PT93472B

PT93472B - Processo para a fabricacao de papel, cartao e cartolina em presenca de copolimeros contrendo unidades de n-vinil-formamida

Info

Publication number: PT93472B
Application number: PT93472A
Authority: PT
Inventors: Heinrich Hartmann; Andreas Stange; Dietmar Moench; Enrique Freudenberg
Original assignee: Basf Ag
Priority date: 1989-03-18
Filing date: 1990-03-16
Publication date: 1996-03-29
Also published as: ES2043361T3; CA2030540A1; US5262008A; WO1990011404A1; JPH03505239A; EP0418343B1; PT93472A; FI95943B; DE59001550D1; DE3909004A1; FI905661A0; EP0418343A1; FI95943C

Description

PATENTE DE INVENÇÃO

Nfi 93 472

NOME: BASF AKTIENGESELLSCHAFT, alemã, industrial, com sede em D-6700 Ludwigshafen, República Federal da Alemanha

EPÍGRAFE: PROCESSO PARA A FABRICAÇAO DE PAPEL, CARTAO

E CARTOLINA EM PRESENÇA DE COPOLÍMEROS CONTENDO UNIDADES DE N-V INI L-FORIvAMIDA

INVENTORES

DR. DIETMAR MDENCH, DR. HEINRICH HARTNANN, DR. ENRIQUE FREUDENBERG e DR. ANDREAS STANGE

Reivindicação do direito de prioridade ao abrigo do artigo 4ô da Convenção da União de Paris de 20 de Harço de 1883.

Prioridade na República Federal da Alemanha em 18 de Março de 1989, sob o Ns P 39 09 004.3

A invenção refere-se ao processo para a fabricação de papel, cartão e cartolina em presença de copolímeros contendo unidades de N-vinil-formamida, por desidratação de pasta de papel, que compreende a utilização de copolímeros com

a) a 99$ em moles de N-vinil-formamida e

b) 99 a 1$ em moles dum monómero solúvel em água de fórmulas (I) ou (IT)

R^x R ι (Φ

CH₂=C-P-NH-A-N-R(I) ou ch₂=ch-ch₂ Θ ch₂-ch=cii₂

Υθ (II) f

,o nas quais os símbolos R¹, R², r\ r\ _r6, n e Y possuem as significações indicadas nas reivindicações numa quantidade de preferência compreendida entre cerca de 0,01$ e 3»5$ em peso relativamente à pasta de papel.

Descrição

A invenção refcre-se a um procecso para a fabricação de papel, cartão e cartolina por desidratação de uma pasta de papel em presença de copolímeros contendo unidades de N-vinil-formamida.

Conhecem-se polivinilaminas solúveis em água a par- 3 -

tir da Patente de Invenção Japonesa JP-A-118 406/86, que são fabricadas por polimerização de N-vinil-formamida ou de compostos de N-vinil-formamida com outros monómeros solúveis em água, como a acrilamida, N,N-dialquilacrilamida ou sais de dialildialquilamónio e subsequente hidrólise dos polímeros com bases, por exemplo, etilamina, dietilamina, etilenodiamina ou morfolina. As polivinilaminas são utilizadas como agentes desidratantes e agentes de retenção na fabricação do papel e como agente de floculação de esgotos.

Conhecem-se copolimeros a partir da Patente de Invenção Norte-Americana N⁵. 4 421 602, que se podem obter por hidrólise parcial de poli-N-vinil-formamida com ácidos e bases. Estes copolimeros contêm, devido à hidrólise, unidades de vinilamina e N-vinil-formamida. São utilizados, por exemplo, na fabricação de papel como agente auxiliar de desidratação, agente de floculação e agente de retenção.

A partir da Patente Europeia EP-A-0 220 603> conhece-se que, entre outras, a N-vini1-formamida em conjunto com ésteres de ácidos acrílicos básicos, como o acrilato de dimetilaminoetilo ou N-vinil-imidazolinas, são submetidos a copolimerização um gás carbónico hiper-crítico. Os copolímeros finaraente divididos, assim obtidos, são utilizados sob a forma parcialmente hidrolisada na qual contêm unidades de vinilamina, por exemplo como agente de retenção e agente de floculação na preparação do papel.

