PT100770B

PT100770B - Processo para a preparacao de emulsoes que sao polimerizaveis para materiais de espuma absorvente

Info

Publication number: PT100770B
Application number: PT100770A
Authority: PT
Inventors: Thomas Allen Desmarais; Stephen Thomas Dick; Thomas Michael Shiveley
Original assignee: Procter & Gamble
Priority date: 1991-08-12
Filing date: 1992-08-12
Publication date: 1999-07-30
Also published as: NO940452L; HU9400400D0; WO1993004093A1; GR3024622T3; DK0598834T3; KR100231616B1; AU671806B2; US5149720A; EP0598834B1; HUT68613A; FI940651A0; DE69220493T2; MX9204672A; HU215025B; JPH06510076A; CZ28094A3; SK15594A3; EG20176A; FI940651A; MA22616A1

Description

REFERÊNCIA CRUZADA COM PEDIDO RELACIONADO

Este pedido de patente é uma continuação parcial do pedido co-pendente Norte-americano com o numero de série 07/743.947, depositado em 12 de Agosto de 1991 em

nome de Thomas	A. DesMarais,	Stephen T. Dick	e Thomas M.
oixive ley.
	CAMPO DA	INVENÇÃO
A	presente invenção refere-se a	um processo
contínuo para	a preparação	de de term inadas	emulsões de
fase interna	elevada de água em óleo. Tais emulsões
contêm tipos	particulares	de materiais	monoméricos
dissolvidos na	fase oleosa	da emulsão de	forma que,
quando as	emulsões são	sujeitas a condições de
polimerisação,	se realizam	estruturas	de espuma

polimérica especialmente úteis. As emulsões específicas que são preparadas pelo processo aqui indicado são aquelas que, quando polimerisadas, fornecem estruturas de espuma que têm particular utilidade na absorção dos fluidos corporais aquosos. Estas espumas são portanto adequadas para utilização em produtos absorventes tais como fraldas e outros produtos para o controlo da incontinência.

FUNDAMENTO DA INVENÇÃO

Emulsões de água em óleo com uma proporção relativaiaente elevada de fase aquosa para fase oleosa são conhecidas na técnica por emulsões de fase interna elevada (em inglês: high internai phase emulsions;

emulsões KIPE ou HIPEs). Processos contínuos para a preparação de emulsões HIPE são descritos, por exemplo, l

Mod. 71 - 20.000 ex. - 90/08 s/a Lissant? Patente Norte-americana 3.565.817; concedida em 23 de Fevereiro de 1971 e Bradley e al; Pedido de Patente Britânico 2194166A; publicado em 2 de Março de 1988 .

As emulsões HIPE que contém monómeros polimeriaáveis na sua fase oleosa exterior foram feitas e polimerizadas a fim de se estudar a configuração geométrica das fases oleosa e aquosa de tais emulsões. Por exemplo, Lissant e Mahan, A Study of Médium and Eigh Internai Phase Ratio Water /Polymer Emulsions, Journal of Colloid aad Interface Saienoe, Vol 42, N2 1, Janeiro de 1973, pp 201-208, descrevem a preparação de emulsões de água em óleo que contêm 90% de fase aquosa interna e que utilizam monóraero de estireno na fase oleosa. Tais emulsões são preparadas por sujeição das fases oleosa e aquosa combinadas a agitação, utilizando um emulsionante e são subsequentemente, são polimerizadas para formar uma estrutura porosa rígida com uma configuração celular determinada pela relação de fase do seu percursor de emulsão.

A preparação de emulsões HIPE adequadas para polimerização em estruturas porosas, por exemplo espumas, úteis para transportarem e/ou absorverem liquido,s, é também conhecida. Por exemplo, Barny e al, Patente Norte-americana 4.797.310, concedida em 10 de Janeiro de 1939; Jones e al., Patente Norte-americana 4.612.334; concedida em 16 de Setembro de 1986; Haq e al., Patente Norte-americana 4.606.958, concedida em 19 de Abril de 1986; e Barby e al., Patente Norte-americana 4.522.953. concedida em 11 de Junho de 1989, descrevem todos materiais poliméricos porosos que podem ser preparados a partir de emulsões HIPE e que são úteis para aplicar líquidos rais como soluções de limpeza a superfícies duras através de produtos tais como esfregões e panos de

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limpeza.

A técnica anterior reconhecia também que a natureza e características dos materiais de espuma polimérica porosa formados por meio da polimerização de emulsões HIPE, está muitíssimo dependente tanto do tipo de componentes que constituem a emulsão HIPE polimerizável como das condições do processo usado para formar a emulsão. Por exemplo, Unilever, Pedido de Patente Europeia NQ 60138, Publicado em 15 de Setembro de 1982, descreve um processo para a preparação de polímeros porosos absorventes (isto é espumas) a partir de emulsões de fase interna elevada compreendendo pelo menos 90% em peso de água com a fase oleosa contendo monómeros polimerizáveis, agentes tensio-activos e um catalisador de polimerização. Edwards e al, Patente Norte-americana 4.788.225, concedida em 29 de Novembro de 1988, descreve a preparação de materiais polimericos porosos que são tornados elásticos seleccionando-se determinados tipos de monómeros (estireno, alquil(met)acrilatos, recticulador) e utilizando determinadas condições de processamento para controlar o tamanho das células do polímero poroso eventualmente resultante. Unilever, Pedido de Patente Europeia EP-A299.762, publicado em 18 de Janeiro de 1989, descreve que o uso de um electrólito na fase aquosa das emulsões HIPE polimerizáveis pode afectar o tamanho das aberturas entre as células do material de espuma polimérica porosa eventualmente resultante.

Não obstante a existência e síntese de emulsões HIPE polimerizáveis serem · conhecidas da técnica, a preparação de emulsões HIPE adequadas para polimerização do material de espuma absorvente útil, não está isenta de dificuldades. Tais emulsões HIPE e especialmente as emulsões HIPE com rácios muito elevados da fase aquosa para a fase oleosa, tendem a ser instáveis. Variações

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Case i!

muito ligeiras no conteúdo monómero/recticulador da emulsão, (selecção do emulsionante, concentrações dos componentes da emulsão), e podem provocar pelo menos num oleosa. Mesmo condições de temperatura e/ou ruptura dessas emulsões ou agitação, pará-las, as alterações das emulsões aquosa e estáveis >

materiais de tornando dessa mais ou; menos as espuma forma úteis

Mod. 71 - 20.000 ex. - 90/08 certo grau, nas suas fases quando podem realizar-se emulsões das condições de composição e processamento podem afectar significativamente propriedades e características dos polimérica eventualmente realizados, tais materiais de espuma polimérica para os fins em vista. Tais dificuldades na preparação da tornar-se mesmo mais complicadas de produzir emulsões polimerizáveis processo contínuo numa escala piloto a fim de proporcionar úteis ou de desenvolvimento de emulsão HIPE podem quando há necessidade por intermédio de industrial ou de fábrica um anter iormente quantidades comercialmente materiais de espuma absorvente polimérica.

Dadas as cons iderações expendidas, constitui um objecto da presente . invenção proporcionar um processo para a preparção de determinados tipos de emulsões polimeriaadas para úteis na absorção de fase interna elevada que podem ser formar materiais de espuma especialmente de fluidos corporais aquosos, isto é, espumas que são úteis em produtos absorventes tais como fraldas.

Constitui ainda um outro proporcionar um processo invenção, ção de emulsão HIPE que pode ser contínua..

objecto da presente tal para a preparaexecutado numa base objecto da presente invenção, proporcionar um tal processo contínuo de preparação de emulsões HIPE que pode ser executado a uma escala comercialmente significativa.

Constitui ainda um outro

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Cases êâ-SSR

RESUMO DA INVENGÃO

A presente invenção proporciona um processo contínuo para a preparação de determinados tipos de emulsões de fase interna elevada que são elas próprias adequadas para polimerização subsequente em materiais de espuma absorvente. Este processo compreende os passos de:

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Proporcionar correntes de alimentação separadas da fase aquosa e da fase oleosa conforme definidas a seguir;

Introduzir simultaneamente essas correntes de alimentação líquidas numa zona de mistura dinâmica a caudais de fluxo tais que o rácio do peso da água para o óleo do líquido introduzido varie entre cerca de 2:1 e cerca de 10:1;

Sujeitar as correntes de alimentação combinadas das fases aquosa e oleosa a uma agitação de cisalhamento suficiente na zona de mistura dinâmica para formar, pelo menos parcialmente, uma mistura emulsionada nessa zona, mantendo ao mesmo tempo caudais de fluxo regulares, não pulsantes, para as correntes das fases aquosa e oleosa;

Aumentar gradualmente a proporção da água para o óleo das correntes de alimentação introduzidas na zona de mistura dinâmica para um valor entre cerca de 12:1 e 100:1 a um ritmo de aumento que não rompa a emulsão na zona de mistura dinâmica, embora mantendo certas condições na zona de mistura dinâmica conforme se descreve a seguir;

Retirar continuamente os conteúdos emulsionados da zona de mistura dinâmica e introduzir continuamente esses

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Case 2 4453R conteúdos numa zona de mistura estática, sujeitos a agitação de cisalhamento adicional,

são adequada para formar uma emulsão estável de elevada fase interna com uma proporção 100:1; e água/óleo de entre cerca de 12:1 e

Retirar fase interna elevada poder ser sólido.

continuamente a emulsão estável de da zona de mistura estática de modo a polimerizada num material de espuma absorvente

Mod. 71 · 20.000 ex. - 90/08 liquida da por cento monofunc ional, cerca de 27

Neste processo, a corrente de alimentação fase oleosa compreende entre cerca de 3 e 41 peso de um componente monómero vítreo substancialmente insolúvel na água; entre de um componente substanc ialmente em comonómero de e 73 por cento em peso borracha monofuncional insolúvel em água; entre cerca de 8 e peso de um componente agente recticulador polif une ional, subs tanc ia lmente insolúvel na por cento em por solúvel emulsão cento em na fase água; e, entre cerca de 2 e peso de um componente emulsionador que é oleosa e que é adequado para formar uma estável de água em óleo. A corrente de alimentação líquida da fase aquosa compreende uma. entre cerca de 0,2% e 40% em peso de na água.

solução aquosa contendo um electrólito solúvel

Â medida que se aumenta * óleo e depois de alimentação conteúdos água para o que as correntes de mistura dinâmica, os mistura dinâmica cerca de 25°C e a proporção em peso da por alteração dos caudais a são introduz idas na zona emulsionados da zona de sao

70°C.

mantidas nados da zona de

Além disso, mistura dinâmica uma temperatura entre os conteúdos emulsiosao também sujeitos a uma agitação de para eventualmente c isalhamento contínua, formar uma emulsão que é suf ic iente de elevada fase f

'S'

interna fornece célula que, aquando um material entre cerca absorventes formadas da polimerização subsequente, de espuma com um tamanho de . 5 e 100 mícrons.

