ES2382574T3 - Aductos de adición de Michael como aditivos para papel y fabricación de papel - Google Patents

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Abstract

Un aducto de adición de Michael obtenido por medio de adición de Michael de un polímero de vinilamina con un compuesto que presenta un enlace α,ß-insaturado conjugado con un grupo de extracción de electrones, en el que dicho aducto comprende la fórmula: en la que X1 se escoge entre el grupo que consiste en carboxilo, carboxamida, hidroxilo, amina, alquilamina, alcanoxilo, alquenilo, alquinilo, nitro y grupos ciano, X2 se escoge entre el grupo que consiste en carboxilo, carboxamida, amina, acetoxilo, alquenilo, alquinilo, nitro y grupos ciano, o X2 e Y-R3, en el que Y se escoge entre el grupo que consiste en carbonilo, carboxilo, carboxamida, sulfonamida, sulfonimida, sulfonilo, fosfonilo y grupos NH en el que R3 se escoge entre el grupo que consiste en H, OH, NH2, SH, alquilo C1-C5 y grupos alquilo C6-C22, R1 y R2 pueden ser iguales o diferentes y se escogen entre el grupo que consiste en H, alquilo, alquenilo, alquinilo, carbonilo, carboxilo y grupos carboxamida, m y n y q son números enteros positivos, números que representan su unidad de repetición distribuida en el polímero de forma aleatoria, m+q varía de 2.000 a 20.000, m//m+q) varía de 2/100 a 95/100 y n es un número entero positivo entre 0 y 18.000, y en la que se usa acrilamida en la reacción de adición con una proporción molar de acrilamida con respecto a las unidades de repetición de vinilamina mayor que 0,5 pero menor que 1.

Description

Aductos de adici6n de Michael como aditivos para papel y fabricaci6n de papel
Campo de la invenci6n
La invenci6n se refiere a aductos de Michael de vinilaminas con varios compuestos que presentan un enlace
5 insaturado conjugado con un grupo de extracci6n de electrones, y a un proceso para la producci6n de aductos de vinilamina. En particular, la presente invenci6n se refiere a aductos de adici6n de Michael de polivinilamina con compuestos de alquil carbonilo α,β-insaturados que incluyen acrilamida. Ademas, la invenci6n se refiere a los usos de estos aductos como aditivos de resistencia en seco y/o coadyuvantes de retenci6n/drenaje para la fabricaci6n de papel.
10 Antecedentes de la invenci6n
Se ha usado polivinilamina en muchas aplicaciones industriales y farmaceuticas. En la industria de fabricaci6n de papel, se ha usado polivinilamina como aditivo de resistencia en seco y/o en humedo asf como coadyuvantes de retenci6n/drenaje. La polivinilamina presenta una estructura de cadena principal lineal sin ramificaciones y posee un grupo amina principal por cada dos unidades de carbono. El polfmero es altamente cati6nico en un sistema acuoso
15 con un amplio intervalo de pH debido a la elevada densidad de la amina principal. De este modo, presenta una intensa capacidad de enlace de hidr6geno, apropiada para una amplia variedad de aplicaciones industriales.
Tfpicamente, la polivinilamina se ha preparado por medio de polimerizaci6n de radicales libres de un mon6mero de N-vinilformamida seguido de hidr6lisis de base directa o catalizada por acido, por medio de la cual se desprotege la amina principal y se libera acido f6rmico. Tambien se ha preparado un homopolfmero soluble en agua y 20 parcialmente hidrolizado de N-vinilformamida que contiene unidades de N-vinilformamida y unidades de vinilamina, como se describe en la patente de EE.UU. 4.421.602. La patente de EE.UU. 2.721.140 describe el uso de polivinilamina como aditivo para preparar papeles de elevada resistencia en humedo. La patente de EE.UU.
4.421.602 tambien describe el uso de polivinilamina y de polivinilformamida hidrolizada 50 % para aumentar las eficacias de floculaci6n, retenci6n de finos y tasa de drenaje de la fibra de pasta de papel en el proceso de 25 fabricaci6n de papel. La patente de EE.UU. 5.961.782 describe el uso de polivinilamina para preparar formulaciones adhesivas rizadas reticuladas. La patente de EE.UU. 6.159.340 describi6 el uso de polivinilamina, en la fabricaci6n de papel, y de polivinilformamida hidrolizada de 50 % como aditivos de resistencia en seco y en humedo en la producci6n de papel y cart6n. Las patentes de EE.UU. 6.616.807 y 6.797.785 describen el uso de polivinilamina como coadyuvantes de drenaje, floculantes y coadyuvantes de retenci6n en la industria de papel. A pesar de sus
30 propiedades unicas y de las amplias aplicaciones de la polivinilamina y sus derivados, todavfa se demandan alternativas de polivinilamina.
Como se describe en la patente de EE.UU. 4.774.285, se puede someter a co-polimerizaci6n el mon6mero de Nvinilformamida con un mon6mero de vinilo adicional, por ejemplo, acetato de vinilo, seguido de la hidr6lisis posterior para producir un copolfmero soluble en agua de vinilamina y alcohol vinflico. Se pueden usar estos copolfmeros
35 solubles en agua como aditivos de resistencia en seco para la fabricaci6n de papel. Ademas, la patente de EE.UU.
5.630.907 describi6 composiciones de copolfmero que contenfan unidades de vinilamina y unidades de acido acrflico, y sus aplicaciones. La patente de EE.UU. 6.797.785 describi6 composiciones polimericas que contienen unidades de vinilamina y unidades de dialildimetilamonio (cloruro) ("DADMAC") o unidades de acrilamida por medio de polimerizaci6n por emulsi6n reversa, y los usos de estos polfmeros y floculantes y coagulantes para la industria 40 de fabricaci6n de papel. El documento EP 0251182 describi6 un copolfmero que contiene unidades de vinilamina y unidades de acrilonitrilo para su uso en la fabricaci6n de papel como agentes de drenaje y retenci6n y como aditivo final humedo para aumentar la resina de resistencia en seco de los productos de papel. En general, las composiciones copolimericas contienen unidades de vinilamina y unidades de vinilo adicionales unidas juntas de forma aleatoria a traves de un enlace C-C de forma lineal y esas composiciones reducen la densidad de unidades de
45 vinilamina en la cadena principal del polfmero, proporcionando de este modo una menor densidad de carga cati6nica en comparaci6n con la polivinilamina.
La derivaci6n de la polivinilamina por medio de la modificaci6n de las aminas principales es un enfoque alternativo para producir analogos de polivinilamina con propiedades de aplicaci6n y propiedades ffsicas modificadas. Por ejemplo, la patente de EE.UU. 5.292.441 describe el uso de polivinilaminas cuaternizadas como floculantes para la
50 depuraci6n de agua residual y las polivinilaminas cuaternizadas se obtienen a partir de la reacci6n de polivinilamina con un agente de cuaternizaci6n tal como cloruro de metileno, sulfato de dimetilo o cloruro de bencilo. La patente de EE.UU. 5.994.449 describe una composici6n de resina que es un producto de reacci6n de epihalohidrina con una mezcla de copolfmero de poli(vinilamina-alcohol co-vinflico) y poliaminoamida y el uso de esta composici6n como adhesivo de plisado.