É conhecido um processo para a fabricação de papel, cartão e cartolina com uma elevada resistência mecânica em seco a partir da Patente Europeia EP-A-0 282 761, no qual se utiliza como agente de reforço em seco uma mistura de copolí meros catiónicos, que como monómeros característicos podem conter entre outros também unidades de vinilamina copolime— rizados e utilizar amido de batata natural, em que o amido de batata é transformado numa forma solúvel em água mediante aquecimento num meio aquo3o em presença do polímero catiónico a temperaturas superiores à temperatura de aglutinação do amido de batata natural na ausência de agentes oxidantes iniciadores de polimerização e agentes alcalinos.

A invenção tem como objectivo pôr à disposição agen ι

tes auxiliares para a fabricação de papel, que sao provavelmente mais eficazes do que os até agora conhecidos e que, a nível técnico, são de mais fácil acesso.

objectivo é atingido de acordo co~ esta invenção com um processo para a fabricação de papel, cartão e cartolina através da desidratação de uma pasta de papel em presença de polímeros que contêm unidades de N-vinil-formamida,

I _z : quando se emprega como polímeros contendo unidades de N-vinil-f ormamida copolímeros não hidrolisados que contêm i

(a) 99 a 1/ em moles de N-vinil-formamida e (b) 1 a 99% em moles de pelo menos um monõmero básico solúvel em água duma das fórmulas

R²

ΙΦ 3

CH„=C—f-ΝΉ—A-N -R^J (I) ou

-f

R~ ch₂=ch-ch~ φ ch₂-ch=ch₂ γΘ (it)

Rnas quais

A

Υθ : ΙΪ, CH₃, C₂H₅,

R³ e R⁴= H, CH₃, C₂H₅, (-CH₂-CH₂-O-)_nH,

R^ = Alquilo em

Alquileno em C^-Cg 1 a β e = um anião em quantidades compreendidas entre 0,01 e 3,57 em peso, rela tivamente à pasta de papel seca.

Á vantagem dos copolímeros contendo unidades de TT-vinil-fornanida são hidrolisad&s em relação aos copolímeros bidrolisados utilizados até agora, que depois da hidrólise contêm unidades de vinilamina, reside na supressão da hidrólise, rue em muitos casos é de difícil execução e no facto ds, através de copolimerização directa, estarem à disposição agentes auxiliares eficazes para a fabricação de papel.

Como monóm.ero a) dos copolímeros interessa a d-vinil-formamida. Este monómero par'icipa entre 1 e 99, de preferência entre oO e 957 moles, na constituição dos copo2 ím.eros.

Como monomeros do grupo b)> são apropriados os compostos da fórmula I, dos quais se podem referir como exemplos os seguintes compostos:

cloreto de d-trimetilamónio-etilacrilamida, cloreto de U-trimetilamónio-etil-metacrilamida, metanossulfato de C-trimetilamónio-etilacrilamida, metanos sulf ato de -í-trimetilamónio-etil-mc tac ril amida, etanossulfato de K-etil-dimotilamónio-metil-metacrilamidas, etanossulfato do P-etil-dimetilamónio-metil-ac'ilamidas, cloreto de C-tcimetilamónio-propilacril-;amida, cloreto de C-trimetilanónio-propilmetacrilamida, metanõesulfato de ?í-trimetilsmónio-propilacrilamida, etanossulfato de P-trimetilamónio-propilmetacrilamida, etanossulfato de U-etil-dimetilamónio-propilnciacrilamida etanossulfato de P-etil-dimetilanónio-propilacrilicamida.

C preferido é o cloreto de Ί—fcrimetilamónio-propilme ;acrilicamida.

Como monómoros do grupo b) são ainda importantes os compostos da fórmula II. Compostos desta espécie sãj, por exemplo, cloreto d? dialil-iimetilam.ónio, brometo de dialil-dim.c '-.ilamónio, cloreto de dialil-dietilamónio e brometo de dialil-dietilamónio. Utilνα-se de nreferência cloreto de θ

dialil-dimetilamónio. 0 anião Y é _um radical de um ácido e representa de preferência cloreto, brometo, iodeto, sulfato, metanossulfato e etanossulfato.

