TW201841952A - 共聚物、包含此共聚物之水溶液、以及在製漿和造紙操作中減少天然瀝青和黏著性污染物的負面影響之方法 - Google Patents

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Abstract

本揭露關於一種共聚物，包括至少一種親水性單體、至少一種疏水性單體和至少10重量％的甲基苯乙烯，特別適合用作防黏劑，以減少製漿和造紙操作中由天然瀝青和/或黏著性污染物引起的負面影響。

Description

共聚物、包含此共聚物之水溶液、以及在製漿和造紙操作中減少天然瀝青和黏著性污染物的負面影響之方法
本發明是關於一種共聚物包括至少一種親水性單體(hydrophilic monomer)和至少兩種疏水性單體(hydrophobic monomers)，其中該些疏水性單體其中之一係為甲基苯乙烯(methyl styrene)，其以至少10重量％存在於共聚物中，特別是適合使用於作為防黏劑(detackifying agent)，以在製漿和造紙兩種操作中減少天然瀝青和/或黏著性污染物所造成的負面影響。
根據本發明之共聚物可進一步作為紙張形成中或在纖維製備工廠中處理纖維之陽離子添加劑的一固定劑(a fixative for cationic additives)以保護所製得之纖維免受疏水性污染(hydrophobic contamination)，或者用於墊圈(washer)和增稠化纖維(thickener fabrics)之淋洗(showering)以避免黏性物質沉積並保持孔隙率(porosity)。
本發明亦有關於一種共聚物水溶液(aqueous copolymer solution)包括根據本發明之共聚物、一種於製漿和造紙兩種操作中減少天然瀝青和/或黏著性污染物所造成負面影響的方法、以及前述共聚物之用途，特別是纖維素紙漿中的共聚物水溶液以於製漿和造紙兩種操作中減少天然瀝青和/或黏著性污染物所造成負面影響之用途。
紙張生產是世界各地的重要產業。紙張生產製程包括使用天然木材來源以及使用廢紙作為初始材料，每種初始材料在造紙製程中會引起不同的問題。
無論是使用木材和/或廢紙，第一步驟是先將初始材料溶解到一紙漿中，因而生產出所謂的纖維素紙漿(cellulosic pulp slurry)。無論使用何種類型的製漿方法，木材和/或廢紙都被分解成其組成元素，使纖維可以分離。製漿會導致大量單根纖維的產生。然後洗滌並篩分該些纖維以除去剩餘的纖維束。之後，將水份壓出並將殘餘物乾燥。
天然來源的紙漿含有相當比例的有機物質，通常稱為樹脂或瀝青(pitch)。在製漿過程中樹脂是從木材中提取的，並且在纖維素懸浮液中造成顯著的麻煩，因為樹脂顆粒是黏性的，傾向於聚集並在製漿和造紙機械上形成黏著性沉積物。在造紙製程中通常使用一種織物網，通常稱為機器線或毛氈，來除去水。樹脂或瀝青沉積物堵塞並阻塞織物中的小開口，從而抑制排水而造成片材缺陷，例如成品紙張中的孔洞。積聚在紙漿和回水箱內表面上的沉積物可能突然釋放並在紙張中形成樹脂團塊。較大的團塊會破壞在機器中的紙張，導致生產損失。
出於經濟上的理由，回收利用天然纖維材料製成的廢紙是最先進的。然而，由於黏性污染物(所謂的“膠黏物”)，使用廢紙的造紙過程變得越來越困難。增加混合廢紙的含量作為造紙過程中的原料來源，會導致大量固體和/或水不溶性黏性成分被摻入造紙機循環系統中。儘管增加了機械清潔工作，但是不可能完全去除例如自黏標籤、熱熔體、回收塗佈紙和板材的黏性攙和組件之黏著物。它們代表了造成所謂的“膠黏物”和“白色瀝青”(white pitch)的重要原因，前述“膠黏”和“白色瀝青”通常由於它們的疏水性質而沉積在熱且移動的部件上以及沉積在造紙機器的線和毛氈中，因而可導致紙幅斷裂。
多年來，一直提供有作為防黏劑的產品，以用於處理紙漿污染物例如來自於天然來源的瀝青或來自於廢紙中的膠黏物。EP 2 639 350 A1公開了水性非成膜聚合物分散體(aqueous, non-film forming polymer dispersions)形式的樹脂和瀝青控制劑，以及通過使用這種聚合物分散體防止瀝青顆粒沉積在纖維素紙漿懸浮液中的方法。WO2011/015297A1公開了一種用於減少黏合劑合成污染物在包含廢紙的物質系統中的負面影響的方法。兩篇專利均公開了防黏聚合物組合物以含有一定固體含量的聚合物分散體的形式提供。兩個現有技術文獻都強調了使用水性分散體之(共)聚合物具有相對高的玻璃轉化溫度對於處理紙漿的重要性。
US 3,992,249還涉及一種藉由添加帶有疏水性-親油性和親水取代基(hydrophobic-oleophilic and hydrophilic substituents)的某些陰離子乙烯基聚合物(anionic vinyl polymers)，在鹼性製漿過程中從木漿製造出紙漿的製程期間可抑制瀝青沉積到製漿設備表面上的方法。
然而，研發出可減少天然瀝青和黏著性污染物在製漿和造紙操作中之負面影響的進一步之組合物和方法仍是有需要的。
此目的係通過提供一種共聚物包括至少一種親水性單體(hydrophilic monomer)和至少兩種疏水性單體(hydrophobic monomers)而解決，其中這些疏水性單體其中之一係為甲基苯乙烯(methyl styrene)，其基於此共聚物之總重量的至少10重量％的一含量存在。
再者，根據本發明之共聚物包括至少一種親水性單體係選自丙烯酸(acrylic acid)或甲基丙烯酸(methacrylic acid)或其中之一混合物，基於此共聚物之總重量的至少10重量％之甲基苯乙烯，和至少另一疏水性單體係選自由苯乙烯(styrene)、甲基丙烯酸甲酯(methyl methacrylate)、丙烯腈(acrylonitrile)、二乙烯基苯(divinyl benzene)、三乙烯基苯(trivinyl benzene)、或其中之一混合物所組成之群組。
再者，根據本發明之共聚物包括至少25重量%和最多40重量%的丙烯酸，至少20重量%和最多50重量%的甲基苯乙烯，以及至少15重量%和最多55重量%，或者最多70重量%，的苯乙烯，其中前述給出的重量百分比範圍係基於此共聚物之總重量而定。
