ES2257188A1 - Metodo para la obtencion de una dispersion polimerica, agua en agua, estable a la temperatura. - Google Patents
Metodo para la obtencion de una dispersion polimerica, agua en agua, estable a la temperatura.Info
- Publication number
- ES2257188A1 ES2257188A1 ES200402562A ES200402562A ES2257188A1 ES 2257188 A1 ES2257188 A1 ES 2257188A1 ES 200402562 A ES200402562 A ES 200402562A ES 200402562 A ES200402562 A ES 200402562A ES 2257188 A1 ES2257188 A1 ES 2257188A1
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- water
- polymer dispersion
- dispersant
- polymer
- temperature
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000000178 monomer Substances 0.000 title claims abstract description 20
- 239000004815 dispersion polymer Substances 0.000 title claims abstract description 18
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 17
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 title claims abstract description 12
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims abstract description 39
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 23
- 125000002091 cationic group Chemical group 0.000 claims abstract description 13
- 239000000701 coagulant Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000012736 aqueous medium Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 claims description 65
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 32
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims description 17
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 claims description 13
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims description 12
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 6
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 claims description 6
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 claims description 6
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 claims description 5
- 125000005208 trialkylammonium group Chemical group 0.000 claims description 5
- HRPVXLWXLXDGHG-UHFFFAOYSA-N Acrylamide Chemical compound NC(=O)C=C HRPVXLWXLXDGHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 claims description 4
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 4
- FBPFZTCFMRRESA-FSIIMWSLSA-N D-Glucitol Natural products OC[C@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)CO FBPFZTCFMRRESA-FSIIMWSLSA-N 0.000 claims description 4
- 235000011187 glycerol Nutrition 0.000 claims description 4
- 229920006158 high molecular weight polymer Polymers 0.000 claims description 4
- 239000003352 sequestering agent Substances 0.000 claims description 4
- 239000000600 sorbitol Substances 0.000 claims description 4
- FBPFZTCFMRRESA-JGWLITMVSA-N D-glucitol Chemical compound OC[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@H](O)CO FBPFZTCFMRRESA-JGWLITMVSA-N 0.000 claims description 3
- 230000008033 biological extinction Effects 0.000 claims description 3
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 claims description 3
- 229910017053 inorganic salt Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 150000001805 chlorine compounds Chemical class 0.000 claims description 2
- 150000003467 sulfuric acid derivatives Chemical class 0.000 claims description 2
- NJSSICCENMLTKO-HRCBOCMUSA-N [(1r,2s,4r,5r)-3-hydroxy-4-(4-methylphenyl)sulfonyloxy-6,8-dioxabicyclo[3.2.1]octan-2-yl] 4-methylbenzenesulfonate Chemical compound C1=CC(C)=CC=C1S(=O)(=O)O[C@H]1C(O)[C@@H](OS(=O)(=O)C=2C=CC(C)=CC=2)[C@@H]2OC[C@H]1O2 NJSSICCENMLTKO-HRCBOCMUSA-N 0.000 claims 4
- 238000002955 isolation Methods 0.000 claims 1
- 235000011090 malic acid Nutrition 0.000 claims 1
- 235000005985 organic acids Nutrition 0.000 claims 1
- NPSSWQJHYLDCNV-UHFFFAOYSA-N prop-2-enoic acid;hydrochloride Chemical compound Cl.OC(=O)C=C NPSSWQJHYLDCNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 34
- 235000002639 sodium chloride Nutrition 0.000 description 14
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 6
- VWDWKYIASSYTQR-UHFFFAOYSA-N sodium nitrate Chemical compound [Na+].[O-][N+]([O-])=O VWDWKYIASSYTQR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-M Acrylate Chemical compound [O-]C(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 5
- KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N EDTA Chemical compound OC(=O)CN(CC(O)=O)CCN(CC(O)=O)CC(O)=O KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- -1 dimethylaminopropyl Chemical group 0.000 description 4
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 4
- 125000004985 dialkyl amino alkyl group Chemical group 0.000 description 3
- GQOKIYDTHHZSCJ-UHFFFAOYSA-M dimethyl-bis(prop-2-enyl)azanium;chloride Chemical group [Cl-].C=CC[N+](C)(C)CC=C GQOKIYDTHHZSCJ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 244000144992 flock Species 0.000 description 3
- 239000003999 initiator Substances 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 3
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 3
- 235000010344 sodium nitrate Nutrition 0.000 description 3
- 239000004317 sodium nitrate Substances 0.000 description 3
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 3
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 description 2
- 229920001131 Pulp (paper) Polymers 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-N lactic acid Chemical compound CC(O)C(O)=O JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 2
- NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N Ammonium chloride Substances [NH4+].[Cl-] NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N Formic acid Chemical class OC=O BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L Sodium Sulfate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])(=O)=O PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 150000001252 acrylic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 235000019270 ammonium chloride Nutrition 0.000 description 1
- 229910052921 ammonium sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011130 ammonium sulphate Nutrition 0.000 description 1
- JXLHNMVSKXFWAO-UHFFFAOYSA-N azane;7-fluoro-2,1,3-benzoxadiazole-4-sulfonic acid Chemical compound N.OS(=O)(=O)C1=CC=C(F)C2=NON=C12 JXLHNMVSKXFWAO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229920006317 cationic polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000012986 chain transfer agent Substances 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- IQDGSYLLQPDQDV-UHFFFAOYSA-N dimethylazanium;chloride Chemical compound Cl.CNC IQDGSYLLQPDQDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 1
- DNJIEGIFACGWOD-UHFFFAOYSA-N ethyl mercaptane Natural products CCS DNJIEGIFACGWOD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 1
- TVZISJTYELEYPI-UHFFFAOYSA-N hypodiphosphoric acid Chemical class OP(O)(=O)P(O)(O)=O TVZISJTYELEYPI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000014655 lactic acid Nutrition 0.000 description 1
- 239000004310 lactic acid Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 150000007522 mineralic acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- 235000006408 oxalic acid Nutrition 0.000 description 1
- 150000002913 oxalic acids Chemical class 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 229910052938 sodium sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011152 sodium sulphate Nutrition 0.000 description 1
- 235000010356 sorbitol Nutrition 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- DGVVWUTYPXICAM-UHFFFAOYSA-N β‐Mercaptoethanol Chemical compound OCCS DGVVWUTYPXICAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/52—Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities
- C02F1/54—Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities using organic material
- C02F1/56—Macromolecular compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F2/00—Processes of polymerisation
- C08F2/12—Polymerisation in non-solvents
- C08F2/16—Aqueous medium
- C08F2/20—Aqueous medium with the aid of macromolecular dispersing agents
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F220/00—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride ester, amide, imide or nitrile thereof
- C08F220/02—Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms; Derivatives thereof
- C08F220/52—Amides or imides
- C08F220/54—Amides, e.g. N,N-dimethylacrylamide or N-isopropylacrylamide
- C08F220/56—Acrylamide; Methacrylamide
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J3/00—Processes of treating or compounding macromolecular substances
- C08J3/02—Making solutions, dispersions, lattices or gels by other methods than by solution, emulsion or suspension polymerisation techniques
- C08J3/03—Making solutions, dispersions, lattices or gels by other methods than by solution, emulsion or suspension polymerisation techniques in aqueous media
- C08J3/07—Making solutions, dispersions, lattices or gels by other methods than by solution, emulsion or suspension polymerisation techniques in aqueous media from polymer solutions
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L33/00—Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides or nitriles thereof; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L33/04—Homopolymers or copolymers of esters
- C08L33/14—Homopolymers or copolymers of esters of esters containing halogen, nitrogen, sulfur, or oxygen atoms in addition to the carboxy oxygen
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
- Colloid Chemistry (AREA)
- Separation Of Suspended Particles By Flocculating Agents (AREA)
- Paper (AREA)
Abstract
Este método permite la obtención de una dispersión polimérica, agua en agua, estable a la temperatura comprendida entre 35 y 45ºC, mediante una polimerización en un medio acuoso de una mezcla de monómeros no iónicos y catiónicos, cuyo polímero resultante presenta un peso molecular muy elevado con características funcionales de floculante, con al menos dos monómeros catiónicos, de peso molecular muy inferior al del anteriormente citado y que actúan como dispersante estabilizador y dispersante de manipulación con características funcionales de coagulante, llevándose a cabo la referida polimerización en el medio acuoso mediante un proceso isotérmico y radicalario que se desarrolla hasta conseguir la total extinción de la concentración de monómeros libres.
Description
Método para la obtención de una dispersión
polimérica, agua en agua, estable a la temperatura.
La presente invención se refiere a un método para
la obtención de una dispersión polimérica, agua en agua, estable a
la temperatura, especialmente una dispersión polimérica que
mantiene inalterable su viscosidad en condiciones de prolongada
temperatura comprendida entre 35 y 45°C y está constituida por una
mezcla de polímeros de pesos moleculares muy diferentes, pesos
moleculares que vienen determinados para cada polímero por el valor
de su viscosidad intrínseca (IV), de manera que cuanto más alta sea
ésta más alto será el peso molecular del polímero.
Es conocido por las patentes US 6.031.037 y
PCT/EP 01/14062 la obtención de dispersiones poliméricas agua en
agua, basadas en una dispersión no salina de agua en agua.