Ua constituição dos copolímeros, podem participar individualmente ou em mistura uns com os outros os monómeros do grupo b). Do mesmo modo, é também possível empregar vários compostos de fórmulas I ou II na copolimerização com o monômero a). Os monómeros do grupo b) participam até entre 99 e 1, de preferência, entre 40 até 5$ em moles, na constituição dos copolímeros.

A copolimerização dos monómeros a) e b) realiza-se em solução aquosa na presença de agentes iniciadores de poli-merização, que sob as condições da polimerização se desintegram nos radicais. Os iniciadores de polimerização adequados são por exenr lo o peróxido de hidrogénio, os sais de metais alcalinos e de amónio dos peroxiácidos de enxofre, os peróxidos, os hidroperóxidos, os catalisadores de redoz e particularmente os agentes iniciadores não oxidantes, como com postos azóicos cue se decompõem com formação de radicais. í Utiliza-se de preferência compostos azóicos solúveis em água₃ como 2,2’-azo-bis-(2-amidinopropano)-dicloridrato, 2,2*-azo-bis-ÍNjlP-dimetilen-isobutiramidinaí-dicloridrato ou 2,2’í -azo-bis-2?-metil-N-(2-hidroxietil) propionamida7· Cs inicia

I dores de polimerização são inseridos eta quantidades n.ors:ai3, | por exemplo em quantidades de 0,01 até 5,0?' em peso relati' vamente aos monómeros a polimerizar. A polimerização pode ser j realizada num largo intervalo de temperatura, eventualmente i] sob uma pressão Infsrior à atmosférica ou também sob uma i pressão superior à atmosférica em equipamento adequado. De preferência, a polimerização ocorre sob a pressão normal e ! a temperaturas até 10C°C, particularmente entre os 30 e os

SO°C. A concentração dos monómeros na solução acuosa é preferivelmente seleccionada de forma a que se obtenham soluI ções da polimerização, cujo teor de sólidos está compreendi-

do entre 10 até 90, de preferência, 20 até 70$ em peso. 0 valor de pH da mistura reaccional é mantido no intervalo de 4 até 10, de preferência, de 5 até 8.

Dependendo das condições de polimerização obtém-se ¹ copolímeros de uma massa molecular diferente. Para caracteJ rizar os copolímeros menciona-se em vez da massa molecular o valor de K segundo H. Pikentscher. Os valores de K (medidos numa solução aquosa de cloreto de sódio a 5$ a 25°C e uma concentração dos polímeros de 0,1$ em peso) estão compreendidos entre 5 e 350. Obtêm-se copolímeros com baixas massas moleculares e correspondentes baixos valores de 7 com a ajuda dos métodos normais, isto é, adição de maiores quantidades de peróxido durante a copolimerização ou utilização de reguladores de polimerização ou combinação das duas medidas referidas. Obtêm-se copolímeros com um elevado valor de K e com massas moleculares elevadas, por exemplo, por polimerização dos monómeros na forma de polimerização em suspensão inversa ou através de polimerização dos monómeros

a) e b) depois do processo de polimerização de água em óleo.

! Tanto no processo de polimerização em suspensão inversa como na polimerização de água em óleo utiliza-se como fase oleosa ! hidrocarbonetos saturados, por exemplo, hexano, heptano, j ciclo-hexano, decalina ou hidrocarbonetos aromáticos como benzeno, tolueno, xileno e cumeno. A re?ação da fase oleosa relativamente à fase aquosa é na polimerização er suspensão inversa de, por exemplo, 10:1 até 1:10, de preferência, 7:1 até 1:1.

Para dispersar a solução aquosa de monómeros num fluido hidrófobo inerte é preciso um colóide protector, cuja função é estabilizar a uspensão da solução aquosa de monomeros no líquido hidrófobo inerte. Os colóides protectores têm ainda uma influência sobre o tamanho das partículas das pérolas de polímeros que se formam por polimerização.