再者，根據本發明之共聚物係具有一玻璃轉化溫度(glass transition temperature，Tg)於至少105°C、較佳地至少115°C、更佳地至少120°C之範圍。
再者，根據本發明之共聚物係具有一重量平均分子量(weight average molecular weight)於7000 g/mol至20000 g/mol之範圍。
再者，根據本發明之共聚物包括至少一種單價陽離子(monovalent cation)，以平衡位於前述至少一種親水性單體上的一陰離子電荷(anionic charge)。
再者，根據本發明之共聚物包括至少一種單價陽離子，係選自於H+、或Li+、或Na+、或K+、或NH4+、或是被一直鏈(linear)或支鏈烷基(branched alkyl radical)單-、二-、三-或四取代的銨、或是被一直鏈或支鏈羥烷基(hydroxyalkyl radical)單-、二-、三-或四取代的銨、或是被直鏈或支鏈烷基、或直鏈或支鏈羥烷基、或質子化氨基醇(protonated amino alcohols)或質子化氨甲基丙醇(protonated aminomethyl propanol)之一混合物二-、三-或四取代的銨、或是前述列出之陽離子的組合。
在另一方面，此申請係關於一種共聚物水溶液(aqueous copolymer solution)包括至少一種根據本發明之共聚物。
再者，根據本發明之共聚物水溶液係包括一濃度範圍在至少100 g/l到最多400 g/l之間的本發明之共聚物。
此申請的另一方面係關於一種減少天然瀝青(natural pitch)和黏著性污染物(adhesive contaminants)沈積於製作紙漿和紙之裝置(pulp and paper making equipment)的方法，其特徵在於，使用本發明之一共聚物。
再者，當使用於本發明之方法，在紙漿中之本發明共聚物的濃度係在相對於乾紙漿(dry pulp)之至少100 g/tons到600 g/tons的範圍內。
再者，根據本發明之方法，本發明之共聚物係使用於本發明之共聚物水溶液。
本發明之另一方面係關於本發明之共聚物水溶液或本發明之共聚物的用途(use)，以減少天然瀝青和黏著性污染物沈積於製作紙漿和紙之裝置。
再者，根據本發明所描述之用途，紙漿水溶液的水質硬度(water hardness)係在0° dH至14° dH之範圍內、或0° dH至 8.4° dH 之範圍內。
再者，根據本發明所描述之用途，應用於一纖維素紙漿(cellulosic pulp slurry)之本發明共聚物水溶液的含量，基於纖維素紙漿之乾重(dry weight)計量，係在至少0.01重量%到最多0.5重量%， 較佳地至少0.01重量%到最多0.3重量%，甚至較佳地至少0.1重量%到最多0.2重量%。
本發明之另一方面係關於本發明之共聚物水溶液或本發明之共聚物的用途(use)，作為紙張形成中或在纖維製備工廠中處理纖維之陽離子添加劑的一固定劑(fixative for cationic additives)以保護所製得之纖維免受疏水性污染，或者用於淋洗墊圈和增稠化纖維(thickener fabrics)以避免黏性物質沉積並保持孔隙率(porosity)。
在此欲保護一種共聚物包括至少一種親水性單體(hydrophilic monomer)和至少兩種疏水性單體(hydrophobic monomers)，其中這些疏水性單體其中之一係為甲基苯乙烯(methyl styrene)而基於共聚物之總重量的至少10重量％的含量存在。
於一實施例，共聚物係由至少一種親水性單體和至少兩種疏水性單體所組成，而疏水性單體其中一者係為甲基苯乙烯，且以基於共聚物之總重量的至少10重量％的含量存在。
較佳地，本發明之共聚物包括至少一種親水性單體係選自(甲基)丙烯酸((meth) acrylic acid)、馬來酸(maleic acid)、馬來醯胺酸(maleamic acid)、衣康酸(itaconic acid)、丙烯醯胺乙酸(acrylamide acetic acid)、或苯乙烯磺酸(styrenesulfonic acid)或前述之一混合物所組成之群組，至少一疏水性單體係選自由苯乙烯(styrene)、甲基丙烯酸甲酯(methyl methacrylate)、丙烯腈(acrylonitrile)、二乙烯基苯(divinyl benzene)、三乙烯基苯(trivinyl benzene)或前述之一混合物所組成之群組，以及至少10重量％的甲基苯乙烯。
於一較佳實施例中，本發明之共聚物係選自由(甲基)丙烯酸、馬來酸、馬來醯胺酸、衣康酸、丙烯醯胺乙酸、或苯乙烯磺酸或前述之一混合物所組成群組的至少一親水性單體、選自由苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈、二乙烯基苯、三乙烯基苯或前述之一混合物所組成群組的至少一疏水性單體，以及至少10重量％的甲基苯乙烯所組成。
本申請文中之「共聚物」一詞係指由至少三種不同單體聚合所得到之一聚合物。至少一種單體是一親水性單體，和至少兩種單體是彼此不相同的疏水性單體，且其中疏水性單體的至少其中一者為甲基苯乙烯。
較佳地，本發明之共聚物係由選自由(甲基)丙烯酸、馬來酸、馬來醯胺酸、衣康酸、丙烯醯胺乙酸、或苯乙烯磺酸或前述之一混合物所組成群組的之至少一親水性單體至少兩種疏水性單體聚合而得，其中至少一種疏水性單體為甲基苯乙烯，而另一種疏水性單體係選自由苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈、二乙烯基苯、三乙烯基苯或前述之一混合物所組成群組的至少其中之一疏水性單體。因此，此共聚物包括了在合成共聚物期間使用至少一種親水性單體而產生的親水性部分(hydrophilic moieties)以及在合成共聚物期間使用至少兩種疏水性單體而產生的疏水性部分(hydrophobic moieties)。
於一較佳實施例中，本發明之共聚物包括至少25重量%到最多40重量%的至少一種親水性單體其選自由(甲基)丙烯酸、馬來酸、馬來醯胺酸、衣康酸、丙烯醯胺乙酸、或苯乙烯磺酸或前述之一混合物所組成之群組，至少20重量%到最多50重量%的甲基苯乙烯，以及至少15重量%到最多50重量%的至少另一種疏水性單體其選自由苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈、二乙烯基苯、三乙烯基苯或前述之一混合物所組成群組。