As médio de preparada pelo presente ticas.de tamanho médio por polimerização processo terão de célula e essas da espumas emulsão caracterísmente adequadas para uso na absorção dos serão especialfluidos corporais

BREVE-RESUMO DOS DESENHOS

A Figura 1 dos desenhos é interstícios de uma emulsão HIPE

Mod. 71 - 20.000 βχ. - 90/08 produzido pelo processo da presente A Figura 2 dos desenhos que mostra um arranjo do que podem ser usados para presente invenção.

esquemático equipamento processo da uma fotomicrograf ia dos polimerizada do invenção.

d iagrama de dispositivo levar a efeito e um processo da óleo, fase aquosa tipo fluxo do

DESCRIÇÃO PORMENORIZADA DA INVENÇÃO

As emulsões que são preparadas por meio invenção são emulsões de água proporção relativamente elevada fase oleosa. Conforme indicado presente que têm uma para do em de anteriormente, emulsões deste tipc proporções relativamente elevadas oleosa, são conhecidas na técnica interna elevada (isto inglês que apresentam estas da. fase aquosa para a por emulsões de fase é, HIPE's ou emulsões HIPE (do phase amulsions)). As emulsões HIPE de fase aquosa e oleosa da preinvenção são adequadas para a desidratação) em materiais de espuma mente úteis como absorventes dos

HIPE's com as sente

h.igh internai características polimerização (e que são especialfluidos corporais aquosos.

Cada um dos passos essenciais usados para

-8-v

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Case s 4453R preparar emulsões HIPE deste tipo por meio de um processo contínuo, é descrito em pormenor, a seguir:

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A) Fornecimento da Corrente de Alimentação da Fase

Oleosa

A fase oleosa particular . incorporada nas emulsões HIPE preparadas pelo processo da presente invenção, compreende monómeros que se polimerizam para formar uma estrutura sólida de espuma, quando as emulsões feitas, a partir de tal fase oleosa são eventualmente sujeitas a condições de polimerização. Os monómeros essencialmente utilizados nesta fase oleosa incluem um componente monómero principal, um componente comonómero e um componente agente recticulador. A selecção de tipos e quantidades particulares de monómero(s) principais monofuncionais e comonómero(s) e agente(s) recticuladores . polifuncionais pode ser importante para a realização de materiais de espuma absorvente à base de HIPE com a desejada combinação de propriedades que tornam tais materiais de espuma adequados para utilização na absorção dos fluidos corporais.

principal componente monómero monofuncional utilizado na fase oleosa usada para preparar as emulsões ΪΙΡΕ aqui descritas, compreende um ou mais monómeros que tendem a conferir propriedades semelhantes ao vidro à estrutura de espuma eventualmente resultante. Tais monómeros serão daqui em diante referidos como monómeros vítreos e são, para os fins da presente invenção, definidos como materiais monoméricos que produzirão homopolímeros de elevado peso molecular (maior do que 6000) com uma temperatura de transição em vidro T_g, acima de cerca de 40°C. 0 tipo de monómero vítreo nonofuncional preferido é um monómero à base de estireno, 3om o próprio estireno a ser o monómero mais preferido

-9·

7JPflU

Mod. 71 - 20.000 ex. - 90/08 bases deste tipo. substituído, entregue. 0 compreenderá

Estireno substituído, por exemplo, monotal como p-metilestireno pode também ser componente monómero vítreo monofuncional normalmente entre cerca de 3% e 41%, mais preferivelmente entre cerca de 7% e 40% em peso da fase oleosa usada para formar as presentes emulsões HIPE.

Juntamente com o material de monómero vítreo principal, estará também presente um componente comonómero monofuncional na fase oleosa usada no presente processo de preparação de emulsão HIPE. Um tal componente comonómero multifuncional compreende um ou mais comonómeros que tendem a conferir propriedades semelhantes às da borracha às espumas que eventualmente resultam da polimeriaação das emulsões aqui preparadas. Tais comonómeros serão daqui em diante referidos como comonómeros elásticos e são, para as finalidades desta invenção, definidos como materiais monoméricos que poderão produzir homopolímeros de elevado peso molecular (maior do que 10.000) com uma temperatura de transição em vidro, T_g, de cerca de 40°C ou inferior. Comonómeros elásticos monofuncionais deste tipo incluem, por exemplo, alquilacrilatos, alquilmetacrilatos, alilacrilato, butadieno, butadienos substituídos, haletos de vinilideno e combinações de tais comonómeros e tipos de comonómero. Comonómeros elásticos preferidos incluem butilacrilato, 2-etil-hexilacrilato, butadieno, isopreno e combinações desses comonómeros. De todas estas espécies, butacrilato e 2-etil-hexilacrilato são os mais preferidos. 0 componente comonómero elástico monofuncional compreenderá geralmente entre cerca de 27% e 73%, mais preferivelmente entre cerca de 27% e 66%, em peso da fase oleosa usada para foi-mar as presentes emulsões HIPE.

Dentro da fase oleosa usada para preparar as

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Mod. 71 - 20.000 ex. - 90/08 presentes emulsões HIPE, tanto o monómero(s) vítreo mo no funcional principal como o monómero(s) elástico monofuncional têm de estar presentes dentro dos limites de concentração anteriormente referidos. Além disso, o rácio molar do componente monómero vítreo monofuncional para o componente elástico monofuncional na fase oleosa variará geralmente entre cerca de 1 = 25 e 1,5:.1, mais preferivelmente entre cerca de 1:9 e 1,5:1.

Dado que as cadeias poliméricas formadas a partir do monómero(s) vítreo e do comonómero(s) elásticos, são para ser recticuladas quando as emulsões aqui preparadas são posteriormente polimerizadas, a fase oleosa tem de conter também um agente reoticulador polifuncional. Como se passa com os monómeros e comonómeros monofuncionais, a selecção de um tipo e quantidade particulares de agente reoticulador podem ser muito importantes para a eventual realização, de emulsões HIPE que seiam polimerizáveis em espumas com a desejada combinação de propriedades estruturais, mecânicas e de absorção de fluidos.

Dependendo do tipo e quantidades de monómeros e comonómeros mo no fundo na is utilizados e dependendo ainda das desejadas caractertísticas das espumas poliméricas agente rectifase oleosa eventualmente realizadas, o componente culador polifuncional pode ser monomeros variedade de difundo na is .

Assim, o aromático agente de divinilo tal d iv in iltolueno ou dialilf talato.

ser utilizados como qualquer agente para utilização na seleccionado entre uma grande polifuncionais, preferivelmente pode ser um material como divinilbenzeno, Alternativamente, podem reticuladores alifáticos de divinilo tais dos ésteres de ácido diacrílico de polióis. reoticulador que se verificou ser adequado para a preparação das emulsões HIPE formadoras de

W.1É

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Cases 4453R

Mod. 71 - 20.000 ex. - 90/08 espuma ma is aceitáveis na presente invenção é o divinilbenaeno.

agente recticulador seja de que tipo for será geralmente empregue na fase oleosa usada no presente processo de formação de emulsão, numa quantidade entre cerca de 8% e cerca de 40%, ma is preferivelmente entre cerca de 10% e 25%, em peso. Quantidades de agente(s) recticulador dentro destes limites fornecem geralmente uma concentração molar de recticulação entre cerca de 5 moles por cento e cerca de 60 moles por cento, com base nos monómeros totais presentes na fase oleosa.

A principal porção da fase oleosa usada para preparar as emulsões HIPE aqui referidas compreenderá os monómeros, comonómeros é agentes recticuladores acima referidos, que eventualmente formam as espumas absorventes poliméricas. É portanto essencial que esses monómeros, comonómeros e agentes recticuladores sejam substancia Imente insolúveis na água de forma para que sejam principalmente solúveis na fase aquosa e não na fase oleosa destas emulsões. 0 uso de tais materiais monoméricos substancialmente insolúveis na água, assegura que sejam realizadas as emulsões HIPE de características e estabilidade apropriadas.

Ê evidentemente preferível que os monómeros, comonómeros e agentes recticuladores usados para formar as emulsões percursoras da espuma aqui referidas, sejam de um tipo tal que o polímero de espuma eventualmente formado seja adequadamente não tóxico e suficientemente estável quimicamente. Assim, estes monómeros, comonómeros e agentes recticuladores deverão ter pouca ou nenhuma toxicidade nas concentrações residuais muito baixas eroque podem ser encontrados durante o processamento e/ou uso da espuma polimerização.

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Outro componente essencial da fase oleosa usado para formar as. emulsões HIPE de acordo com a presente invenção compreende um emulsionador que permite a formação de emulsões HIPE estáveis. Tais emulsionadores são aqueles que são solúveis na fase oleosa usada para formar a emulsão. Os emulsionadores utilizados podem ser não-iónicos, catiónicos, aniónicos ou anfotéricos desde que o emulsionador ou uma combinação de emulsionadores forme uma emulsão HIPE estável. Tipos preferidos de emulsionadores que podem ser usados para proporcionar um componente emulsionador com caracteristicas adequadas incluem ésteres de ácido gordo de sorbitano, ésteres de ácido gordo de poliglicerol, ésteres e ácidos gordos de polioxietileno (POE). Especialmente preferidos são os ésteres de ácido gordo de sorbitano tais como monolaureato de sorbitano (SPAN* 20), monoleato de sorbitano (SPAN* 80) e combinações de trioleato de sorbitano (SPAN* 85) e monoleato de sorbitano (SPAN* 80). Uma tal combinação emulsionadora particularmente preferida compreende a combinação de monoleato de sorbitano e trioleato de sorbitano numa proporção de peso superior ou igual a cerca de 3:1, mais preferivelmente cerca de 4:1. Outros emulsionadores aplicáveis incluem TRIODAN* 20 que é um ester de poliglicerol existente no mercado e comercializado pela Grindsted e EMSORB* 2502 que é um sesquioleato de sorbitano comercializado pela Henkel.

componente emulsionador constituirá geralmente entre cerca de 2% e cerca de 33% em peso da fase oleosa usada para formar as emulsões HIPE aqui referidas, as quais são por sua vez utilizadas para preparar as espumas . poliméricas absorventes.- Mais preferivelmente, o componente emulsionador compreenderá entre cerca de 4% e 25% em peso de fase oleosa.