Como colóides protectores podem, por exemplo, ser utilizadas as substâncias descritas na memória da Patente de Invenção Porte-Americana Π?. 2 932 749. Além disso, ainda são apropriados os colóides protectores conhecidos por meio da memória descritiva da Patente Alemã.DS 2 534 436, que, por exemplo, se obtêm por meio da reacção de óleos e/ou resinas, que possuem átomos de hidrogénio de alilio, com anidrido maleico. Outros colóides protectores adequados 3ão por exemplo conhecidos por meio da memória descritiva da Patente Alemã DP 27 10 372, que se obtêm através de polimerização em solução ou da substância térmi a ou por radicais a partir de 60 até 99,9^ em peso de diciclopentadieno, 0 até 30$ era peso de estireno e 0 âté 10$ om peso de anidrido maleico.

Além disso sao ainda adequados como colóides protectores polímeros enxertados, que se obtêm por enxertamento de polímeros (A) a partir de

a) 40 até 100$ em peso de monómeros aromáticos monovinilo,

b) 0 até 60$ em peso de ácidos carboxílicos monoetilenicamente insaturados com 3 até 6 átomos de C, anidrido maleico e/ou anidrido itacónico e

c) 0 até 20$ em peso de outros monómeros monoetilenicamente insaturados, com a condição de que a soma das percentagens em peso de (a), (b) e (c) seja sempre igual a 100, os polímeros A) tenham uma massa molecular (médio em número) de 500 até 20 000 e número de iodeto de hidrogénio (de acordo com DPI 53 241) de 1,3 até 51» com misturas de monómeros constituídas por

1) 70 até 100$ em peso de ésteres de ácido acrílico e/ou de ácido metacrílico e de álcoois monofuncionais contendo 1 até 20 de átomos C,

2) 0 até 15$ em peso de ácidos carboxílicos monoetilenicamente insaturados com 3 até 5 átomos de C, anidrido maleico e/ou anidrido itacónico, ! 3) 0 até 10/ em peso de monoésteres de ácido acríi lico e/ou de monoésteres de ácido metacrílico de álcoois I pelo menos bifuncionais,

4) 0 até 15/ em peso de monomeros aromáticos de monovinilo,

I 5) 0 até 7,5/ em peso de acrilamida e/ou metacrilamida, com a condição de que a soma das percentagens em peso de (a), (b), (c), (d) e (e) perfazer 3empre 100, a uma temperatura de até 150°C num meio diluente hidrofobo ií inerte em presença de iniciadores de polimerização, em que ‘ os monomeros sao empregados numa quantidade de 97,5 até

50/, relativamente à mistura dos polímeros (A) e monomeros.

Os colóides protectores deste tipo são descritos na Patente

Europeia EP-A-0 290 753.

Çuando numa polimerização em suspensão inversa é empregado um hidrocarboneto alifático como líquido hidrofΟΙ bo inerte, já se verificou ser apropriado como colóide protector uma mistura de um agente inorgânico auxiliar da susj pensão a base de minerais muito finamente divididos modificados e um agente tensio-activo não ionico.

Os agentes auxiliares da s ispensão inorgânicos, que têm um valor do índice de equilíbrio hidrofílico-lioI fílico pequeno são, durante o processo de polimerização em suspensão inversa, normalmente os agentes empregados. 0 componente mineral desta matéria é composto por exemplo por bentonito, montmorilonite ou caulino. Os minerais finamente t divididos para serem modificados são tratados com sais de am nas de cadeias compridas, por exemplo, aminas em Cg até ou sais de amónio quaternário, em que se realiza a acumulai

- 10 ção dos sais de aminos ou respectivamente dos sais de amónio quaternário entre as camadas individuais dos minerais finamente divididos. Cs sais de amónio quaternário utilizados eventuàlmente para a modificação contêm de preferência 1 ou 2 radicais alquilo em C^q a 022» Os outros substituentes dos sais de amónio são radicais alquilo em C^-C^ ou hidrogénio. 0 teor em sais de amónio livres dos minerais modificados com amina é no máximo 2‘- em peso. uá minerais modificados com sais de amónio finamente pulverizados à disposição no mercado.

