ES2340714T3 - Proceso para preparar una dispersion acuosa de una sal de amonio cuaternario que contiene un copolimero de vinilo. - Google Patents
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Abstract
Un método de preparación de una dispersión acuosa de un polímero catiónico activable por iones que comprende las etapas de: A. preparar una solución de disolvente mixta de agua y acetona; B. calentar la solución de disolvente; C. mezclar con dicha solución de disolvente 1) uno o más monómeros catiónicos con funcionalidad vinilo. 2) uno o más monómeros de vinilo hidrófobos que tienen cadenas laterales de alquilo de 1 a 4 átomos de carbono, 3) opcionalmente de aproximadamente el 0% al 30% en moles de uno o más monómeros de vinilo distintos con grupos alquilo lineales o ramificados de más de 4 carbonos, alquil hidroxi, polioxialquileno, u otro grupo funcional, y 4) un iniciador de radicales libres, para formar una mezcla de reacción; D. calentar la mezcla de reacción durante una cantidad de tiempo suficiente para polimerizar los monómeros y proporcionar el polímero catiónico activable por iones; E. después de la polimerización, añadir agua a dicha mezcla de reacción proporcionando una dispersión acuosa de dicho polímero catiónico activable por iones; F. después de añadir el agua, retirar sustancialmente todo el disolvente orgánico de dicha mezcla de reacción, y G. preparar la solución de disolvente mixta de la etapa A usando la acetona retirada después de la polimerización de la etapa F y, posteriormente, repetir las etapas B a G.
Description
Proceso para preparar una dispersión acuosa de
una sal de amonio cuaternario que contiene un copolímero de
vinilo.
La presente invención se refiere a polímeros
catiónicos sensibles a o activables por iones, dispersables en agua
o solubles en agua y, más particularmente, a un método de
preparación de dichos polímeros catiónicos.
Se ha propuesto que los polímeros catiónicos
activables por iones se usen como un aglutinante para tejidos
fibrosos en la fabricación de productos desechables tales como
pañales, toallitas húmedas, prendas para incontinencia y productos
para la higiene femenina. Se ha descubierto que dichos polímeros
catiónicos activables por iones tienen una resistencia adecuada
durante el uso para unir juntas diferentes capas fibrosas de
productos desechables, aunque se disolverán o disgregarán
fácilmente en agua proporcionando la capacidad de deshacerse del
producto descargándolo por el inodoro, si se desea. El polímero
tiene una "propiedad de activación" que significa que el
polímero es insoluble en soluciones salinas monovalentes y/o
divalentes a concentraciones por encima de aproximadamente el 0,3%
en peso, aunque es soluble cuando la solución se diluye con agua,
tal como cuando el producto se arroja al agua contenida en un
inodoro. Esto permite que el tejido fibroso se desmenuce y disperse,
permitiendo que el producto pueda arrojarse al inodoro.
Los polímeros sensibles a iones compuestos por
ácido acrílico y acrilatos de alquilo o arilo se describen en la
Patente de Estados Unidos 5.312.883, la Patente de Estados Unidos
5.317.063 y la Patente de Estados Unidos 5.384.189. Los polímeros
activables por iones descritos en estas patentes son terpolímeros
basados en ácido acrílico, que comprenden ácido acrílico
parcialmente neutralizado, acrilato de butilo y acrilato de
2-etilhexilo. Los terpolímeros descritos, sin
embargo, están limitados en su aplicación como material aglutinante
descargable por el inodoro a las áreas geográficas que tienen agua
blanda en lugar de agua dura, porque estos terpolímeros fallan a la
hora de dispersarse adecuadamente en agua que contiene más de
aproximadamente 15 partes por millón de iones Ca^{2+} y/o
Mg^{2+}.
En la Patente de Estados Unidos 6.423.804 se
describe una modificación de los terpolímeros de ácido acrílico de
las patentes '883, '063 y '189 a las que se ha hecho referencia
anteriormente. Más específicamente, la patente '804 describe un
terpolímero de ácido acrílico modificado con anión sulfonato que
tiene una dispersabilidad mejorada en agua relativamente dura,
comparado con los terpolímeros no modificados de las patentes a las
que se ha hecho referencia anteriormente. El terpolímero modificado
con sulfonato de la patente '804 se prepara a partir de cuatro
monómeros, en concreto, ácido acrílico, un monómero que contiene
sulfonato tal como ácido
2-acrilamido-2-metil-1-propanosulfónico
(AMPS), o la sal sódica del mismo (NaAMPS), acrilato de butilo y
acrilato de 2-etilhexilo. Estos cuatro monómeros se
disuelven en una mezcla de acetona/agua. La solución de monómero se
desoxigena, y la solución de monómero junto con un iniciador
disuelto en acetona se añaden después juntos y se polimerizan. La
destilación retira el exceso de acetona y después se añade agua
desionizada para reducir la viscosidad de la solución de
polímero.
polímero.
Aunque se conocen numerosas técnicas de
polimerización en solución, sigue habiendo una necesidad de
proporcionar un método para preparar polímeros catiónicos
activables por iones porque los polímeros sensibles a iones basados
en ácido acrílico aniónico y los terpolímeros de ácido acrílico
modificados con anión sulfonato de las patentes a las que se ha
hecho referencia anteriormente, cuando se usan como aglutinantes
para productos de higiene personal, tales como toallitas húmedas,
típicamente tienen una humectabilidad de lámina inicial reducida,
una dureza de lámina seca aumentada, una adherencia de lámina
aumentada, una capacidad de pulverización del aglutinante reducida
y un coste de producto relativamente alto. Preferiblemente, el
proceso debería dar como resultado deseablemente un alto
rendimiento del polímero, ser relativamente económico, y poder
aumentarlo de escala hasta una base comercial. Además, el proceso
debe proporcionar un polímero catiónico que tenga un peso molecular
relativamente alto porque el peso molecular alto proporciona la
resistencia necesaria para usarlo como tejido fibroso aglutinante.
Finalmente, el proceso debería ser respetuoso con el medio ambiente,
es decir, preferiblemente no debería usar ningún contaminante
peligroso para el aire (HAP) y/o cualquier compuesto orgánico
volátil (VOC) que pueda contribuir a la contaminación del
aire.
aire.
\vskip1.000000\baselineskip
Un método de preparación de un polímero
catiónico activable por iones comprende copolimerizar en solución
uno o más monómeros catiónicos con funcionalidad vinilo, uno o más
monómeros de vinilo insolubles en agua o hidrófobos con cadenas
laterales de alquilo con una longitud de hasta 4 carbonos y,
opcionalmente, una cantidad minoritaria de uno o más monómeros de
vinilo con grupos alquilo lineales o ramificados de más de 4
carbonos, alquil hidroxi, polioxialquileno, u otros grupos
funcionales. La polimerización en solución se lleva a cabo por
polimerización con radicales libres en una mezcla de un disolvente
orgánico y agua. Una vez completada la copolimerización, el
disolvente orgánico se retira mediante un proceso continuo o
discontinuo, aunque preferiblemente mediante un sistema de
evaporador de platos continuo y se sustituye por agua, dando una
dispersión acuosa del polímero catiónico activable por iones.