於一較佳實施例中，本發明之共聚物係由至少25重量%到最多40重量%之選自由(甲基)丙烯酸、馬來酸、馬來醯胺酸、衣康酸、丙烯醯胺乙酸、或苯乙烯磺酸或前述一混合物所組成之群組的至少一種親水性單體、至少20重量%到最多50重量%的甲基苯乙烯、以及至少20重量%到最多50重量%之選自由苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈、二乙烯基苯、三乙烯基苯或前述一混合物所組成之群組的至少另一種疏水性單體所組成。
於一非常優選的實施例中，本發明之共聚物係由至少25重量%到最多40重量%的(甲基)丙烯酸、至少20重量%到最多50重量%的甲基苯乙烯、以及至少15重量%到最多50重量%的苯乙烯所組成。
於再一非常優選的實施例中，本發明之共聚物係包括或由至少25重量%到最多36重量%的丙烯酸、至少30重量%到最多44重量%的甲基苯乙烯、以及至少20重量%到最多40重量%的苯乙烯所組成。
本發明之共聚物係具有減少天然瀝青和黏著性污染物沈積於製作紙漿和紙之裝置的優點。再者，本發明之共聚物係具有在廣泛的水硬度值(water hardness values)中可有效減少天然瀝青和黏著性污染物沈積於製作紙漿和紙之裝置的優點，例如在硬水環境(hard water environment)中，以及在軟水環境(soft water environment)亦即在一含水環境(aqueous environment)中，其中不存在或僅有少量源於溶解的二價金屬鹽的二價金屬陽離子(divalent metal cations)存在，特別是不存在或僅有少量的鈣陽離子或鎂陽離子存在。
本發明之共聚物的另一優點為共聚物是可溶於水的，本發明之共聚物更具有另外優點，亦即通常使用的表面活性劑型之分散劑和吸收劑(surfactant based dispersants and absorbents)如滑石(talc)不再是去除和/或鈍化瀝青和/或黏性顆粒所必需使用的。本發明共聚物的再一優點是，此共聚物不會增加最終產品中的灰分程度(ash level)。無機吸收劑，例如滑石，傾向於保留在最終的纖維素產品中而增加了灰分程度。本發明之共聚物的添加量通常比吸收劑低了10倍，並且對最終產品中的灰分程度沒有貢獻。此外，在製漿過程中，共聚物通常在一洗滌階段之程序中與污染物一起被去除。
再者，本發明之共聚物係具有此優點，即若應用於一疏水性表面上(例如，疏水表面)，例如用於纖維製造的一纖維或單絲，則可以”捕集”一水薄膜，而因此將如此處理的表面賦予親水性。如此處理的纖維因而容易被疏水性物質如膠粘物或瀝青所污染。
本發明之共聚物的再一優點是，由於在本發明之共聚物內存在了帶負電荷的陰離子基團(negatively charged anionic groups)，其可以通過離子鍵(ionic bonds)結合陽離子物質(cationic substances)。
特別優選的是，本發明之共聚物不與表面活性劑型之分散劑和/或吸收劑例如滑石一起使用。
在一個實施例中，係排除本發明之共聚物與表面活性劑型之分散劑和/或吸收劑例如滑石一起使用。
本申請文中之「親水性單體」一詞係指包含有親水性基團如酸基團的一單體或一單體混合物，例如CO2 - 基團，從而使得到的聚合物至少部分地具有親水性。親水單體的例子為(甲基)丙烯酸、馬來酸、馬來醯胺酸、衣康酸、丙烯醯胺乙酸、或苯乙烯磺酸、或前述混合物。較佳為丙烯酸。
本申請文中之「(甲基)丙烯酸」一詞係涵蓋了甲基丙烯酸單體和丙烯酸單體兩者。丙烯酸為具有H2 C=CH-COOH分子式之一單體，甲基丙烯酸為具有H2 C=C(CH3 )-COOH分子式之一單體。在合成本發明之共聚物中，甲基丙烯酸單體和丙烯酸單體可以單獨使用或混合使用。較佳為丙烯酸。
於本發明之共聚物中使用一親水性單體的優點是，可將此共聚物賦予親水性。亦即，至少部分地溶於水。因此，可以獲得此共聚物之一種水溶液。再者，一旦本發明共聚物黏附到瀝青和/或黏性顆粒上時，來自親水性單體所衍生的親水性部分(hydrophilic moieties)，例如來自存在於本發明之共聚物中的(甲基)丙烯酸，係使得前述瀝青和/或黏性顆粒的疏水性表面呈現親水性。存在於本發明之共聚物中的親水性部分更具有可以與含有正電荷基團之試劑建立離子鍵(ionic bonds)之另外優點。因此，這些試劑可以被固定。
親水性單體的用量係至少20重量%、或至少21重量%、或至少22重量%、或至少23重量%、或至少24重量%、或至少25重量%，且最多40重量%、或最多37重量%、或最多36重量%、或最多35重量%、或最多34重量%、或最多33重量%、或最多32重量%、或最多31重量%、或最多30重量%。較佳地，親水性單體的用量係至少20重量%到最多40重量%，或者至少25重量%到最多40重量%。
本申請文中之「疏水性單體」一詞係指，一旦聚合就可提供一相當硬的主鏈(backbone)的一單體或一單體混合物(a monomer mixture)，這是由於有例如芳環(aromatic rings)、酯基團(ester groups)或腈基團(nitrile groups)之存在而導致有旋轉自由度低的結構元素存在。此外，此單體或單體混合物是疏水性的，這表示在本申請的上下文中，一單體或一單體混合物或其自身產生的聚合物有被水排斥的物理性質。
疏水性單體之示例為苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈、二乙烯基苯、三乙烯基苯、或前述之混合物。
本發明之聚合物包括至少兩種疏水性單體，其彼此不相同，這表示在本申請之內文中，至少其中之一疏水性單體係為甲基苯乙烯(methyl styrene)，而至少另一疏水性單體係選自由 苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈、二乙烯基苯、三乙烯基苯、或前述之混合物所組成之群組。較佳地，至少一疏水性單體為苯乙烯。