Aos agentes auxiliares de sus per. são inorgânicos para a polimerização em suspensão invertida pertence também o dióxido de silício, aue se fez reagir com compostos orgânicos de silício. Um composto orgânico de silício adequado é, por exemplo, o cloreto de trimetilsilílo.

objectivo da modificação dos minerais inorgânicos finamente divididos é melhorar a molhabilidade dos minerais com o hidrocarboneto alifático utilizado como fase exterior da polimerização em suspensão invertida. Mos minerais naturalmente constituídos em camadas, por exemplo, bentonite e montmorilonite, por meio da modificação com aminas consegue-se que os minerais modificados inchem no hidrocarboneto alifático e que aí se desintegrem em partículas muito finas. 0 tamanho das partículas é de cerca de 1 /um e geralcente fica compreendido entre 0,5 até 5/um. Os dióxidos de silício tratados com compostos orgânicos de silício têm uma granulo— metria compreendida entre cerca de 10 e 40 nm. Os minerais finamente divididos modificados são molhados tanto pela solu ção aquosa de monomeros como também pelo agente dissolvente e acumulam-se na superfície de separação das fases entre a fase aquosa e a fase orgânica. Uvitam a coagulação quando se verifica a colisão entre duas gotas de monómero na suspensão.

ι Depois do final da copolimerização, destila-se azeotropicamente uma parte da água para se obter copolímeros com um teor de sólidos de 70 a 99, de preferência de 80 até 95/. Os copolímeros encontram-se sob a forma de pérolas finas com um diâmetro de 0,05 até 1 mm.

! Os cooolímeros acima descritos são utilizados na ¹ ' - * j fabricaçao de papel, cartão e cartolina como aditivo da 1 pasta de papel, ao contrário da forma não hidrolisada do j actual estado da técnica. 3stes copolímeros não contêm unidades de vinilamina. Realizam assim um aumento da velocidade de desidratação da pasta de papel, pelo que a velocidade de produção na fabricação de papel pode ser au-mentada, Além : disso, os copolímeros actuam como agentes de retenção para fibra3 e cargas e, ao mesmo tempo, como agente de floculaçãc. Para s.. obter os referidos efeitos, juntam-se à pasta de papel os copolímeros em quantidades de 0,01 até cerca de 0,8$ em peso, em relação à pasta de papel seca. Quantidades adii cionadas mais elevadas de copolímeros realizam uma estabilização da secagem. Para se conseguir os efeitos de estabij lização de secagem, utilizan-se os copolímeros em quantidades de cerca de 0,5 até 3,5$ em peso, em relação.à pasta de pa; pel seca. Preferencialmente realiza-se a adição dos referidos copolímeros juntamente com amido de batata natural como agente de estabilização da secagem. Essas misturas possuem uma boa retenção em relação às fibras de papel em pasta de papel. Com estas misturas o valor de CS3 na água que passou através do crivo é consideravelmente reduzido em comparação

Ji com os amidos naturais. As substâncias incómodas contidas na água em circulação das máquinas de fabricação de papel prejudicam a actividade das misturas de copolímeros e de amidos naturais adicionadas de acordo com a presente invenção apenas de forma insignificante. 0 valor de p’j da suspensão da pasta de papel pode ficar compreendido dentro do ij intervalo de 4 até 9, de preferência, 6 até 8,5. Estas mis-

turas de amidos naturais e polímeros catiónicos, que são adicionadas para a estabilização da secagem da pasta de papel, são preferencialmente fabricadas aquecendo os amidos de batata naturais em presença dos copolímeros não hidrolisados numa solução aquosa a temperaturas acima da temperatura de aglutinação do3 amidos de batata naturais em ausência de agentes oxidantes, iniciadores de polimerização e álcalis. Os amidos de batata naturais são desta forma modificados.

A temperatura de aglutinação 4 os amidos é a temperatura à qual desaparea a birrefringência dos grãos de amido, conferir Ullmanns Snzyklopádie der technischen Chemie (Enciclopédia Ullmann de Química Tecnológica), Urban e Schwarzenberg, L.uni que-Berlim, 1955, Ι6^δ· volume, página 322.