El disolvente orgánico preferido es uno que
tiene un punto de ebullición por debajo de 100ºC a presión
atmosférica. Los ejemplos de disolventes como estos son acetona,
metiletilcetona, tetrahidrofurano, acetato de metilo, acetonitrilo,
metanol, etanol, isopropanol, 1-propanol,
t-butanol y mezclas de los mismos. Se prefiere el
uso de disolventes miscibles en agua, particularmente acetona.
Además, hasta aproximadamente el 50% en peso, preferiblemente hasta
aproximadamente el 35% en peso y más preferiblemente hasta
aproximadamente el 25% en peso, basado en el peso total del
disolvente puede ser agua.
Más específicamente, las etapas del proceso
incluyen preparar una solución de disolvente mixta de agua y
disolvente (preferiblemente acetona), y calentar la solución de
disolvente. Preferiblemente, la solución de disolvente se calienta
a reflujo. Posteriormente, las etapas del proceso incluyen mezclar
con la solución de disolvente uno o más monómeros catiónicos con
funcionalidad vinilo, uno o más monómeros de vinilo hidrófobos que
tienen cadenas laterales de alquilo de 1-4 átomos
de carbono, opcionalmente aproximadamente del 0% al 30% en moles de
uno o más monómeros de vinilo distintos con grupos alquilo lineales
o ramificados de más de 4 carbonos, alquil hidroxi,
polioxialquileno, u otro grupo funcional, y un iniciador de
radicales libres para formar una mezcla de reacción. La mezcla de
reacción se calienta durante una cantidad de tiempo suficiente y a
una temperatura suficiente para polimerizar los monómeros y
producir el polímero catiónico activable por iones. Después de la
polimerización, el disolvente (preferiblemente acetona) se retira y
se añade agua, proporcionando una dispersión acuosa del polímero
catiónico activable por iones, sustancialmente libre de todo el
disolvente. Las etapas de retirada del disolvente y de adición de
agua pueden realizarse en cualquier secuencia, incluyendo
simultáneamente. El disolvente orgánico puede retirarse por un
proceso continuo o discontinuo, aunque el método preferido es
mediante una tecnología de evaporador continuo tal como un sistema
de evaporador de película descendente, de película ascendente o de
platos. El monómero catiónico con funcionalidad vinilo preferido es
una sal de amonio cuaternario que contiene un monómero de vinilo
tal como cloruro de [2-(acriloxi)etil] trimetil amonio, y el
monómero de vinilo hidrófobo preferido es acrilato de
metilo.
metilo.
El proceso preferiblemente incluye reciclar el
disolvente orgánico tal como acetona para reutilizarlo como
ingrediente del disolvente inicial y en la solución mixta de agua y
disolvente. Reciclar el disolvente tal como acetona tiene la
ventaja de hacer al presente proceso comercialmente económico y
factible. Además, un disolvente tal como acetona no se cataloga
como un compuesto orgánico volátil (VOC) y/o como un contaminante
peligroso para el aire (HAP), lo que también es ventajoso para los
propósitos de comercialización. También, la acetona se prefiere
sobre algunos otros disolventes porque consigue ventajosamente un
producto final de peso molecular relativamente alto, al contrario
que otros alcoholes inferiores o cetonas inferiores tales como, por
ejemplo, metanol o etanol, que podrían usarse como un disolvente
para el monómero de vinilo.
Finalmente, la acetona se prefiere también
porque es más fácil de retirar y recuperar de la mezcla de reacción
con alta pureza que otros disolventes de manera que puede reciclarse
para su uso en reacciones de polimerización posteriores.
\vskip1.000000\baselineskip
Los polímeros sintetizados de acuerdo con la
presente invención son útiles como aglutinantes y componentes
estructurales para tejidos no tejidos tendidos al aire y tendidos en
húmedo para aplicaciones tales como revestimientos absorbentes del
lado del cuerpo, materiales de distribución de fluido, materiales de
captación de fluido (sobrecarga) o materiales de recubrimiento en
diversos productos de higiene personal. Las formulaciones de
polímero de la presente invención son particularmente útiles como
un material aglutinante para productos de higiene personal
descargables por el inodoro, particularmente toallitas húmedas para
uso personal, tal como limpieza o tratamiento de la piel,
eliminación de maquillaje, eliminación de esmalte de uñas, cuidados
médicos, y también toallitas para usar en la limpieza de
superficies duras, cuidado del automóvil, incluyendo toallitas que
comprenden agentes limpiadores, desinfectante, y similares. Los
productos que se pueden descargar por el inodoro mantienen su
integridad o resistencia en húmedo durante el almacenamiento y uso,
y se desmenuzan o dispersan después de arrojarlos al inodoro cuando
la concentración de sal o ión cae por debajo de un nivel crítico.
Los sustratos adecuados para el tratamiento incluyen papel tisú,
tal como papel tisú plisado o no plisado, productos de formación
complementaria, telas hidroenmarañadas, esterillas tendidas al aire,
pulpa esponjosa, telas no tejidas, y combinaciones de los
mismos.
La presente invención se refiere a un método de
preparación de polímeros catiónicos sensibles a o activables por
iones que son dispersables en agua o solubles en agua, para su uso
como el aglutinante para los tejidos no tejidos a los que se ha
hecho referencia anteriormente. El aglutinante proporciona
resistencia en el estado seco aunque, aún más importante, es que
ayuda a mantener un nivel deseado de resistencia en el estado húmedo
por su capacidad de activarse por de iones. Una concentración
controlada de sal en la solución de humedecimiento insolubiliza el
aglutinante y permite que funcione como un adhesivo para la tela.
Cuando el producto, preferiblemente una toallita húmeda, se desecha
en la corriente de aguas residuales, la concentración de sal se
diluye, el aglutinante se hace soluble, y la resistencia cae por
debajo de un nivel crítico. Los polímeros activables por iones, por
lo tanto, tienen una "propiedad de activación", de manera que
los polímeros son insolubles en una composición de humedecimiento
que comprende un agente insolubilizante de un tipo y una
concentración particulares, tal como soluciones salinas
monovalentes y/o divalentes a concentraciones por encima de
aproximadamente el 0,3% en peso, aunque son solubles cuando se
diluyen con agua, incluyendo agua dura con hasta 200 ppm (partes
por millón) de iones calcio y magnesio. Esto permite que la tela se
desmenuce en pequeños trozos y, finalmente, se disperse.
Los polímeros catiónicos activables por iones
son el producto de polimerización de uno o más monómeros catiónicos
con funcionalidad vinilo y uno o más monómeros de vinilo hidrófobos
con cadenas laterales de alquilo con una longitud de hasta 4
carbonos. En una realización preferida los polímeros catiónicos
activables por iones son el producto de polimerización de un
monómero catiónico con funcionalidad vinilo, y uno o más monómeros
de vinilo hidrófobos con cadenas laterales de alquilo con una
longitud de hasta 4 carbonos incorporados de una manera aleatoria.