Para conseguir una dispersión estable, en la
patente PCT/EP 01/14062 se establece que se ha de utilizar un
dispersante de peso molecular comprendido entre 50.000 y 1,2 x
10^{6}, juntamente con un alcohol polifuncional (polietilenglicol)
de peso molecular alto, haciendo especial mención de que para la
consecución de un producto estable a altas temperaturas es
necesario añadir al final de la reacción un ácido orgánico e
inorgánico.
En la precedente patente no se hace mención en
ningún momento de la viscosidad del producto obtenido, ni de las
viscosidades intrínsecas de los polímeros conseguidos o de los
pesos moleculares de los mismos, únicamente cita en los ejemplos
una serie de salinas y viscosidades de polímeros en solución.
En la patente US 6.031.037 no se hace referencia,
en ningún momento, a la estabilidad del polímero, aunque si se hace
mención en algunos ejemplos de la viscosidad intrínseca de los
polímeros conseguidos. La base del polímero es la misma ya
conocida, es decir, una dispersión no salina de agua en agua, pero
sin la adición de ningún ácido orgánico o inorgánico destinado a
estabilizar el producto.
El objeto de la invención es el de obtener un
producto manipulable (< 15000 cps) sin necesidad de emplear
sales, como agente secuestrante del agua, ni disolventes orgánicos,
centrándose dicho objeto en las cualidades del dispersante.
Para poder obtener una viscosidad inferior a
15.000 cps es necesario que el peso molecular del dispersante esté
comprendido entre unos límites muy estrechos. Así, si el peso
molecular es superior (IV alta), el producto presentará una
viscosidad muy alta y no será manipulable, en contra, si el peso
molecular es demasiado bajo, el producto que se obtendrá será como
un líquido, pero susceptible de aumentar rápidamente de viscosidad
a causa de la disolución del polímero de cadena larga en el medio,
con lo que no se consigue una dispersión estable.
La invención tiene como finalidad el determinar
cual es la viscosidad intrínseca más adecuada para obtener un
polímero con las características deseadas de baja viscosidad
manejable y al propio tiempo estable a la temperatura superior a la
ambiente, tal como la comprendida entre 35 y 40°C, el desarrollo de
lo cual ha permitido alcanzar las conclusiones que se exponen
seguidamente:
- 1.-
- Es necesario trabajar dentro de un margen muy determinado de la viscosidad intrínseca (IV) del dispersante para conseguir finalmente un polímero manipulable.
- 2.-
- El dispersante según la invención consiste en una mezcla de dos componentes, los cuales presentan características y funciones diferentes.
- 3.-
- Un primero de los componentes de la citada mezcla, que consiste en un dispersante de viscosidad intrínseca alta, es el que determina la estabilidad de la dispersión y evita que se incremente la viscosidad con el aumento de la temperatura, debiendo hallarse este componente en una cierta cantidad mínima para que esté garantizada la estabilidad.
- 4.-
- Un segundo de los componentes de la referida mezcla, que consiste en un dispersante de viscosidad intrínseca baja, determina que la dispersión presente una viscosidad manipulable, en caso de excederse en la cantidad puede provocar la inestabilidad del sistema.
Concretamente, el objeto de la invención consiste
en un método para obtener una dispersión polimérica estable a la
temperatura según el cual se realiza una polimerización en un medio
acuoso de una mezcla de, monómeros no iónicos y catiónicos, cuyo
polímero resultante presenta un peso molecular muy elevado con
características funcionales de floculante, con al menos dos
monómeros catiónicos, de peso molecular muy inferior al del
anteriormente citado y que actúan como dispersante estabilizador y
dispersante de manipulación con características funcionales de
coagulante, llevándose a cabo la referida polimerización en el medio
acuoso mediante un proceso isotérmico y radicalario que se
desarrolla hasta conseguir la total extinción de la concentración
de monómeros libres.
De acuerdo con cuanto se ha expuesto
precedentemente, el primer componente de la mezcla será un polímero
de peso molecular muy alto (IV > 9 dl/g), que se llamará
floculante, y el resto de los polímeros que integran la mezcla
tendrán un peso molecular muy inferior (0.15 < IV < 0.8
dl/g), que se llamarán coagulantes o dispersantes.
De la comparación de los precedentes productos de
la mezcla de la invención con respecto a los conocidos polímeros en
solución o las emulsiones o dispersiones salinas, se desprende que
los primeros incorporan en un solo producto dos componentes con dos
funciones diferentes.
Así ello determina que sea ventajoso usarlos, por
ejemplo, en el tratamiento de aguas, porque puede coagular y
flocular una muestra de agua sin adición extra de coagulantes
inorgánicos.
