RU2775389C2 - Composition containing cross-linked anionic organic polymer microparticles, its production and use in methods for manufacturing paper and cardboard - Google Patents
Composition containing cross-linked anionic organic polymer microparticles, its production and use in methods for manufacturing paper and cardboard Download PDFInfo
- Publication number
- RU2775389C2 RU2775389C2 RU2020111716A RU2020111716A RU2775389C2 RU 2775389 C2 RU2775389 C2 RU 2775389C2 RU 2020111716 A RU2020111716 A RU 2020111716A RU 2020111716 A RU2020111716 A RU 2020111716A RU 2775389 C2 RU2775389 C2 RU 2775389C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- acid
- paper
- mol
- composition
- microparticles
- Prior art date
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 129
- 239000011859 microparticle Substances 0.000 title claims abstract description 60
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 50
- 125000000129 anionic group Chemical group 0.000 title claims abstract description 26
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 22
- 239000011087 paperboard Substances 0.000 title claims abstract description 15
- 239000011111 cardboard Substances 0.000 title abstract description 6
- 229920000620 organic polymer Polymers 0.000 title abstract description 5
- 239000000178 monomer Substances 0.000 claims abstract description 83
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 claims abstract description 35
- 239000000123 paper Substances 0.000 claims abstract description 35
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims abstract description 35
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 claims abstract description 19
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 claims abstract description 19
- XHZPRMZZQOIPDS-UHFFFAOYSA-N 2-Methyl-2-[(1-oxo-2-propenyl)amino]-1-propanesulfonic acid Chemical compound OS(=O)(=O)CC(C)(C)NC(=O)C=C XHZPRMZZQOIPDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- 150000001732 carboxylic acid derivatives Chemical class 0.000 claims abstract description 12
- 229920006317 cationic polymer Polymers 0.000 claims description 38
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 2-Propenoic acid Natural products OC(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 27
- HRPVXLWXLXDGHG-UHFFFAOYSA-N Acrylamide Chemical compound NC(=O)C=C HRPVXLWXLXDGHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 27
- SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 2-(2-methoxy-5-methylphenyl)ethanamine Chemical compound COC1=CC=C(C)C=C1CCN SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 25
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 21
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims description 20
- ZIUHHBKFKCYYJD-UHFFFAOYSA-N n,n'-methylenebisacrylamide Chemical compound C=CC(=O)NCNC(=O)C=C ZIUHHBKFKCYYJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- 239000013055 pulp slurry Substances 0.000 claims description 15
- 229920000536 2-Acrylamido-2-methylpropane sulfonic acid Polymers 0.000 claims description 14
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 claims description 6
- CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-N Methacrylic acid Chemical compound CC(=C)C(O)=O CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- MYRTYDVEIRVNKP-UHFFFAOYSA-N 1,2-Divinylbenzene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1C=C MYRTYDVEIRVNKP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- HGINCPLSRVDWNT-UHFFFAOYSA-N Acrolein Chemical compound C=CC=O HGINCPLSRVDWNT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- VZCYOOQTPOCHFL-OWOJBTEDSA-N Fumaric acid Chemical compound OC(=O)\C=C\C(O)=O VZCYOOQTPOCHFL-OWOJBTEDSA-N 0.000 claims description 4
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 claims description 4
- LEQAOMBKQFMDFZ-UHFFFAOYSA-N glyoxal Chemical compound O=CC=O LEQAOMBKQFMDFZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 claims description 4
- VZCYOOQTPOCHFL-UHFFFAOYSA-N trans-butenedioic acid Natural products OC(=O)C=CC(O)=O VZCYOOQTPOCHFL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- WROUWQQRXUBECT-UHFFFAOYSA-N 2-ethylacrylic acid Chemical compound CCC(=C)C(O)=O WROUWQQRXUBECT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- JAHNSTQSQJOJLO-UHFFFAOYSA-N 2-(3-fluorophenyl)-1h-imidazole Chemical compound FC1=CC=CC(C=2NC=CN=2)=C1 JAHNSTQSQJOJLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- TURITJIWSQEMDB-UHFFFAOYSA-N 2-methyl-n-[(2-methylprop-2-enoylamino)methyl]prop-2-enamide Chemical compound CC(=C)C(=O)NCNC(=O)C(C)=C TURITJIWSQEMDB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- BRLQWZUYTZBJKN-UHFFFAOYSA-N Epichlorohydrin Chemical compound ClCC1CO1 BRLQWZUYTZBJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- OFOBLEOULBTSOW-UHFFFAOYSA-N Propanedioic acid Natural products OC(=O)CC(O)=O OFOBLEOULBTSOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 150000001299 aldehydes Chemical class 0.000 claims description 2
- LDHQCZJRKDOVOX-NSCUHMNNSA-N crotonic acid Chemical compound C\C=C\C(O)=O LDHQCZJRKDOVOX-NSCUHMNNSA-N 0.000 claims description 2
- 125000004386 diacrylate group Chemical group 0.000 claims description 2
- STVZJERGLQHEKB-UHFFFAOYSA-N ethylene glycol dimethacrylate Chemical compound CC(=C)C(=O)OCCOC(=O)C(C)=C STVZJERGLQHEKB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000001530 fumaric acid Substances 0.000 claims description 2
- 229940015043 glyoxal Drugs 0.000 claims description 2
- VZCYOOQTPOCHFL-UPHRSURJSA-N maleic acid Chemical compound OC(=O)\C=C/C(O)=O VZCYOOQTPOCHFL-UPHRSURJSA-N 0.000 claims description 2
- 239000011976 maleic acid Substances 0.000 claims description 2
- LVHBHZANLOWSRM-UHFFFAOYSA-N methylenebutanedioic acid Natural products OC(=O)CC(=C)C(O)=O LVHBHZANLOWSRM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- ILCQQHAOOOVHQJ-UHFFFAOYSA-N n-ethenylprop-2-enamide Chemical compound C=CNC(=O)C=C ILCQQHAOOOVHQJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- RPQRDASANLAFCM-UHFFFAOYSA-N oxiran-2-ylmethyl prop-2-enoate Chemical compound C=CC(=O)OCC1CO1 RPQRDASANLAFCM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- LDHQCZJRKDOVOX-UHFFFAOYSA-N trans-crotonic acid Natural products CC=CC(O)=O LDHQCZJRKDOVOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 abstract description 14
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 10
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000012752 auxiliary agent Substances 0.000 abstract 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 40