55 La presente invenci6n va destinada a la modificaci6n de polivinilamina a traves de la reacci6n de adici6n de Michael. La adici6n de Michael es una reacci6n qufmica que implica la adici6n de un conjugado de un nucle6filo a un enlace α,β-insaturado conjugado con un grupo de extracci6n de electrones, en particular compuestos de carbonilo α,βinsaturados que resultan del producto con ampliaci6n de cadena. Una ventaja interesante de esta reacci6n de
adici6n es que no hay sub-productos liberados por la reacci6n. Como resultado de ello, se ha usado ampliamente la reacci6n de adici6n de Michael en sfntesis organica y tambien se ha aplicado a la qufmica del polfmero en muchas ocasiones.
Sumario de la invenci6n
La presente invenci6n se refiere a un producto de adici6n de Michael de vinilamina, tal como un homopolfmero de vinilamina (polivinilamina), un copolfmero de vinilamina o un terpolfmero de vinilamina con un compuesto que presenta un enlace α,β-insaturado conjugado con un grupo de extracci6n de electrones, en particular con un compuesto de alquil carbonilo α,β-insaturado. En la presente composici6n, el compuesto de alquil carbonilo insaturado se encuentra unido a la cadena principal de vinilamina a traves de una adici6n nucle6fila de las aminas principales de vinilamina, preferentemente polivinilamina en el resto insaturado para formar enlaces N-C, en los que el doble enlace insaturado posteriormente se vuelve saturado.
De manera general, la invenci6n se refiere a un aducto de adici6n de Michael como se define en la reivindicaci6n 1 que presenta la f6rmula general
en la que
X1 se escoge entre el grupo que consiste en carboxilo, carboxamida, hidroxilo, alquilamina, alcanoxilo, alquenilo, alquinilo, nitro y grupos ciano y X2 comprende cualquier grupo de extracci6n de electrones o amina,
R 1 y R2 pueden ser iguales o diferentes y se escogen entre el grupo que consiste en H, alquilo, alquenilo, alquinilo, carbonilo, carboxilo y grupos carboxamida,
m, n son numeros enteros positivos, que representan numeros de su unidad de repetici6n distribuida en el polfmero de forma aleatoria,
m+q varfa de 2.000 a 20.000,
m/(m+q) varfa de 2/100 a 95/100 y
n es un numero entero positivo entre 0 y 18.000. Cuando n es igual a 0, el polfmero usado para la adici6n de Michael es un poli(homopolfmero de vinilamina).
De manera especifica, se anade acrilamida a vinilamina por medio de adici6n de Michael con varias proporciones molares del compuesto anadido a la vinilamina basado en sus unidades de repetici6n. En el caso de polivinilamina, todas las unidades de repetici6n de polivinilamina presentan pesos moleculares pequenos a 43 con una amina primaria. La adici6n de un compuesto a cada una de las unidades de repetici6n aumenta el peso total de polivinilamina pero presenta un efecto reducido sobre el tamano ffsico y la estructura molecular del polfmero en un medio acuoso. Tras la reacci6n de adici6n, muchas, si no todas, las aminas primarias de la polivinilamina son convertidas en aminas secundarias dependiendo de la proporci6n molar del compuesto anadido a la unidad de repetici6n. Cuando se usa acrilamida, se forman grupos funcionales de 3-alquilaminopropionamida y se ramifican a partir de la cadena principal lineal del polfmero. El grupo de amida ramificada modifica las propiedades ffsicas de la polivinilamina en medio acuoso y mejora las interacciones intermoleculares e intramoleculares, asf como tambien reduce su capacidad de uni6n con agua. Qufmicamente, la amina principal se convierte en amina secundaria, lo que reduce la densidad de carga cati6nica del polfmero. En la practica, estos cambios en las propiedades ffsicas y qufmicas afectan ultimamente a las propiedades de aplicaci6n, tales como afinidad de enlace a la fibra de la pasta de papel, capacidad de reticulaci6n e interacciones con otros polfmeros, etc.
De manera general, la reacci6n de adici6n de Michael de vinilaminas se lleva a cabo en un medio de reacci6n, tfpicamente en agua, con un contenido de s6lidos de la vinilamina de aproximadamente 10-20 %. La reacci6n de adici6n se lleva a cabo en condiciones alcalinas en las que la amina se encuentra libre y disponible para la reacci6n. De manera general, la reacci6n se lleva a cabo a temperatura elevada durante aproximadamente 2-5 horas sin usar ningun catalizador.
Los aductos de adici6n de Michael de vinilamina con acrilamida o maleato de dimetilo, cuando se usan como aditivos de fabricaci6n de papel, proporcionan una resistencia en seco mejorada o equivalente con respecto a polivinilamina a los productos de papel preparados usando una maquina de papel. Los materiales resultan eficaces
al nivel de tratamiento de aproximadamente 0,01 % a aproximadamente 0,5 %, basado en la pasta de papel seca.
Los productos tambien proporcionan buenas propiedades de drenaje y de retenci6n a la fibra de la pasta de papel. De la manera mas amplia, las composiciones de la presente invenci6n, se pueden preparar por medio de adici6n de un compuesto que presenta un enlace α,β-insaturado conjugado con un grupo de extracci6n de electrones al grupo amina de una vinilamina, tal como un homopolfmero de vinilamina (polivinilamina), un copolfmero de vinilamina o un terpolfmero de vinilamina, preferentemente una polivinilamina. La composici6n comprende unidades de repetici6n que presentan la f6rmula general de la F6rmula A, en la que
R1 y R2 son H, cualquier alquilo, alquenilo, alquinilo, carbonilo, carboxilo o carboxamida,
Y es carbonilo, carboxilo, carboxamida, sulfonamida, sulfonimida, sulfonilo o grupo fosfonilo,
R3 es H, OH, NH2, SH y cualquier grupo alquilo (C6-C22) de cadena larga o (C1-C5) de cadena corta,
Z es nitro, ciano u otro grupo de extracci6n de electrones conocido en la tecnica,
X1 es como se ha comentado anteriormente, q y m representan unidades de repetici6n de vinilamina y unidades
de repetici6n de vinilamina sometida a reacci6n, respectivamente, y q+m total o r es cualquier numero entre
aproximadamente 2.000 y aproximadamente 20.000, m/(m+q) es de aproximadamente 2/100 a
aproximadamente 95/100; n es un numero entero positivo entre 0 y 18.000. Cuando n es igual a 0, el polfmero
usado para la adici6n de Michael es un poli(homopolfmero de vinilamina).
Del modo mas preferido, no obstante, es la composici6n de aducto de Michael de polivinilamina con un compuesto que presenta un enlace doble conjugado a un grupo carbonilo, como se indica en la f6rmula general A en la que
R1 es H, acido carboxflico, ester metflico de carboxilato,
R2 es H o metilo, Y es carboxamida o carbonilo,
R3 es H, NH2 u OH, m+q es cualquier numero entre aproximadamente 2000 y aproximadamente 10.000 y
m/(m+q) es de aproximadamente 1/20 a aproximadamente 95/100; n es 0.