Son también usados como un retenedor en la
fabricación del papel. En este caso, el interés del tipo de
polímero que se presenta en este trabajo, es obtener en un solo
producto un retenedor de hilos y fibras. El efecto final que el
producto aporta en la fabricación del papel es una mejor retención
y mejor desgotado, este hecho se consigue porque la actuación del
coagulante y el floculante sobre el papel favorece la formación de
una floca ("flock") más compacta y así facilita la expulsión
del agua de dentro de la floca y, en consecuencia, un mejor
desgotado.
Otros componentes que se integran en el producto
final son los codispersantes, que normalmente consisten en un
producto químico del tipo de un compuesto
poli-hidroxi, que incluye desde la glicerina y el
sorbitol hasta un producto polimérico de la familia de los
polietilenglicoles. En este caso se utiliza un polietilenglicol de
alto peso molecular, que actúa como un codispersante.
También se añade un ácido orgánico que actúa como
un inhibidor del aumento de la viscosidad durante el proceso de
obtención del polímero y una sal inorgánica que favorece la
dispersión del polímero de peso molecular alto. Finalmente es
necesaria la adición de un secuestrante, como la sal tetrasódica del
ácido etilendiaminotetraacético (EDTA) que tiene la función de
secuestrar posibles inhibidores de los radicales en el proceso de
polimerización.
La obtención del producto consiste en iniciar la
polimerización de los monómeros disueltos en un medio acuoso donde
se encuentran los otros componentes de la mezcla como son:
dispersantes, codispersantes, sal inorgánica, ácido orgánico y de
un secuestrante, como la sal tetrasódica del ácido
etilendiaminotetraacético (EDTA). La polimerización se lleva a
término mediante proceso insotérmico y radicalario, que se
desarrolla hasta llegar a la extinción de la concentración de los
monómeros libres.
El producto final tiene una viscosidad inferior a
12000 cps medida con viscosímetro Brookfield, empleando el spin 4 a
30 rpm a 25°C, y su RSV (se calculará IV) se encuentra entre 12
dl/g y 18 dl/g (determinado por medidas a 30°C usando una
suspensión a nivel viscosimeter en soluciones en un 1 molar sodio
nitrato ajustado a un
pH 4.5).
pH 4.5).
El objeto de este trabajo es demostrar la
importancia de los dispersantes sobre el sistema de dispersión. Los
dispersantes empleados para realizar la dispersión, son los que
determinarán si la dispersión es estable o no en condiciones de
altas temperaturas de manera prolongada.
Se puede hablar de sistema de dispersión, que
engloba dos tipos diferentes de dispersantes: dispersante
estabilizador y dispersante de manipulación.
El dispersante estabilizador tiene una IV
comprendida entre 0.8 y 0.4 dl/g (determinada por medidas a 30°C
usando a suspensión a nivel viscosimeter en soluciones en un 1
molar sodio nitrato ajustado a en un pH 4.5), y el dispersante de
manipulación tiene una IV comprendida entre 0.4 y 0.15 dl/g,
determinada de la misma manera que el dispersante anterior.
Ambos dispersantes son polímeros 100% catiónicos
formados por monómeros catiónicos del grupo de DADMAC,
dialquilaminoalquil(met)acrilato, dimetilaminopropil
(met)acrilato,
dimetilaminopropil(met)acrilamida,(met)acrilato
de cloruro de
N-(2-(met)acriloxialquil)trialquilamonio y, el cloruro
de N-(2-(met)acrilamidoalquil)trialquilamonio.
Ambos dispersantes tienen funciones diferentes,
tal como su nombre indica, la presencia del dispersante
estabilizador, asegura la estabilidad del producto contra el
aumento de viscosidad de éste en situaciones prolongadas de altas
temperaturas (> 35°C), en cambio el segundo dispersante, llamado
de manipulación, asegura que el producto se podrá obtener con un
proceso de viscosidad razonable y la viscosidad final del producto
será inferior a los 12000 cps (viscosímetro Brookfield, medido
usando el spin 4 a 30 rpm a 25°C).
Si el dispersante estabilizador está en exceso,
se obtiene un polímero de alto peso molecular, que es estable pero
excesivamente viscoso, resultando un producto difícilmente
manipulable (> 12000 cps). Si al contrario, el dispersante de
manipulación está en exceso, se obtiene un producto de baja
viscosidad pero inestable, es decir, en condiciones prolongadas de
altas temperaturas el producto aumenta de viscosidad rápidamente y
deja de ser un producto
viable.
viable.
La combinación de los dos dispersantes tiene que
llegar a un compromiso para asegurar estabilidad y manipulación del
producto polimérico final.
