosa que está isenta de estabilizantes, expurgadores de aldeídos, e tensoativos.
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