Además, puede emplearse una cantidad minoritaria, es decir, de
aproximadamente el 0 al 30% en moles, de uno o más monómeros de
vinilo distintos con grupos alquilo lineales o ramificados de más de
4 carbonos, alquil hidroxi, polioxialquileno, u otros grupos
funcionales. Los polímeros catiónicos activables por iones
funcionan como adhesivos para el papel tisú, la pulpa tendida al
aire, y otras telas no tejidas y proporcionan una resistencia
durante el uso suficiente (típicamente > 118 g/cm (300 g/pulg.))
en soluciones salinas, especialmente cloruro sódico. Las telas no
tejidas también son dispersables en agua corriente (incluyendo agua
dura de hasta 200 ppm como ión metálico), perdiendo típicamente la
mayor parte de su resistencia en húmedo
(<11,8-29,5 g/cm (30-75 g/pulg.))
en 24 horas, o
menos.
menos.
La estructura genérica para los polímeros
catiónicos activables por iones polimerizados de acuerdo con el
método de la presente invención se muestra a continuación:
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
en la que x = del 1 a
aproximadamente el 15 por ciento en moles; y = de aproximadamente el
60 a aproximadamente el 99 por ciento en moles; y z = del 0 a
aproximadamente el 30 por ciento en moles; Q se selecciona entre
alquil C_{1}-C_{4} amonio, alquil
C_{1}-C_{4} amonio cuaternario y bencil amonio;
Z se selecciona entre -O-, -COO-, -OOC-, -COHN-, y -NHCO-; R_{1},
R_{2}, R_{3} se seleccionan independientemente entre hidrógeno
y metilo; R_{4} se selecciona entre un alquilo
C_{1}-C_{4}, es decir, metilo, etilo, propilo y
butilo; y R_{5} se selecciona entre hidrógeno, metilo, etilo,
butilo, etilhexilo, decilo, dodecilo, hidroxietilo, hidroxipropilo,
polioxietileno, y polioxipropileno. Los monómeros catiónicos con
funcionalidad vinilo útiles en el método de la presente invención
incluyen deseablemente, aunque sin limitación, cloruro de
[2-(acriloxi)etil] trimetil amonio (ADAMQUAT); cloruro de
[2-(metacriloxi)etil] trimetil amonio (MADQUAT); cloruro de
(3-acrilamidopropil) trimetil amonio; cloruro de
N,N-dialildimetil amonio; cloruro de [2-(acriloxi)
etil] dimetilbencil amonio; cloruro de (2-(metacriloxi)etil]
dimetilbencil amonio; cloruro de [2-(acriloxi) etil] dimetil amonio;
cloruro de [2-(metacriloxi)etil] dimetil amonio. También son
posibles los monómeros precursores, tales como vinilpiridina,
dimetilaminoetil acrilato, y dimetilaminoetil metacrilato, que
pueden polimerizarse y cuaternizarse mediante reacciones de
polimerización posteriores. También son útiles los monómeros o
reactivos de cuaternización que proporcionan diferentes
contra-iones, tales como bromuro, yoduro, o sulfato
de metilo. Otros monómeros catiónicos con funcionalidad vinilo que
pueden copolimerizarse con un monómero de vinilo hidrófobo también
son útiles en la presente
invención.
Los monómeros hidrófobos deseables para su uso
en los polímeros sensibles a iones catiónicos de la presente
invención incluyen, aunque sin limitación, monómeros de alquil
C_{1}-C_{18} vinilo ramificados o lineales,
preferiblemente alquil C_{1}-C_{4} vinil éteres,
vinil ésteres, acrilamidas, acrilatos, metacrilatos, y otros
monómeros que pueden copolimerizarse con el monómero catiónico. Como
se usa en este documento, se considera que el monómero de acrilato
de metilo es un monómero hidrófobo. El acrilato de metilo tiene una
solubilidad de 6 g/100 ml en agua a
20ºC.
20ºC.
\newpage
En una realización preferida, el aglutinante es
el producto de polimerización de un acrilato o metacrilato
catiónico y uno o más acrilatos o metacrilatos de alquilo que tiene
la estructura genérica:
en la que x = del 1 a
aproximadamente el 15 por ciento en moles; y = de aproximadamente el
60 a aproximadamente el 99 por ciento en moles; y z = del 0 a
aproximadamente el 30 por ciento en moles; R_{4} se selecciona
entre un alquilo C_{1}-C_{4}, es decir, metilo,
etilo, propilo y butilo; R_{5} se selecciona entre etilhexilo,
decilo, dodecilo, hidroxietilo, hidroxipropilo, polioxietileno y
polioxipropileno.
En una realización especialmente preferida, el
polímero activable por iones tiene la estructura:
en la que x = del 1 a
aproximadamente el 15 por ciento en moles; y = de aproximadamente el
85 a aproximadamente el 99 por ciento en moles y R_{4} es alquilo
C_{1}-C_{4}. En una realización más deseable,
cuando R_{4} es metilo, x = del 3 a aproximadamente el 6 por
ciento en moles; y = de aproximadamente el 94 a aproximadamente el
97 por ciento en moles. Los polímeros catiónicos activables por
iones pueden tener un peso molecular promedio que varía dependiendo
del uso final del polímero. Los polímeros catiónicos activables por
iones tienen un peso molecular promedio en peso que varía de
aproximadamente 10.000 a aproximadamente 5.000.000 de dalton. Más
específicamente, los polímeros catiónicos activables por iones
tienen un peso molecular promedio en peso que varía de
aproximadamente 25.000 a aproximadamente 2.000.000 de dalton o, aún
más específicamente, de aproximadamente 120.000 a aproximadamente
1.000.000 de
dalton.
Los polímeros catiónicos activables por iones
pueden prepararse de acuerdo con diversos métodos de polimerización,
deseablemente un método de polimerización en solución. La
polimerización en solución se lleva a cabo por polimerización con
radicales libres en una mezcla de un disolvente orgánico y agua. Una
vez completada la copolimerización, el disolvente orgánico se
retira mediante un proceso continuo o discontinuo, aunque
preferiblemente mediante un sistema de evaporador de platos
continuo, y se sustituye por agua, dando una dispersión acuosa del
polímero catiónico activable por iones.
El disolvente orgánico preferido es uno que
tiene un punto de ebullición por debajo de 100ºC a presión
atmosférica. Los ejemplos de disolventes como estos son acetona,
metiletilcetona, tetrahidrofurano, acetato de metilo, acetonitrilo,
metanol, etanol, isopropanol, 1-propanol,
t-butanol y mezclas de los mismos. Se prefiere usar
disolventes miscibles en agua, particularmente acetona. Además,
hasta aproximadamente el 50% en peso, preferiblemente hasta
aproximadamente el 35% en peso y, más preferiblemente, hasta
aproximadamente el 25% en peso, basado en el peso total del
disolvente puede ser agua.