不是甲基苯乙烯的至少一種疏水性單體，其使用量為至少15重量％、或至少17重量％、或至少20重量％、或至少22重量％、或至少25重量％、或至少27重量％、或至少30重量％、或至少32重量％、或至少35重量％、或至少36重量％、或至少37重量％、或至少38重量％、或至少39重量％、或至少40重量％，且最多70重量%、或最多65重量%、或最多60重量%、或最多57重量%、或最多55重量%、或最多54重量%、或最多53重量%、或最多52重量%、或最多51重量%、或最多50重量%、或最多45重量%。較佳地，此至少一種疏水性單體的使用量為至少15重量％至最多70重量%、或者至少15重量％至最多55重量%、或者至少30重量％至最多50重量%。
於本發明之共聚物中使用一疏水性單體，其選自由之苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈、二乙烯基苯、三乙烯基苯、或前述混合物所組成之群組，所具有的優點是，從合成本發明共聚物的至少一種親水性單體所得到的親水性部分的親水特性可以藉由至少一種疏水性單體的疏水特性而平衡，使得本發明之共聚物可以黏附到例如瀝青和/或粘性顆粒的疏水性表面或是其他疏水性表面，例如由疏水性聚合物(hydrophobic polymers)如聚對苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate)或聚醯胺(polyamide)所組成的單絲。這些疏水性表面的表面能(surface energy)可因此而增加。
本申請文中之「苯乙烯」(styrene)一詞係指具有化學式(C6 H5 )-CH=CH2 之一單體。
本申請文中之「甲基丙烯酸甲酯」(methyl methacrylate)一詞係指具有化學式CH2 =C(CH2 )-CO2 -CH3 之一單體。
本申請文中之「丙烯腈」(acrylonitrile)一詞係指具有化學式CH2 =CH-CN之一單體。
本申請文中之「二乙烯基苯」(divinyl benzene)一詞係指具有化學式(C6 H4 )-(CH=CH2 )2 之一單體。本申請文中之「三乙烯基苯」(trivinyl benzene)一詞係指具有化學式(C6 H3 )-(CH=CH2 )3 之一單體。
本申請文中之「甲基苯乙烯」(methyl styrene)一詞係指結合了苯乙烯(styrene)化合物和甲苯(toluene)化合物的結構成分之一種疏水性單體。此結構係由具有一乙烯殘基(-CH=CH2 )形式之一取代基的一苯環(benzene ring)和一甲基殘基(-CH3 )形式的取代基所組成。根據兩個取代基的排列，係有三種結構異構物(constitutional isomers)，其可分類為甲基取代的苯乙烯(methyl-substituted styrene)，即2-甲基苯乙烯、3-甲基苯乙烯和4-甲基苯乙烯。再者，有兩種異構物，其中甲基殘基與乙烯殘基連接，亦即異丙烯苯(α-甲基苯乙烯)和1-丙烯苯(β-甲基苯乙烯)。本申請文中之「甲基苯乙烯」(methyl styrene)一詞係包含了上述所有提到之甲基苯乙烯的異構物，其中又以α-甲基苯乙烯為優選。
較佳地，2-甲基苯乙烯、3-甲基苯乙烯、4-甲基苯乙烯或這些結構異構物的混合物係於合成本發明共聚物中使用作為至少一種疏水性單體。於本發明中，特別是α-甲基苯乙烯係用以作為合成聚合物之單體。
於根據本發明之聚合物中使用甲基苯乙烯係具有以下優點：可以提高本發明之共聚物的玻璃轉化溫度(glass transition temperature)Tg，以及增進本發明之共聚物的性質表現，包括減少天然瀝青和/或黏著性污染物沈積(natural pitch and/or adhesive contaminants)於製作紙漿和紙之裝置所引起的負面影響。
甲基苯乙烯(Methyl styrene)的用量係至少10重量%、或至少12重量%、或至少15重量%、或至少16重量%、或至少17重量%、或至少18重量%、或至少19重量%、或至少20重量%，以及最多50重量%、或最多47重量%、或最多45重量%、或最多43重量%、或最多37重量%、或最多35重量%、或最多34重量%、或最多33重量%、或最多32重量%、或最多31重量%、或最多30重量%。有利地，甲基苯乙烯的用量為至少10重量％至最多50重量％，或是至少20重量％至最多45重量％。
本發明之共聚物的合成係通過本領域技術人員一般已知的溶液聚合(solution polymerization)方式而完成。於一實施例中，本發明之共聚物係在第一步驟中以溶液聚合方式製備。然後於第二步驟中使如此獲得的共聚物與含有至少一種鹼例如NaOH的溶液接觸。據此，可獲得根據本發明之共聚物的鹽形式(salt form)，其中本發明之共聚物中所包含的負電荷，係由源於第二步驟中所使用之此至少一種鹼的陽離子(cations)而平衡。
共聚物之親水性部分(hydrophilic moieties)係帶有負電荷，例如源自於酸基團，如CO2 - 基團或SO3 - 基團，其存在於所使用的至少一種親水性單體中。酸基團的負電荷可以通過選自H+、或Li+、或Na+、或K+、或NH4+的單價陽離子來平衡，銨是由直鍊或支鏈烷基取代的單-、二-、三-或四取代的銨，例如C1至C4直鍊或支鏈烷基，或是被直鍊或支鏈羥烷基單-、二-、三-或四取代的銨，例如C1至C4直鍊或支鏈羥烷基，或是被直鍊或支鏈烷基之一混合物二取代、三取代或四取代的銨，例如C1至C4直鍊或支鏈烷基、或直鍊或支鏈羥烷基，例如C1至C4直鍊或支鏈羥烷基、或質子化氨基醇(protonated amino alcohols)例如優選地為​​質子化氨甲基丙醇(protonated aminomethyl propanol)，或是上述列舉之陽離子的組合。優選地，酸基團的陰離子電荷係以Na+和/或NH4+和/或質子化氨甲基丙醇而平衡，其中特別優選地為NH4+。
如果酸基團的陰離子電荷例如CO2 - -基團被H+平衡，則酸基團如CO2 H-基團以“游離酸形式”存在於本發明的共聚物中。如果酸基團的陰離子電荷被其他陽離子M+如NH4+平衡，則酸基團如CO2 M-基團以“鹽形式”存在於本發明的共聚物中。本發明共聚物的鹽形式有增強的親水特性，亦即易溶於水的優點。在陽離子中，M+ NH4+是特別優選的，因為相應的本發明共聚物可以低成本生產，且在低濃度範圍內具有良好性能並且在乾燥過程中表現出低揮發性。