Além dos componentes monoméricos e emulsionadores anteriormente descritos, a fase oleosa usada para formar emulsões HIPE polimerizáveis aqui, referidas pode também

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Case 5 AA53R conter outros componentes ponentes de fase oleosa iniciador de põlimerização geral descrito a seguir, possível da fase oleosa vente substancialmente insolúvel na água ponentes monómero, recticulador e/ou fase oleosa. Um solvente ou veículo facultativos.

Um desses compode ser um óleo, do tipo Outro componente facultativo pode ser um veículo ou solfacultativos solúvel no para os comemulsionador da deste tipo não os monomeros deve, evidentemente, poder dissolver eventualmente polimerizados. 0 uso de tal solvente não é preferido, mas se tal solvente ou veículo for empregue, não constituirá geralmente mais do que cerca de 10% em peso da fase oleosa.

Mod. Ζ1 - 20.000 ex. - 90/08 mente, pode ela adequada, por sencia is

A fase oleosa, conforme descrito anteriorprópria ser preparada de qualquer forma meio da combinação dos componentes estécnicas facultativos, Tal combinação seja de forma utilizando-se convencionais, levada a efeito, utilisando-se qualquer ordem de introdução de componentes. A fase oleosa assim preparada será geralmente formada e armazenada num tanque de alimentação, tanque esse a partir do qual a fase oleosa pode ser fornecida numa corrente de alimentação líquida em qualquer caudal de fluxo, desejado conforme descrito a seguir.

de componentes contínua seja pode ser em lotes,

B) Fornecimento da Corrente de Alimentação da Fase

Aquosa

Conforme se indicou, uma fase oleosa conforme descrita anteriormente é a fase externa contínua nas emulsões HIPE a serem polimerizadas para se realizarem espumas absorventes. A fase interna descontínua de tais emulsões HIPE polimerizáveis é uma fase aquosa, que será geralmente uma solução aquosa contendo um ou mais com-14/

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Case s 4453R

Mod. 71 - 20.000 ex. - 90/08 ponentes dissolvidos. Tal como a fase oleosa, a fase aquosa usada para formar as emulsões HIPE aqui referidas, será introduzida no processo sob a forma de uma corrente separada.

Um componente dissolvido essencial da fase aquosa é um electrólito solúvel na água. 0 electrólito dissolvido na fase aquosa usado para formar as emulsões HIPE aqui referidas serve para minimizar a tendência dos monómeros e recticuladores, que são principalmente solúveis no óleo, para se dissolverem também na fase aquosa. Isto, por seu lado, pode minimizar a extensão em que, durante a polimerização subsequente da emulsão, o material polimérico enche as janelas das células nas interfaces óleo/água formadas pelas bolhas da fase aquosa. Assim, a presença do electrólito e a resultante resistência iónica da fase aquosa podem determinar se e em que grau as espumas poliméricas eventualmente resultantes podem ser de células abertas.

Qualquer electrólito que proporcione espécies tónicas para fornecer resistência iónica à fase aquosa pode ser usado. Os electrólitos preferidos são sais inorgânicos mono-, dl- ou trivalentes tais como haletos solúveis na água (por exemplo, cloretos), nitratos e sulfatos de metais alcalinos ou alcalino-terrosos. Exemplos deles incluem cloreto de sódio, cloreto de cálcio, sulfato de sódio e sulfato de magnésio. Cloreto de cálcio é o electrólito mais preferido para uso na fase aquosa.

Geralmente o electrólito estará presente na fase aquosa aqui utilizada para formar as emulsões HIPE numa concentração que varia entre cerca de 0,2% e cerca de 40% em peso da fase aquosa. Mais preferivelmente, o electrólito constituirá entre cerca de 0,5% e 20% em peso da fase aquosa.

-15· r

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As emulsões HIPE processo conterão também, nentes essenciais das fases descritos, um iniciador de iniciador será geralmente para formar as emulsões ciador convencional de radical formadas por intermédio desse tipicamente, além dos compooleosa e aquosa anteriormente polimerização. Um tal componente adicionado à fase aquosa usada HIPE materiais deste tipo incluem persulfatos de caprililo, peróxido hidroperóxidos de tais como

Mod. 71 - 20.000 ex. - 90/08 e pode ser qualquer inilivre, solúvel na água. Os compostos de peroxigénio sódio, potássio e amónio, de benzoilo, peróxido de cumeno, diperftalato de butilo terciário, peracede sódio e semelhantes.

peróxido de hidrogénio, butilo terciário, perbenzoato de tato de sódio, percarbonato usarr sistemas de iniciação redox formados pela combinação anteriores com agentes sódio, ácido L-ascórbico sódio,

Também se podem

Tais convencionais .

dos compostos redutores tais de como ou sais ferrosos.

sistemas são peroxigénio bissulfito de material iniciador pode compreender até cerca de 5 moles por cento com base nos moles totais dos monómeros polimerizáveis presentes na fase oleosa. Mais preferivelmente, o iniciador compreende entre cerca de 0,001 e 0,5 mole por cento, com base nas moles totais de monómeros polimerizáveis (isto é,os. monómeros, comonómeros, recticuladores) da fase oleosa. Quando utilizadas na fase aquosa, tais concentrações de iniciador podem ser realizadas por meio da adição do iniciador à fase aquosa até ao limite de entre cerca de 0,02% a 0,4%, mais preferivelmente entre cerca de 0,1% e 0,2% em peso da fase aquosa.

Tal como a fase oleosa, a fase aquosa, contendo os componentes essenciais e facultativos anteriormente descritos, pode também ser preparada por meio da combinação desses componentes de uma maneira convencional. Assim, a

-1665150 .

Case s áá-bSR

fase aquosa pode ser preparada seja de modo contínuo seja em lotes, utilizando-se qualquer ordem apropriada de adição de componentes da fase aquosa. Como com a fase oleosa, a fase aquosa será geralmente preparada e armazenada num tanque de alimentação separado que está equipado com meios para fornecer uma corrente líquida de fase aquosa a partir desse tanque, a qualquer velociada de fluxo desejada.

C)

Introdução Inicial das Correntes das Alimentação de Fases Oleosa e Aquosa na Zona de Mistura

Dinâmica fase oleosa como

Mod. 71 - 20.000 ex. - 90/08

As correntes líquidas, tanto da da fase aquosa, conforme anteriormente combinadas pela introdução alimentação líquidas de ambas essas fases zona de mistura dinâmica. Esta zona iniciaImente correntes de juntas numa de mistura dinâmica e a agitação formadora de emulsão dada seu conteúdo líquido, são descritas com mais pormenor ao seguir.

Durante este estádio de combinação inicial das fases aquosa correntes de alimende correntes de alimentação líquidas oleosa, os caudais de fluxo dessas tação são estabelecidas de modo que a fase aquosa para zona de mistura a fase oleosa proporção em peso da a ser introduzida na emulsões HIPE que

Em particular, os caudais dinâmica, fique bem abaixo da das são para ser eventualmente realizadas. de fluxo das correntes líquidas das fases oleosa e aquosa são estabelecidos de tal forma, q.ue a proporção de peso da água para o óleo durante esta fase de introdução inicial varia entre cerca de 2:1 a 10:1, mais preferivelmente, entre cerca de 2,5:1 a cerca de 5:1. A finalidade da combinação das correntes das fases oleosa e aquosa a estas proporções relativamente

17·

Mod. 71 - 20.000 ex. - 90/08 baixas de água para o óleo, é permitir a formação na zona de mistura dinâmica de pelo menos uma certa quantidade de emulsão de água em óleo, que seja relativamente estável e não se rompa facilmente sob as condições encontradas na zona de mistura dinâmica.

Os caudais de fluxo precisos das correntes de alimentação líquidas das fases oleosa e aquosa durante este passo da introdução inicial na zona de mistura dinâmica, variarão de acordo com a escala do processo de preparação da emulsão desejada. Para uma escala de operações de fábrica piloto, o caudal de fluxo da fase oleosa durante este passo de introdução inicial, pode variar entre cerca de 0,02 e 0,2 litros/minuto e o caudal de fluxo da fase aquosa pode variar entre cerca de 0,04 e 2,0 litros/minuto. Para operações à escala comercial, o caudal de fluxo da fase oleosa durante este passo de introdução inicial pode variar entre cerca de 10 e 25 litros/minuto e o caudal de fluxo da fase aquosa pode variar entre cerca de 20 e 250 litros/minuto.

Para o arranque inicial do presente processo, a zona de mistura dinâmica é cheia com o líquido das fases oleosa e aquosa antes que a agitação se inicie. Durante este estádio de enchimento, escapa-se gás da zona de mistura dinâmica. Antes da agitação começar, o líquido na zona de mistura dinâmica está em duas fases separadas, isto é, uma fase oleosa e uma fase aquosa. Uma vez que a zona de mistura dinâmica esteja cheia com o líquido, inicia-se a agitação conforme se descreve com mais pormenor daqui em diante e a emulsão começa a formar-se na zona de mistura dinâmica. Neste ponto, os caudais de fluxo das fases oleosa e aquosa deverão ser colocados dentro dos limites anteriormente estabelecidos, para proporcionarem o rácio inicial de peso relativamente baixo da água para o óleo, dentro dos limites também

'r *' c

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Case s '-1-453R estabelecidos anteriormente.

D)

Formação da Emulsão inicial na zona de Mistura

Dinâmica

Conforme indicado, as correntes de alimentação das fases oleosa binadas por meio numa zona de mistura invenção, a rec iplente recip iente da presente ende um e aquosa são inicialmente comintrodução simultânea das correntes dinâmica. Para as finalidades da zona de mistura dinâmica comprede contenção para os componentes está equipado com meios de cisalhamento ao conteúdo esse que agitação

Tais

Mod. 71 - 20.000 ex. - 90/08 líquidos, para proporcionarem líquido do recipiente, lhamento devem ser adequados ou mistura superior aquela f luxo do meios de agitação de cisapara proporcionarem agitação que ocorre devido ao líquido através do recipiente tenção.

elemento títuidos material me io da por proporcione cisalhamento dinâmica. Um de agitação que é empregues de mistura dinâmica, quailquer dispositivo necessária quantidade conteúdo líquido da adequado de dispositivo de agitação é um que é constituído por um eixo cilínzona ao tipo impulsor de pinos simples de concomo um pode ser consconvencional que de agitação de zona de mistura drico do qual se projecta radialmente um determinado número de filas (andares) de pinos cilíndricos. 0 número, dimensões e configuração dos pinos do eixo do impulsor podem ser muito varáveis, dependendo da quantidade de agitação de cisalhamento que o impulsor deve fornecer ao conteúdo líquido da zona de mistura dinâmica. Conforme discutido mais pormenorizadamente adiante, em relação ao desenho, um impulsor de pinos deste tipo pode ser montado dentro de um recipiente de mistura de forma geralmente cilíndrica que sirva como zona de mistura dinâmica. 0

-191/ <7.