Como un ejemplo de cómo afecta la IV del sistema
dispersante (mediante ponderada de las IV de ambos dispersantes) a
la viscosidad final del producto, adjuntamos la gráfica de la
figura 1, donde en ordenadas se presenta la viscosidad del producto
final (en cps), y en abscisas la IV del dispersante global. Se puede
observar como, la IV global del dispersante afecta de manera
aproximadamente lineal a la viscosidad final del producto. Para la
aplicación que se ha de hacer de este producto, se considera que
una viscosidad > 12000 cps no es manipulable, por tanto el
margen superior de IV para obtener un producto manipulable está
cerca de 0.35 dl/g.
Como unos ejemplos de diferencias en la
estabilidad del sistema, se adjunta la gráfica de la figura 2, que
representa la estabilidad de la viscosidad del producto (medida en
cps spin 4 a 30 rpm y 25°C) representada en las ordenadas de la
gráfica, sometida a una temperatura de 40°C durante un lapso
determinado de temperaturas (abscisas, que representan días en
estufa de 40°C).
En esta gráfica se emplean cuatro composiciones
de dispersantes diferentes, expresadas a continuación:
| Lote | Dispersante estabilizador % (IV) | Dispersante de manipulación % (IV) | IV ponderada |
| 04/111 | 66.6% (IV = 0.31 dl/g) | 33.4% (IV = 0,27 dl/g) | 0.30 |
| 04/100 | 34.6% (IV = 0.40 dl/g) | 65.4% (IV = 0.25 dl/g) | 0.30 |
| 03/341 | 50.0% (IV = 0.40 dl/g) | 50.0% (IV = 0.19 dl/g) | 0.30 |
| 04/213 | 22,8% (IV = 0.52 dl/g) | 77.2% (IV = 0.24 dl/g) | 0.30 |
Se puede observar que un dispersante
estabilizador con IV < 0.4 dl/g (caso 04/111) no da como un
resultado la obtención de un polímero estable cuando está sometido
a temperaturas elevadas. En los casos siguientes, 04/100, 03/341 y
04/213 tienen la misma IV ponderada que 04/111, pero en cambio las
muestras son estables cuando se someten a temperaturas altas
durante un tiempo prolongado. La diferencia recae en el peso
molecular del dispersante estabilizador (la IV es una medida
indirecta del peso molecular de un polímero), que es mas alto, y
este hecho procura estabilidad al sistema. Es necesario aportar una
cantidad mínima de dispersante estabilizador al sistema para que
sea efectivo. Se ha observado que cantidades inferiores al 15% de
dispersante estabilizador, no consiguen su efecto y dan resultados
negativos sobre la estabilidad del sistema a temperaturas altas de
manera prolongada. En cambio, y tal como se observa en el caso
04/213, la adición de un 23% de dispersante estabilizador es
suficiente para garantizar la estabilidad del sistema.
Todos los dispersantes empleados en la invención
están formados por monómeros catiónicos del grupo de
DADMAC, dialquilaminoalquil(met)acrilato, dimetilaminopropil(met)acrilato, dimetilaminopropil(met)acrilamido), estando sintetizados como polímeros en solución.
DADMAC, dialquilaminoalquil(met)acrilato, dimetilaminopropil(met)acrilato, dimetilaminopropil(met)acrilamido), estando sintetizados como polímeros en solución.
Para conseguir polímeros en solución con pesos
moleculares diferentes, se pueda trabajar con condiciones de
temperatura, concentraciones de iniciadores radicales diferentes y
concentraciones de agentes de transferencia de cadena diferentes
(Ejemplos de agentes de transferencia de cadena: glicerina,
sorbitol, sales de ácido fórmico, sales de ácido hipofosfórico,
monómero metalilsulfonato, ácido láctico y sus sales,
mercaptoetanol, etc.). Las condiciones de trabajo se escogerán en
dependencia del monómero catiónico que se haya escogido. Una vez
sintetizados se mide su IV (determinado por medidas al 30°C usando
un viscosímetro a nivel de suspensión en soluciones en un 1 mol de
nitrato de sodio ajustado a un pH 4.5), y según este valor se
clasifica un dispersante estabilizador o de manipulación.
Las concentraciones de los tres polímeros
presentes en el producto final se pueden agrupar en dos grupos: el
polímero de IV > 9 dl/g y el dispersante global que integra
dispersante estabilizador y dispersante de manipulación, IV < 0.6
dl/g.