Más específicamente, las etapas del proceso
incluyen preparar una solución de disolvente mixta de agua y
disolvente (preferiblemente acetona), y calentar la solución de
disolvente. Preferiblemente, la solución de disolvente se calienta
a reflujo. Posteriormente, las etapas del proceso incluyen mezclar
con la solución de disolvente uno o más monómeros catiónicos con
funcionalidad vinilo, uno o más monómeros de vinilo hidrófobos que
tienen cadenas laterales de alquilo de 1-4 átomos
de carbono, opcionalmente de aproximadamente el 0% al 30% en moles
de uno o más monómeros de vinilo distintos con grupos alquilo
lineales o ramificados de más de 4 carbonos, alquil hidroxi,
polioxialquileno, u otro grupo funcional, y un iniciador de
radicales libres para formar una mezcla de reacción. La mezcla de
reacción se calienta durante una cantidad de tiempo suficiente y a
una temperatura suficiente para polimerizar los monómeros y
producir el polímero catiónico activable por iones. Después de la
polimerización, el disolvente (preferiblemente acetona) se retira y
se añade agua, proporcionando una dispersión acuosa del polímero
catiónico activable por iones, sustancialmente libre de todo el
disolvente. Las etapas de retirada del disolvente y de adición de
agua pueden realizarse en cualquier secuencia, incluyendo
simultáneamente. El disolvente orgánico puede retirarse mediante un
proceso continuo o discontinuo, aunque el método preferido es
mediante una tecnología de evaporador continuo, tal como sistema
evaporador de película descendente, de película ascendente o de
platos. El monómero catiónico con funcionalidad vinilo preferido es
una sal de amonio cuaternario que contiene un monómero de vinilo
tal como cloruro de [2-(acriloxi)etil] trimetil amonio, y el
monómero de vinilo hidrófobo preferido es acrilato de
metilo.
metilo.
La siguiente descripción se refiere al uso de
acetona como el disolvente preferido para el monómero de vinilo.
Sin embargo, cualquiera de los disolventes orgánicos mocionados
anteriormente podría sustituir al ingrediente de acetona.
Un disolvente adecuado y preferido para el
método de polimerización es una solución de disolvente mixta de
agua y acetona. El agua funciona como un disolvente para el monómero
catiónico, y la acetona funciona como un disolvente para el
monómero de vinilo. La solución de disolvente preferiblemente
contiene de aproximadamente el 50% a aproximadamente el 90% en peso
de acetona, más preferiblemente del 60% a aproximadamente el 85% de
acetona, y aún más preferiblemente de aproximadamente el 70% a
aproximadamente el 75% de acetona, siendo el resto de la solución
agua (es decir, de aproximadamente el 10% a aproximadamente el 50%
en peso). En cualquier caso, debe usarse una cantidad de acetona
suficiente para disolver todo el monómero de vinilo e iniciador
usados y debe usarse una cantidad de agua suficiente para disolver
todo el monómero catiónico usado en elproceso.
En los métodos de polimerización de la presente
invención, se usan iniciadores de polimerización por radicales
libres. La selección de un iniciador particular puede depender de
numerosos factores incluyendo, aunque sin limitación, la
temperatura de polimerización, el disolvente, y los monómeros
usados. Los iniciadores de polimerización adecuados para su uso en
la presente invención incluyen, aunque sin limitación, iniciadores
de tipo azo tales como 2,2'-azobisisobutironitrilo,
2,2'-azobis(2-metilbutironitrilo),
2,2'-azobis(2,4-dimetilvaleronitrilo),
y
2,2'-azobis(N,N'-dimetilenisobutilamidina).
Pueden usarse también iniciadores de tipo peróxido tales como
di(n-propil) peroxidicarbonato,
di(sec-butil) peroxidicarbonato,
di(2-etilhexil) peroxidicarbonato,
t-amil peroxineodecanoato, t-butil
peroxineodecanoato, t-amil peroxipivalato, y
t-butil peroxipivalato. La cantidad de iniciador de
polimerización puede variar deseablemente de aproximadamente el 0,01
al 5 por ciento en peso basado en el peso total de monómero
presente.
La temperatura de polimerización puede variar
dependiendo del disolvente de polimerización, monómeros, e iniciador
usados, aunque en general, varía de aproximadamente 20ºC a
aproximadamente 90ºC. El tiempo de polimerización generalmente
varía de aproximadamente 2 a aproximadamente 8 horas.
Una vez completada la polimerización,
sustancialmente toda la acetona (u otro disolvente orgánico) de la
mezcla de reacción se retira de la misma de manera que la acetona
(u otro disolvente orgánico) puede reutilizarse o reciclarse.
Reciclar la acetona (u otro disolvente orgánico) es una
característica que da como resultado que el proceso sea
relativamente económico y viable para propósitos comerciales. La
acetona (u otro disolvente orgánico) puede retirarse de la mezcla
de reacción por destilación en un proceso continuo o discontinuo,
aunque se prefiere un proceso continuo. Sin embargo, puede usarse
también cualquier otro método conocido en la técnica, por ejemplo,
un proceso de extrusión y/o un proceso de evaporador de película
fina. Una vez retirada de la mezcla de reacción, la acetona (u otro
disolvente orgánico) se recoge y recicla para su uso como el
ingrediente del disolvente orgánico del disolvente inicial y de la
solución mixta de agua y disolvente. También puede ser necesario
añadir una cantidad de repuesto de acetona (u otro disolvente
orgánico) cuando se prepara la solución de disolvente mixta de
acetona/agua usando la acetona reciclada (u otro disolvente
orgánico), ya que generalmente es difícil recuperar el 100% de la
acetona (u otro disolvente orgánico) de la mezcla de reacción.
Como se ha indicado anteriormente, la mayor
parte del disolvente orgánico usado en el proceso de polimerización
se retira preferiblemente continuamente por destilación. Las
unidades de destilación usadas para este propósitos son
preferiblemente evaporadores que comprenden superficies del
evaporador inundadas, por ejemplo evaporadores de tipo circulación
con un indicador de calentamiento constante, evaporadores Rober,
evaporadores Herbert, evaporadores de tubos largos, evaporadores de
película descendente, evaporadores de película ascendente,
evaporadores de platos y evaporadores de película fina de flujo
centrífugo.
La destilación se realiza generalmente a una
temperatura de aproximadamente 20º a 100ºC, preferiblemente de
aproximadamente 30º a 90ºC a una presión de aproximadamente 0,50 a
110 kPa (5 a 1100 mbar), y preferiblemente de aproximadamente 30 a
100 kPa (300 a 1000 mbar).
Para obtener un bajo contenido de disolvente
residual, puede ser necesario realizar la destilación en más de una
fase. Los evaporadores de tipo circulación se usan preferiblemente
en las etapas de destilación posteriores también aunque otros
evaporadores, tales como evaporadores de flujo o evaporadores de
caldera, pueden usarse aquí también de acuerdo con la
invención.