En la invenci6n, se usa acrilamida para la reacci6n de adici6n. La proporci6n molar de acrilamida con respecto a unidades de repetici6n de vinilamina es mayor que 0,05 pero menor que 1. Cuando la proporci6n molar es de aproximadamente 1, todas las aminas primarias de vinilamina reaccionan con acrilamida. Al menos una unidad de repetici6n de vinilamina reacciona con acrilamida u otro compuesto que presenta un grupo α,β-insaturado conjugado con un grupo de extracci6n de electrones para formar la estructura que se indica en la f6rmula general A. Mas preferentemente, la proporci6n molar de acrilamida con respecto a unidades de repetici6n de vinilamina en la polivinilamina es mayor que aproximadamente 0,2 y menor que 0,9. Del modo mas preferido, la proporci6n molar de acrilamida con respecto a unidades de repetici6n es de aproximadamente 0,67, proporci6n en la cual la nueva composici6n proporciona la propiedad de aplicaci6n deseada al producto de cart6n.
En ocasiones, resulta deseable hacer reaccionar el aducto de adici6n de Michael para producir un poli(derivado de vinilamina) con funcionalidades adicionales como se muestra en el siguiente esquema de reacci6n. Como ejemplo representativo, el aducto de adici6n de Michael en la F6rmula B, en la que R1 es H o COOCH3, R2 es H o metilo y R4 es OCH3 o NH2, puede hidrolizarse mas en condiciones acidas o basicas, de manera parcial o completa, para producir las composiciones polimericas anf6teras como se muestra en la Formula B en la que R1 es H o COOH, R2 es H o metilo y R4es OH.
De igual forma, se puede convertir la adici6n de Michael de polivinilamina con un compuesto que presenta un grupo carboxamida (por ejemplo, acrilamida) en una nueva composici6n por medio de reconfiguraci6n de Hoffmann usando un hipohaluro de sodio en condiciones alcalinas. El nuevo polfmero presenta una formula general como la F6rmula C, en la que R1 es H o un grupo alquilo, R2 es H o metilo e Y es NH2. En este enfoque, se crean los grupos amino principales adicionales y se extienden desde el la cadena principal de polivinilamina.
Ademas, el aducto de adici6n de Michael de vinilamina con acrilamida puede reaccionar con un aldehfdo o un dialdehfdo para producir una polivinilamina modificada con grupos N-(hidroximetileno con sustituci6n-1)propionamida ramificados a partir de los grupos amina. El tipo de nuevos polfmeros presenta una f6rmula general como la de la F6rmula D en la que R3 es H o CHOHR4 y R4 es CHO o cualquier grupo alquilo o grupo alquilo sustituido, y R2 es H
o metilo. Cuando se usa un compuesto de dialdehfdo, tal como glioxal, se introduce un grupo funcional en el aducto de Michael de vinilamina con acrilamida. Se puede usar el aducto de Michael glioxalado como material temporal de resistencia en humedo o como aditivo mejorado de resistencia en seco para usos de fabricaci6n de papel.
De manera especffica, se anade acrilamida o maleato de dimetilo a vinilamina por medio de adici6n de Michael en varias proporciones molares del compuesto anadido a la vinilamina, basado en sus unidades de repetici6n. En el caso de polivinilamina, todas las unidades de repetici6n de polivinilamina presentan pesos moleculares pequenos en 43 con una amina primaria. La adici6n de un compuesto a cada una de las unidades de repetici6n aumenta el peso total de la polivinilamina pero presenta un escaso efecto sobre el tamano ffsico y la estructura molecular del polfmero en el medio acuoso. Tras la reacci6n de adici6n, muchas, si no todas, las aminas primarias de la polivinilamina se convierten en aminas secundarias dependiendo de la proporci6n molar del compuesto anadido a la unidad de repetici6n. Cuando se usa acrilamida, se forman los grupos funcionales 3-alquilaminopropionamida y se ramifican a partir de la cadena principal del polfmero. El grupo amida ramificado modifica las propiedades ffsicas de la polivinilamina en medio acuoso y mejora las interacciones intermoleculares e intramoleculares asf como reduce su capacidad de uni6n con agua. Qufmicamente, se convierte la amina primaria en amina secundaria, lo que disminuye la densidad de carga cati6nica del polfmero. En la practica, estos cambios en las propiedades ffsicas y qufmicas afectan por ultimo a las propiedades de aplicaci6n, tales como la afinidad de enlace con la fibra de pasta de papel, la capacidad de reticulaci6n y las interacciones con otros polfmeros, etc.
De manera general, la reacci6n de adici6n de Michael de vinilamina se lleva a cabo en un medio de reacci6n, tfpicamente en agua, con un contenido de s6lidos de vinilamina de aproximadamente 10-20 %. La reacci6n de adici6n se lleva a cabo en condiciones alcalinas en las que la amina se encuentra libre y disponible para la reacci6n. De manera general, la reacci6n se lleva a cabo a temperatura elevada durante aproximadamente 2-5 horas sin usar ningun catalizador.
Los aductos de adici6n de Michael de vinilamina con acrilamida o maleato de dimetilo, cuando se usan como aditivos de fabricaci6n de papel, proporcionan una resistencia en seco mejorada o equivalente con respecto a polivinilamina a los productos de papel preparados usando una maquina de papel. Los materiales resultan eficaces en el nivel de tratamiento de aproximadamente 0,01 % a aproximadamente 0,5 %, basado en la pasta de papel seca. Los productos tambien dan lugar a buenas propiedades de drenaje y retenci6n a la fibra de pasta de papel.
Descripci6n detallada de la invenci6n
Se pueden preparar las composiciones de la presente invenci6n mediante adici6n de un compuesto que presenta un enlace α,β-insaturado conjugado con un grupo de extracci6n de electrones con un grupo amina de una vinilamina, tal como un homopolfmero de vinilamina (polivinilamina), un copolfmero de vinilamina o un terpolfmero de vinilamina,
preferentemente una polivinilamina. La composici6n comprende unidades de repetici6n que presentan una f6rmula general como la de la F6rmula A, en la que
R1 y R2 son hidr6geno o cualquier alquilo, alquenilo, alquinilo, carbonilo, carboxilo o carboxamida, Y es carbonilo, carboxilo, carboxamida, sulfonamida, sulfonimida, sulfonilo o grupo fosfonilo,
R3 es H, OH, NH2, SH y cualquier grupo alquilo de cadena corta (C1-C5) o de cadena larga (C6-C22), Z es nitro, ciano u otros grupos de extracci6n de electrones conocidos en la tecnica, m y n representan las unidades de repetici6n de vinilamina y las unidades de repetici6n de la vinilamina sometida a reacci6n, respectivamente, y el total de q+m es cualquier numero entre aproximadamente 2.000 y aproximadamente 20.000, m/(m+q) es de aproximadamente 2/100 a aproximadamente 95/100.
Del modo mas preferido, no obstante, es la composici6n de aducto de Michael de polivinilamina con un compuesto que presenta un enlace doble conjugado con un grupo carbonilo, como viene indicado por medio de la F6rmula general A, en la que
R1 es H, acido carboxflico, ester metflico de carboxilato,
R2 es H o metilo, Y es carboxamida o carbonilo,
R3 es NH2 o OH, m+q es cualquier numero entre aproximadamente 2.000 y aproximadamente 10.000 y m/(m+q) es de aproximadamente 1/20 a aproximadamente 95/100; X1 es como se ha comentado anteriormente; n es un numero entero positivo entre 0 y 18.000.