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Case : 4453R

Mod. 71 - 20.000 ex. - 90/08 eixo do impulsor está em geral posicionado paralelamente à direcção do fluxo do líquido através da zona de mistura dinâmica cilíndrica. A agitação de cisalhamento é proporcionada por meio da rotação do eixo do impulsor a uma velocidade que forneça o grau requerido de agitação de cisalhamento ao material líquido que passa através da zona de mistura dinâmica.

A agitação de cisalhamento fornecida ao conteúdo líquido que foi inicialmente introduzido na zona de mistura dinâmica é a que for suficiente para transformar, pelo menos algum do conteúdo da zona de mistura dinâmica, numa emulsão de água em óleo com proporções de água para o óleo dentro dos limites estabelecidos anteriormente. Frequentemente tal agitação de cisalhamento variará, neste ponto, entre cerca de 1000 e 7000 seg.-l, mais preferivelmente, entre cerca de 1500 e 3000 seg.^-1. A quantidade de agitação de cisalhamento não precisa de ser constante, podendo ser variada ao longo do tempo necessário para efectuar a formação de tal emulsão. Conforme indicado, nem todo o material das fases aquosa e oleosa que foi introduzido na zona de mistura dinâmica, precisa, neste ponto, de ser incorporada na emulsão de água em óleo, desde que pelo menos alguma emulsão deste tipo (por exemplo, a emulsão é constituída pelo menos por cerca de 90% em peso do efluente líquido da zona de mistura dinâmica) seja formada e flua através da zona de mistura dinâmica.

Uma vez que se inicie a agitação, é importante que os caudais de fluxo tanto da fase oleosa como da fase aquosa estejam estáveis e não puisantes. Isto é porque modificações súbitas ou precipitadas nesses caudais de fluxo podem fazer com que a emulsão que se tenha formado na zona de mistura dinâmica se rompa. Portanto, as modificações dos caudais de fluxo das fases de óleo/água deverão ser

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Casis s 4^-53?;

suficientemente graduais para se evitar qualquer separação significativa da emulsão que se formou na zona de mistura dinâmica , em fases oleosas e aquosas não emulsionadas.

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E) Formação de HIPE na Zona de Mistura Dinâmica

Depois da emulsão de água em óleo, de proporção da água para o óleo relativamente baixa, ter sido formada na zona dê mistura dinâmica por meio da escolha de caudais de fluxo e de condições de agitação de cisalhamento adequados conforme anteriormente descrito, são dados passos para converter a emulsão assim formada, juntamente com o conteúdo não emulsionado adicional da zona de. mistura dinâmica, numa emulsão de elevada fase interna, por exemplo, uma HIPE. Isso consegue-se por meio da alteração dos caudais de fluxo relativos das correntes das fases aquosa e oleosa introduzidas na zona de mistura dinâmica. Assim, um tal aumento na proporção da água para o óleo das fases a serem introduzidas, pode ser conseguido aumentando-se o caudal de fluxo da fase aquosa, diminuindo-se o caudal de fluxo da fase oleosa ou por me io de uma combinação destes passos. As proporções água/óleo a serem eventualmente realizadas por meio de

um tal ajustamento dos caudais de fluxo da fase aquosa e/ou da fase oleosa, variarão geralmente entre cerca de 12:1 e 100:1, mais preferivelmente entre cerca de 20:1 e 70:1, mais preferivelmente ainda entre cerca de 25:1 e 50:1.

ajustamento dos caudais de fluxo das fase oleosa e/ou fase aquosa para se aumentar a proporção de da fase aquosa para a fase oleosa do material líquido a ser introduzido na zona de mistura dinâmica, pode começar imediatamente depois da formação inicial da emulsão na

zona de mistura dinâmica. Isto ocorrerá geralmente logo

-21I

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Case; 4453R

Mod. 71 - 20.000 ex. - 90/08 depois da agitação ter começado na zona de mistura dinâmica. A extensão de tempo levada para para aumentar a proporção de água para o óleo, até ao rácio final mais elevado desejado, dependerá da escala do processo a ser levado a efeito e da magnitude da eventual proporção da água para o óleo que se procura. Frequentemente, a duração do periodo de ajustamento do caudal de fluxo necessária para aumentar as proporções da água para o óleo variarão entre cerca de 1 e 5 minutos.

Ao aIterar-se os caudais de fluxo relativos das fases aquosa e oleosa para se conseguir os rácios finais relativamente elevados da água para o óleo desejados para a preparação da emulsão HIPE, deverá ter-se o cuidado de se fazer uma aproximação gradual a essas proporções desejadas .Conforme anteriormente notado, modificações bruscas ou precipitadas dos caudais de fluxo da fase aquosa e/ou fase oleosa podem fazer com que a emulsão na zona de mistura dinâmica se rompa antes ou pouco depois das desejadas emulsões HIPE se poderem ter formado. A taxa precisa de aumento da proporção água /óleo nas cor-rentes que estão a ser introduzidas na zona de mistura dinâmica, estará dependente dos particulares componentes da emulsão a ser preparada, bem como da escala do processo a ser levado a efeito. Para qualquer fórmula dada de HIPE e estabelecimento do processo, a estabilidade da emulsão pode ser controlada por meio do simples controlo da natureza do efluente do processo, para garantir que ele é constítuido pelo menos por algum material (por exemplo, pelo menos 90% do efluente total) numa forma de emulsão substancialmente HIPE.

As condições dentro da zona de mistura dinâmica durante a formação da emulsão podem também afectar a *

natureza da emulsão HIPE (e em ultima análise a espuma absorvente polimerizada feita partir dela) que é preparada por meio do presente processo. Um elemento, das

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Case s 4453R

Mod. 71 - 20.000 ex. - 90/08 condições da zona de mistura dinâmica, que pode ter impacto sobre o carácter da HIPE produzida é a temperatura dos componentes da emulsão dentro da zona de mistura dinâmica. Geralmente, os conteúdos emulsionados da zona de mistura dinâmica deverão ser mantidos a uma temperatura de entre cerca de. 25 e 70°C, mais preferivelmente entre cerca de 35 e 65°C, durante o passo de formação da HIPE.

Outro elemento das condições da zona de mistura dinâmica envolve a quantidade de agitação de cisalhamento fornecida ao conteúdo da zona de mistura dinâmica, tanto durante como depois do ajustamento do caudal de fluxo das fases aquosa e oleosa para formar estas emulsões de proporção HIPE. A quantidade de agitação de cisalhamento fornecida ao material emulsionado na zona de mistura dinâmica, terá impacto directo sobre o tamanho das células que constituem o material de espuma absorvente eventualmente realizado. Para um determinado conjunto de tipos e proporções de componentes da emulsão e para uma dada combinação de caudais de fluxo para a zona de mistura dinâmica, a sujeição do conteúdo líquido da zona de mistura dinâmica a quantidades maiores de agitação de cisalhamento, tenderá a reduzir o tamanho das células do material de espuma absorvente produzido a partir das emulsões HIPE aqui eventualmente realizadas.

As células da espuma e especialmente as células que são formadas por meio da polimerização de uma fase oleosa contendo monómero que envolve as bolhas de fase aquosa relativamente livre de monómeros, terão frequentemente uma forma substancialmente esférica. 0 tamanho ou ‘'diâmetro de tais células substancialmente esféricas é assim um parâmetro vulgarmente utilizado para caracterizar, de uma forma geral, as espumas bem como para

65150 Cases ‘‘-i-A-SaR

Mod. 71 - 20.000 ex. - 90/08 ' caracterizar espumas absorventes do tipo preparado a partir de emulsões HIPE feitas por intermédio do processo da presente invenção. Dado que as células numa determinada amostra de espuma polimérica não serão necessariamente do mesmo tamanho aproximado, um tamanho médio de célula, isto é, um diâmetro médio de célula, será frequentemente especificado.

Há algumas técnicas disponível para a determinação do tamanho médio das células nas espumas. Essas técnicas incluem métodos de porosimetria com mercúrio que são bem conhecidos da técnica. A técnica mais útil para a determinação do tamanho das células nas espumas, envolve, no entanto, a simples medição fotográfica de uma amostra de espuma. A Figura 1 do desenho, por exemplo, é uma 15 microfotografia de uma superfície de fractura de uma estrutura absorvente de espuma típica, preparada a partir de uma emulsão HIPE feita através do presente processo. Sobreposta à microfotografia encontra-se uma escala que representa uma dimensão de 10 microns. Tal escala pode ser usada 'para determinar o tamanho médio das células por meio de um processo de análise de imagens. A análise de imagens de microfotografias de amostras de espumas é, de facto, um instrumento analítico vulgarmente utilizado para determinar o tamanho médio das células das estruturas de espuma. Tal técnica é descrita em maior detalhe em Edwards e al.; Patente Norte-americana 4.788.225; concedida em 29 de Novembro de 1988. Esta patente é aqui incorporada como referência.

Para as finalidades da presente invenção, o tamanho médio de célula nas espumas feitas por meio da polimerização das emulsões HIPE aqui referidas pode ser usado como um meio para quantificar a quantidade de agitação de cisalhamento fornecida ao conteúdo emulsionado na zona de mistura dinâmica durante o presente

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processo. Particularmente depois dos caudais.de fluxo das fases aquosa e oleosa terem sido ajustados para proporcionarem o rácio água/óleo HIPE exigido, o conteúdo emulsionado da zona de mistura dinâmica deverá ser sujeito a agitação de eventuaImente polimerização tamanho médio cisalhamento que seja suficiente para formar uma emulsão HIPE que, aquando da subsequente, proporciona uma espuma com um de célula entre cerca de 5 e 100 mícrons. Mais

Mod. 71 - 20.000 ex. - 90/08 preferivelmente, tal agitação será a adequada para realizar um tamanho de célula médio, na espuma subsequentemente formada, entre cerca de 10 e 90 mícrons. Isto representará, tipicamente, uma agitação de cisalhamento de cerca de 1000 a 7000 seg.¹, mais preferivelmente entre cerca de 1500 e 3000 seg.^-1.