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 39
- 239000004530 micro-emulsion Substances 0.000 description 38
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 34
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 33
- 239000008346 aqueous phase Substances 0.000 description 20
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 20
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 20
- 229920001131 Pulp (paper) Polymers 0.000 description 19
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 16
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 16
- 239000000047 product Substances 0.000 description 16
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 14
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 14
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 14
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- -1 alkali metal salts Chemical class 0.000 description 13
- 125000002091 cationic group Chemical group 0.000 description 13
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 13
- CIHOLLKRGTVIJN-UHFFFAOYSA-N tert‐butyl hydroperoxide Chemical compound CC(C)(C)OO CIHOLLKRGTVIJN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 11
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 9
- 159000000000 sodium salts Chemical class 0.000 description 9
- RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N Sulphur dioxide Chemical compound O=S=O RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 8
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 8
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 7
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 7
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 6
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 6
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 6
- 150000002430 hydrocarbons Chemical group 0.000 description 6
- 239000012074 organic phase Substances 0.000 description 6
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 6
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 6
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 5
- 150000003926 acrylamides Chemical class 0.000 description 5
- 239000000908 ammonium hydroxide Substances 0.000 description 5
- 239000003999 initiator Substances 0.000 description 5
- 238000012688 inverse emulsion polymerization Methods 0.000 description 5
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 5
- LQPLDXQVILYOOL-UHFFFAOYSA-I pentasodium;2-[bis[2-[bis(carboxylatomethyl)amino]ethyl]amino]acetate Chemical compound [Na+].[Na+].[Na+].[Na+].[Na+].[O-]C(=O)CN(CC([O-])=O)CCN(CC(=O)[O-])CCN(CC([O-])=O)CC([O-])=O LQPLDXQVILYOOL-UHFFFAOYSA-I 0.000 description 5
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 5
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 4
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 4
- QPCDCPDFJACHGM-UHFFFAOYSA-N N,N-bis{2-[bis(carboxymethyl)amino]ethyl}glycine Chemical compound OC(=O)CN(CC(O)=O)CCN(CC(=O)O)CCN(CC(O)=O)CC(O)=O QPCDCPDFJACHGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- NEHMKBQYUWJMIP-UHFFFAOYSA-N anhydrous methyl chloride Natural products ClC NEHMKBQYUWJMIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 4
- 239000002655 kraft paper Substances 0.000 description 4
- 239000000693 micelle Substances 0.000 description 4
- 238000012703 microemulsion polymerization Methods 0.000 description 4
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 4
- 229960003330 pentetic acid Drugs 0.000 description 4
- 238000010008 shearing Methods 0.000 description 4
- HRZFUMHJMZEROT-UHFFFAOYSA-L sodium disulfite Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S(=O)S([O-])(=O)=O HRZFUMHJMZEROT-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- 235000010262 sodium metabisulphite Nutrition 0.000 description 4
- 239000004296 sodium metabisulphite Substances 0.000 description 4
- 235000010269 sulphur dioxide Nutrition 0.000 description 4
- DPBJAVGHACCNRL-UHFFFAOYSA-N 2-(dimethylamino)ethyl prop-2-enoate Chemical compound CN(C)CCOC(=O)C=C DPBJAVGHACCNRL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N Benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000004971 Cross linker Substances 0.000 description 3
- 229920003171 Poly (ethylene oxide) Polymers 0.000 description 3
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- NJSSICCENMLTKO-HRCBOCMUSA-N [(1r,2s,4r,5r)-3-hydroxy-4-(4-methylphenyl)sulfonyloxy-6,8-dioxabicyclo[3.2.1]octan-2-yl] 4-methylbenzenesulfonate Chemical compound C1=CC(C)=CC=C1S(=O)(=O)O[C@H]1C(O)[C@@H](OS(=O)(=O)C=2C=CC(C)=CC=2)[C@@H]2OC[C@H]1O2 NJSSICCENMLTKO-HRCBOCMUSA-N 0.000 description 3
- RKZXQQPEDGMHBJ-LIGJGSPWSA-N [(2s,3r,4r,5r)-2,3,4,5,6-pentakis[[(z)-octadec-9-enoyl]oxy]hexyl] (z)-octadec-9-enoate Chemical compound CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCC(=O)OC[C@@H](OC(=O)CCCCCCC\C=C/CCCCCCCC)[C@@H](OC(=O)CCCCCCC\C=C/CCCCCCCC)[C@H](OC(=O)CCCCCCC\C=C/CCCCCCCC)[C@@H](OC(=O)CCCCCCC\C=C/CCCCCCCC)COC(=O)CCCCCCC\C=C/CCCCCCCC RKZXQQPEDGMHBJ-LIGJGSPWSA-N 0.000 description 3
- 239000000440 bentonite Substances 0.000 description 3
- 229910000278 bentonite Inorganic materials 0.000 description 3
- 229940092782 bentonite Drugs 0.000 description 3
- SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N bentoquatam Chemical compound O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 3
- 239000008139 complexing agent Substances 0.000 description 3
- UYMKPFRHYYNDTL-UHFFFAOYSA-N ethenamine Chemical group NC=C UYMKPFRHYYNDTL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- FQPSGWSUVKBHSU-UHFFFAOYSA-N methacrylamide Chemical compound CC(=C)C(N)=O FQPSGWSUVKBHSU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229940050176 methyl chloride Drugs 0.000 description 3
- 229920002401 polyacrylamide Polymers 0.000 description 3
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 3
- 239000012966 redox initiator Substances 0.000 description 3
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 3
- 239000007762 w/o emulsion Substances 0.000 description 3
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 3
- CUNWUEBNSZSNRX-RKGWDQTMSA-N (2r,3r,4r,5s)-hexane-1,2,3,4,5,6-hexol;(z)-octadec-9-enoic acid Chemical compound OC[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@H](O)CO.OC[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@H](O)CO.CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCC(O)=O.CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCC(O)=O.CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCC(O)=O CUNWUEBNSZSNRX-RKGWDQTMSA-N 0.000 description 2