特別優選的是，本發明之共聚物不與含有丙烯酸(acrylic acid)、馬來醯亞胺(maleinimid)和/或馬來酸酐(maleic anhydride)的另一種苯乙烯共聚物混合。
本發明係明確聲明不包含以下組成之共聚物：苯乙烯/馬來酸共聚物(莫耳比50：50)二鈉鹽；苯乙烯：馬來醯胺酸：馬來酸共聚物(莫耳比50：25：25)，三鈉鹽；苯乙烯：丙烯腈：馬來醯胺酸共聚物(莫耳比50：10：40)，銨鹽。
本申請文中之「玻璃轉化溫度Tg」(glass transition temperature)一詞係指，當溫度升高時，非晶形材料(或半結晶材料中的非晶形區域)從一個硬且相對脆的玻璃態進入一個黏性或橡膠態的可逆轉變。可藉由差示掃描量熱法(differential scanning calorimetry)來測定玻璃轉化溫度。
本發明之聚合物具有高於85°C之一玻璃轉化溫度Tg，例如至少90°C、或至少95°C、或至少100°C、或至少105 °C、或至少110 °C、或至少115 °C、或至少120 °C、或至少125 °C、或至少128 °C、或至少130 °C。
於一實施例中，本發明之聚合物具有高於85°C之一玻璃轉化溫度，例如至少90°C、或至少95°C、或至少100°C、或至少105 °C、或至少110 °C、或至少115 °C、或至少120 °C、或至少125 °C、或至少128 °C、或至少130 °C，以及最多180 °C、最多170 °C、最多160 °C、最多155°C、最多150°C、最多145 °C和最多140 °C。
於一實施例中，本發明之聚合物具有一玻璃轉化溫度Tg於至少105°C至170°C之範圍，較佳地於至少115°C至160°C之範圍，較佳地於至少125°C至155°C之範圍，以及較佳地於至少128°C至150°C之範圍。
高的玻璃轉化溫度Tg係具有增加瀝青或黏性顆粒之表面的軟化點(softening point)之優點(通常具有約10℃至50℃的非常低的Tg)，因此降低了對於製作紙漿和紙之裝置的聚結(coalescence)和黏附性。具有高玻璃轉化溫度的本發明共聚物表現出對如非極性疏水表面例如瀝青和/或黏性顆粒的一強親和力。在共聚物與瀝青和/或黏性顆粒接觸後，共聚物通過根據本發明共聚物中包含的疏水部分(hydrophobic moieties)黏附到瀝青和/或黏性顆粒的疏水表面上。由於本發明之共聚物中所包含的親水部分，被共聚物包覆的瀝青和/或黏性顆粒的表面在性質上變得親水。這具有以下優點：被包覆的（現在在表面上是親水的）瀝青和/或顆粒可以分散在水中。另一個優點是防止了瀝青和/或顆粒的團聚(agglomeration)。此外，由於本發明之共聚物通過黏附到顆粒表面來包覆瀝青和/或黏性顆粒，因此由於本發明之共聚物提供的高玻璃化轉變溫度Tg，提高了前述表面的軟化點。因此，瀝青和/或黏性顆粒可以在造紙過程中有效地從紙漿中除去和/或鈍化，例如通過過濾或凝結並隨後過濾之方式。
在本申請之一實施例之共聚物中，係排除了與下面表中敘述的共聚物相同之共聚物。下表中所敘述之共聚物係為習知之共聚物，商品名Joncryl ® 678，其Tg為85℃： *共聚物的莫耳質量表示為聚苯乙烯當量(PS)，藉由空間排阻層析法(steric exclusion chromatography，SEC)於40℃下將乾燥聚合物於THF中1g / l，流速為1mL / min，以一組2個PLgelMIXED B(30 cm)層析柱且具有一折射率和紫外光檢測器，進行測定；Mw =重量平均莫耳質量(weight-average molar mass); Mn =數量平均莫耳質量(number-average molar mass) **在一Brookfield型LVTCP黏度計上測量溶液黏度(viscosity of solution)，其溫度由Haake D8浴所調節。
在本申請之內容中，本發明之共聚物的特徵在於其重量平均分子量，其表示著在本申請之內容中，包含了給定共聚物樣品的各種分子量的重量百分比。本發明之共聚物的重量平均分子量通過凝膠滲透層析法(gel permeation chromatography)測定。
於一實施例中，本發明之共聚物具有至少a weight 7000 g/mol、或至少7500 g/mol、或至少8000 g/mol、或至少8500 g/mol、或至少9000 g/mol、或至少10000 g/mol、或至少10500 g/mol、或至少11000 g/mol，以及最多20000 g/mol、或最多18000 g/mol、或最多17000 g/mol、或最多16500 g/l、或最多16000 g/l、或最多15500 g/l、或最多15000 g/mol、或最多14500 g/l、或最多14000 g/mol、或最多13500 g/l、或最多13000g/l、或最多12500 g/l、或最多12000 g/l之重量平均分子量。 特別是，本發明之共聚物具有一重量平均分子量在至少7000g / mol至最多20000g / mol的範圍，特別是在至少8000g / mol至最多17000g / mol的範圍。
此外，在此欲保護的是包含至少一種本發明之共聚物的一共聚物水溶液(aqueous copolymer solution)。
由於本發明之共聚物可溶於水，共聚物水溶液可藉由將本發明之共聚物在環境溫度下(約23℃)攪拌或在更高的溫度下(例如高於23°C)至少部分溶解，較佳地係完全溶解在溶劑中。
本申請文中之「共聚物水溶液」(aqueous copolymer solution)一詞係指溶液中不存在可見顆粒，特別是沒有可見的共聚物顆粒。使用自來水或去離子水作為溶劑。還可以使用溶劑之混合物，該些溶劑可選自自來水、去離子水和水溶性有機溶劑如醇類，例如甲醇或乙醇。
優選地，本發明之共聚物在本發明之共聚物水溶液中的濃度為至少100 g/l、或至少125 g/l、或至少150 g/l、或至少175 g/l，或至少200 g/l，且最多400 g/l、或最多375 g/l、或最多350 g/l、或最多325 g/l、或最多300 g/l、或最多250 g/l。有利地，本發明之共聚物在本發明之共聚物水溶液中的濃度在至少100 g/l和最多400 g/l的範圍內，且較佳地在至少150 g/l且最多350 g/l的範圍內，更較佳地在至少175 g/l和至多300 g/l的範圍內。