Se ha descubierto que el uso de acetona como
disolvente para el monómero de vinilo es el preferido en el proceso
de la presente invención. Como se ha indicado anteriormente, la
acetona puede reciclarse, reduciendo así la cantidad de material de
partida necesario en el proceso. Otros alcoholes inferiores y/o
cetonas inferiores miscibles en agua son relativamente más
difíciles de retirar de la mezcla de reacción, y no es fácil
obtenerlos en altas concentraciones en presencia de agua, lo que es
crítico para reciclar el disolvente. Además, la acetona no se
cataloga como un compuesto orgánico volátil (VOC) y/o un
contaminante peligroso para el aire (HAP). De esta manera, no se
necesita una manipulación especialmente restrictiva que podría
aumentar sustancialmente el coste del proceso. Finalmente, se ha
descubierto que la acetona, aunque no otros alcoholes inferiores y/o
cetonas inferiores, usada en el presente proceso de polimerización
da como resultado ventajosamente un polímero catiónico como
producto final que tiene un peso molecular relativamente alto. Un
alto peso molecular proporciona la alta resistencia que es
necesaria para usar el polímero como un aglutinante para el tejido
fibroso. Preferiblemente, el peso molecular del polímero catiónico,
según se mide por su viscosidad inherente (una tecnología bien
conocida en la técnica), es igual a o mayor de 1,0 y más
preferiblemente igual a o mayor de 1,6.
Se cargaron acetona (un producto de VWR de
Westchester, PA, 444, 14 gramos) y agua desionizada (148,05 gramos)
en un matraz de 3 litros de fondo redondo equipado con un
condensador de reflujo, un medio de agitación, y un termopar. Esta
mezcla se enfrió en un baño de agua enfriada con hielo y se burbujeó
con nitrógeno durante 20 minutos para retirar el oxígeno. Después
de 20 minutos, la mezcla de reacción se mantuvo a una presión
positiva de nitrógeno y la temperatura se elevó hasta el punto de
ebullición de la mezcla (aproximadamente 60ºC) usando una camisa
calefactora como la fuente de calor.
Se preparó una primera mezcla de monómero
mezclando 9,15 gramos de agua desionizada y 39,32 gramos de Adamquat
MC-80 (una solución acuosa al 80% de cloruro de
[(2-acriloxi)etil]trimetil amonio, un
producto de Atofina, Philadelphia, PA). Se preparó una segunda
mezcla de monómero mezclando 335,26 gramos de acrilato de metilo
(Sigma-Aldrich, St. Louis, MO), 51,08 gramos
acetona, y 2,23 gramos de VAZO 52 (un iniciador de radicales libres
disponible en DuPont de Wilmington, DE). Estas dos mezclas de
monómeros se añadieron simultáneamente durante el transcurso de 4
horas al matraz que contenía la mezcla de acetona/agua a reflujo. Al
final de la adición de monómero, se añadieron 5,19 gramos de agua
desionizada y 15,57 gramos de acetona a la mezcla de reacción. La
mezcla de reacción se calentó durante 4 horas adicionales después
del final de la adición de monómero. Al refrigerar, el producto de
la reacción es una solución transparente de polímero de
aproximadamente el 35% de sólidos con una viscosidad de 1220 cps
(viscosímetro Brookfield, temperatura ambiente, huso RVT Nº 2,
velocidad 20). La conversión del monómero se determinó que era del
96% basándose en un análisis por cromatografía de gases.
Para retirar la acetona, el matraz se equipó con
un condensador de destilación y un matraz de recogida. Se añadió
agua desionizada (1220 gramos) a la solución de polímero y la
temperatura se elevó. Se mantuvo un ligero flujo de nitrógeno sobre
la mezcla para ayudar a la retirada del destilado. El destilado (608
gramos) se recuperó durante aproximadamente 4 horas a medida que la
temperatura del producto subía desde temperatura ambiente hasta
aproximadamente 99ºC. Se encontró que la composición del destilado
contenía un 73,0% de acetona y un 1,5% de acrilato de metilo por
cromatografía de gases. Como no se identificaron otros materiales
por cromatografía de gases, el 25,5% restante se pensó que era
agua.
Al final de la destilación, la mezcla acuosa
restante se enfrió y se añadió una mezcla de 4,8 gramos de peróxido
de hidrógeno al 50% (Sigma-Aldrich de St. Louis, MO)
y 8,0 gramos de agua desionizada. La mezcla acuosa de polímero era
ligeramente turbia. El pH de este material era de 3,9, la viscosidad
era de 40 centipoise, y el porcentaje de sólidos era el 21,7. El
polímero contenía menos del 0,5% en peso de acetona residual. La
viscosidad inherente del polímero, una medida del peso molecular,
era 1,54.
Se fabricó un sustrato de ensayo no tejido
tendido al aire, enlazado térmicamente (TBAL), débil, a partir de
pulpa de madera Weyerhauser NF405 y fibras aglutinantes KoSA
T-255. La fibra aglutinante tenía un núcleo de
poliéster y una vaina de polietileno que se funde a aproximadamente
130ºC. La tela tendida al aire se formó usando aproximadamente un
4% de fibra aglutinante y se enlazó térmicamente por encima de la
temperatura de fusión de la vaina. La lámina de base TBAL tenía un
peso de base promedio de 51 gsm y un calibre medio de 1,0 mm. El
sustrato TBAL tenía una resistencia a tracción en húmedo residual en
la dirección transversal (DT) de aproximadamente 11,8 g/cm (30
g/pulg.) en agua. Se aplicó una cantidad uniforme y consistente de
cada aglutinante al sustrato mediante una unidad de pulverización
presurizada. Esta unidad de pulverización de la hoja de prueba está
diseñada para parecerse mucho al funcionamiento de una máquina de
tendido al aire comercial usando aglutinantes líquidos o en
emulsión, aunque a una escala mucho menor. El equipo se aloja en una
pequeña carcasa estructurada, que puede ponerse bajo una campana de
laboratorio. La unidad tiene un portamuestras estacionario (25,4 x
33,0 cm (10'' x 13'')) en el centro de la unidad y un cabezal de
pulverización móvil directamente por encima del portamuestras. Se
instala una caja de vacío por debajo de la sección del portamuestras
para ayudar a extraer el aglutinante hacia la tela durante el
proceso de aplicación. La hoja de prueba se pone en la caja de vacío
y el cabezal de pulverización se mueve a través del sustrato
mientras el aglutinante se pulveriza en un patrón plano con forma
de V. El aglutinante se aloja en un recipiente de almacenamiento
presurizado localizado fuera de la cabina de pulverización y se
suministra a las boquillas de pulverización mediante un tubo
flexible de alta presión. El conjunto del cabezal de pulverización
con su boquilla de pulverización (Spraying Systems Company) se
mueve sobre la muestra mediante un conjunto de deslizamiento
dirigido por una correa, que proporciona la uniformidad y velocidad
de aplicación deseadas. El cabezal de pulverización podría hacerse
funcionar a velocidades cercanas a 54 m/min (180 pies/min) y la
presión de atomización para la pulverización podría ajustarse tan
alta como 1,38 MPa (200 psig). La muestra se retiró manualmente y se
secó en un Secador por Paso de Aire (TAD) de Werner Mathis, Modelo
LTV a las temperaturas indicadas y durante los tiempos indicados. El
peso de base final de las muestras con aglutinante era de
aproximadamente 63-64 gsm.