En la invenci6n, se usa acrilamida para la reacci6n de adici6n. La proporci6n molar de acrilamida con respecto a las unidades de repetici6n de vinilamina es mayor que 0,05 pero menor que 1. Cuando la proporci6n molar es de aproximadamente 1, todas las aminas primarias de vinilamina reaccionan con acrilamida. Al menos una unidad de repetici6n de vinilamina reacciona con acrilamida u otro compuesto α,β-insaturado conjugado con un grupo de extracci6n de electrones para formar la estructura como se indica en la f6rmula general A. Mas preferentemente, la proporci6n molar de acrilamida con respecto a unidades de repetici6n de vinilamina en la polivinilamina es mayor que aproximadamente 0,2 y menor aproximadamente 0,9. Del modo mas preferido, la proporci6n molar de acrilamida con respecto a unidades de repetici6n es de aproximadamente 0,67, proporci6n en la cual la nueva composici6n proporcion6 la propiedad de aplicaci6n deseada para el producto de cart6n.
En algunas ocasiones, resulta deseable hace reaccionar el aducto de adici6n de Michael para producir un poli(derivado de vinilamina) con funcionalidades adicionales como se muestra en el siguiente esquema de reacci6n. Como ejemplo representativo, el aducto de adici6n de Michael de la F6rmula B, en la que R1 es H o COOCH3, R2 es H o metilo y R4 es OCH3 o NH2, se puede hidrolizar mas en condiciones acidas o basicas, de forma parcial o completa, para producir composiciones polimericas anf6teras como se muestra en la F6rmula B en la que R1 es H o COOH, R2 es H o metilo y R4 es OH.
De igual forma, la adici6n de Michael de polivinilamina con un compuesto que presente un grupo carboxamida (por ejemplo, acrilamida) se puede convertir en una nueva composici6n por medio de reconfiguraci6n de Hoffmann usando hipohaluro de sodio en condiciones alcalinas. El polfmero presenta una f6rmula general que se muestra en la F6rmula C en la que R1 es H o un grupo alquilo, R2 es H o metilo e Y es NH2. En este enfoque, se crean grupos amino principales adicionales y se extienden desde la cadena principal de polivinilamina.
Ademas, el aducto de adici6n de Michael de vinilamina con acrilamida puede reaccionar con un aldehfdo o un dialdehfdo para producir una polivinilamina modificada con grupos N-(hidroximetileno con sustituci6n-1)propionamida ramificados a partir de los grupos amina. El tipo de nuevos polfmeros presenta una f6rmula general como la de la F6rmula D en la que R3 es H o CHOHR4 y R4 es CHO o cualquier grupo alquilo o grupo alquilo sustituido, y R2 es H
o metilo. Cuando se usa un compuesto de dialdehfdo, tal como glioxal, se introduce un grupo funcional reactivo en el aducto de Michael de vinilamina con acrilamida. Se puede usar el aducto de Michael glioxalado como material temporal de resistencia en humedo o como aditivo mejorador de resistencia en seco para usos de fabricaci6n de papel.
Por ejemplo, tfpicamente la sfntesis para producir el aducto de adici6n de Michael de polfmero de vinilamina con acrilamida se lleva a cabo en agua, no obstante, tambien se puede utilizar un disolvente organico o se puede llevar a cabo de forma pura. Se pueden obtener los productos de aducto con o sin purificaci6n. En general, se anade la acrilamida de forma gradual a la disoluci6n acuosa de vinilamina, preferentemente, una disoluci6n acuosa de polivinilamina, a una temperatura de aproximadamente 30 oC a aproximadamente 50 oC, a un pH de aproximadamente 9,0 a aproximadamente 11,0 durante aproximadamente 20-30 minutos. Tras la adici6n, se puede llevar a cabo la reacci6n en un pH, preferentemente, que varfa de aproximadamente 7 a aproximadamente 14, mas preferentemente de aproximadamente 9,0 a aproximadamente 12,0, y del modo mas preferido de aproximadamente 11,0 a aproximadamente 11,5, a una temperatura de reacci6n, preferentemente dentro del intervalo de aproximadamente 10 oC a aproximadamente 90 oC, mas preferentemente de aproximadamente 30 oC a aproximadamente 80 oC y del modo mas preferido de aproximadamente 50 oC a aproximadamente 70 oC, durante un tiempo suficiente para completar la reacci6n, de manera general de aproximadamente 15 minutos a
aproximadamente 12 horas, mas preferentemente de aproximadamente 1 hora a aproximadamente 8 horas, y del modo mas preferido de aproximadamente 3 a aproximadamente 5 horas. La reacci6n se puede mejorar a temperatura elevada. No obstante, es preciso poner atenci6n para evitar que se produzca la hidr6lisis de acrilamida para dar lugar a acido acrflico a temperatura elevada, en condiciones fuertemente alcalinas, antes de que se produzca la reacci6n con al amina. El doble enlace del acido acrflico presenta una baja reactividad con el nucle6filo de amina debido a que la ionizaci6n del acido carboxflico a pH alcalino estabiliza el doble enlace conjugado.
En general, el peso molecular del polfmero de vinilamina presenta escaso efecto sobre la eficacia de la reacci6n de adici6n de Michael. Para producir aductos de adici6n de Michael para usos de fabricaci6n de papel, el peso molecular de la vinilamina se encuentra preferentemente dentro del intervalo de aproximadamente 10.000 a aproximadamente 1.000.000 Dalton, mas preferentemente dentro del intervalo de aproximadamente 50.000 a aproximadamente 500.000 Dalton, y del modo mas preferido dentro del intervalo de aproximadamente 200.000 a aproximadamente 400.000 Dalton. Preferentemente, la reacci6n se lleva a cabo de aproximadamente 1 % a aproximadamente 50 % de s6lidos en agua, mas preferentemente de aproximadamente 5 % a aproximadamente 25 % y del modo mas preferido de aproximadamente 10 % a aproximadamente 20 %.
El peso molecular de los aductos de adici6n de Michael de la presente invenci6n es importante para su uso en la fabricaci6n de papel como aditivos de resistencia. En un grupo preferido de composiciones de la invenci6n en las que se usa acrilamida para la reacci6n de adici6n, preferentemente el peso molecular (Mw) del producto se encuentra dentro del intervalo de aproximadamente 100.000 a aproximadamente 1.000.000 Dalton, mas preferentemente dentro del intervalo de aproximadamente 200.000 a aproximadamente 600.000 Dalton, y del modo mas preferido dentro del intervalo de aproximadamente 250.000 a aproximadamente 450.000 Dalton. En este intervalo preferido de peso molecular, los aductos de adici6n de Michael presentan un peso suficientemente bajo como para no formar puentes entre las moleculas con el fin de provocar floculaci6n del aducto pero presentan un peso suficientemente elevado como para lograr la acci6n de retenci6n sobre las fibras de la pasta de papel.