Como com a agitação de cisalhamento utilizada na introdução inicial das fases aquosa e oleosa na zona de mistura dinâmica, a agitação de cisalhamento para proporcionar emulsões HIPE não precisa de ser constante durante o processo. A velocidade do impulsor pode, por exemplo, ser aumentada ou diminuída durante o processo de preparação da HIPE, conforme desejado ou exigido para proporcionar emulsões que formem espumas com as características de' tamanho médio de célula particularmente desejadas anteriormente especificadas.

F) Transferência do Efluente da Zona de Mistura

Dinâmica para a Zona de Mistura Estática

No processo da presente invenção, o conteúdo 30 líquido da zona de mistura dinâmica que contém a emulsão é constantemente retirado da zona de mistura dinâmica e introduzido numa zona de mistura estática, onde é sujeito a mais mistura e agitação. A natureza e composição do efluente da zona de mistura dinâmica mudará, evidentemente, 35 ao longo do tempo, à medida que o presente processo se

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Mod. 71 - 20.000 ex. - 90/08 desenvolve, do arranque inicial para a formação da emulsão inicial na zona de mistura dinâmica e para a formação da emulsão HIPE. na zona de mistura dinâmica, à medida que a proporção da água para o óleo é aumentada. Durante o processo inicial de arranque, o efluente da zona de mistura dinâmica pode conter pouco ou nenhum material emulsionado. Depois da formação da emulsão começar a dar-se na zona de mistura dinâmica, o respectivo efluente compreenderá uma emulsão de água em óleo com uma proporção de água para óleo relativamente baixa, juntamente com material das fases oleosa e aquosa em excesso que não foi incorporado na emulsão. Finalmente, depois do rácio água/óleo das duas correntes de alimentação para a zona de mistura dinâmica ter sido aumentado, o efluente da zona de mistura dinâmica compreenderá principalmente uma emulsão HIPE, juntamerite com quantidades relativamente pequenas -de materiais das fases aquosa e oleosa que não foram incorporadas nessa emulsão HIPE.

Uma vez conseguido um estado de funcionamento estável, o caudal de fluxo do efluente da zona de mistura dinâmica, que se torna a corrente de alimentação para a zona de mistura estática, igualará a soma dos caudais de fluxo das fases aquosa e oleosa a serem introduzidas na zona de mistura dinâmica. Depois dos caudais de fluxo da água e do óleo proporc ionarem ritmo do fluxo terem sido adequadamente ajustados para desejada emulsão HIPE, o da zona de mistura dinâmica variará litros por minuto tipicamente entre cerca de 35 e 800 para à escala comercial.

de fluxo do efluente da de fábricas piloto, os caudais zona de variarão tipicamente entre minuto.

cerca de mistura dinâmica que

0,8 e 9,0 litros de efluente continuamente retirado da zona de

-26ΐ*

Mod. 71 - 20.000 ex. -90/08 mistura dinâmica é continuamente introduzido numa zona de mistura estática para posterior processamento. A zona de mistura estática proporciona resistência ao fluxo do material líquido através das presentes operações de processamento e assim proporciona uma pressão de retorno para o conteúdo líquido da zona de mistura dinâmica. Nao obstante, o principal propósito da zona de mistura estática do presente processo é sujeitar o material emulsionado da zona de mistura dinâmica á agitação e mistura adicionais,-a fim de completar a formação da desejável emulsão HIPE estável.

Para as finalidades da presente invenção, a zona de mistura estática pode ser constituída por qualquer recipiente de -contenção adequado para materiais líquidos, recipiente esse que está internamente configurado para proporcionar agitação ou mistura a tais materiais líquidos, à medida que esses materiais fluem através do recipiente. Um misturador estático típico é um misturador espiral que pode compreender um dispositivo tubular com uma configuração interna com a forma de uma série de hélices que invertem a direcção a cada 180° de torsão helicoidal.Cada uma das torsÕes de 180° da configuração helicoidal interna é denominada um andar. Tipicamente, um misturador estático contendo entre 12 e 32 andares helicoidais que se interceptam a ângulos de 90° será útil no presente processo.

Na zona de mistura estática, as forças de cisalhamento são proporcionadas ao material líquido aí contido, simplesmente por efeito da configuração interna do' dispositivo de mistura estática sobre o líquido, à medida que ele flui através do dispositivo. Tipicamente tal cisalhamento é proporcionado ao conteúdo líquido da zona de mistura estática na gama entre cerca de 100 e 7000 seg.^-1, mais preferivelmente entre cerca de 500 e 3000

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Ma zona de mistura . estática, essencialmente todo o material das fases aquosa e oleosa que não tenha sido incorporado no material emulsionado na zona de mistura dinâmica será, depois de terem sido atingidos os rácios água/óleo HIPE, formado numa emulsão HIPE estável. Tipicamente uma tal emulsão HIPE terá uma proporção de fase aquosa para entre cerca de 12:1 e 100:1 entre cerca de 20:1 e 70:1. Taís fase oleosa que varia mais preferivelmente de emulsões são estáveis, no sentido em que não se separarão significativamente nas suas fases de água e óleo, pelo menos por um período de tempo suficiente para permitir á polimerização do conteúdo monomérico da referida fase oleosa.

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B) Emulsão Polimerizável HIPE Vinda da Zona de

Mistura Estática □ material emulsionado pode ser contínuamente retirado da zona de mistura estática a um caudal que se aproxima ou é igual è sarna dos caudais de fluxo das correntes de fase aquosa e fase oleosa introduzidas na zona de mistura dinâmica. Depois da proporção da água parra o óleo dos materiais introduzidos ter sida aumentada até aos limites

HIPE desejados e terem sido atingidos condições de estabilidade, o efluente da zona de mistura estática compreenderá essencialmente uma emulsão HIPE estável, adequada para posterior processamento num material de espuma absorvente.

As emulsões HIPE estáveis com a composição particular aqui anteriormente especificada, podem ser convertidas em materiais de espuma absorvente úteis, por meio da sujeição desses materiais de emulsão HIPE a condições adequadas de polimerização e desidratação. Desta maneira, os materiais monoméricos presentes na fase oleosa

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Cases ή·+53Η externa das emulsões HIPE de água em óleo estáveis, polimerizar-se-ão para formar uma estrutura polimérica sólida sob a forma, de uma espuma celular. A estrutura de espuma polimérica formada por polimerização das emulsões HIPE particulares, produzidas pelo presente processo, é uma que tem as células relativamente abertas. Isso significa que as células individuais da área de espuma resultante não estão, na sua maior parte, completamente isoladas umas das outras pelo material polimérico que preenche as paredes das células. Assim, as células nessas estruturas de espuma substancialmente abertas, têm aberturas ou janelas intercelulares, que são suficientemente grandes para permitirem uma fácil transferência de fluidos de uma célula para outra, no interior da estrutura de espuma. Isso torna tais espumas especialmente úteis como absorventes de fluidos.

Em estruturas de células substancialmente abertas do tipo que pode ser preparado a partir de emulsões HIPE produzidas por meio da presente invenção, a espuma terá geralmente um caracter reticulado, com as células a serem individualmente . definidas por uma pluralidade de teias mutuamente ligadas e tridimensionalmente ramificadas. As tiras de material polimérico que constituem as teias ramificadas da estrutura de espuma com células abertas, podem ser referidas como apoios. Espumas de células abertas com uma estrutura típica do tipo apoios, encontram-se representadas, a titulo de exemplo, na fotomicrografia apresentada como Figura 1.

A polimerização das presentes emulsões HIPE para formarem espumas absorventes pode ser efectuada colocandose a emulsão HIPE num recipiente de polimerização adequado onde se sujeita a referida emulsão a condições de cura. Tais condições de cura podem compreender a manutenção de uma temperatura entre cerca de 55 e 90 °C durante um período

I

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Cases 4453R entre cerca de 4 e 24 horas. Os materiais de espuma assim produzidos serão também, pósteriormente, processados para que se tornem adequados à utilização como absorventes de fluidos. Os passos de processamento subsequentes podem incluir, por exemplo, a) a lavagem da estrutura de espuma para remover materiais residuais da fase aquosa das células da espuma, b) o tratamento da estrutura de espuma com agentes hidrofilizantes para tornar as faces internas da espuma mais adequadas para a absorção de líquidos hidrófilos tais como os fluidos corporais aquosos, c) a desidratação por compressão e/ou aquecimento para remover a água residual da mesma, ao ponto de tais espumas serrem eficazes na absorção de fluidos corporais líquidos, e/ou d) o corte ou outra forma de técnica de formação para o fornecimento dos materiais de espuma numa forma adequada para a incorporação em produtos absorventes. Os materiais de espuma absorvente que podem ser preparados a partir das emulsões HIPE preparadas pelo processo aqui descrito, encontram-se descritas em mais pormenor no Pedido de Patente Norte-americana de DesMarais, Stone, Thompson, Young, LaVon e Dyer com o número de série 07.743.839, (P&G Dossier NS 4451), depositado em 12 de Agosto de 1991. Esse -pedido é aqui incorporado como referência.

DISPOSITIVOS presente processo de preparação contínua da emulsão HIPE pode ser levado a efeito por meio da utilização de equipamento e dispositivos convencionais de processamento de líquidos. Um arranjo típico de tais equipamentos e dispositivos encontra-se ilustrado pelo diagrama de fluxo esquemático apresentado como Figura 2 do desenho.