Se usó un aparato para ensayar la tracción
SinTech 1/D con el programa Testworks, versión 3.03, para el ensayo
de todas las muestras. Se utilizó una pila piezoeléctrica de 100
Newton con sujeciones neumáticas. Se emplearon una longitud
calibrada de 5,1 cm (2 pulg.) y una velocidad de cruceta de 30,5
cm/min (12 pulg./min). Los valores de pico de carga (en g/cm
(g/pulg.)) de las réplicas de la muestra se registraron y
promediaron y se presentan como resistencia a tracción en húmedo en
la dirección de mecanizado (MDWT) o resistencia a tracción en húmedo
en la dirección transversal (CDWT), dependiendo de cómo se hizo la
medición.
La resistencia durante el uso de cada muestra se
simuló 1) empapando la muestra de tracción en una solución salina
del tipo y concentración de sal deseadas o una solución de
humedecimiento formulada que contiene sal, o 2) aplicando una de
las soluciones mencionadas anteriormente a un porcentaje de adición
fijo (típicamente del 200%-300%). Se permitió que las muestras se
equilibraran durante varias horas antes de medir la resistencia a
tracción. La resistencia a evacuación o capacidad de dispersión se
evaluaron transfiriendo muestras tratadas como "durante el
uso" a un exceso (típicamente 800 ml) de agua desionizada o agua
dura de un nivel de dureza especificado (como ión metálico) y
permitiendo que se empaparan durante la cantidad de tiempo indicada
antes de medir la resistencia a tracción.
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Ejemplos
2-5
La composición de polímero del Ejemplo 2 se
preparó de una manera sustancialmente similar a la del procedimiento
del Ejemplo 1. Puesto que el destilado contenía acrilato de metilo,
se añadieron algo de Adamquat y VAZO 52 al comienzo de la
polimerización para normalizar la composición de monómero en el
matraz. Análogamente, se realizó alguna corrección para las
pequeñas diferencias en la proporción acetona/agua en el destilado.
A continuación se muestra una tabulación de estos cambios y los
productos de la reacción resultantes. El destilado de acetona del
Ejemplo 1 se usó en el proceso de polimerización del Ejemplo 2,
mientras que el destilado de acetona del Ejemplo 2 se usó en el
proceso de polimerización del Ejemplo 3. Análogamente, el destilado
de acetona del Ejemplo 3 se usó en el proceso de polimerización del
Ejemplo 4 y el destilado de acetona del Ejemplo 4 se usó en el
proceso de polimerización del Ejemplo 5.
Estos ejemplos demuestran la capacidad para
recoger el disolvente destilado en cantidades y composiciones
similares a la cantidad y composición de los contenidos del matraz
en el Ejemplo 1.
La evaluación del producto se realizó de la
misma manera perfilada en el Ejemplo 1.
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El reciclado de la acetona hasta 5 veces no tuvo
efecto sobre el peso molecular del polímero o sobre el
comportamiento del polímero como un aglutinante.
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Ejemplos
6-8
Ejemplo
6
Se pusieron acetona (426,94 gramos) y agua
desionizada (133,84 gramos) en un matraz de 3 litros siguiendo el
procedimiento perfilado en el Ejemplo 1. La primera mezcla de
monómero estaba compuesta por 42,42 gramos de Adamquat
MC-80 y 45 gramos de agua desionizada. La segunda
mezcla de monómero estaba compuesta por 286,56 gramos de acrilato
de metilo, 135 gramos de acetona y 1,92 gramos de VAZO 52. La
semi-vida del iniciador es de aproximadamente 180
minutos a la temperatura de reacción. El monómero se añadió como se
indica en el Ejemplo 1. Después de la adición del monómero, el
producto de reacción se calentó durante dos horas adicionales antes
de refrigerarlo. El producto de reacción es una solución
transparente al 30% que contiene polímero con una viscosidad de
aproximadamente 300 centipoise. La conversión del monómero fue del
93,5%. La solución de reacción se transformó en una mezcla acuosa
de polímero añadiendo 800 gramos de agua y retirando por destilación
la acetona durante aproximadamente 6,5 horas. El producto final
acuoso tenía un pH de 4,0, una viscosidad de 210 centipoise, y un
porcentaje de sólidos del 25,5%. El producto de polímero seco final
tenía una viscosidad inherente de 1,49.
Ejemplo
7
El producto se preparó de la misma manera que el
Ejemplo 6, excepto que el nivel de iniciador se bajó a 1,28 gramos.
El producto acuoso final tenía un pH de 3,9, una viscosidad de 87
centipoise, y un porcentaje de sólidos del 24,5%. El producto final
de polímero seco tenía una viscosidad inherente de 2,01.
Ejemplo
8
El producto se preparó de la misma manera que el
Ejemplo 6, excepto que el nivel de iniciador se bajó a 0,64 gramos.
El producto acuoso final tenía un pH de 3,8, una viscosidad de 50
centipoise, y un porcentaje de sólidos del 25,5%. El producto final
de polímero seco tenía una viscosidad inherente de 3,08.
La evaluación del producto se realizó de la
misma manera perfilada en el Ejemplo 1.
El alto peso molecular se puede conseguir con
diversos grados de iniciador. Además, a medida que se reduce la
cantidad de iniciador la CDWT aumenta y la capacidad de dispersión
en agua disminuye.
Ejemplos Comparativos 1 y
2
Ejemplo Comparativo
1
Se puso metanol (323,3 gramos de VWR de
Westchester, PA) en un matraz de 3 litros y se desoxigenó usando el
procedimiento del Ejemplo 1. Se preparó una mezcla de monómero de
286,56 gramos de acrilato de metilo, 42,42 gramos de Adamquat
MC-80, 150 gramos de metanol, y 0,64 gramos de VAZO
52. La mezcla de monómero se añadió al disolvente metanol durante
un periodo de 4 horas. La temperatura se mantuvo a 60ºC durante toda
la adición de monómero y el periodo de reacción de 2 horas
posterior. El producto final es una solución de polímero
transparente al 40%. La conversión de monómero era del 92%. La
solución de reacción se transformó en una mezcla acuosa de polímero
añadiendo 800 gramos de agua y retirando el metanol por destilación.
La destilación requería aproximadamente 12 horas y 300 gramos
adicionales de agua para retirar completamente el metanol. El
destilado contenía una mezcla de agua y metanol. El producto acuoso
final tenía un pH de 4,0, una viscosidad de aproximadamente 250
centipoise, y un porcentaje de sólidos del 25,6% y un nivel de
metanol residual del 0,3% en peso. El producto final de polímero
seco tenía una viscosidad inherente de 1,68.