El producto final contiene de 20 a 60% de
contenido en peso de ambos grupos de polímeros. Del polímero
de
IV > 9 dl/g contiene de un 5 a 60% en peso basado en dispersión total, preferentemente de un 10 a un 40%. La composición de este polímero está formada por acrilamida y monómero catiónico de la familia seleccionada del grupo consistente en cloruro de dimetilamonio (DADMAC) y dialquilaminoalquil(met)acrilatos, como el N-(2-(met)acriloxialquil)trialquilamonio. La proporción de monómero catiónico oscila entre 20 y 45% en peso, respecto al polímero de
IV > 9 dl/g.
IV > 9 dl/g contiene de un 5 a 60% en peso basado en dispersión total, preferentemente de un 10 a un 40%. La composición de este polímero está formada por acrilamida y monómero catiónico de la familia seleccionada del grupo consistente en cloruro de dimetilamonio (DADMAC) y dialquilaminoalquil(met)acrilatos, como el N-(2-(met)acriloxialquil)trialquilamonio. La proporción de monómero catiónico oscila entre 20 y 45% en peso, respecto al polímero de
IV > 9 dl/g.
La ratio entre el polímero de IV > 9 dl/g y el
dispersante global, oscila entre 0,6 y 1.3. Dentro del dispersante
global, la ratio entre el dispersante estabilizador y el
dispersante de manipulación oscila entre 0.3 y 1.
La concentración del codispersante, un
polihidroxi compuesto escogido entre el grupo formado por la
glicerina, sorbitol y polietilenglicoles de peso molecular entre
400 y 12000, estará entre el 0.5 y el 5% del producto final y entre
el 1 y el 10% respecto al dispersante global (suma del dispersante
estabilizador y el de manipulación.
Se añade a la composición, un componente que
disminuye la viscosidad del proceso de polimerización. Ejemplos de
estos compuestos se encuentran en los ácidos oxálicos, adípico,
tartárico, málico, ftálico y sus correspondientes sales. La
concentración de este ácido en la composición final se encuentra por
debajo de 1,1%, basado en el total del producto, un 3% respecto a
los activos totales del producto.
Se añade a la composición anterior una cantidad
determinada de una sal que proporciona las condiciones adecuadas de
baja viscosidad del proceso, y estabilidad del producto final,
generalmente < 5% basado en el total del producto, usualmente
< 3%. La sal añadida está dentro del grupo del amonio o
alcalinas, y pueden ser sulfatos o cloruros. Preferentemente
sulfato amónico o sódico, o cloruro amónico o sódico.
La polimerización de los monómeros en la fase
continua empieza con la adición de iniciadores radicalarios, que
pueden ser redox o térmicos. Los iniciadores se añaden al empezar y
a lo largo de la reacción, para poder obtener un proceso de
viscosidad controlables y un polímero de IV determinada.
En la aplicación sobre pasta de papel, se compara
el comportamiento de este producto enfrente de otros productos,
dispersiones salinas agua en agua, comercializadas por DERYPOL. Se
observa que se comporta como un buen agente de retención y
desgotado, siendo la ventaja sobre las dispersiones salinas, su
rápida disolución en agua, y por eso hace muy simple el equipo de
preparación del producto, antes de ser añadido dentro del circuito
de la pasta de papel.
Otras aplicaciones que serían muy interesante que
fuesen aplicadas, son las que necesitan coagulantes catiónicos
orgánicos, en combinación con un floculante. Este producto
incorpora ambos componentes en un mismo producto, de manera que es
de mucha más fácil aplicación.
Claims (11)
1. Método para la obtención de una dispersión
polimérica, agua en agua, estable a la temperatura, especialmente
una dispersión polimérica que se mantiene inalterable en su
viscosidad en condiciones de temperatura comprendida entre 35 y
45°C, caracterizado porque se realiza una polimerización en
un medio acuoso de una mezcla de monómeros no iónicos y catiónicos,
cuyo polímero resultante presenta un peso molecular muy elevado con
características funcionales de floculante, con al menos dos
monómeros catiónicos, de peso molecular muy inferior al del
anteriormente citado y que actúan como dispersante estabilizador y
dispersante de manipulación con características funcionales de
coagulante, llevándose a cabo la referida polimerización en el
medio acuoso mediante un proceso isotérmico y radicalario que se
desarrolla hasta conseguir la total extinción de la concentración de
monómeros libres.
2. Método para la obtención de una dispersión
polimérica, agua en agua, estable a la temperatura, según la
reivindicación anterior, caracterizado porque el polímero
resultante de elevado peso molecular presenta una viscosidad
intrínseca mayor de 9 dl/g, mientras que cada uno de los polímeros
resultantes de peso molecular muy inferior al del polímero anterior
presenta una viscosidad intrínseca comprendida entre 0,15 y 0,8
dl/g.