A modificação dos amidos de batata naturais pode sei· realizada de várias formas. Um amido de batata natural praticamente inactivo, que se apresenta sob a forma de solução aquosa, pode ser feito reagir com os copolímeros catiónicos que interessam a temperaturas compreendidas no intervalo dos 15 até 70°C. Com temperaturas ainda baixas são necessários tempos de contacto mais longos. Se a reacção ocorrer a temperaturas ainda mais elevadas, por exemplo, até 110°C, necessita-se de tempos de contacto mais curtos, por exemplo,

0,1 até 15 minutos. 0 modo mais fácil da modificação dos amidos de batata naturais consiste em acuecer a suspensão aquosa dos amidos em presença dos copolímeros catiónicos que interessam a uma temperatura superior à temperatura de aglutinação dos amidos de batata naturais. Como regra geral, o amido para modificação é aseeido a temperaturas no intervalo dos 70 até 110°C, realizanio-se a reacção a temperaturas superiores a 110°C em equipamento resistente à pressão. Pode também proceder-se de forma que em primeiro lugar se aqueça uma suspensão aquosa de amido de batata natural a uma temperatura no intervalo dos 70 a 110°C e que o amido se dissol- 13 va, juntando er.; seguida os copolímeros catiónicos necessários para a modificação. A solubilização do amido acontece na ausência de agentes de oxidação, iniciadores e substâncias alcalinas em cerca de 3 minutos até 5 horas, de preferência, 5 a 30 minutos. As temperaturas mais elevadas exigem nesse caso um tempo de permanência mais curto.

Por cada 100 partes de amido de batata natural utiliza-se 1 até 20, de preferência, 3 até 12 partes de um único copolímero catiónico não hidrolisado ou de uma mistura de copolímeros catiónicos não hidrolisados nue interessam. Com a reacçao com os copolímeros catiónicos, o amido de batatas natural transforma-se numa forma solúvel em água. A viscosidade da fase aquosa da mistura reaccional aumenta com isso. Uma solução aquo3a do agente de estabilização de secagem a 3,5/ em peso tem nessas circunstâncias viscosidades da ordem dos 50 até aos 10 000 mPas (medida com um viscoeímetro Brookfield a 20 rotações por minuto e a 20°C). Os copolímeros udilizados de acordo com a presente invenção podem ser utilizados na fabricação de todas as qualidades de papel, cartolina e cartão conhecidas, por exemplo, para a fabricação de papel de máquina, papel para ser impresso e papel de embrulho. Os papéis poder; ser fabricados a partir de uma variedade de materiais de fibras de diversos tipos, por exemplo, a partir de pasta de papel de sulfito ou de 3ulfato, em estado branqueado ou não branqueado. Aparas de madeira, pape' velho, pasta de papel termomecânica (Tm?) e pasta de papel quimiotermomecânica (CT.Y?). 0 peso unitário dos papéis pode ser entre 30 e 200, de preferência, 35 e 150 g/m , enquanto 2 na cartolina pode ser até 600 g/m . Qs papéis que são fabricados com utilização de coOlímeros em mistura com amido de batata natural de acordo com a presente invenção, ao contrário dos papéis obtidos na presença de iguais quantidades de amido de batata natural, uma resistência mecânica acentuadamente melhorada.

- 14 As partes citadas nos exemplos são partes em peso, as percentagens indicadas são percentagens em peso. As viscosidades fora’ determinadas em solução aquosa com uma concentração de matéria sólida igual a 3,5/ em peso e a uma tem peratura de 20°C num viscómetro de Brookfield a 20 rotaçoes por minuto.

A preparação das folhas foi feita num dispositivo de formação de folhas ?;õthen laboratorial rápido. 0 comprimento de secagem foi determinado segundo DI 53 112, folha 1, a pressão de ruptura en seco foi determinada em gase de acordo com DIN 53 141, o valor CDT segundo 53 143 θ a resistência à ruptura segundo Brecht-Inset de acordo com DI

115. 0 ensaio ias folhas realizou-se após uma climatização de 24 horas a una temperatura de 23°C e a uma humidade relativa do ar de 50/.

valor de K ào3 copolímeros foi determinado segundo K. Fikentscher, Cellulo3echemie (Çuímica da Celulose), Volume 13, 53-64 e 71-74 (1932) a uma temperatura de 25°C numa solução aquosa a 5/ de cloreto de sódio e com uma con! centraçao do polímero igual a 0,1^ em peso; significando K = k · 10³.