- OZAIFHULBGXAKX-UHFFFAOYSA-N 2-(2-cyanopropan-2-yldiazenyl)-2-methylpropanenitrile Chemical compound N#CC(C)(C)N=NC(C)(C)C#N OZAIFHULBGXAKX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- JPVYNHNXODAKFH-UHFFFAOYSA-N Cu2+ Chemical compound [Cu+2] JPVYNHNXODAKFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N EDTA Chemical compound OC(=O)CN(CC(O)=O)CCN(CC(O)=O)CC(O)=O KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WHNWPMSKXPGLAX-UHFFFAOYSA-N N-Vinyl-2-pyrrolidone Chemical compound C=CN1CCCC1=O WHNWPMSKXPGLAX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- DWAQJAXMDSEUJJ-UHFFFAOYSA-M Sodium bisulfite Chemical compound [Na+].OS([O-])=O DWAQJAXMDSEUJJ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XTXRWKRVRITETP-UHFFFAOYSA-N Vinyl acetate Chemical compound CC(=O)OC=C XTXRWKRVRITETP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 description 2
- AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N alumane Chemical class [AlH3] AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000003863 ammonium salts Chemical class 0.000 description 2
- CQEYYJKEWSMYFG-UHFFFAOYSA-N butyl acrylate Chemical compound CCCCOC(=O)C=C CQEYYJKEWSMYFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 2
- 229910001431 copper ion Inorganic materials 0.000 description 2
- 125000004985 dialkyl amino alkyl group Chemical group 0.000 description 2
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 2
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 2
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 2
- 238000002296 dynamic light scattering Methods 0.000 description 2
- 239000008394 flocculating agent Substances 0.000 description 2
- 230000003311 flocculating effect Effects 0.000 description 2
- 239000011121 hardwood Substances 0.000 description 2
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 229920001519 homopolymer Polymers 0.000 description 2
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052751 metal Chemical class 0.000 description 2
- 239000002184 metal Chemical class 0.000 description 2
- 239000011325 microbead Substances 0.000 description 2
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 229920000058 polyacrylate Polymers 0.000 description 2
- 235000010482 polyoxyethylene sorbitan monooleate Nutrition 0.000 description 2
- 229920000053 polysorbate 80 Polymers 0.000 description 2
- 159000000001 potassium salts Chemical class 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 229930195734 saturated hydrocarbon Natural products 0.000 description 2
- 238000012216 screening Methods 0.000 description 2
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 2
- 235000010267 sodium hydrogen sulphite Nutrition 0.000 description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 2
- 229960005078 sorbitan sesquioleate Drugs 0.000 description 2
- 230000008719 thickening Effects 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- DGVVWUTYPXICAM-UHFFFAOYSA-N β‐Mercaptoethanol Chemical compound OCCS DGVVWUTYPXICAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UCWYGNTYSWIDSW-QXMHVHEDSA-N (z)-n-[3-(dimethylamino)propyl]octadec-9-enamide Chemical compound CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCC(=O)NCCCN(C)C UCWYGNTYSWIDSW-QXMHVHEDSA-N 0.000 description 1
- PQUXFUBNSYCQAL-UHFFFAOYSA-N 1-(2,3-difluorophenyl)ethanone Chemical compound CC(=O)C1=CC=CC(F)=C1F PQUXFUBNSYCQAL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JKNCOURZONDCGV-UHFFFAOYSA-N 2-(dimethylamino)ethyl 2-methylprop-2-enoate Chemical compound CN(C)CCOC(=O)C(C)=C JKNCOURZONDCGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OMIGHNLMNHATMP-UHFFFAOYSA-N 2-hydroxyethyl prop-2-enoate Chemical compound OCCOC(=O)C=C OMIGHNLMNHATMP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KWSLGOVYXMQPPX-UHFFFAOYSA-N 5-[3-(trifluoromethyl)phenyl]-2h-tetrazole Chemical compound FC(F)(F)C1=CC=CC(C2=NNN=N2)=C1 KWSLGOVYXMQPPX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005995 Aluminium silicate Substances 0.000 description 1
- LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-M Bisulfite Chemical compound OS([O-])=O LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JIGUQPWFLRLWPJ-UHFFFAOYSA-N Ethyl acrylate Chemical compound CCOC(=O)C=C JIGUQPWFLRLWPJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LSDPWZHWYPCBBB-UHFFFAOYSA-N Methanethiol Chemical compound SC LSDPWZHWYPCBBB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GYCMBHHDWRMZGG-UHFFFAOYSA-N Methylacrylonitrile Chemical compound CC(=C)C#N GYCMBHHDWRMZGG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002873 Polyethylenimine Polymers 0.000 description 1
- 239000004113 Sepiolite Substances 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004147 Sorbitan trioleate Substances 0.000 description 1
- PRXRUNOAOLTIEF-ADSICKODSA-N Sorbitan trioleate Chemical compound CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCC(=O)OC[C@@H](OC(=O)CCCCCCC\C=C/CCCCCCCC)[C@H]1OC[C@H](O)[C@H]1OC(=O)CCCCCCC\C=C/CCCCCCCC PRXRUNOAOLTIEF-ADSICKODSA-N 0.000 description 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-N Sulfurous acid Chemical compound OS(O)=O LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 150000001252 acrylic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 229910000323 aluminium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000012211 aluminium silicate Nutrition 0.000 description 1
- ROOXNKNUYICQNP-UHFFFAOYSA-N ammonium peroxydisulfate Substances [NH4+].[NH4+].[O-]S(=O)(=O)OOS([O-])(=O)=O ROOXNKNUYICQNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VAZSKTXWXKYQJF-UHFFFAOYSA-N ammonium persulfate Chemical compound [NH4+].[NH4+].[O-]S(=O)OOS([O-])=O VAZSKTXWXKYQJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001870 ammonium persulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920006318 anionic polymer Polymers 0.000 description 1
- 229960000892 attapulgite Drugs 0.000 description 1
- WPKYZIPODULRBM-UHFFFAOYSA-N azane;prop-2-enoic acid Chemical compound N.OC(=O)C=C WPKYZIPODULRBM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000007844 bleaching agent Substances 0.000 description 1
- 210000000988 bone and bone Anatomy 0.000 description 1
- 238000005282 brightening Methods 0.000 description 1
- 230000005587 bubbling Effects 0.000 description 1