本發明之共聚物水溶液的pH值係較佳地大於7。
再者，本發明更欲保護一種減少天然瀝青和黏著性污染物沈積於製作紙漿和紙之裝置的方法，其特徵在於，使用根據本發明之共聚物。
本申請文中之「紙」(paper)一詞係指由天然木材來源的紙漿和/或廢紙製成的薄片材料。「紙漿」(pulp)一詞描述了將纖維素纖維與木材或廢紙化學地或機械地分離而製備得到的一纖維素纖維材料(cellulosic fibrous material)。無論是使用木材和/或廢紙，第一步驟是藉由將木材和/或廢紙與水混合並施加機械力或化學品以生產出所謂的紙漿(pulp slurry)。
本申請文中之「天然瀝青」(natural pitch)和「瀝青」等詞語係指不溶於水的膠體顆粒。在紙漿生產中，將木屑置入蒸煮器中以在高壓、高pH值和高溫環境中蒸煮。除了纖維素之外，組合物還包括木材、無機材料(灰分)和有機材料，例如樹脂、木質素衍生物、多醣和其他萃取物。
本申請文中之「黏著性污染物」(adhesive contaminants)或「黏性顆粒」或「黏著物」等詞語係指自黏標籤、熱熔體、存在於廢紙中的回收塗佈紙與板材的黏性攙和組件之黏著物。在現有技術文獻中，黏性顆粒通常也稱為白色瀝青(white pitch)。
瀝青和黏性顆粒具有相當低的玻璃轉化溫度Tg約10℃至50℃，因此在紙漿和造紙工藝中存在的條件下是黏性的。
本申請文中之「減少」(reducing)一詞係指，在紙漿和造紙過程中瀝青和/或黏性顆粒從紙漿中除去(removed)和/或鈍化(passivated)。
本發明之共聚物，特別是本發明之共聚物水溶液，可以在紙漿和造紙製作過程中的任何時間點使用。然而，於製漿過程中的適當應用時點是在洗滌階段(washing stage)，或是在紙漿機上形成最終片材之前。
有利的，共聚物於紙漿水溶液中的濃度係至少100 g/tons、或至少150 g/tons、或至少200 g/tons、或至少250 g/t、或至少280 g/t、或至少300 g/t、或至少350g/t 以及最多600 g/tons、或最多550 g/tons、或最多500 g/t、或最多450 g/t、或最多400 g/t相對於乾紙漿。於一實施例中，共聚物於紙漿水溶液中的濃度係至少100 g/tons和最多600 g/tons、或至少250 g/t和最多500 g/t、或至少280和最多 450 g/t相對於乾紙漿。
優選地，在根據本發明的方法中，本發明之共聚物係用於本發明之共聚物水溶液。通常而言，使用溶液來處理紙漿是有利的，因為溶液提供了本發明共聚物和紙漿漿料更均勻的混溶性。因此，可更有效地減少因紙漿中的天然瀝青和黏著性污染物所引起的負面影響。此外，與含水共聚物分散體相比，溶液代表容易計量且溶液形式提供更好的保質期儲存穩定性。
再者，此處欲保護本發明之共聚物水溶液或本發明之共聚物用於減少天然瀝青和黏著性污染物沈積於製作紙漿和紙之裝置的用途。
特別優選的是，使用根據本發明之共聚物水溶液或根據本發明之共聚物在含水漿料中的用途，所述漿料例如在具有軟和/或中水硬度的紙漿漿料中僅包含低濃度的二價陽離子。與用於減少瀝青和/或黏性顆粒在紙漿和/或造紙中的負面影響的其他已知組成相比，本發明之共聚物水溶液或本發明之共聚物不需要存在二價金屬陽離子來提供良好的特性表現。然而，根據本發明之共聚物水溶液，或者根據本發明之共聚物，仍然可以使用於硬水環境中。
本申請文中之「水硬度」(water hardness)一詞係指德國分類系統，即水的硬度按硬度(dH)分類。它依例如用於製備紙漿漿料的水中所含之鈣和鎂陽離子的濃度分類。軟水一詞係指0°至8.4°dH之範圍(＜1.5 mmol/L CaCO3 )，中等(1.5 – 2.5 mmol/L CaCO3 )係指8.4°至14°dH之範圍。數值＞14 °dH 是指硬水(＞2.5 mmol/L CaCO3 )。因此，在紙漿漿料中係特別較佳地使用本發明之共聚物水溶液或本發明之共聚物，其中紙漿漿料的水硬度在0°至14°dH的範圍內，較佳地為0°至8.4°dH。
優選地，應用於纖維素紙漿漿料的本發明之共聚物水溶液的量為至少0.01重量％、或至少0.1重量％、或至少0.2重量％，並且至多0.7重量％、或至多0.5％重量、或至多0.4％重量、或至多0.3％重量，基於纖維素紙漿的乾重。特別是，應用於纖維素紙漿漿料的共聚物水溶液的量，基於纖維素紙漿的乾重，為至少0.01重量％至最多0.5重量％，更較佳地至少0.1重量％至最多0.2重量％。
此處欲保護的是本發明之共聚物水溶液或本發明之共聚物作為功能性陽離子添加劑的一固定劑的用途。陽離子添加劑用於促進造紙中的片材形成。這些陽離子添加劑含有帶正電荷基團(positively charged groups)。本發明之共聚物含有帶負電荷的CO2 - 基團，其吸引陽離子添加劑的正電荷基團。因此，兩種試劑通過離子鍵連接，因此，陽離子添加劑通過本發明之共聚物而固定。
此外，本發明之共聚物水溶液或本發明之共聚物可利於處理纖維製備工廠中的織物。織物由單絲編織而成，例如聚對苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene terephthalate，PET)和聚醯胺(polyamide，PA6)。這些單絲的表面本質上是疏水的。本發明之共聚物在單絲的表面上可顯示出強吸附性(strong adsorption)，因此增加了表面能(surface energy)。然後，用本發明之共聚物處理的表面均勻地舖展親水性液體如水的薄膜，分別用本發明之共聚物水溶液處理。此方法被稱為潤濕，並且具有保護各個基材免受疏水污染(例如瀝青和膠粘物)的影響，以此保持製得織物的清潔度並延長工作壽命。
此外，本發明之共聚物水溶液在使用於墊圈和增稠化纖維(thickener fabrics)之淋洗時具有優異效果，可黏性物質沉積並保持孔隙率。 示例(EXAMPLES)
現在以示例說明本發明，這些示例是用於說明本發明而非對本發明造成限制。除非另有相反說明，否則所有份數和百分比均以重量計。
玻璃轉化溫度Tg係藉由差示掃描量熱法(differential scanning calorimetry)之實驗測定。
重量平均分子量係藉由凝膠滲透層析法(gel permeation chromatography)測定。