Tfpicamente, la adici6n de acrilamida sobre la amina primaria de la vinilamina se lleva a cabo en agua con aproximadamente 12 % de s6lidos de la vinilamina. Se reduce la viscosidad del producto de aproximadamente 2020 cps a aproximadamente 12 % en s6lidos hasta 460 cps a aproximadamente 15 % en s6lidos tras la adici6n de Michael. Esta disminuci6n importante de la viscosidad esta provocada por las interacciones intermoleculares e intramoleculares mejoradas del aducto de Michael y por tanto reduce la capacidad de uni6n con agua de la amina secundaria, con respecto a al amina primaria de la polivinilamina sin reaccionar. Se ha confirmado la composici6n del aducto por medio de analisis de RMN de 1H y 13C. El espectro de RMN-1H del producto final muestra dos nuevas senales amplias a 2,3 y 2,8 ppm, que representan los protones de etileno saturado de N-propionamida. No se observa senal de prot6n en la zona de 5,5-6,5 ppm, lo que sugiere que toda la acrilamida se ha unido de forma covalente a los grupos amina del polfmero de vinilamina. El analisis de RMN-13C mostr6 un unico pico a 180 ppm, lo que indica un carbono de amida saturado. El analisis de cromatograffa lfquida del mon6mero de acrilamida muestra 30-70 ppm de la acrilamida residual que se pueden descomponer por completo mediante tratamiento del producto final con metabisulfito de sodio 1-5 %. A pH 7,0, la densidad de carga del aducto de adici6n de Michael es 4,7 meq/g mientras que la vinilamina sin reaccionar es de 10,0 meq/g a pH 7,0. El resultado tambien sugiere que se han modificado las aminas primarias de la vinilamina.
Se mide la viscosidad de Brookfield (BV) usando un Viscosfmetro DV-II (Brookfield Viscosity Lab., Middleboro, MA). Se une un eje escogido (numero 27) al instrumento, que se ajusta en una velocidad de 30 rpm. Se prepara la disoluci6n de reacci6n a un determinado contenido de s6lidos. Se introduce con precauci6n el eje de viscosidad de Brookfield en la disoluci6n de forma que no queden burbujas de aire atrapadas y posteriormente se hace rotar a la velocidad anteriormente mencionada durante 3 minutos a 24 oC. Las unidades son centipoises.
Con el fin de obtener una medici6n de peso molecular de los aductos de adici6n de Michael descritos en la presente memoria, se us6 cromatograffa de permeabilidad de gel. Se llev6 a cabo el analisis por medio del uso de columnas de permeabilidad de gel (CATSEC 4000 + 1000 + 300 + 100) usando un equipo cromatografico de Waters Serie 515 con una mezcal de disoluci6n (NaNO3 1 %, acido trifluoroacetico 1 % en H2O:acetonitrilo 50:50) como fase m6vil con un caudal de 1,0 ml/minuto. El detector fue un refract6metro diferencial 1047A de Hewlett Packard. Se ajust6 la temperatura de la columna en 40 oC y la temperatura del detector en 35 oC. Se calcul6 el peso molecular medio frente a un estandar comercial de peso molecular estrecho de poli(2-vinilpiridina). Las estimaciones de peso molecular medio expresado en numero (Mn) y peso molecular medio expresado en peso (Mw) de las mezclas de producto se realizaron por ordenador.
Los aductos de adici6n de Michael de vinilamina se pueden producir dentro de una amplia gama de compuestos que presentan un enlace insaturado conjugado con un grupo de extracci6n de electrones. Ejemplos de compuestos apropiados y preferidos contemplados incluyen, poro sin limitarse a, acrilamida, N-alquilacrilamida, metacrilamida, Nalquilmetacrilamida, N-(acido N-2-metilpropanosulf6nico)acrilamida, N(acido gluc6lico)acrilamida, N[3-(propil)cloruro de trimetilamonio]acrilamida, acrilonitrilo, acrolefna, acrilato de metilo, acrilato de alquilo, metacrilato de metilo, metacrilato de alquilo, acrilato de arilo, metacrilatos de arilo, cloruro de [2-(metacriloxi)etil]-trimetilamonio, N-[3(dimetilamino)propil]metacrilamida, N-etilacrilamida, acrilato de 2-hidroxietilo, acrilato de 3-sulfopropilo, metacrilato de 2-hidroxietilo, metacrilato de glucidilo, acrilato de pentafluorofenilo, diacrilato de etileno, dimetacrilato de etileno, acrilato de hexafluorobutilo, poli(metacrilato de metilo), acriloilmorfolina, metacrilato de 3-(acriloiloxi)-2-hidroxipropilo,
maleato de dialquilo, itaconato de dialquilo, fumarato de dialquilo, acrilato de 2-cianoetilo, acrilato de carboxietilo, acrilato de feniltioetilo, metacrilato de adamantilo, acrilato de dimetilaminoneopentilo, acrilato de 2-(4-benzoil-3hidroxifenoxi)etilo y metacrilato de dimetilaminoetilo.
Se pueden usar los aductos de adici6n de Michael descritos en el presente documento en numerosas aplicaciones dependiendo de la naturaleza del grupo de extracci6n de electrones de los compuestos anadidos. Se pueden usar los aductos preparados con acrilamida como resina de resistencia en seco o en humedo debido a que los grupos amida adicionales mejoran las interacciones inter-o intra-moleculares. El grupo amida anadido se puede hidrolizar mas hasta acido carboxflico o se puede convertir en una amida primaria por medio de reconfiguraci6n de Hoffmann. Los aductos que contienen acidos carboxflicos, obtenidos por medio de hidr6lisis de los grupos propionamida, presentan estructuras anf6teras y tambien se pueden usar, por ejemplo, como aditivos de resistencia o coadyuvantes de retenci6n y de drenaje en la industria de fabricaci6n de papel, y como floculantes para el tratamiento de agua. Los aductos que contienen grupos etilenamina, obtenidos por medio de reconfiguraci6n de Hoffmann tambien se pueden usar como aditivos de resistencia, coadyuvantes de retenci6n/drenaje, y coagulantes en el tratamiento de agua y en muchas otras aplicaciones similares.
Se puede usar un compuesto de carbonilo α,β-insaturado difuncional o multi-funcional para reticular la vinilamina por medio de la reacci6n de adici6n de Michael. Los ejemplos de esos compuestos difuncionales o multi-funcionales son: diacrilato de etilenglicol, metilenbisacrilamida, diacrilato de 1,4-butanodiol, diacrilato de bisfenol, poli(diacrilato de etilenglicol), diacrilato de hexanodiol, diacrilato de 1,10-decanodiol, acrilato de diciclopentenilo, metacrilato de diciclopentenilo, acrilato de carboxietilo, poli(metacrilato de etoximetacrilato), acrilato de feniltioetilo, metacrilato de 1adamantilo, acrilato de dimetilaminoneopentilo, acrilato de 2-(4-benzoil-3-hidroxifenoxi)etilo, metacrilato de dimetilaminoetilo, acrilamida polifuncional, acrilatos polifuncionales, metacrilatos polifuncionales, maleatos polifuncionales y fumaratos polifuncionales. Se pueden usar los aductos reticulados como aditivo de resistencia, coadyuvante de retenci6n en la fabricaci6n de papel, o como adhesivo para usos de construcci6n, plastificantes o modificadores para optimizar las propiedades de la resina.