- 239000007975 buffered saline Substances 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 238000010382 chemical cross-linking Methods 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 239000000701 coagulant Substances 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 239000008119 colloidal silica Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 239000002537 cosmetic Substances 0.000 description 1
- 229920006037 cross link polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000003431 cross linking reagent Substances 0.000 description 1
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 description 1
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- LSXWFXONGKSEMY-UHFFFAOYSA-N di-tert-butyl peroxide Chemical class CC(C)(C)OOC(C)(C)C LSXWFXONGKSEMY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GUJOJGAPFQRJSV-UHFFFAOYSA-N dialuminum;dioxosilane;oxygen(2-);hydrate Chemical compound O.[O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3].O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Si]=O GUJOJGAPFQRJSV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ONCZQWJXONKSMM-UHFFFAOYSA-N dialuminum;disodium;oxygen(2-);silicon(4+);hydrate Chemical compound O.[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Na+].[Na+].[Al+3].[Al+3].[Si+4].[Si+4].[Si+4].[Si+4] ONCZQWJXONKSMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007865 diluting Methods 0.000 description 1
- BNIILDVGGAEEIG-UHFFFAOYSA-L disodium hydrogen phosphate Chemical compound [Na+].[Na+].OP([O-])([O-])=O BNIILDVGGAEEIG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910000397 disodium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019800 disodium phosphate Nutrition 0.000 description 1
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 239000000975 dye Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- MQLVWQSVRZVNIP-UHFFFAOYSA-L ferrous ammonium sulfate hexahydrate Chemical compound [NH4+].[NH4+].O.O.O.O.O.O.[Fe+2].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O MQLVWQSVRZVNIP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 238000005189 flocculation Methods 0.000 description 1
- 230000016615 flocculation Effects 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 1
- 239000000295 fuel oil Substances 0.000 description 1
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 1
- 239000000499 gel Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- KWLMIXQRALPRBC-UHFFFAOYSA-L hectorite Chemical compound [Li+].[OH-].[OH-].[Na+].[Mg+2].O1[Si]2([O-])O[Si]1([O-])O[Si]([O-])(O1)O[Si]1([O-])O2 KWLMIXQRALPRBC-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910000271 hectorite Inorganic materials 0.000 description 1
- BAMCQPRAKJWUON-UHFFFAOYSA-N hepta-2,5-dienediamide prop-2-enamide Chemical compound NC(=O)C=C.NC(=O)C=CCC=CC(N)=O BAMCQPRAKJWUON-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 1
- 125000001165 hydrophobic group Chemical group 0.000 description 1
- 229920001600 hydrophobic polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 description 1
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 1
- 150000002484 inorganic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000005865 ionizing radiation Effects 0.000 description 1
- NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N kaolin Chemical compound O.O.O=[Al]O[Si](=O)O[Si](=O)O[Al]=O NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003350 kerosene Substances 0.000 description 1
- 229920005610 lignin Polymers 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000593 microemulsion method Methods 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 229910000403 monosodium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019799 monosodium phosphate Nutrition 0.000 description 1
- 229910052901 montmorillonite Inorganic materials 0.000 description 1
- RQAKESSLMFZVMC-UHFFFAOYSA-N n-ethenylacetamide Chemical class CC(=O)NC=C RQAKESSLMFZVMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZQXSMRAEXCEDJD-UHFFFAOYSA-N n-ethenylformamide Chemical compound C=CNC=O ZQXSMRAEXCEDJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SHIGCAOWAAOWIG-UHFFFAOYSA-N n-prop-2-enylformamide Chemical compound C=CCNC=O SHIGCAOWAAOWIG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000002825 nitriles Chemical class 0.000 description 1
- 229910000273 nontronite Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009965 odorless effect Effects 0.000 description 1
- 229910052625 palygorskite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 1
- PNJWIWWMYCMZRO-UHFFFAOYSA-N pent‐4‐en‐2‐one Natural products CC(=O)CC=C PNJWIWWMYCMZRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000002978 peroxides Chemical class 0.000 description 1
- OJMIONKXNSYLSR-UHFFFAOYSA-N phosphorous acid Chemical compound OP(O)O OJMIONKXNSYLSR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920000962 poly(amidoamine) Polymers 0.000 description 1
- 239000003505 polymerization initiator Substances 0.000 description 1
- USHAGKDGDHPEEY-UHFFFAOYSA-L potassium persulfate Chemical compound [K+].[K+].[O-]S(=O)(=O)OOS([O-])(=O)=O USHAGKDGDHPEEY-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 229940088417 precipitated calcium carbonate Drugs 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 150000003856 quaternary ammonium compounds Chemical class 0.000 description 1
- 150000003242 quaternary ammonium salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000010526 radical polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 150000003254 radicals Chemical class 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 229910000275 saponite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000276 sauconite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052624 sepiolite Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019355 sepiolite Nutrition 0.000 description 1
- 239000010865 sewage Substances 0.000 description 1
- 239000010801 sewage sludge Substances 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
- 238000004513 sizing Methods 0.000 description 1
- 229910021647 smectite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229940083542 sodium Drugs 0.000 description 1
- 235000015424 sodium Nutrition 0.000 description 1
- 229940047670 sodium acrylate Drugs 0.000 description 1
- 229940080314 sodium bentonite Drugs 0.000 description 1
- 229910000280 sodium bentonite Inorganic materials 0.000 description 1
- AJPJDKMHJJGVTQ-UHFFFAOYSA-M sodium dihydrogen phosphate Chemical compound [Na+].OP(O)([O-])=O AJPJDKMHJJGVTQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229910001379 sodium hypophosphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011122 softwood Substances 0.000 description 1