3. Método para la obtención de una dispersión
polimérica, agua en agua, estable a la temperatura, según la
reivindicación 1, caracterizado porque el medio acuoso
incorpora compuestos del grupo que comprende dispersantes,
codispersantes, sales inorgánicas, ácidos orgánicos y secuestrantes
de posibles inhibidores de los radicales en el proceso de
polimerización, ya sean tomados en su conjunto, aisladamente o en
sus combinaciones posibles.
4. Método para la obtención de una dispersión
polimérica, agua en agua, estable a la temperatura, según la
reivindicación 2, caracterizado porque el dispersante
estabilizador presenta una viscosidad intrínseca comprendida entre
0,4 y 0,8 dl/g y el dispersante de manipulación presenta una
viscosidad intrínseca comprendida entre 0,15 y 0,4 dl/g.
5. Método para la obtención de una dispersión
polimérica, agua en agua, estable a la temperatura, según la
reivindicación 1, caracterizado porque el polímero que
resulta de peso molecular muy elevado con características
funcionales de floculador está formado por acrilamida y un monómero
catiónico es cogido entre los del grupo que comprende el cloruro de
dialildimetilamonio (DADMAC) y el cloruro de
N-(2-(met)acriloxialquilamonio.
6. Método para la obtención de una dispersión
polimérica, agua en agua, estable a la temperatura, según la
reivindicación 1, caracterizado porque los dispersantes
utilizados están escogidos entre los compuestos del grupo que
comprende el cloruro de dialildimetilamonio (DADMAC), el
(meta)acrilato de cloruro de
N-(2-(met)acriloxialquil)trialquilamonio y el cloruro
de N-(2-(met)acrilamidoalquil)trialquilamonio.
7. Método para la obtención de una dispersión
polimérica, agua en agua, estable a la temperatura, según la
reivindicación 1, caracterizado porque la relación entre el
polímero de elevado peso molecular y los dispersantes del conjunto
de polímeros de inferior peso molecular oscila entre 0,6 y 1,3,
mientras que la relación entre el dispersante estabilizador y el
dispersante de manipulación oscila entre 0,3 y 1.
8. Método para la obtención de una dispersión
polimérica, agua en agua, estable a la temperatura, según la
reivindicación 3, caracterizado porque el codispersante
consiste en un compuesto polihidróxido escogido dentro del grupo que
comprende la glicerina, el sorbitol y los polietilenglicoles de
peso molecular entre 400 y 12000, en cantidad comprendida entre 1 y
el 10% con respecto al conjunto de dispersantes estabilizador y de
manipulación.
9. Método para la obtención de una dispersión
polimérica, agua en agua, estable a la temperatura, según la
reivindicación 3, caracterizado porque el ácido orgánico es
uno del grupo que comprende los ácidos oxálico, adípico, tartárico,
málico ftálico y sus correspondientes sales.
10. Método para la obtención de una dispersión
polimérica, agua en agua, estable a la temperatura, según la
reivindicación 3, caracterizado porque la sal inorgánica
será una escogida dentro del grupo que comprende los sulfatos y los
cloruros, sean amónicos o alcalinos.
11. Dispersión de polímero agua en agua obtenida
con el método, caracterizada porque contiene entre el 20 y
el 60% de los polímeros peso molecular elevado y bajo con respecto
al peso de la dispersión, correspondiendo un 5 a 60% al
primero.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ES200402562A ES2257188B1 (es) | 2004-10-26 | 2004-10-26 | Metodo para la obtencion de una dispersion polimerica, agua en agua, estable a la temperatura. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ES200402562A ES2257188B1 (es) | 2004-10-26 | 2004-10-26 | Metodo para la obtencion de una dispersion polimerica, agua en agua, estable a la temperatura. |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2257188A1 true ES2257188A1 (es) | 2006-07-16 |
| ES2257188B1 ES2257188B1 (es) | 2007-05-01 |
Family
ID=36676660
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES200402562A Expired - Fee Related ES2257188B1 (es) | 2004-10-26 | 2004-10-26 | Metodo para la obtencion de una dispersion polimerica, agua en agua, estable a la temperatura. |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| ES (1) | ES2257188B1 (es) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5587415A (en) * | 1991-07-30 | 1996-12-24 | Hymo Corporation | Process for preparation of dispersion of water-soluble cationic polymer the dispersion produced thereby and its use |