Conforme representado na Figura 2, o equipamento

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Cases 4453R utlizável para executar o presente processo pode compreender um tanque de alimentação de fase oleosa 1 e um tanque de alimentação de fase aquosa 2. 0 líquido da fase oleosa é introduzido por meio da tubagem de alimentação da fase oleosa 3, através de uma bomba de alimentação da fase oleosa 5, um permutador de calor da fase oleosa 7 e um tubo medidor da fase oleosa P_s para o interior de um recipiente de mistura dinâmica 11. Similarmente, o material da fase líquida aquosa é introduzido, por meio de um tubo de alimentação da fase aquosa 4, através de uma bomba de alimentação da fase aquosa õ, um pernutador de calor da fase aquosa 8 e um tubo de medição da fase aquosa 10, para o interior do recipiente de mistura dinâmica 11.

recipiente de mistura dinâmica 11, é equipado com uma tubagem de ventilação 12. A ventilação do ar vindo do recipiente de mistura dinâmica é controlada por uma válvula de. ventilação 13. A ventilação torna-se necessária durante o enchimento do recipiente e pode ser executada conforme necessário para se manter um ambiente totalmente líquido no recipiente de mistura dinâmica 11. Os tubos de medição 9 e 10, são necessários para se assegurar um fluxo constante da corrente das fases oleosa e aquosa para o interior do misturador e deverão ser dimensionados para fornecerem uma pressão diferencial entre as linhas de alimentação.e o recipiente de mistura de cerca de 13,8 kPa (2 PSI) ao caudal de fluxo pretendido para o processo .

recipiente de mistura dinâmica 11 é também equipado com um impulsor de pinos 14. 0 impulsor de pinos, em si mesmo, compreende um eixo 15, que sustenta um determinado número, por exemplo 16 ou 1.7, de andares de pinos impulsores cilíndricos 16 que se projectam radialmente para o exterior, a partir do eixo impulsor. Esses andares de pinos impulsores

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Cases 4453R encontram-se posicionados em quatro filas que se estendem ao longo de uma porção do comprimento do eixo impulsor, com as filas posicionadas a ângulos de 90° em torno do perímetro do eixo impulsor. As filas de pinos impulsores ⁵ encontram-se desencontradas ao longo da extensão do eixo impulsor, de forma que os andares que sejam perpendiculares uns aos outros não se encontrem no mesmo plano radial que se prolonga a partir da linha axial do eixo. 0 impulsor 14 é usado para proporcionar agitação de θ cisalhamento ao conteúdo líquido do recipiente de mistura dinâmica 11, a fim de formar material emulsionado nesse recipiente de mistura dinâmica. Tal material emulsionado é retirado do recipiente de mistura dinâmica 11 çor meio da tubagem de efluentes do misturador dinâmico 17 e ¹⁵ é introduzido, a partir daí, num recipiente de mistura estática 18.

material líquido emulsionado é sujeito a mais agitação ou mistura no recipiente de mistura estática 18 e é retirado daí por intermédio de uma tubagem de >0 efluentes do misturador estático 19. Tal efluente, quando sob a forma de uma emulsão HIPE estável, pode ser removido por meio da tubagem de efluente 19 e uma válvula de efluente do misturador estático 20 para um contentor de polimerização adequado 21. A emulsão HIPE estável no recipiente de polimerização 21 pode ser sujeita a condições de polimerização a fim de se formar um material de espuma absorvente desejado.

EXEMPLOS

A preparação de emulsões de fase interna elevada e sua subsequente polimerização e desidratação em materiais de espuma absorvente é ilustrada pelos exemplos que se seguem. Os processos apresentados são geralmente levados a efeito a uma escala de funcionamento de fábrica semi-piloto,

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Case s 4433R utilizando-se um dispositivo substancialmente semelhante ao anteriormente descrito relativamente à Figura 2 do desenho.

EXEMPLO I

Cloreto de cálcio (320 g.) e persulfato de sódio (48 g.) são dissolvidos em 32 litros de água destilada. Isso fornece a corrente de alimentação da fase aquosa a ser usada no processo seguinte para a formação da emulsão HIPE.

A uma combinação de monómero constituída por estireno (420 g.), divinilbenzeno (660 g.) e 2-etilhexilacrilato (1920 g.) são adicionados, monoleato de sorbitano (450 g. como SPAN** 80) e trioleato de sorbitano (150 g. como SPAN*’ 85). Depois da mistura, isso constitui a corrente de alimentação da fase oleosa a ser usada no processo seguinte para formar uma emulsão HIPE.

A temparaturas de líquido situadas entre 55°C e 65°C, correntes separadas de fase oleosa e fase aquosa, são introduzidas num dispositivo de mistura dinâmica. A mistura completa das correntes combinadas no dispositivo de mistura dinâmica é conseguida por meio de um impulsor de pinos.A esta escala de funcionamento, um impulsor de pinos adequado compreende um eixo cilíndrico de cerca de 18 cm de comprimento com um diâmetro de cerca de 1,9 cm. 0 eixo suporta uma fila duas filas de 17 e duas filas de 16 pinos cilíndricos, tendo cada um deles um diâmetro de 0,5 cm, que se projecta radialmente para fora, a partir da linha axial do eixo, até um comprimento de 1 cm. As quatro filas estão posicionadas a âgulos de 90° em volta do perímetro do eixo impulsor, com as filas que são perpendiculares umas às outras a estarem separadas ao longo do comprimento do eixo, conforme se mostra no

A'

Mod. 71 - 20.000 ex. - 90/08 desenho. 0 impulsor de pinos está montado numa manga cilíndrica que forma o dispositivo de mistura dinâmica e os pinos do impulsor estão afastados 0,8 mm das paredes da manga cilíndrica. 0 impulsor é accionado a uma velocidade de 900 revoluções por minuto.

Um misturador estático (20,32 cm de comprimento por 0,635 cm de diâmetro exterior por 0,482 cm de diâmetro interior (8 x 1/4 x 0,190 polegadas) com a configuração helicoidal interna anteriormente descrita, é montado a jusante do dispositivo de mistura dinâmica para proporcionar pressão de retorno no misturador dinâmico. Isso ajuda a manter o dispositivo de mistura dinâmica, constituído pela manga cilíndrica com o seu impulsor de pinos, cheio de conteúdo líquido. 0 misturador estático ajuda também a assegurar uma formação completa e apropriada de emulsão HIPE a partir das fases oleosa e aquosa.

Uma emulsão com a proporção eventualmente oleosa para a fase aquosa é principio os caudais de fluxo 3 partes em peso da fase fase oleosa, entrem que tem o impulsor para a fase oleosa alguns minutos, até fase aquosa para 1 para o misturador desejada de água de fase gradualmente atingida. Ao são ajustados de modo aquosa e 1 parte em dispositivo de pinos. A proporção da fase aumentada, ao uma proporção parte de fase dinâmico, a caudal de que peso de mistura dinâmica no de longo de um ; i de 12-13 ;

oleosa estar um caudal < f luxo do aquosa período partes a

de óleo é de de peso fase estádio, do misturador estático passar ml/seg. Gradualmente, o diminuído de forma que a aquosa/fase oleosa fique perto de a viscosidade da emulsão que fluí caí. (Visualmente, a ma is transproporção de

25:1. Neste para fora mistura esbranquiçada torna-se, neste ponto, lúc ida).

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CciSB 2

Mod. 71 - 20.000 ex. - 90/08 caudal de fluxo da fase oleosa é a partir daí ainda mais. diminuído, até ao ponto em que a desejada proporção de peso fase aquosa/fase oleosa de 30-33:1, seja atingida. Visualmente, a emulsão, neste estádio, flui do orifício do misturador estático com a consistência de um creme batido e assenta até atingir uma consistência que faz lembrar um iogurte cremoso.

Neste ponto, a emulsão que emerge do misturador estático está pronta para a cura. A emulsão é introduzida num molde de forma geralmente rectangular, o qual é feito de polietileno e que tem as dimensões de 38 cm de comprimento; 25 cm de largura e 22 cm de altura. A emulsão é despejada nesses moldes, até que cada um dos moldes contenha aproximadamente 20.000 ml da emulsão a ser curada.

A cura é efectuada colocando-se os moldes contendo a emulsão numa estufa de cura a uma temperatura de 60°C, durante um período de cerca de 16 horas. Depois da cura, o material de espuma polimerizado sólido resultante contém até 98% de água e é macio e completamente molhado ao toque.

material de espuma, neste ponto, pode ser sujeito a mais processamento para o tornar adequado para utilização como absorvente para fluidos corporais aquosos. Tal processamento posterior pode envolver a lavagem da espuma para remover os componentes residuais das fases aquosa e oleosa, tratamento da espuma com agentes hidrofilizantes para tornar as suas superfícies internas mais hidrófilas e desidratação para proporcionar um material de espuma substancialmente sêco.

Quando o material de espuma preparado conforme descrito é sêco e sujeito a análise de imagem microfotográfica da maneira anteriormente descrita, pode ser determinado que tal material de espuma tenha um tamanho médio de

Lase:

célula de cerca de 40 mícrons.

EXEMPLO II teria1 preparada Neste exemplo, polimerização as seguintes condições:

Outra emulsão HIPE (e subsequentemente o made espuma da polimérica feito a partir delas) mesma forma geral descrita no Exemplo preparação da emulsão e como no Exemplo I, mas com materiais, concentrações e os processo de são executados diferenças em

I.

de

1) Uma mistura de 480 g de SP AN de SPAN* emulsionadora ^e 80 e 120 g 85 é usada na fase

Mod. 71 - 20.000 ex. - 90/08 oleosa.

2) Um misturador estático de

35,6 cm de comprimento x 0,95 cm de diâmetro externo (14 x 3/8 de polegada) é utilizado a jusante do . dispositivo de mistura dinâmica.

3) 0 impulsor de pinos do misturador dinâmico é accionado a uma velocidade de 850 revoluções por minuto.

4) A proporção de peso final da fase aquosa para a fase oleosa da emulsão HIPE produzida é de 31:1.

5) É utilizada uma temperatura de cura de 66°C.

Depois da secagem como no Exemplo I, a espuma do Exemplo II é sujeita a análise de imagem fotomicrográfica e verifica-se que tem um tamanho médio de célula de 37 mícrons.

-3610

65150 ijases 4453R

Mod. 71 - 20.000 ex. - 90/08

EXEMPLO III

Este exemplo ilustra a preparação de um outro tipo de emulsão HIPE (e o material de espuma polimérica resultante feito subsequentemente a partir dela) abrangida pelo âmbito da presente invenção.

Cloreto de cálcio (36,32 kg) e persulfato de potássio (568 g) são dissolvidos em 378 litros de água. Isso fornece a corrente de fase aquosa a ser usada num processo contínuo para a formação de uma emulsão HIPE.

A uma combinação monomérica constituída por estireno (1600 g), divinilbenzeno de 55% de grau técnico (1600 g) e acrilato de 2-etilhexilo (4800 g) é adicionado monolaurato de sorbitano (960 g como SPAN** 20). Depois da mistura, esta combinação de materiais é deixada assentar de um dia para o outro. 0 sobrenadante é retirado e usado como fase oleosa num proceso contínuo para a formação de uma emulsão HIPE. (Cerca de 75 g de um residuo pegajoso são abandonadas).