- 230000003381 solubilizing effect Effects 0.000 description 1
- 235000019337 sorbitan trioleate Nutrition 0.000 description 1
- 229960000391 sorbitan trioleate Drugs 0.000 description 1
- 235000015096 spirit Nutrition 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 229910021653 sulphate ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000930 thermomechanical effect Effects 0.000 description 1
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 description 1
- ILJSQTXMGCGYMG-UHFFFAOYSA-N triacetic acid Chemical compound CC(=O)CC(=O)CC(O)=O ILJSQTXMGCGYMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SOBHUZYZLFQYFK-UHFFFAOYSA-K trisodium;hydroxy-[[phosphonatomethyl(phosphonomethyl)amino]methyl]phosphinate Chemical compound [Na+].[Na+].[Na+].OP(O)(=O)CN(CP(O)([O-])=O)CP([O-])([O-])=O SOBHUZYZLFQYFK-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 125000000391 vinyl group Chemical group [H]C([*])=C([H])[H] 0.000 description 1
- 229920002554 vinyl polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 1
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯBACKGROUND OF THE INVENTION
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕFIELD OF TECHNOLOGY TO WHICH THE INVENTION RELATES
Настоящее изобретение относится к структурированным анионогенным полимерным микрочастицам и к способу их получения. Настоящее изобретение также относится к способам изготовления бумаги и картона, в которых применяют анионогенные полимерные микрочастицы, и к применению указанных анионогенных полимерных микрочастиц в способах изготовления бумаги и картона.The present invention relates to structured anionic polymeric microparticles and to a process for their preparation. The present invention also relates to paper and paperboard manufacturing processes using anionic polymer microparticles and to the use of said anionic polymeric microparticles in paper and paperboard manufacturing processes.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND OF THE INVENTION
В ЕР 235893 описан способ, в котором растворимый в воде в основном линейный катионогенный полимер добавляют к бумажной массе до проведения стадии приложения сдвигового усилия и затем, после этой стадии приложения сдвигового усилия массу повторно флокулируют путем добавления бентонита.EP 235893 describes a process in which a water-soluble, substantially linear cationic polymer is added to stock prior to the shear step and then, after this shear step, the stock is reflocculated by adding bentonite.
Известно, что сшитые анионогенные органические полимерные композиции применимы в целом ряде областей. Известно использование таких композиций в целом ряде методик разделения систем твердое вещество-жидкость, в особенности, для флокуляции различных дисперсий, содержащих суспендированные твердые вещества, такие как осадки сточных вод, и для обработки суспензий целлюлозной бумажной массы. Необходимо повышение эффективности флокулирующих агентов, чтобы они обеспечивали эффективное разделение в системах твердое вещество-жидкость.It is known that cross-linked anionic organic polymer compositions are applicable in a number of areas. Such compositions are known to be used in a variety of solid-liquid separation techniques, especially for the flocculation of various dispersions containing suspended solids, such as sewage sludge, and for the treatment of pulp suspensions. It is necessary to improve the efficiency of flocculating agents so that they provide efficient separation in solid-liquid systems.
В ЕР 0202780 описано получение полимерных сшитых катионогенных акриламидных частиц по обычной методике полимеризации в обращенной эмульсии. Сшивку обеспечивают путем добавления к полимеру многофункционального мономера, такого как метиленбисакриламид. Сшитые полимерные частицы применимы в качестве флокулянтов.EP 0202780 describes the preparation of polymeric crosslinked cationic acrylamide particles by conventional inverse emulsion polymerization techniques. Crosslinking is provided by adding a multifunctional monomer, such as methylenebisacrylamide, to the polymer. Cross-linked polymer particles are applicable as flocculants.
Обычно размер частиц полимеров, полученных по обычным методикам полимеризации в обращенной эмульсии типа вода-в-масле, ограничен диапазоном, составляющим примерно 1-5 мкм. Точный размер частиц, который можно получить в обращенной эмульсии, определяется концентрацией и активностью использующегося поверхностно-активного вещества (веществ) и их обычно выбирают с учетом стабильности эмульсии и экономических показателей.Typically, the particle size of polymers prepared by conventional water-in-oil inverse emulsion polymerization techniques is limited to the range of about 1-5 microns. The exact particle size that can be obtained in an inverse emulsion is determined by the concentration and activity of the surfactant(s) used, and they are usually chosen based on emulsion stability and economics.
Leong et al в публикации Inverse Microemulsion Polymerisation, J. of Phys. Chem., Vol 86, No 23, 6-24-82, pp 2271-3, описывает полимеризацию акриламида в обращенной микроэмульсии. Автор также описывает получение сшитых полиакриламидных латексов или микрогелей с использованием смеси акриламид-метиленбисакриламид состава 100:1.Leong et al in Inverse Microemulsion Polymerisation, J. of Phys. Chem., Vol 86, No 23, 6-24-82, pp 2271-3, describes the polymerization of acrylamide in inverted microemulsion. The author also describes the preparation of cross-linked polyacrylamide latexes or microgels using a 100:1 acrylamide-methylenebisacrylamide mixture.
В ЕР 0173605 описано получение микрогранул, обладающих диаметром, находящимся в диапазоне примерно 49-87 нм, полученных из 10 полимеров винилацетата (84,6), этилакрилата (65,4) и акриловой кислоты (4,5) или метакрилонитрила (85), бутилакрилата (65) и акриловой кислоты (3). Описано, что эти полимерные гранулы добавляют к суспензии пульпы ОКЦП (отбеленная крафт-целлюлоза лиственных пород) для оценки степени проклеивания полученной бумаги, увеличения прочности бумаги и репульпируемости.EP 0173605 describes the preparation of microbeads having a diameter in the range of about 49-87 nm, obtained from 10 polymers of vinyl acetate (84.6), ethyl acrylate (65.4) and acrylic acid (4.5) or methacrylonitrile (85), butyl acrylate (65) and acrylic acid (3). It is described that these polymer pellets are added to the pulp slurry of BHCP (bleached hardwood kraft) to assess the degree of sizing of the resulting paper, increasing paper strength and repulpability.