Utilizaram-se as seguintes substâncias

Copolímero 1

Copolímero de 90$ em moles de N-vinil—formamida (VFA) e 10$ em moles de cloreto de 3-metacrilamidopropilí trimetilamónio (UAPTAC).

copolímero 1 foi preparado deitando—se num balão de 2 litros guarnecido com um a itador, termómetro, tubo de admissão de gas e refrigerante de refluxo, ΰΎ' g de cicloj -hexano e 3 5 de colóide protector, como se encontra descril· to no Dxe.. ρΐο 1 da Patente de Invenção Europeia EP-A-0

290 753· 0 balão foi aquecido sob uma atmosfera de azoto e

sob agitação a uma velocidade de rotação do agitador igual a 300 rotações por minuto a uma temperatura de 50°C. Assim que esta temperatura foi atingida, adicionou-se durante um intervalo de tempo de 30 minutos urna solução de 117 g de N-vinil-formamida, 80 g de uma solução aquosa a 50/ em peso de cloreto 3-metacrilamidopropiltrimetilamónio, 0,15 g de sal de sódio de ácido dietilenotriaminapentacético, 0,65 g de dicloridrato de 2,2’-azo-bis-(2-amidinopropano) e 100 g de água. 0 valor pK da fase acuosa é de 6,5- Om seguida, agi tou-se a mistura reaccional durante 16 horas a 50°C. Depois a temperatura foi elevada para ?3°C e com o auxílio de um separador de água foram destilados azeotropicaraente 134 g de água. A substância sólida branca formada sob a forma de pérolas foi filtrada, lavada com 200 g de ciclo-hexano e libertado dos restantes dissolventes e~ vácuo. Obtêm-se 163 g de um copolímero com um teor de matéria sólida igual a 56,4/ em peso. 0 valor ds T^r era de 130.

Os copolímeros 2 a 5 foram preparados de forma análoga à3 instruções de fabrico citadas e a sua composição é dada na tabela 1.

Copolímero ί	/ em moles de VPA¹)	/ em mole3 de LTAPTAC²	Teor de matéria sólida (/)	Valor de
! : 2	30	20	96,1	130
l 3	70	30	91,0	203
! 4	60	40	94,1	139
ί 1 r~ ί ? 1	50	50	38, 0	200
1) VPA	N-vinil-formamida
2) ÍÍAPTAC =	cloreto de	3-metacrilamido	propiltri	metilamónio

Para comparação foram utilizados os seguintes polímeros :

Cooolímero 6:

Copolímero 7:

Copolímero 3:

- 16 homopolímero de N-vinil-formamida com um teor de matéria sólida de 96,6/ e um valor de 7. de 203 preparado de forma análoga às instruções para o copolímero 1 por homopolimerização de P-vinil-formamida.

polímero 6 parcialmente hidrolisado, cue foi obtido por hoaopolimerização de ?i-vinil-f ormamida de acordo com as instruções de fabricação dadas para.o copolímero 1, mas em que, antes da eliminação da água, são adicionados 105 g de ácido clorídrico a 33/, sendo a mis tura agitada durante 3 horas a 50°C e a água destilada azeotropicamente só depois. 0 grau de hidrólise é de 42/, o valor K de 135, o teor de matéria sólida de 93,5/· / também um homopolímero hidrolisado de N-vinil-formamida, que foi fabricado de forma análoga ao copolímero 7; contudo na hidrólise fora', adicionados 211 g de ácido clorídr_i co a 33/. 0 grau de hidrólise é ’e cerca de 90/, o valor de 7 é de 195 e o teor de matéria sólida de 90,5/.

7m grau de hidrólise de 9ⁿ/ significa nue 90/ dos grupos de formamida ori^inalmente existentes no copolímero se transformaram em grupos amino, ou nos grupos correspondentes de sais de amónio.