Este ejemplo ilustra la propensión de metanol a
limitar el peso molecular del polímero. La reacción del metanol
necesita 1/3 de la cantidad de iniciador para alcanzar el mismo peso
molecular que la mezcla de acetona/agua en el Ejemplo 6. Cuando se
usó la misma cantidad de iniciador en acetona/H_{2}O (Ejemplo 8),
el peso molecular era significativamente más alto, según se
determinó mediante la viscosidad inherente. Los niveles de iniciador
menores cuando se usa metanol limitan la capacidad para conseguir
pesos moleculares aún más altos. Disminuir el nivel de iniciador,
ya bastante bajo, en el sistema de metanol para aumentar el peso
molecular conduciría a una menor conversión de monómero, lo que
disminuye el rendimiento del polímero. Más importante aún, debe
observarse que la destilación de metanol requería un tiempo
significativamente más largo que cuando se usaba acetona como
disolvente. Además, el metanol se considera un VOC y un material HAP
según las normativas EPA de Estados Unidos.
Ejemplo Comparativo
2
Se preparó un polímero sensible a iones en
etanol sustituyendo el metanol del ejemplo comparativo 1 por etanol.
Todas las demás condiciones se mantuvieron constantes. Se añadieron
aproximadamente 950 gramos de agua a la solución de polímero y se
destiló. El destilado contenía una mezcla de agua y etanol. El
producto acuoso final tenía un pH de 4,0, una viscosidad de
aproximadamente 120 centipoise, y un porcentaje de sólidos del
25,7%. El producto final de polímero seco tenía una viscosidad
inherente de 0,42.
Este ejemplo ilustra la propensión del etanol a
limitar el peso molecular del polímero. La reacción del etanol daba
como resultado un peso molecular inaceptablemente bajo incluso
cuando se usaba 1/3 de la cantidad de iniciador, comparado con la
mezcla de acetona/agua en el Ejemplo 6. Los niveles de iniciador
menores limitan la capacidad de conseguir los pesos moleculares más
altos necesarios para el rendimiento del producto. Además, el
etanol se considera un VOC según las normativas EPA de Estados
Unidos.
La evaluación del producto se realizó de la
misma manera perfilada en el Ejemplo 1.
Uso de un evaporador de platos para reducir la
fracción de acetona de una resina catiónica dispersada en agua de
aproximadamente el 16% por ciento en peso al 0,5% por ciento en
peso. La solución de polímero del ejemplo 1 se diluyó con agua
dando una mezcla que contenía aproximadamente un 17,8% de polímero,
un 65,7% de agua, un 16,0% de acetona y un 0,5% de monómero
residual. El presente ejemplo demostrará la retirada de disolvente
usando un evaporador de platos en un proceso continuo. La
configuración de los platos se ha seleccionado para minimizar o
eliminar la formación de espuma, y para reducir el contenido de
acetona del material de suministro al nivel deseado.
Se utilizará una caldera de suministro, agitada,
encamisada de 227 litros (60 galones), sobre las pilas
piezoeléctricas, una bomba de suministro de desplazamiento positivo
Moyno, un filtro de bombona y un fotómetro para suministrar al
evaporador de platos calentado con vapor (platos de acero inoxidable
304). Después de pasar a través del evaporador de platos, la resina
separada y el vapor entran en una entrada con forma de codo de 35,6
cm (14'') de diámetro, de un separador
vapor-líquido (equipado con contactores Koch). El
vapor que sale del separador se condensa usando un condensador de
carcasa y tubos inclinado horizontalmente, condensando en los tubos.
Una bomba centrífuga descarga el destilado desde el condensador
hasta un tambor de recogida, montado sobre una báscula de
plataforma. El vacío se mantiene mediante un eyector de vapor de dos
fases.
El producto separado se descarga por el fondo
del separador usando una bomba de desplazamiento positivo Moyno. Se
disponen tuberías de manera que el producto separado pueda volver a
un tanque de recogida de producto o al tanque de suministro
original. El evaporador de platos está instrumentado con termopares,
fotómetro, manómetro, pilas piezoeléctricas y báscula manual para
recoger los datos de temperatura, flujo, presión y peso. El
contenido de sólidos del polímero del producto separado se
determina por la pérdida de peso de una muestra líquida de un gramo
calentada durante 60 minutos a 120ºC. Se hace una medición
aproximada del contenido de acetona en el destilado mediante la
gravedad específica.
En las Tablas 9A, 9B y 9C se muestran los datos
pertinentes tomados durante el transcurso de los ensayos 18858,
18859 y 18860, respectivamente.
Se diluyeron 102,1 kg (225 libras) de un
material de suministro tal cual se recibió con 39,6 kg (87,3 libras)
de agua destilada para producir el suministro para la primera fase
de la separación (ensayo 18858). Este suministro se suministró
continuamente al evaporador de platos a una velocidad de
57,2-79,8 kg/h (126-176 libras/h).
Se utilizó una presión de vapor de 68,9 kPa (10 psig), con una
presión operativa en el separador de aproximadamente 60,5 kPa (455
mm de Hg absolutos), para producir una temperatura de las colas de
81,1ºC (178ºF). Después de transcurrido un tiempo de 110 minutos,
la velocidad de suministro se aumentó para explorar los efectos que
provocaban caudales mayores. Después de 180 minutos de procesado, se
obtuvo la evaporación del 33% del suministro.
Se recogieron 107,1 kg (236,2 libras) de
producto separado de la primera fase y se diluyeron con 13,6 kg (30
libras) de agua destilada para preparar al suministro para la
segunda fase del procesado (ensayo 18859). Se utilizaron 62,0 kPa
(9 psig) de vapor y una presión operativa de 60,9 kPa (458 mm de Hg
absolutos) en esta segunda pasada a través del evaporador de
platos. Se recogieron muestras del destilado y el producto separado
a intervalos de una hora. Después de un tiempo de procesado de 140
minutos, se obtuvo una evaporación del 17,6% del suministro.
El evaporador de platos se configuró para que
funcionara en un modo discontinuo, con reciclado continuo del
producto separado al tanque de suministro. Aproximadamente 102 kg
(225 libras) de material de suministro tal cual se recibió se
diluyeron con 20,4 kg (45 libras) de agua destilada para producir el
material de suministro de partida. Usando 65,5 kPa (9,5 psig) de
vapor, una presión operativa de 63,8-65,7 kPa
(480-494 mm de Hg absolutos) y una tasa de
suministro/reciclado de 231,3 kg/h (510 libras/h), el lote se
destiló en aproximadamente 240 minutos. No se observó ninguna
evidencia de formación de espuma o ensuciamiento. Se observó una
ligera decoloración del producto separado cerca del final del
ensayo.
Un total de 120,4 kg (265,4 libras) de material
de suministro se redujo a un peso final de 70,7 kg (155,8
libras).
La gravedad específica del destilado (por cabeza
de columna) aumentó de 0,884 después de 20 minutos de ensayo a
0,998 después de 220 minutos. Después de que la gravedad específica
alcanzara un valor de 0,998, se llegó a la conclusión de que la
acetona se había retirado al nivel deseado y el ensayo se
detuvo.