Кроме того, в US 4681912 описано получение микрочастиц из акриламида и акриловой кислоты, например, с использованием микроэмульсионной методики. Не приведено никакого описание того, что эти частицы являются сшитыми, или их применения при изготовлении бумаги.In addition, US 4,681,912 describes the production of microparticles from acrylamide and acrylic acid, for example using a microemulsion technique. No description is given that these particles are crosslinked, or their use in papermaking.
Кроме того, в ЕР 0484617 описана композиция, содержащая сшитые анионогенные или амфотерные органические полимерные микрочастицы. Указано, что эти микрочастицы в ненабухшем состоянии обладают среднечисловым диаметром, равным менее примерно 0,75 мкм, вязкостью раствора, равной не менее 1,1 мПа⋅с, и содержанием сшивающего реагента, составляющим более примерно 4 мол. част./млн в пересчете на мономерные звенья, содержащиеся в полимере, и степенью ионизации, равной не менее примерно 5,0%. Указано, что микрочастица может состоять по меньшей мере из одного анионогенного мономера, выбранного из числа следующих: акриловая кислота, метакриловая кислота, этакриловая кислота, 2-акриламидо-2-метилпропансульфоновая кислота или их смеси, или соли. Не приведено описание того, каким образом необходимо объединять такую смесь анионогенных мономеров и при каких соотношениях количеств. Кроме того, в единственных примерах, в которых в смеси мономеров используют 2-акриламидо-2-метилпропансульфоновую кислоту в виде ее натриевой соли, не используют этиленовоненасыщенную карбоновую кислоту.In addition, EP 0484617 describes a composition containing cross-linked anionic or amphoteric organic polymeric microparticles. These unswollen microparticles are said to have a number average diameter of less than about 0.75 µm, a solution viscosity of at least 1.1 mPa.s, and a crosslinker content of greater than about 4 mol %. ppm, based on the monomer units contained in the polymer, and a degree of ionization equal to at least about 5.0%. It is indicated that the microparticle may consist of at least one anionic monomer selected from among the following: acrylic acid, methacrylic acid, ethacrylic acid, 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid, or mixtures or salts thereof. No description is given of how such a mixture of anionic monomers is to be combined and at what ratios of amounts. In addition, the only examples that use 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid as its sodium salt in the monomer mixture do not use the ethylenically unsaturated carboxylic acid.
В ЕР 462365 описан способ изготовления бумаги, который включает добавление к водной бумажной массе ионогенных органических полимерных микрогранул. Указано, что эти микрогранулы в ненабухшем состоянии обладают диаметром, равным менее 700 нм, если они являются сшитыми, и равным менее 60 мм, если они являются несшитыми и растворимыми в воде. Описано, что степень ионизации составляет не менее 1%, и не менее 5%, если они являются сшитыми, анионогенными и их используют в качестве единственной добавки для удерживания.EP 462365 describes a process for making paper which includes adding ionic organic polymeric microbeads to an aqueous paper stock. These microgranules, in the unswollen state, are said to have a diameter of less than 700 nm if they are crosslinked and less than 60 mm if they are not crosslinked and soluble in water. It is described that the degree of ionization is not less than 1%, and not less than 5% if they are cross-linked, anionic and used as the sole retention aid.
В WO 02/33171 описан способ изготовления бумаги или картона, в котором суспензию целлюлозы флокулируют и затем обезвоживают на сетке и получают лист, который сушат. Суспензию флокулируют с использованием флокулирующей системы, которая содержит кремнийсодержащий материал и органические микрочастицы, которые в ненабухшем состоянии обладают диаметром, равным менее 750 нм. В предпочтительном варианте осуществления дополнительно используют по меньшей мере один флокулянт/коагулянт, который предпочтительно представляет собой растворимый в воде катионогенный полимер, содержащийся во флокулирующей системе.WO 02/33171 describes a process for the manufacture of paper or board, in which a suspension of cellulose is flocculated and then dehydrated on a wire to form a sheet which is dried. The slurry is flocculated using a flocculating system which contains a silicon-containing material and organic microparticles which, in an unswollen state, have a diameter of less than 750 nm. In a preferred embodiment, at least one flocculant/coagulant is additionally used, which is preferably a water-soluble cationic polymer contained in the flocculating system.
В WO 2015/158668 описан способ получения прямой эмульсии сополимера в воде, в котором сополимер содержит а) 10-80 мас. % метакриловой кислоты и необязательно акриловой кислоты; b) 15-80 мас. % по меньшей мере одного неионогенного винилового мономера; с) 0,05-9,5 мас. % 2-акриламидо-2-метилпропансульфоновой кислоты или ее соли; d) 0,5-30 мас. % по меньшей мере одного мономера, содержащего по меньшей мере одну гидрофобную группу; и е) 0,01-5 мас. % по меньшей мере одного сшивающего мономера. Указано, что эмульсия применима для загущения водных систем, например для загущения композиций для личной гигиены и косметических композиций в условиях кислой среды.WO 2015/158668 describes a method for producing a direct emulsion of a copolymer in water, in which the copolymer contains a) 10-80 wt. % methacrylic acid and optionally acrylic acid; b) 15-80 wt. % of at least one nonionic vinyl monomer; c) 0.05-9.5 wt. % 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid or its salt; d) 0.5-30 wt. % of at least one monomer containing at least one hydrophobic group; and e) 0.01-5 wt. % of at least one crosslinking monomer. The emulsion is said to be useful for thickening aqueous systems, for example for thickening personal care and cosmetic compositions under acidic conditions.
С момента их разработки описанные выше продукты-микрочастицы в течение многих лет являлись эффективными продуктами - удерживающими вспомогательными средствами. Тем не менее необходимо разработать улучшенные продукты - удерживающие вспомогательные средства, предназначенные для способов изготовления бумаги и картона. Кроме того, в современных способах изготовления бумаги и изготовления картона необходимо улучшение удерживания, в особенности, удерживания золы.Since their development, the microparticulate products described above have been effective retention aid products for many years. However, there is a need to develop improved holding aid products for paper and paperboard manufacturing processes. In addition, in current papermaking and boardmaking processes, improved retention, especially ash retention, is needed.