Se pueden anadir N-(alquilo de cadena larga)acrilamida o cualquier compuesto de carbonilo α,β-insaturado que presente un grupo funcional hidr6fobo a la vinilamina, por medio de adici6n de Michael, para producir un derivado de vinilamina modificado desde el punto de vista hidr6fobo. Se pueden usar aductos hidr6fobos como coadyuvantes de retenci6n, agentes de control de dep6sito en el proceso de fabricaci6n de papel, floculantes en el tratamiento de agua residual, plastificantes, agentes de viscosidad y materiales de revestimiento para varias aplicaciones industriales.
Tambien se pueden anadir los compuestos mencionados anteriormente que contienen grupos de alquil carbonilo α,β-insaturados a la amina primaria de un copolfmero o terpolfmero de vinilamina con otros mon6meros por medio de adici6n de Michael. Tambien se pueden aplicar otros polfmeros que contienen amina primaria tales como polietilenimina (PEI) a la reacci6n de adici6n de Michael descrita en la presente invenci6n usando los compuestos mencionados anteriormente con grupos alquil carbonilo α,β-insaturados.
En un grupo preferido de las composiciones, se usan los aductos de adici6n de Michael de polivinilamina con acrilamida y/o maleato de dimetilo como aditivo de resistencia en seco para productos de papel y para acelerar el drenaje de la fibra de pasta de papel y con el fin de incrementar la retenci6n de los finos y cargas por parte de las fibras de pasta de papel durante el proceso de fabricaci6n de papel.
Es preferible que los aductos de adici6n de Michael de la presente invenci6n contengan al menos 2 % (en base en moles) de amina primaria sin reaccionar que permanece sobre la cadena principal de polfmero de manera que sean polfmeros cati6nicos eficaces para varias aplicaciones que incluyen los usos de fabricaci6n de papel. Sin pretender quedar avalado por teorfa alguna, se piensa que las aminas primarias sin reaccionar distribuidas de manera uniforme a lo largo de la cadena principal del polfmero equilibran la amina secundaria formada por la reacci6n de adici6n de Michael, proporcionando de este modo interacciones eficaces con las fibras de pasta de papel a traves de la multiplicaci6n del enlace de hidr6geno y de las interacciones de carga.
Las realizaciones de la invenci6n se definen en los siguientes Ejemplos. En los siguientes ejemplos, todas las partes y porcentajes estan en peso, a menos que se indique lo contrario.
Ejemplos
Ejemplo 1. Aducto de adici6n de Michael de acrilamida y polivinilamina
Se anadi6 una disoluci6n de polivinilamina (resina de resistencia en seco Hercobond® 6363 , 1000 g, 12 % de s6lidos activos, disponible en Hercules Incorporated) a un matraz de reacci6n de 2 l y se ajust6 el pH a 11,3-11,5 usando NaOH 50 %. Se anadi6 gota a gota una disoluci6n de acrilamida (160 g, 50 %) a temperatura ambiente durante 20 minutos al tiempo que la temperatura de los reaccionantes se aument6 de forma gradual hasta 40-45 oC. Se agit6 la mezcla resultante a 70 oC durante 5 horas y se mantuvo el pH de la mezcla de reacci6n en 11,0-11,5 usando NaOH 50 %. Posteriormente, se enfri6 la mezcla de reacci6n hasta 25-30 oC y se ajust6 el pH en 8,0-9,0 usando HCl concentrado. Se anadi6 metabisulfito de sodio (1 g) a la disoluci6n resultante. Se agit6 la mezcla
durante 10 minutos a temperatura ambiente. El producto resultante present6 15,2 % de s6lidos, pH 8,5, viscosidad de Brookfield de 460 cps. No se detect6 acrilamida residual por medio de metodo estandar de cromatograffa de lfquidos designada de forma especffica para el analisis de mon6meros. Se midi6 la densidad de carga del polfmero y fue de 4,7 meq/g (pH 7,0). Se confirm6 la estructura por analisis de RMN-1H y -13C y se determin6 que la proporci6n molar de unidades de vinilamina con respecto a acrilamida fue de 60 a 40, basado en la integraci6n de RMN-1H. RMN-1H (D2O, 300 Hz) ppm 2,50-3,10 (amplio, 3HX1,2, -CH-N-y -N-CH2-C-CON-), 2,20-2,40 (amplio, 2HX0,66, C-N-C-CH2-CON-), 1,20-1,85 (amplio, 2H, cadena principal de metileno -CH2-); RMN-13C (D2O, 75,5 Hz): ppm 180(-CONH-), 55 (cadena principal de -C-NH-), 48 (cadena principal de -C-NH2-), 44 (cadena principal de metileno), 37 (etileno de N-propionamida).
Ejemplo 2. Acido propi6nico de polivinilamina anf6tera que usa acrilamida
Se anadi6 una disoluci6n de polivinilamina (resina de resistencia en seco Hercobond® 6363 , 500 g, 12 % de s6lidos activos, disponible en Hercules Incorporated) a un matraz de reacci6n de 1 l y se ajust6 el pH a 11,3-11,5 usando NaOH 50 %. Se anadi6 gota a gota una disoluci6n de acrilamida (80 g, 50 %) a temperatura ambiente durante 20 minutos al tiempo que la temperatura de los reaccionantes se aument6 de forma gradual hasta 40 oC. Se agit6 la mezcla resultante a 70 oC durante 5 horas y se mantuvo el pH de la mezcla de reacci6n en 11,0-11,5 usando NaOH 50 %. Se anadi6 una disoluci6n de NaOH (50 %, 9 g) a los reaccionantes. Se agit6 la mezcla resultante a 75 oC durante 3 horas y se anadi6 agua para reducir la viscosidad de los materiales en diferentes momentos. Posteriormente, se enfri6 el material hasta 25-30 oC y se ajust6 el pH en 8,0-9,0 usando HCl concentrado. El producto present6 12,2 % de s6lidos. Se confirm6 la estructura por analisis de RMN-13C y se determin6 que la proporci6n molar de unidades de vinilamina con respecto a polivinilamina, acrilamida y acido acrflico fue de 60:32:8. RMN-13C (D2O, 75,5 Hz): la proporci6n integrada de ppm 180 (-CONH-) y ppm 183 (-CONH-) es igual a 4:1.
Ejemplo 3. Aducto de adici6n de Michael de polivinilamina que usa maleato de dimetilo y acrilamida
Se anadi6 una disoluci6n de polivinilamina (resina de resistencia en seco Hercobond® 6363 , 500 g, 12 % de s6lidos activos, disponible en Hercules Incorporated) a un matraz de reacci6n de 1 l y se ajust6 el pH a 9,5 usando NaOH 50 %. Se anadi6 gota a gota maleato de dimetilo (11 g) a temperatura ambiente durante 10 minutos seguido de la adici6n de acrilamida (50 %, 76 g). Se agit6 la mezcla resultante a 24 oC durante 1 hora y se ajust6 el pH de la mezcla de reacci6n en 11,2-11,5 anadiendo 25 g de NaOH 50 %. Se agit6 la mezcla resultante a 50 oC durante 3 horas y a 70 oC durante 2 horas y se anadi6 agua para reducir la viscosidad de los materiales en diferentes momentos. Tras enfriar, se ajust6 el pH a 9,0 para dar lugar a un producto que presentaba 12,3 % de s6lidos. Se determin6 que la proporci6n de unidad de vinilamina en la polivinilamina, acido maleico y arcrilamida fue de
50:15:35.