A uma temperatura de fase aquosa de 48-50°C e uma temperatura da fase oleosa de 22°C, correntes separadas de fase oleosa e fase aquosa são introduzidas no dispositivo de mistura dinâmica. Uma mistura completa das correntes combinadas no dispositivo de mistura dinâmica é conseguida por meio de um impulsor de pinos. A esta escala de funcionamento, um impulsor de pinos apropriado compreende um eixo cilíndrico de cerca de 21,6 cm de comprimento com um diâmetro de cerca de 1,9 cm. 0 eixo, conforme descrito no Exemplo I, serve de suporte a 4 filas de pinos, tendo duas filas 17 pinos e 2 filas 16 pinos, cada um deles com um diâmetro de 0,5 cm que se projectam para fora 1,6 cm a partir da linha axial do eixo. 0 impulsor de pinos encontra-se montado numa manga cilíndrica que forma o dispositivo de mistura dinâmica e os pinos estão separados 0,8 mm das paredes da manga cilín-37drica.

espiral encontra-se mistura dinâmica para misturador dinâmico e , Um misturador estático montado a jusante do dispositivo de proporcionar pressão de retorno no proporcionar uma incorporação aperfeiçoada na emulsão que é eventualmente formada.

estático tem' 35,6 cm (14 com um diâmetro exterior de misturador estático é um Modelo modificado por meio do corte de 6,1 cm (2,4

Mod. 71 - 20.000 ex. - 90/08 para componentes misturador comprimento polegada). 0 Industries, polegadas).

dispôsitvo combinado de mistura instalado é cheio com fase oleosa e fase aquosa,numa proporção de 2 de mistura de

Tal polegadas)

1,3 cm

070-821 da TAH de (0,5 partes de água para 1 parte de óleo. 0 dispositivo dinâmica é ventilado para se permitir que o enquanto o dispositivo é completamente cheio. Os fluxo durante o enchimento são de 1.127 g/seg de fase oleosa e 2,19 ^cm3/seg. de fase aquosa.

Uma vez ar .escape caudais de cheio o dispositivo instalado, começamisturador dinâmico, com o impulsor a caudal de fluxo da fase aquosa é então se a agitação no rodar a 1800 RPM, 0 continuamente aumentado até se atingir um caudal de 35,56 cm³/seg.

pressão estático ao de veloc idade até de longo de um período de tempo de 130 segundos. A retorno criada pelos misturadores dinâmico e nessa altura é de 51,75 kPa (7,5 PSI). A é então continuamente diminuída do impulsor uma veloc idade 60 segundos. A

PSI). Neste de

1200 pressão de ponto, a instantaneamente aumentada para 1800 RPM.

(4,5

RPM, ao longo de um período retorno cai para 31,05 kPa velocidade do impulsor é A pressão de retorno do sistema mantem-se constante daí em diante a 31,05 kPa (4,5 PSI).

A emulsão formada que flui do misturador estático neste ponto é recolhida em Caixas de Armazenamento Alimentar

65150

Case s 4453R

Mod. 71 - 20.000 ex. - 90/08 ¹ Económico a Frio Rubbermaid, Modelo 3500. Essas caixas são construídas de polietileno de grau alimentar e têm as dimensões nominais de 45,7 cm x 66 cm x 22,9 cm (18 x 26“ x 9) . As dimensões interiores reais destas caixas são

38,1 cm x 58,4 cm x 22,9 cm (15 x 23 x 9). Estas caixas são pré-tratadas com uma película de uma solução constituída por uma solução a 20% de SPAN** 20 num peso igual de mistura solvente de xileno e isopropanol. A mistura solvente é deixada evaporar para deixar apenas o SPAN**20. Quarenta e sete litros de emulsão são recolhidos em cada caixa.

As caixas que contêm a emulsão permanecem numa sala mantida a 65°C, durante 18 horas para produzir a polimerização da emulsão nas caixas, para assim formar 15 material de espuma polimérica. Depois da cura estar completa, o material molhado de espuma curada é removido das caixas de cura.

material de espuma é, neste ponto, sujeito a mais processamento a fim de desidratar a espuma e deixar uma quantidade residual do agente hidrofilizante CaCl_sincorporado dentro da estrutura da espuma. Depois de tal processamento, o material de espuma tem um conteúdo de água residual de cerca de 5-7% em peso do material polimerizado (incluindo a água de hidratação) e contém monolaurato de sorbitano residual numa quantidade de cerca de 11% em peso e cloreto de cálcio hidratado numa quantidade de cerca de 5% em peso (base anidro).

Tal espuma é do tipo fina até estar molhada, o que significa que uma tal espuma abaterá para um calibre relativamente menor aquando da desidratação, mas voltará a expandir-se ,e aumentar de calibre quando encontrar e pósteriormente embeber fluidos corporais aquosos. 0 material de espuma fino até estar molhado, preparado de acordo com este Exemplo III, no seu estado

-39X

65150

Cases 44S3R expandido, tem um tamanho médio de célula de cerca de 15 mícrons.

Mod. 71 - 20.000 ex. - 90/08

EXEMPLO -IV

Este exemplo ilustra a preparação de ainda um outro tipo de emulsão HIPE (e consequentemente do material de espuma polimérico fino até estar molhado resultante, subsequentemente feito com ela) que se situa no âmbito da presente invenção.

Cloreto de cálcio (36,32 kg.) e persulfato de potássio (568 g.) são dissolvidos em 378 litros de água. Isso proporciona a corrente de fase aquosa a ser usada no processo seguinte de formação de uma emulsão HIPE.

A uma combinação de monóme.ro constituída por estireno (1600 g), divinilbenzeno de 55% de grau técnico (1600 g) e acrilato de 2-etil-hexilo (4800 g) é adicionado monolaurato de sorbitano (480 g, como SPAN** 20) e uma mistura de monolaurato de sorbitano e monopaImitato de sorbitano (240 g de SPAN** 20 e 240 g de SPAN** 40) para facilitar a dissolução do SPAN** 40. Depois de misturada, esta fase oleosa é deixada assentar de um dia para o outro. 0 sobranadante é retirado e usado no processo seguinte. Cerca de 75 g de resíduo pegajoso são abandonadas.

A uma temperatura de fase aquosa de 48-50°C e a uma temperatura de fase oleosa de 22°C, correntes separadas de fase oleosa e fase aquosa são introduzidas num dispositivo de mistura dinâmica. Uma mistura completa das correntes combinadas, dentro do dispositivo de mistura dinâmica, é conseguida por meio de um impulsor de pinos. A está escala de funcionamento, um impulsor de pinos apropriado compreende um eixo cilíndrico de cerca de 21,6 cm de comprimento oom um diâmetro de cerca de 1,9 cm. 0 eixo suporta 4 filas de pinos, tendo duas filas 17 pinos e

⁶⁵¹⁵⁰

Cases 4453R duas filas 16 pinos, cada um com um diâmetro de 0,5 cm, que se projecta para fora 1,6 cm, a partir da linha central axial do eixo. 0 impulsor de pinos está montado numa manga cilíndrica que forma o dispositivo de mistura dinâmica e os pinos estão separados 0,8 mm das paredes da manga cilíndrica.

Mod., 71 - 20.000 ex. - 90/08

Um misturador espiral estático [com 35,6 cm 14 de comprimento por 1,3 cm 1/2 de diâmetro exterior, Modelo 070-821 das TAH Industries, modificado pelo corte de 6,1 cm 2,4] está montado a jusante do dispositivo de mistura dinâmica, para proporcionar pressão de retorno no misturador dinâmico e dar uniformidade à emulsão.

dispositivo de mistura combinado é cheio com fase oleosa e fase aquosa numa proporção de 2 partes de água para 1 parte de óleo, enquanto se ventila o aparelho para se deixar escapar o ar enquanto se enche completamente o aparelho. Os caudais de fluxo durante o enchimento são de

1,5 g/seg. para a fase oleosa e 3,0 cc/seg. para a fase aquosa.

Uma vez cheio, inicia-se a agitação, com o impulsor a girar a 1800 RPM. A fase aquosa tem então o seu fluxo uniformemente aumentado até um caudal de 43,5o cc/seg. ao longo de um período de tempo de 40 segundos. A pressão de retorno criada pelos misturadores dinâmico e estático, neste ponto, é de 38,65 kPa (8,5.PSI). A velocidade do impulsor é então gradualmente diminuída até uma

veloc idade	de	1400 RPM	ao	longo de um período de	60
segundos.	A	pressão	de	retorno cai	para 31,05	kPa
(4,5PSI).	Neste	ponto	a	velocidade	do impulsor	é

instantaneamente aumentada para 1800 RPM. A pressão de retorno do sistema mantém-se constante daí em diante a 31,05 kPa (4,5 PSI).

A emulsão formada é recolhida em Caixas de Armazenamento Económico de. Alimentos a Frio Rubbermaid,

Mod. 71 - 20.000 ex. - 90/08 construídas de polietileno de grau alimentar, Modelo 3500, no'minalmente com 45,7 cm X 66 cm X 22,9 cm (18 X

X 9) de fundo, com uma dimensão interior real de

38,1 cm x 58,4 cm x 22,9 cm(15 X 23 X 9) de fundo. 0s moldes são pré-tratados com uma película de uma solução constituída por uma solução a 20% de SPAN** 20 em xileno (que é também deixada assentar durante uma noite e apenas se utiliza o sobrenadante transparente). Os moldes são pré-aquecidos, fazendo o xileno evaporar-se e deixando apenas o SPAN** 20. Quarenta e sete litros de emulsão são recolhidos em cada um dos moldes.

Os moldes cheios são então mantidos numa sala a uma temperatura de 65°C durante 18 horas, para curarem a respectiva emulsão. Depois da cura estar completa, o material de espuma curado molhado é removido das caixas de cura. Neste ponto, a espuma contém cerca de 30-40 vezes o peso do material polimerizado (30-40X) da fase aquosa residual que contém dissolvidos os emulsionadores, electrólito e iniciador. 0 material de espuma é cortado, com uma lâmina de serra de acção recíproca, em folhas que têm 0,89 cm (0,350 polegadas) de espessura. Essas folhas são então sujeitas a compressão numa série de 3 rolos de aperto que reduzem gradualmente o conteúdo de fase aquosa residual da espuma a cerca de 6 vezes (6X) o peso do material polimerizado. Neste ponto, as folhas são então de novo saturadas com uma solução a 1% de CaCl_s a 60°C, são espremidas num expressor até um conteúdo de fase aquosa de cerca de 10X.

3Q As folhas de espuma, que agora contêm cerca de

10X do que é essencialmente uma solução a 1% de CaCl_a são passadas através de um expressor final equipado com uma ranhura de vácuo. 0 último expressor reduz o conteúdo da solução de GaCl_a a cerca de 5 vezes (5X) o peso de polímero.

A espuma mantém-se comprimida depois do aperto final, a um

4210

65150

Cases 4453F?