使用一Neubauer室(血細胞計數器)測定瀝青顆粒的數量(=計數)。因此，在測量之前，過濾來自製漿和漂白過程中各個點的紙漿樣品。將濾液(10 µL)滴定到血細胞計數器之網格上並在顯微鏡下(1000y放大率)檢查。瀝青液滴呈球形並顯示布朗運動。計算0.2mm見方的顆粒數，將結果(通過計算)記錄為每立方公分(cm3 )的顆粒數。
黏性顆粒的數量(=計數)可藉由以下方法決定。首先使用二氯甲烷(dichloromethane)萃取含有黏性顆粒的溶液。然後使溶解的黏性溶液在一含有5×5cm硬木漿片的鋁盤中蒸發。然後將受污染的紙漿在實驗室攪拌器中用冰塊粉碎。冰使黏性顆粒硬化並促進它們在水相中的分散。然後將分散劑與1％硬木漿料混合。將聚酯薄膜（A4片）切成4cm寬的條帶，將每個條帶置於單獨的400ml玻璃燒杯中，每個燒杯配備一螺旋槳式攪拌器。將紙漿(200ml)加入每個燒杯中。15分鐘後，取出薄膜條並用冷水輕輕洗滌。然後使條帶在105℃的烘箱中乾燥。使用圖像分析(image analysis)來量化黏附在薄膜上的黏性顆粒的數量和大小。
比較例1– 由苯乙烯和丙烯酸組成之共聚物(比較例共聚物1)
在一有機溶劑（丙酮）中，使用自由基起始劑於75℃的溫度下，將2 moles苯乙烯與1 mole丙烯酸共聚。當所有單體已轉化成共聚物鏈時，係以蒸餾方式移除有機溶劑，並藉由在高於其玻璃轉化溫度Tg的溫度下加熱使共聚物保持熔融。移除有機溶劑後，將共聚物在粒料或薄片形成下冷卻。然後將這些粒料或薄片在鹼存在下溶於水中，而得到水和鹼性介質中的一共聚物溶液。所得溶液的濃度為共聚物在水中的25重量％。
根據比較例1之共聚物，其玻璃轉化溫度Tg為100℃，重量平均分子量為8000g / mol。
示例2 -由苯乙烯、甲基苯乙烯和丙烯酸組成之共聚物(本發明之共聚物2)
在使用自由基起始劑於75℃的溫度下，將2 moles之苯乙烯與1 mole之丙烯酸和1 mole之α-甲基苯乙烯共聚。當所有單體已轉化為共聚物鏈時，通過在高於其玻璃轉化溫度Tg的溫度下加熱使共聚物保持熔融，然後冷卻至低於100℃的溫度，然後在鹼存在下溶解於水中，以獲得在水和基礎介質中的一共聚物溶液。所得溶液的濃度為共聚物在水中的18重量％。
示例2之共聚物具有一玻璃轉化溫度Tg為130℃，重量平均分子量為8000g / mol。
然後將上面得到的共聚物溶液加入到未處理紙漿中，其包括如表1中所列出濃度之軟水(5°至8°dH)。
表1
從表1可以看出，本發明之共聚物有效地減少了纖維素紙漿中存在的瀝青和/或黏性顆粒的含量。
無
無

Claims (15)

  1. 一種共聚物包括至少一種親水性單體(hydrophilic monomer)和至少兩種疏水性單體(hydrophobic monomers)，其中該些疏水性單體其中之一係為甲基苯乙烯(methyl styrene)，其基於該共聚物之總重量的至少10重量％的一含量存在。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之共聚物，包括： (a) 至少一種親水性單體係選自丙烯酸(acrylic acid)或甲基丙烯酸(methacrylic acid)或其中之一混合物， (b) 基於該共聚物之總重量的至少10重量％的甲基苯乙烯，和 (c) 至少另一種疏水性單體係選自由苯乙烯(styrene)、甲基丙烯酸甲酯(methyl methacrylate)、丙烯腈(acrylonitrile)、二乙烯基苯(divinyl benzene)、三乙烯基苯(trivinyl benzene)、或其中之一混合物所組成之群組。
  3. 如申請專利範圍第1或2項所述之共聚物，包括： (a)至少25重量%和最多40重量%的丙烯酸； (b)至少20重量%和最多50重量%的甲基苯乙烯；以及 (c)至少15重量%和最多70重量%的苯乙烯， 其中前述給出的重量百分比範圍係基於該共聚物之總重量而定。
  4. 如申請專利範圍第1-3項任一項所述之共聚物，其中該共聚物具有一玻璃轉化溫度(glass transition temperature，Tg)係高於85°C、較佳地至少90°C、更較佳地至少95°C、或至少100°C、或至少105°C、仍更較佳地至少115°C、和最較佳地至少120°C之範圍。
  5. 如申請專利範圍第1-4項任一項所述之共聚物，其中該共聚物包括至少一種單價陽離子(monovalent cation)用以平衡位於前述至少一種親水性單體上的一陰離子電荷(anionic charge)。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之共聚物，其中前述至少一種單價陽離子係選自於H+、或Li+、或Na+、或K+、或NH4+、或是被一直鏈(linear)或支鏈(branched)烷基(alkyl radical)單-、二-、三-或四取代的銨、或是被一直鏈或支鏈羥烷基(hydroxyalkyl radical)單-、二-、三-或四取代的銨、或是被直鏈或支鏈烷基、或直鏈或支鏈羥烷基、或質子化氨基醇(protonated amino alcohols)或質子化氨甲基丙醇(protonated aminomethyl propanol)之一混合物二-、三-或四取代的銨、或是前述列出之陽離子的組合。
  7. 一種共聚物水溶液(aqueous copolymer solution)包括至少一種如申請專利範圍第1-6項任一項所述之共聚物。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之共聚物水溶液，其中於該共聚物水溶液中的該共聚物之濃度係在至少100 g/l到最多400 g/l的範圍內。
  9. 一種減少天然瀝青和黏著性污染物沈積於製作紙漿和紙之裝置的方法，其特徵在於，使用如申請專利範圍第1-6項任一項所述之共聚物。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之方法，其中在該紙漿中之該共聚物之濃度係在相對於乾紙漿之至少100 g/tons到600 g/tons的範圍內。
  11. 如申請專利範圍第9或10項所述之方法，其中該共聚物係用於如申請專利範圍第7或8項任一項所述之共聚物水溶液。