| WO1998031749A1 (en) * | 1997-01-20 | 1998-07-23 | Ciba Speciality Chemicals Water Treatments Limited | Aqueous dispersion of high intrinsic viscosity polymer and its production and use |
| US5938937A (en) * | 1995-08-16 | 1999-08-17 | Nalco Chemical Company | Hydrophilic dispersion polymers for treating wastewater |
| US6019904A (en) * | 1996-11-01 | 2000-02-01 | Nalco Chemical Company | Hydrophilic dispersion polymers of diallyldimethyl ammonium chloride and acrylamide for the clarification of deinking process waters |
| US6258279B1 (en) * | 1998-04-24 | 2001-07-10 | Nalco Chemical Company | Hydrophilic cationic dispersion polymer for paper mill color removal |
-
2004
- 2004-10-26 ES ES200402562A patent/ES2257188B1/es not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5587415A (en) * | 1991-07-30 | 1996-12-24 | Hymo Corporation | Process for preparation of dispersion of water-soluble cationic polymer the dispersion produced thereby and its use |
| US5938937A (en) * | 1995-08-16 | 1999-08-17 | Nalco Chemical Company | Hydrophilic dispersion polymers for treating wastewater |
| US6019904A (en) * | 1996-11-01 | 2000-02-01 | Nalco Chemical Company | Hydrophilic dispersion polymers of diallyldimethyl ammonium chloride and acrylamide for the clarification of deinking process waters |
| WO1998031749A1 (en) * | 1997-01-20 | 1998-07-23 | Ciba Speciality Chemicals Water Treatments Limited | Aqueous dispersion of high intrinsic viscosity polymer and its production and use |
| US6258279B1 (en) * | 1998-04-24 | 2001-07-10 | Nalco Chemical Company | Hydrophilic cationic dispersion polymer for paper mill color removal |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| ES2257188B1 (es) | 2007-05-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Raju et al. | Synthesis and water absorbency of crosslinked superabsorbent polymers | |
| RU2203914C2 (ru) | Полимерные композиции, способ их получения и использование | |
| ES2447415T3 (es) | Polímero en dispersión aniónico o no iónico soluble en agua | |
| ES2465315T3 (es) | Emulsiones acrílicas hinchables en álcali que comprenden ácido acrílico, uso de las mismas en formulaciones acuosas y formulaciones que contienen las mismas | |
| ES2584386T3 (es) | Polímeros tipo peine susceptibles de ser utilizados en cosméticos y detergentes | |
| ES2473269T3 (es) | Emulsiones acr�licas hinchables en álcali sin tensioactivo, uso de las mismas en formulaciones acuosas y formulaciones que las contienen | |
| CN103764726B (zh) | 用于不透明膜和涂层应用的水基聚合物乳液 | |
| RU99118022A (ru) | Полимерные композиции и их получение и использование | |
| RU99118023A (ru) | Полимерные композиции и их получение и использование | |
| JPH0299655A (ja) | 繊維マット用澱紛系バインダー組成物およびその製造方法 | |
| ES2263060T3 (es) | Produccion de dispersiones acuosas de homo y copolimeros cationicos utilizando coloides protectores anfoteros. | |
| BRPI0703508B1 (pt) | Composição aquosa de copolímeros anfifílicos em emulsão, e, método para produzir copolímero em emulsão, anfifílico | |
| BR112018011680B1 (pt) | Composições de polímero líquido | |
| CN104961856A (zh) | 一种高分子两性表面活性剂、制备方法及用途 | |
| RU2004136595A (ru) | Водорастворимая полимерная дисперсия и способ получения водорастворимой полимерной дисперсии | |
| EA023599B1 (ru) | Способ увеличения вязкости водной среды | |
| JP2005510592A (ja) | Ｎ−ビニルカルボン酸アミドの水溶性ポリマーの水性分散液、その製造方法および使用 | |
| ES2257188B1 (es) | Metodo para la obtencion de una dispersion polimerica, agua en agua, estable a la temperatura. | |
| ES2278166T3 (es) | Copolimeros para prevenir sedimentaciones en sistemas de conduccion de agua, su preparacion y utilizacion. | |
| DE10139003B4 (de) | Verfahren zur Herstellung eines N-Vinyl-Verbindungs-Polymers | |
| ES2979284T3 (es) | Resina de resistencia en húmedo temporal de alto peso molecular para papel | |
| PT1945683E (pt) | ¿dispersões aquosas de polímeros hidrossolúveis com estabilizadores em forma de pente | |
| RU2287631C2 (ru) | Способ изготовления бумаги и картона | |
| DE2036537C3 (de) | Verfahren zur Herstellung von Copolymerisaten aus Acrylnitril und Vinylidenchlorid | |
| CA1296462C (en) | Stabilized cationic acrylate or methacrylate polymer admixtures |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EC2A | Search report published |
Date of ref document: 20060716 Kind code of ref document: A1 |
|
| FG2A | Definitive protection |
Ref document number: 2257188B1 Country of ref document: ES |
|
| FD2A | Announcement of lapse in spain |
Effective date: 20211119 |