Ejemplo 4. Aducto de adici6n de Michael de polivinilamina que usa maleato de dimetilo y acrilamida
Se anadi6 una disoluci6n de polivinilamina (resina de resistencia en seco Hercobond® 6363 , 500 g, 12 % de s6lidos activos) a un matraz de reacci6n de 1 l y se ajust6 el pH a 9,5 usando NaOH 50 %. Se anadi6 gota a gota maleato de dimetilo (30 g) a temperatura ambiente durante 10 minutos seguido de la adici6n de acrilamida (50 %, 60 g). Se agit6 la mezcla resultante a 24 oC durante 1 hora y se ajust6 el pH de la mezcla de reacci6n en 11,2-11,5 anadiendo 25 g de NaOH 50 %. Se agit6 la mezcla resultante a 50 oC durante 3 horas y a 70 oC durante 2 horas y se anadi6 agua para reducir la viscosidad de los materiales en diferentes momentos. Tras enfriar, se ajust6 el pH a 9,0 para dar lugar a un producto que presentaba 5,5 % de s6lidos. Se determin6 que la proporci6n de unidad de vinilamina en la polivinilamina, acido maleico y arcrilamida fue de 50:25:25.
Ejemplo 5. Aducto de adici6n de Michael de polivinilamina con acrilato de metilo y producto hidrolizado (Ejemplo de Referencia)
Se anadi6 una disoluci6n de polivinilamina (resina de resistencia en seco Hercobond® 6363 , 100 g, 12 % de s6lidos activos, disponible en Hercules Incorporated) a un matraz de reacci6n de 250 ml y se ajust6 el pH a 9,5 usando NaOH 50 %. Se anadi6 gota a gota acrilato de metilo (60 g) a temperatura ambiente durante 20 minutos al tiempo que se mantenfa el pH en 9,0-9,5. Se agit6 la mezcla resultante a 24 oC, pH 9,5 durante 2 horas y se ajust6 el pH de la mezcla de reacci6n en 11,0 usando NaOH 50 %. Se agit6 la mezcla resultante a 50 oC durante 3 horas. Tras enfriar, se ajust6 el pH a 9,0.
Ejemplo 6. Propiedades fisicas y quimicas de los aductos
Se sintetizaron los cuatro aductos de adici6n de Michael como se describe en los Ejemplos 1-4. En los primeros tres casos (vease Tabla I siguiente), las viscosidades de los aductos disminuyeron en comparaci6n con la polivinilamina de partida. No obstante, la viscosidad del aducto en el Ejemplo 4 fue la unica que aument6. Las viscosidades permanecen considerablemente sin modificaci6n tras 30 dfas a un valor de pH de aproximadamente 8 a 11. Las densidades de carga de los aductos disminuyen y varfan con el grupo funcional anadido y dependiendo de que el producto sea anf6tero o cati6nico. La acrilamida residual de los aductos fue de 30-70 ppm pero no se detect6 tras el tratamiento del producto final con N2S2O5 1 %.
Tabla I. Propiedades ffsicas y qufmicas de los aductos
Estructura basada en la F6rmula A
Composici6n qufmica BV (5 %) (cPs) Densidad de carga (pH = 7) Acrilamida residual (ppm)
Ejemplo 1
R1, R2 = H X=CONH2 cati6nica 22 4,7 32
Ejemplo 2
R1, R2 = H X=COOH o CONH2 anf6tera 22 2,6 97
Ejemplo 3
R1 = COOH o H, R2 = H, X=COOH o CONH2 anf6tera 43 2,2 78
Ejemplo 4
R1 = COOH o H, R2 = H, X=COOH o CONH2 anf6tera 156 -0,48 143
Hercobond® 6363
cati6nica 70 8,2 ninguna
Ejemplo 7. Evaluaciones para aplicaci6n de fabricaci6n de papel
Se compararon resistencias en seco de papeles preparados a partir de aductos de adici6n de Michael de polivinilamina preparados en los ejemplos anteriores con las resistencias en seco de papel preparado con productos
5 de referencia de resina de resistencia en seco Hercobond® 6363 (polivinilamina), disponible en Hercules Incorporated y resina de resistencia en seco Hercobond® 6350 (homopolfmero de N-vinilformamida que contiene Nvinilformamida 50 % y polivinilamina 50 %, disponible en Hercules Incorporated). Ademas, se compararon las resistencias en seco con papeles que no contenfan aditivo de resistencia (blanco).
Se prepar6 cart6n para revestimientos usando una maquina de preparaci6n de papel. La pasta de papel fue un
10 medio reciclado 100 %, JSSC/JAX, con una dureza de 50 ppm, alcalinidad de 25 ppm, GPC D15 F de 2,5 % y conductividad de 1996 uS/m. El pH del sistema fue de 7,0 y el refinado de la pasta de papel fue de 351 CSF con una temperatura de almacenamiento de 52 oC. El peso de base fue de 100 libras/resma (24x36-500). Se anadieron los aductos de adici6n de Michael, que operaron como agentes de resistencia en seco, al extremo humedo de la maquina de fabricaci6n de papel en una cantidad de 0,1 % en peso frente a la pasta de papel seca. Se someti6 el
15 papel a curado a 80 oC durante 0,5 horas. Se usaron la resistencia a la tracci6n en seco, el estirado en seco, el desgarro en seco, la trituraci6n de anillos y el estallido de Mullen para medir los efectos de resistencia en seco.
La Tabla II muestra los resultados de los ensayos de resistencia en seco. El comportamiento de las composiciones de resina se expres6 como aumento en porcentaje con respecto a la resistencia en seco de papel preparado sin aditivos.
20 Tabla II. Resultados de resistencia en seco de los Ejemplos
Tracci6n en seco
Estirado en seco Desgarro en seco Estallido de Mullen Trituraci6n de anillos
Ejemplo 1
108 106 120 111 111
Ejemplo 2
101 100 106 107 103
Ejemplo 3
102 103 108 109 103
Ejemplo 4
104 110 119 113 105
Hercobond® 6363
107 100 111 110 108
Hercobond® 6350
106 103 112 120 110
Tambien se compararon la eficacia de drenaje y las propiedades floculantes de los poli(aductos de vinilamina) con las de resinas de resistencia en seco Hercobond® 6363 y Hercobond® 6350 y el blanco usando el Metodo de Ensayo de Refinado de Canada. Tambien se midieron los valores de turbidez de los filtrados con el fin de estimar la propiedad de floculaci6n de los polfmeros. La Tabla III recoge los resultados de la evaluaci6n.