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯDESCRIPTION OF THE INVENTION
Первым объектом настоящего изобретения является композиция, являющаяся обращенной эмульсией, содержащая сшитые анионогенные органические полимерные микрочастицы, указанные микрочастицы в ненабухшем состоянии обладают z-средним диаметром, равным менее 0,75 мкм, где органические полимерные микрочастицы получают из смеси мономеров, содержащей:The first object of the present invention is an inverse emulsion composition containing cross-linked anionic organic polymeric microparticles, said microparticles in the unswollen state have a z-average diameter equal to less than 0.75 μm, where organic polymeric microparticles are obtained from a mixture of monomers containing:
(a) этиленовоненасыщенную карбоновую кислоту или ее соль;(a) an ethylenically unsaturated carboxylic acid or a salt thereof;
(b) этиленовоненасыщенный неионогенный мономер; и(b) an ethylenically unsaturated nonionic monomer; and
(c) от 1 до 10 мол. % 2-акриламидо-2-метилпропансульфоновой кислоты или ее соли.(c) 1 to 10 mol. % 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid or its salt.
Другим объектом настоящего изобретения является способ получения указанной выше композиции, которая содержит сшитые анионогенные органические полимерные микрочастицы, указанные микрочастицы в ненабухшем состоянии обладают z-средним диаметром, равным менее 0,75 мкм, включающий:Another object of the present invention is a method for obtaining the above composition, which contains cross-linked anionic organic polymer microparticles, these microparticles in the unswollen state have a z-average diameter equal to less than 0.75 μm, including:
(А) смешивание(A) mixing
(i) водного раствора смеси мономеров, содержащей(i) an aqueous solution of a mixture of monomers containing
(a) этиленовоненасыщенную карбоновую кислоту или ее соль;(a) an ethylenically unsaturated carboxylic acid or a salt thereof;
(b) этиленовоненасыщенный неионогенный мономер; и(b) an ethylenically unsaturated nonionic monomer; and
(c) от 1 до 10 мол. % 2-акриламидо-2-метилпропансульфоновой кислоты или ее соли;(c) 1 to 10 mol. % 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid or its salt;
(ii) масляной фазы, содержащей по меньшей мере одну углеводородную жидкость;(ii) an oil phase containing at least one hydrocarbon liquid;
(iii) поверхностно-активного вещества или смеси поверхностно-активных веществ в количестве, эффективном для получения обращенной эмульсии; и(iii) a surfactant or mixture of surfactants in an amount effective to form an inverse emulsion; and
(В) проведение полимеризации обращенной эмульсии, полученной на стадии (А).(B) carrying out the inverse emulsion polymerization obtained in step (A).
В контексте настоящего изобретения "обращенная эмульсия" означает эмульсию типа "вода-в-масле". При использовании в настоящем описании термин "эмульсия" включает и обычные эмульсии, и микроэмульсии, если не указано иное. Если используют термин "микроэмульсия", то он означает только микроэмульсию, определенную в настоящем изобретении. Предпочтительно, если маслом, содержащимся в обращенной эмульсии, является углеводород.In the context of the present invention, "inverse emulsion" means a water-in-oil emulsion. When used in the present description, the term "emulsion" includes both conventional emulsions and microemulsions, unless otherwise indicated. When the term "microemulsion" is used, it means only the microemulsion as defined in the present invention. Preferably, the oil contained in the inverse emulsion is a hydrocarbon.
В контексте настоящего изобретения z-средний диаметр частиц "в ненабухшем состоянии" означает диаметр микрочастиц, которые включают только воду, содержащуюся в мономерах, полимеризованных с образованием микрочастиц.In the context of the present invention, the z-mean particle diameter "unswollen" means the diameter of the microparticles, which include only the water contained in the monomers polymerized to form the microparticles.
Размер частиц можно определить с помощью динамического светорассеяния (ДСР), например, с использованием прибора Zetasizer Nano, выпускающегося фирмой Malvern. Указанный z-средний размер частиц представляет собой взвешенный по интенсивности средний гармонический размер (см. также ISO 22412), рассчитанный по кумулянтным методикам из момента второго порядка разложения в ряд кумулянта. Расчет определен в стандартах ISO 13321 и ISO 22412.Particle size can be determined by dynamic light scattering (DLS), for example using the Zetasizer Nano instrument available from Malvern. The specified z-mean particle size is the intensity-weighted harmonic mean size (see also ISO 22412) calculated by cumulant methods from the second-order moment of the cumulant expansion. The calculation is defined in ISO 13321 and ISO 22412.
Композиция, предлагаемая в настоящем изобретении, применима в качестве удерживающего вспомогательного средства в способах изготовления бумаги и картона. Это обычно обеспечивают путем приготовления водной композиции из композиции обращенной эмульсии.The composition of the present invention is useful as a retention aid in paper and board manufacturing processes. This is usually provided by preparing an aqueous composition from an inverse emulsion composition.
Таким образом, настоящее изобретение также относится к способу изготовления бумаги или картона, в котором получают суспензию целлюлозы и ее обезвоживают на сетке и получают лист, который сушат, где в способе применяют систему для удерживания, которую добавляют к суспензии целлюлозы. Система для удерживания должна содержать водный продукт, приготовленный из указанной выше композиции, которая содержит описанные выше сшитые анионогенные органические полимерные микрочастицы, которые в ненабухшем состоянии обладают z-средним диаметром, равным менее 0,75 мкм.Thus, the present invention also relates to a process for making paper or board, in which a cellulose slurry is prepared and dehydrated on a wire to form a sheet which is dried, where the process employs a retention system that is added to the cellulose slurry. The retention system should contain an aqueous product prepared from the above composition, which contains the above-described cross-linked anionic organic polymeric microparticles, which, in an unswollen state, have a z-average diameter of less than 0.75 microns.