El evaporador de platos era eficaz para reducir
el contenido de acetona del intermedio de resina a los niveles
deseados sin evidencia de formación de espuma o ensuciamiento de las
superficies de transferencia de calor. El proceso de separación por
platos resultó ser satisfactorio tanto como un proceso continuo de
dos fases y como un proceso discontinuo.
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Claims (14)
1. Un método de preparación de una dispersión
acuosa de un polímero catiónico activable por iones que comprende
las etapas de:
- A.
- preparar una solución de disolvente mixta de agua y acetona;
- B.
- calentar la solución de disolvente;
- C.
- mezclar con dicha solución de disolvente
- 1)
- uno o más monómeros catiónicos con funcionalidad vinilo.
- 2)
- uno o más monómeros de vinilo hidrófobos que tienen cadenas laterales de alquilo de 1 a 4 átomos de carbono,
- 3)
- opcionalmente de aproximadamente el 0% al 30% en moles de uno o más monómeros de vinilo distintos con grupos alquilo lineales o ramificados de más de 4 carbonos, alquil hidroxi, polioxialquileno, u otro grupo funcional, y
- 4)
- un iniciador de radicales libres, para formar una mezcla de reacción;
- D.
- calentar la mezcla de reacción durante una cantidad de tiempo suficiente para polimerizar los monómeros y proporcionar el polímero catiónico activable por iones;
- E.
- después de la polimerización, añadir agua a dicha mezcla de reacción proporcionando una dispersión acuosa de dicho polímero catiónico activable por iones;
- F.
- después de añadir el agua, retirar sustancialmente todo el disolvente orgánico de dicha mezcla de reacción, y
- G.
- preparar la solución de disolvente mixta de la etapa A usando la acetona retirada después de la polimerización de la etapa F y, posteriormente, repetir las etapas B a G.
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2. El método de la reivindicación 1 que incluye,
además, la etapa de retirar el oxígeno de dicha solución de
disolvente antes de formar dicha mezcla de reacción.
3. El método de la reivindicación 1 en el que la
solución de disolvente está compuesta por aproximadamente el 50% a
aproximadamente el 90% en peso de disolvente orgánico y de
aproximadamente el 10% a aproximadamente el 50% en peso de agua o
el 75% en peso de disolvente orgánico y el 25% en peso de agua.
4. El método de la reivindicación 1 en el que la
etapa de calentar la solución de disolvente comprende calentar la
solución de disolvente a reflujo antes de añadir el monómero
catiónico con funcionalidad vinilo, el monómero hidrófobo de vinilo
y el iniciador de radicales libres a la misma, para formar dicha
mezcla de reacción.
5. El método de la reivindicación 1 en el que
dicho uno o más monómeros catiónicos con funcionalidad vinilo se
añade como una solución acuosa a dicha solución de disolvente.
6. El método de la reivindicación 1 en el que el
monómero catiónico con funcionalidad vinilo se selecciona
entre:
cloruro de [2-(acriloxi)etil] dimetil
amonio, cloruro de [2-(metacriloxi)etil] dimetil amonio,
cloruro de [2-(acriloxi)etil] trimetil amonio, cloruro de
[2-(metacriloxi)etil] trimetil amonio, cloruro de
(3-acrilamido-propil) trimetil
amonio, cloruro de N,N-dialildimetil amonio, cloruro
de [2-(acriloxi)etil] dimetilbencil amonio, cloruro de
[2-(metacriloxi)etil] dimetilbencil amonio, bromuro de
[2-(acriloxi)etil] dimetil amonio, yoduro de
[2-(acriloxi)etil] dimetil amonio, metil sulfato de
[2-(acriloxi)etil] dimetil amonio, bromuro de
2-(metacriloxi)etil) dimetil amonio, yoduro de
[2-(metacriloxi)etil) dimetil amonio, metil sulfato de
[2-(metacriloxi)etil) dimetil amonio, bromuro de
[2-(acriloxi)etil] trimetil amonio, yoduro de
[2-(acriloxi)etil] trimetil amonio, metil sulfato de
[2-(acriloxi)etil] trimetil amonio, bromuro de
[2-(metacriloxi)etil] trimetil amonio, yoduro de
[2-(metacriloxi)etil] trimetil amonio, metil sulfato de
[2-(metacriloxi)etil] trimetil amonio, bromuro de
(3-acrilamidopropil) trimetil amonio, yoduro de
(3-acrilamidopropil) trimetil amonio, metil sulfato
de (3-acrilamidopropil) trimetil amonio, bromuro de
N,N-dialildimetil amonio, yoduro de
N,N-dialildimetil amonio, metil sulfato de
N,N-dialildimetil amonio, bromuro de
[2-(acriloxi)etil] dimetilbencil amonio, yoduro de
[2-(acriloxi)etil] dimetilbencil amonio, metil sulfato de
[2-(acriloxi)etil] dimetilbencil amonio, bromuro de
[2-(metacriloxi)etil] dimetilbencil amonio, yoduro de
[2-(metacriloxi)etil] dimetilbencil amonio, y metil sulfato
de [2-(metacriloxi) etil] dimetilbencil amonio.
\newpage
7. El método de la reivindicación 1 en el que el
monómero catiónico con funcionalidad vinilo se selecciona entre
monómeros precursores seleccionados entre vinilpiridina,
dimetilaminoacrilato de etilo y dimetilaminoetil metacrilato
seguido de la cuaternización del polímero.
8. El método de la reivindicación 1 en el que el
monómero de vinilo hidrófobo se selecciona entre alquil vinil
éteres ramificados o lineales, vinil ésteres, acrilamidas, y
acrilatos.
9. El método de la reivindicación 1 en el que el
monómero de vinilo hidrófobo se selecciona entre el grupo que
consiste en acrilato de metilo, acrilato de etilo, acrilato de
propilo y acrilato de butilo.
10. El método de la reivindicación 1 en el que
el iniciador de radicales libres es un iniciador de tipo azo
seleccionado entre el grupo que consiste en
2,2'-azobisisobutironitrilo,
2,2'-azobis(2-metilbutironitrilo),
2,2'-azobis(2,4-dimetilvaleronitrilo),
y 2,2'-azobis(N,
N'-dimetilenisobutilamidina).
11. El método de la reivindicación 1 en el que
el iniciador de radicales libres es un iniciador de tipo peróxido
seleccionado entre el grupo que consiste en
di(n-propil)peroxidicarbonato,
di(sec-butil)peroxidicarbonato,
di(2-etilhexil)peroxidicarbonato,
t-amil peroxineodecanoato, t-butil
peroxineodecanoato, t-amil peroxipivalato, y
t-butil peroxipivalato.
12. El método de la reivindicación 1 que
incluye, además, añadir una cantidad de disolvente orgánico de
repuesto al disolvente orgánico de la etapa E cuando se prepara la
solución mixta de disolvente.
13. El método de la reivindicación 1 en el que
la etapa F de retirar sustancialmente todo el disolvente orgánico
de dicha mezcla de reacción se lleva a cabo usando un proceso
continuo.
14. El método de la reivindicación 13 en el que
dicho proceso continuo comprende hacer pasar dicha mezcla de
reacción a través de un evaporador de platos.
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