Tabla III. Resultados de drenaje y floculaci6n de los Ejemplos
Turbidez
Refinado Drenaje con respecto al blanco (%)
Blanco
57 409 100
Ejemplo 1
42 447 109
Ejemplo 2
50 443 108
Ejemplo 3
51 429 105
Ejemplo 4
48 454 110
Hercobond® 6363
45 476 117
Hercobond® 6350
46 450 110

Claims (12)

  1. REIVINDICACIONES
    1.-Un aducto de adici6n de Michael obtenido por medio de adici6n de Michael de un polfmero de vinilamina con un compuesto que presenta un enlace α,β-insaturado conjugado con un grupo de extracci6n de electrones, en el que dicho aducto comprende la f6rmula:
    en la que X1 se escoge entre el grupo que consiste en carboxilo, carboxamida, hidroxilo, amina, alquilamina, alcanoxilo, alquenilo, alquinilo, nitro y grupos ciano, X2 se escoge entre el grupo que consiste en carboxilo, carboxamida, amina, acetoxilo, alquenilo, alquinilo, nitro y grupos ciano, o X2 e Y-R3, en el que Y se escoge entre el grupo que consiste en carbonilo, carboxilo, carboxamida, sulfonamida, sulfonimida, sulfonilo, fosfonilo y grupos NH en el que R3 se escoge entre el grupo que consiste en H, OH, NH2, SH, alquilo C1-C5 y grupos alquilo C6-C22, R1 y R2 pueden ser iguales o diferentes y se escogen entre el grupo que consiste en H, alquilo, alquenilo, alquinilo, carbonilo, carboxilo y grupos carboxamida, m y n y q son numeros enteros positivos, numeros que representan su unidad de repetici6n distribuida en el polfmero de forma aleatoria, m+q varfa de 2.000 a 20.000, m//m+q) varfa de 2/100 a 95/100 y n es un numero entero positivo entre 0 y 18.000,
    y en la que se usa acrilamida en la reacci6n de adici6n con una proporci6n molar de acrilamida con respecto a las unidades de repetici6n de vinilamina mayor que 0,5 pero menor que 1.
  2. 2.
    El aducto de adici6n de Michael de la reivindicaci6n 1, en el que Y es un grupo CONH y R3 es CHOHCHO o H.
  3. 3.
    El aducto de adici6n de Michael de la reivindicaci6n 1, en el que R1 y R2 se escogen entre el grupo que consiste en H, metilo y carboxilo, Y se escoge entre el grupo que consiste en carboxilo y carboxamida, R3 se escoge entre el grupo que consiste en H, OH y metilo, m+n varfa de 1.000 a 10.000 y n/(m+n) varfa de 2/10 a 8/10.
  4. 4.
    El aducto de adici6n de Michael de acuerdo con la reivindicaci6n 3, en el que R1 es H o carboxilo, R2 es H, m+n varfa de 1.500 a 7.000 y n/(m+n) varia de 2/10 a 8/10.
  5. 5.
    Un proceso para producir el aducto de adici6n de Michael que se define en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, comprendiendo dicho proceso las etapas de
    a) obtener un polfmero de vinilamina,
    b) disolver el polfmero de vinilamina en un medio de reacci6n,
    c) hacer reaccionar durante un perfodo de 2-5 horas el polfmero disuelto de vinilamina en condiciones alcalinas a una temperatura de reacci6n de 10 oC-90 oC con un compuesto que presenta al menos un enlace α,βinsaturado conjugado con un grupo de extracci6n de electrones para producir el aducto de adici6n de Michael.
  6. 6.
    El proceso de acuerdo con la reivindicaci6n 5, en el que el polfmero de vinilamina presenta un peso molecular (Mw) dentro del intervalo de 100.000 a 1.000.000 Dalton.
  7. 7.
    El proceso de acuerdo con la reivindicaci6n 5, en el que el polfmero de vinilamina varfa de 1 a 50 % de s6lidos en el medio de reacci6n.
  8. 8.
    El proceso de acuerdo con la reivindicaci6n 5, en el que el medio de reacci6n comprende agua o un disolvente organico.
  9. 9.
    El proceso de acuerdo con la reivindicaci6n 8, en el que el polfmero disuelto de vinilamina sehace reaccionar con el compuesto que presenta al menos un enlace α,β-insaturado conjugado con un grupo de extracci6n de electrones durante un perfodo de tiempo de 15 minutos a 12 horas.
  10. 10.
    El proceso de acuerdo con la reivindicaci6n 5, en el que el compuesto que presenta al menos un enlace α,βinsaturado conjugado con un grupo de extracci6n de electrones se escoge entre el grupo formado por acrilamida, Nalquilacrilamida, metacrilamida, N-alquilmetacrilamida, N-(2-acido metilpropanosulf6nico)acrilamida, N-(acido gluc6lico)acrilamida, N-[3-(propil)cloruro de trimetilamonio]acrilamida, acrilonitrilo, acrolefna, acrilato de metilo, acrilato de alquilo, metacrilato de metilo, metacrilato de alquilo, acrilato de arilo, metacrilatos de arilo, cloruro de [2
    (metacriloxi)etil]-trimetilamonio, N-[3-(dimetilamino)propil]metacrilamida, N-etilacrilamida, acrilato de 2-hidroxietilo, acrilato de 3-sulfopropilo, metacrilato de 2-hidroxietilo, metacrilato de glucidilo, acrilato de pentafluorofenilo, diacrilato de etileno, dimetacrilato de etileno, acrilato de hexafluorobutilo, poli(metacrilato de metilo), acriloilmorfolina, metacrilato de 3-(acriloiloxi)-2-hidroxipropilo, maleato de dialquilo, itaconato de dialquilo, fumarato de dialquilo,
    5 acrilato de 2-cianoetilo, acrilato de carboxietilo, acrilato de feniltioetilo, metacrilato de adamantilo, acrilato de dimetilaminoneopentilo, acrilato de 2-(4-benzoil-3-hidroxifenoxi)etilo y metacrilato de dimetilaminoetilo.
  11. 11. El proceso de acuerdo con la reivindicaci6n 5, en el que el compuesto que presenta al menos un enlace α,βinsaturado conjugado a un grupo de extracci6n de electrones se escoge entre el grupo que consiste en diacrilato de etilenglicol, diacrilato de 1,4-butanodiol, diacrilato de bisfenol, poli(diacrilato de etilenglicol), diacrilato de hexanodiol,
    10 diacrilato de 1,10-decanodiol, acrilato de diciclopentenilo, metacrilato de diciclopentenilo, acrilato de carboxietilo, poli(metacrilato de etoximetacrilato), acrilato de feniltioetilo, metacrilato de 1-adamantilo, acrilato de dimetilaminoneopentilo, acrilato de 2-(4-benzoil-3-hidroxifenoxi)etilo, metacrilato de dimetilaminoetilo, acrilamida polifuncional, acrilatos polifuncionales, metacrilatos polifuncionales, maleatos polifuncionales y fumaratos polifuncionales.
    15 12. El proceso de la reivindicaci6n 5, en el que el compuesto que presenta al menos un enlace α,β-insaturado conjugado con un grupo de extracci6n de electrones se escoge entre el grupo que consiste en acrilamida, metacrilamida, acrilato de metilo y maleato de dimetilo.
  12. 13. El uso del aducto de adici6n de Michael producido por medio del proceso de la reivindicaci6n 5 como resina de resistencia seca para productos de papel, resina de resistencia en humedo para productos de papel, adhesivo de
    20 plisado, adhesivo, coadyuvante de drenaje o coadyuvante de retenci6n en la fabricaci6n de papel, floculante para el tratamiento de agua, coagulante para el tratamiento de agua, o agente de control de dep6sitos para el proceso de fabricaci6n de papel y el tratamiento de agua.
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