  12. 如申請專利範圍第7或8項至少任一項所述之共聚物水溶液或者如申請專利範圍第1-6項至少任一項所述之共聚物的一種用途(use)，以減少天然瀝青和黏著性污染物沈積於製作紙漿和紙之裝置。
  13. 如申請專利範圍第12項所述之用途，其中該紙漿之水溶液的該水質硬度(water hardness)係在0° dH至14° dH之範圍內、更較佳地在0° dH至 8.4° dH 之範圍內。
  14. 如申請專利範圍第12或13項所述之用途，其中應用於一纖維素紙漿之該共聚物水溶液的含量，基於該纖維素紙漿之乾重計量，係在至少0.01重量%到最多0.5重量%，更較佳地至少0.01重量%到最多0.3重量%，甚至更較佳地至少0.1重量%到最多0.2重量%。
  15. 如申請專利範圍第7項所述之共聚物水溶液或者如申請專利範圍第1-6項至少任一項所述之共聚物的一種用途(use)，作為紙張形成中或在纖維製備工廠中處理纖維之陽離子添加劑的一固定劑(a fixative for cationic additives)以保護所製得之纖維免受疏水性污染(hydrophobic contamination)，或者用於墊圈和增稠化纖維(thickener fabrics)之淋洗(showering)以避免黏性物質沉積並保持孔隙率(porosity)。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2022078861A (ja) 2020-11-13 2022-05-25 信越化学工業株式会社 ポリウレタン、ポリウレタンの製造方法、導電性ペースト組成物、導電配線および導電配線の製造方法
JP7150962B1 (ja) 2021-10-15 2022-10-11 信越化学工業株式会社 ポリウレタン、ポリウレタンの製造方法、導電性ペースト組成物、導電配線および導電配線の製造方法

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3992249A (en) 1974-04-08 1976-11-16 American Cyanamid Company Control of pulp-paper mill pitch deposits
CA1194630A (en) * 1980-02-08 1985-10-01 Frank T. Sanderson Contact adhesives
DE3806075A1 (de) * 1988-02-26 1989-09-07 Bayer Ag Terpolymerisatlatices
JP2000248483A (ja) * 1998-03-10 2000-09-12 Oji Paper Co Ltd パルプ中のピッチ除去方法
JP3753539B2 (ja) * 1998-06-16 2006-03-08 三井化学株式会社 交互共重合体およびその製造方法
TWI317749B (en) * 2002-02-15 2009-12-01 Kaneka Corp Graft copolymers and impact-resistant flame-retardant resin compositions containing the same
KR101152058B1 (ko) * 2008-01-03 2012-06-08 주식회사 엘지화학 내열성 알파메틸스티렌-아크릴로니트릴 공중합체의 제조방법
FR2935000B1 (fr) * 2008-08-12 2011-07-01 Arkema France Procede de synthese de copolymeres amphiphiles a gradient de compositon et solubles en milieu alcalin
ES2791495T3 (es) * 2009-08-03 2020-11-04 Archroma Ip Gmbh Método para reducir los efectos negativos de las impurezas adhesivas en los sistemas de materiales que contienen papel reciclable
WO2013033352A1 (en) * 2011-09-01 2013-03-07 The Procter & Gamble Company Cleaning compositions and soil capture agent for cleaning objects
EP2639350B1 (en) * 2012-03-16 2017-02-22 Archroma IP GmbH Method for reducing negative effects of natural pitch contaminants in both pulping and papermaking operations
CN103509150A (zh) * 2013-09-22 2014-01-15 华东理工大学 α-甲基苯乙烯/苯乙烯/N-苯基马来酰亚胺/马来酸酐四元共聚物及其制备方法
CN105189588B (zh) * 2013-09-30 2017-09-12 Lg化学株式会社 一种制备abs接枝共聚物的方法
KR101743817B1 (ko) * 2014-04-25 2017-06-07 주식회사 엘지화학 내열성 스티렌계 공중합체 및 이를 포함하는 스티렌계 수지 조성물
CN105713131A (zh) * 2014-12-04 2016-06-29 上海东升新材料有限公司 一种苯丙乳液、制备方法和其应用
CN105801740A (zh) * 2016-05-23 2016-07-27 北京化工大学 α-甲基苯乙烯-苯乙烯-马来酸酐三元无规共聚物及其制备方法
MX2018014925A (es) * 2016-06-03 2019-09-02 Basf Se Recubrimientos acuosos aislantes al agua.

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