Exemalos ?repara-se em primeiro lugar uma pasta de papel de jornal contendo madeira e caulino com uma concentração de 2 g/1 e um valor de ρ·Γ de ó com um conteúdo de alúmen de 0,5, em peso. Esta pasta de papel foi utilizada como substância

f/ί.

modelo para todos os exemplos e exemplos de comparação. Determina-se en primeiro lugar, com a ajuda do aparelho Schopper-Rlegler, o grau de moagem (°SR), o tempo de desidratação (isto é, o tempo durante o qual os 600 ml de água ‘ de crivagem sai do aparelho) as3im como o grau de transpa; rência (transmissão óptica da água de crivagem em 0) para o modelo de pasta de papel acima descrito, nsaiou-se de seguida uma amostra de 1 litro da pasta de papel acima descrita com as quantidades dos copolímeros 1 a 8 indicadas na 7aj bela 2. Os resultados das determinações estão reunidos na !

ί Tateia 2.

I

Tabela


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- 19 Para ensaiar a resistência mecânica do papel foram ensaiados os seguintes estabilizadores 1 a 5, que foram preparados por aquecimento de amido de batata natural com os co polímeros indicados na Tabela 3.

Tabela 3

Estabilizador Obtido por reacção com

Viscosidade da solução aquosa do estabilizador (m/Pas)

1	Copolímero 1	314
2	Copolímero 3	850
3	Copolímero 5	858
4	Copolímero 6
	(comparação)	130
5	Copolímero 7
	(comparação)	668
	Os estabilizadores 1 a 5	acima descritos foram en-
saiados	com pasta de papel acima	referida. A quantidade adi-
cionada	é em todos os casos igual	a 3»0$ em peso relativa-

mente à pasta de papel seca. Os resultados dos ensaios sao reunidos na Tabela 4.

xercolo Número Io estabilizador Valor dc Presaão de Extensão CSB em á.^ua n3

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papel descrita no Exemplo 1. Oe resultados conseguidos são indicados na Tabela

Exemplo Número do esta- Valor de Pressão de Extensão de CSB em água bllizador adi- CMT ruptura em secagem de crivagem cionado à pasta seco

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	Φ	ο	d
	tu	Cp	Pr

(d ι—I Φ cd £cd β

/)

Exemplo Exemplo de Número do Valor de Pressão de Extensão de CSB da água comparação copolímero CMT ruptura em secagem de crivagem adicionado seco

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CO r-1 Ctf <0 P.

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CM Ο ι—1 rn vo cm vo m i—t «—I r4

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CM rn xt cn /3 fl

Claims

R Ε I 7 I N D I C A Q 0

I^a. - Processo para a fabricação de papel, cartão e cartolina em presença de copolímeros contendo unidades de N-vinil-formamida, por desidratação de pasta de papel, carac terizado pelo facto de se empregar, como polímeros contendo unidades de N-vinil-formamida, copolímeros não hidrolisados, que contêm (a) 99 a 1% em moles de N-vinil-formamida e (b) 1 a 99% em moles de pelo menos um monómero básico, solúvel em água, de fórmulas (I) ou (II)

R R

I ίφ 3

CH^C-C-NH-À-N -R° rG

CH„= ₂=ch-cíí₂. -Φ- ch₂-ch=ctí₂ (I) ou

Υθ (III)

7 *\_Rs nas quais

R¹ = H, CH₃, C₂H₅;

R², R³ e R⁴ = H, CHy , (-CH₂-CH₂-O)_nH;

5 6

R , R = alquilo em C-j-C-^q,

A = alouileno em C-^-Cg, η = 1 a 6, e

Θ . ~

Y = um aniao, em quantidades compreendidas entre 0,01 e 3,5/ em peso, relativamente à pasta de papel eeca.

fí

25 2§. - Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo facto de se adicionar à pasta de papel uma solução aquosa que se obtém por aquecimento de amido de batata natural em presença dos copolímeros não hidrolisados em solução aquosa, a temperaturas acima da temperatura de aglutinação do amido natural de batata, em ausência de agentes oxidantes iniciadores de polimerização e metais alcalinos.

Lisboa, 15 de Parço de 1990

0 Agente Oficial da Propriedade Industrial