Mod. 71 - 20.000 ex. - 90/08 calibre de cerca de 0,2 cm (0,080 polegada). A espuma é então seca numa estufa com circulação de ar a cerca de 60°C, durante cerca de três horas. Tal secagem redus o conteúdo de humidade para cerca de 5 - 7% em peso de material polimêrizado.

Uma tal espuma é do tipo fina até estar molhada, significando que esta espuma se manterá num estado deprimido, relativamente fino quando desidratada-, mas voltará a expandir-se em espessura quando encontrar e subsequentemente embeber fluidos corporais aquosos. 0 material de espuma fina até estar húmida, preparado de acordo com este Exemplo IV terá, no seu estado dilatado, um tamanho médio de célula de 12 microns.

As emulsões HIPE, que são preparadas de acordo com o presente processo contínuo e que são especialmente úteis para a posterior polimerização e desidratação para formarem espumas absorventes finas até estarem molhadas, podem ser realizadas por meio da selecção de determinados parâmetros de processamento preferidos. Em particular, as emulsões HIPE para a formação de espumas finas até estarem molhadas podem ser preparadas utilizando-se:

A) Emulsionadores da fase oleosa seleccionados de entre monolaurato de sorbitano (por exemplo, SPAN* 20) e combinações (por exemplo num rácio de peso de 1:1 a 10:1) de monolaurato de sorbitano (por exemplo, SPAN* 20) e um co-emulsionador seleccionado de entre os ésteres de ácido gordo de poliglicerol e monopalmitato de sorbitano

4310

65150

Case 8 4453R

Mod. 71 - 20.000 ex. - 90/08 (por exemplo SPAN* 40).

B) Orna temperatura da zona' de mistura dinâmica variando de cerca de 25°C a cerca de 50°C ou mesmo de 25°C a 60°C.

C) Agitação de cisalhamento na aona de mistura dinâmica que seja suficiente para eventualmente . formar uma emulsão de fase interna elevada que, na polimerização subsequente; proporcione uma espuma com um tamanho médio de célula entre cerca de 5 e 30 mícrons; e preferivelmente .

D) Proporções relativamente mais elevadas do monómero vítreo para o comonómero elástico na fase oleosa, de tal forma que, por exemplo, o rácio molar do monómero vítreo . para o comonómero elástico, varie entre cerca de 1:2 e 1:1.

L isboa, -3. N9V. 1992

Agente Oficial d« Propriedade Industrial ®rtérl*-Arç» í» Conceição, 3, LMISG OM&

-4465150

Case s

REIVINDICAÇÕES

IS. - Processo contínuo para a preparação de urna emulsão de fase interna elevada, que. é apropriada para a polimerização e desidratação subsequentes para formar um material de espuma absorvente tal como um material de espuma absorvente de pouca espessura mas expandível caracterizado por compreender!

A) o fornecimento de uma corrente de alimentação líquida de uma fase oleosa compreendendo:

Mod. 71 - 20.000 ex. - 90/08 (i) entre cerca de 3% e 41%, de preferência, entre cerca de 7% a ^0% em peso de um componente monomérico vítrea monofuncional substancialmente insolúvel em água compreendendo, de preferência, um ou mais tipos de monómeros com base em estireno;

Cii) entre 27% a 73%, de preferência entre 27% a 66% em peso de um componente comonomérico de borracha monofuncional substancialmente insolúvel em água, de preferência tipos de comonómeros seleccionados de entre butilacrilato, Ξ-eti1-hexilacrilato, butadieno, isopreno e combinações destes tipos de comonómeros;

(iii) proporção molar do componente monomérico vitreo monofuncional para o componente comonomérico de borracha monofuncional na fase oleosa compreendida de preferência dentro da gama 1;25 a 1,5:1, com maior preferência de 1:2 a 1:1;

65150

Case s 44-53R

(iv) entre 8*/. a 30*/., de preferência, entre cerca de 10*/. a 257. em peso de um componente de agente de reticulação substancialmente insolúvel em água, compreendendo um tipo de monómero difuncional seleccionado de entre divinilbenzeno, diviniItolueno, dialiftalato, um ou mais ésteres do ácido diacrílico de um poliol ou combinações desses tipos de monómeros difuncionais, compreendendo de preferência divinilbenzeno;

(v) entre 2% e 337., de preferência entre 4% a

25% em peso de um componente emulsionador que é solúvel na fase oleosa e que é

Mod. 71 -20.000 ex.-90/08 apropriado para óleo estável, formar uma emulsão água em compreendendo o referido componente emulcionador de preferência um emulsionador seleccionado de entre ésteres de ácidos gordos de -sorbitano, ésteres de ácidos gordos de poliglicerol, ácidos gordos e ésteres de po1ioxietileno e combinações desses emulsionadores com maior preferência mono-oleato de sorbitano e sorbitano numa proporção em mono-oleato para trioleato entre 2:1 e 5:1 ou uma peso de monolaurato de um coemulsionador num monolaurato para uma proporção em peso de coemulsionador compreendida entre 1:1 e 10:1; e compreendendo trioleato de peso de um compreendida proporção em sorbitano e

B) fornecer uma corrente líquida de uma fase aquosa compreendendo uma solução aquosa que contém entre cerca de

-4610

65150

Case s 4453R

C)

0,27» a 407», de preferência entre cerca de 0,57. a

20% em peso de electrólito compreendendo de solúveis em água alealino-terroso solúvel em um du mais água sais de um metal alcalino ou compreendendo com contendo metal maior ainda preferencialmente entre

0,027.

a 0,47» de preferência entre 0,17» a 0,27», em peso de um iniciador solúvel em introduzir de po1imerização água;

em simultâneo as radical livre referidas correntes de alimentação líquidas numa zona de mistura dinâmica a velocidade de fluxo tais que a

Mod. 71 - 20.000 ex. - 90/08 proporção em peso inicial de fase aquosa para fase oleosa preferência cai dentro da gama de 2:1 a 10:1 de

2,5:1 a 5:1;

D) submeter as correntes de alimentação combinadas na referida zona de mistura dinâmica para agitação de corte suficiente, de preferência a uma velociade compreendida entre 69X10^sPa(Nffi) e 483X10^sPa(N(fi), preferencialmente a uma velocidade compreendida entre '103,5 X ÍO⁴ Pa (Nnf) e 207X10^sPa(N.nf) para pelo menos formar parcialmente uma mistura emulsionada na referida zona enquanto se mantêm velocidades de fluxo não pulsantes, regulares para as correntes de fase aquosa e oleosa;

E) aumentar regularmente as proporções das correntes de alimentação água para óleo sendo introduzidas na zona de mistura dinâmica numa gama compreendida entre 12:1 a 100:1, de preferência

-4765150

Case? 4453R

entre 20:1 a 70:1 a uma velocidade de crescimento que não destrói a natureza emulsionadora do conteúdo da referida zona de mistura dinâmica mantendo os conteúdos emulsionados da referida zona de mistura dinâmica a uma temperatura compreendida entre 25°C e 70tj de preferência entre 35°C a óáfc, preferencialmente entre 25°C ê 60°C e mais preferentemente entre 2SC e 50°C enquanto se submete o contuúdo emulsionador da

Mod. 71 - 20.000 ex. - 90/08 referida zona a agitação de corte continuado, de preferência a uma velocidade compreendida entre

69X10''Pa(N.ffi) e 483 X 10^sPa(N.nf) preferentemente a uma velocidade compreendida entre

103,5X10*Pa(N.fff) e 207X10^sPa(N.m? de preferência através de um motor de pinos que é suficiente para eventualmente formar uma emulsão de fase interna elevada que, após polimerização subsequente, proporciona uma espuma possuindo um tamanho de célula médio compreendido entre 5 e 100 de preferência entre 10 e 90 microns, preferencialmente entre 5 e 30 microns;

F) retirar continuamente os conteúdos émulsionados da referida zona de mistura dinâmica e continuamente introduzir os referidos conteúdos emulsionados numa zona de mistura estática em que os referidos conteúdos emulsionados são submetidos ainda a uma mistura de corte suficiente para formar completamente uma emulsão de fase interna elevada estável possuindo uma proporção em peso de fase aquosa para fase oleosa compreendida entre 12:1 e 100:1 de preferência entre 20:1 e 70:1; e

-4865150

Case s 4433R

Claims

Ί G) retirar continuaménte a referida emulsão de -fase interna elevada estável da referida zona de mistura estática de forma que a emulsão de fase interna elevada estável possa ser polimerizada e 5 desidratada para formar uma espuma absorvente sólida.

Mod. 71 - 20.000 ex. - 90/08
2S. - Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a corrente de alimentação líquida de fase aquosa ser inicialmente fornecida à zona de mistura dinâmica a uma velocidade de fluxo de escala piloto compreendida entre 0,04 e Ξ,Ο 1itros/minuto e a corrente de alimentação de fase líquida ser inicialmente fornecida è zona de mistura dinâmica a uma velocidade de. fluxo de escala piloto compreendida entre cerca de 0,02 e 0,2 1 itros/minuto.
3S. - Processo de acordo com quaisquer das reivindicações 1 e 2, caracterizado por após se ter aumentado a proporção da fase aquosa para a fase oleosa se retirar □ efluente da zona de mistura dinâmica a uma velocidade de fluxo de escala piloto compreendida entre 0,8 e 2,2 1itros/minuto.

45. - Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a corrent de alimentação líquida de fase aquosa ser inicialmente fornecida à zona de mistura dinâmica a uma velocidade de fluxo de escala comercial compreendida entre 25 e 250 1itros/minuto e a corrente de alimentação líquida de fase oleosa ser inicialmente fornecida à zona de mistura dinâmica a uma velocidade de fluxo de escala comercial compreendida entre 10 e SE 1itros/minuto.

-4965150

Case s 44535:

1 53. — Processo de acordo com a reivindicação
4, caracterizado por após a proporção da fase aquosa para a fase oleosa ter sido aumentada se retirar o efluente da zona de mistura dinâmica a uma velocidade de fluxo de escala comercial compreendida entre 35 e

800

1 i tros/minuto.

Mod. 71 - 20.000 ex. - 90/08
6-. - Processo de acordo com quaisquer das reivindicações 1 a 5, caracterizado por se submeter ainda a emulsão de fase interna elevada retirada da referida zona de mistura estática em condições apropriadas para efectuar a polimerização dos monómeros, comonómeros e agentes de reticulação polimerizáveis na fase oleosa da emulsão de fase interna elevada estável para se formar após subsequente desidratação um material de espuma absorvente polimérico, tal como um material de espuma de pequena espessura que se expande novamente após contacto com fluídos corporais aquosos.