Сшивку органических полимерных микрочастиц можно провести по любым подходящим методикам, обычно использующимся для сшивки акриловых полимеров и описанным в литературе. Для обеспечения сшивки желательной может являться, например, обработка полученных органических полимерных микрочастиц излучением или термическая обработка. Альтернативно, желательной может являться обработка полученных органических полимерных микрочастиц химическим сшивающим реагентом.The crosslinking of the organic polymeric microparticles can be carried out according to any suitable techniques commonly used for crosslinking acrylic polymers and described in the literature. For crosslinking, it may be desirable, for example, to treat the resulting organic polymeric microparticles with radiation or heat treatment. Alternatively, it may be desirable to treat the resulting organic polymeric microparticles with a chemical crosslinker.
Однако предпочтительно, если подходящий химический сшивающий реагент включают в смесь мономеров до или во время проведения реакции полимеризации, чтобы органические полимерные микрочастицы образовывались в виде сшитых частиц. Такой химический сшивающий реагент предпочтительно должен являться многофункциональным и вступать в реакцию с функциональными группами, содержащимися по меньшей мере в двух полимерных цепях, чтобы обеспечить образование химических сшивок по меньшей мере между двумя полимерными цепями. Предпочтительно, если смесь мономеров содержит по меньшей мере одно многофункциональное соединение, выбранное из группы, состоящей из следующих: N,N'-метиленбисакриламид, N,N'-метиленбисметакриламид, полиэтиленгликольдиметакрилат, полиэтиленгликольдиакрилат, N-винилакриламид, глицидилакрилат, дивинилбензол, соли ди-, три- или тетрааллиламмония, акролеин, альдегиды, глиоксаль, диэпоксидные соединения, эпихлоргидрин и их смеси.Preferably, however, a suitable chemical crosslinking agent is included in the monomer mixture before or during the polymerization reaction so that the organic polymeric microparticles are formed as crosslinked particles. Such a chemical crosslinker should preferably be multifunctional and reactive with the functional groups contained in at least two polymer chains to allow the formation of chemical crosslinks between at least two polymer chains. Preferably, the mixture of monomers contains at least one multifunctional compound selected from the group consisting of the following: N,N'-methylenebisacrylamide, N,N'-methylenebismethacrylamide, polyethylene glycol dimethacrylate, polyethylene glycol diacrylate, N-vinyl acrylamide, glycidyl acrylate, divinylbenzene, di- , tri- or tetraallylammonium, acrolein, aldehydes, glyoxal, diepoxide compounds, epichlorohydrin and mixtures thereof.
Такие многофункциональные соединения будут обеспечивать объединение по меньшей мере двух полимерных цепей во время реакции полимеризации. Особенно предпочтительным многофункциональным соединением, предназначенным для получения сшитых анионогенных органических полимерных микрочастиц, предлагаемых в настоящем изобретении, является N,N'-метиленбисакриламид.Such multifunctional compounds will provide association of at least two polymer chains during the polymerization reaction. A particularly preferred multifunctional compound for the crosslinked anionic organic polymeric microparticles of the present invention is N,N'-methylenebisacrylamide.
Этиленовоненасыщенная карбоновая кислота - компонент (а), содержащаяся в смеси мономеров, может быть выбрана из числа любых подходящих соединений, относящихся к этой категории. Подходящие для этой цели соединения обычно включают одну или большее количество следующих: акриловая кислота, метакриловая кислота, этакриловая кислота, малеиновая кислота, фумаровая кислота, итаконовая кислота, кротоновая кислота, включая их соли. Подходящие соли включают соли, образованные с ионом аммония или металла, такие как соли щелочных металлов, соли щелочноземельных металлов или соли алюминия и т.п. Более подходящими являются соли аммония, лития, натрия или калия. Особенно подходящими солями являются соли аммония и натрия.The ethylenically unsaturated carboxylic acid component (a) contained in the monomer mixture may be selected from any of the suitable compounds in this category. Suitable compounds for this purpose generally include one or more of the following: acrylic acid, methacrylic acid, ethacrylic acid, maleic acid, fumaric acid, itaconic acid, crotonic acid, including salts thereof. Suitable salts include salts formed with an ammonium or metal ion, such as alkali metal salts, alkaline earth metal salts or aluminum salts, and the like. More suitable are the ammonium, lithium, sodium or potassium salts. Particularly suitable salts are the ammonium and sodium salts.
Предпочтительными соединениями, использующимися в качестве этиленовоненасыщенной карбоновой кислоты - компонента (а), являются акриловая кислота или метакриловая кислота, или их соли, особенно предпочтительной является акриловая кислота, в особенности в виде ее аммониевой или натриевой солей.Preferred compounds used as the ethylenically unsaturated carboxylic acid component (a) are acrylic acid or methacrylic acid or salts thereof, acrylic acid is particularly preferred, especially in the form of its ammonium or sodium salt.
Обычно этиленовоненасыщенными неионогенными мономерами, использующимися в качестве (b), предпочтительно являются гидрофильные мономеры и более предпочтительно растворимые в воде мономеры. В контексте настоящего изобретения "растворимое в воде" означает, что соединение обладает растворимостью в воде при 25°С, составляющей не менее 5 г/100 мл воды. Предпочтительные этиленовоненасыщенные неионогенные мономеры, предназначенные для использования в смеси мономеров в качестве компонента (b), включают любые из соединений, выбранных из группы, состоящей из следующих: акриламид, метакриламид, N,N-диалкилакриламиды, N-алкилакриламиды, N,N-диалкилметакриламиды, N-алкилметакриламиды, N-винилметацетамид, N-винилметилформамид, винилацетат, N-винилпирролидон и их смеси. Более предпочтительно, если этиленовоненасыщенный неионогенный мономер представляет собой любой, выбранный из числа следующих: акриламид, метакриламид или их смеси. Более предпочтительно, если в качестве неионогенного мономера используют акриламид.Generally, the ethylenically unsaturated nonionic monomers used as (b) are preferably hydrophilic monomers, and more preferably water-soluble monomers. In the context of the present invention, "water-soluble" means that the compound has a solubility in water at 25° C. of at least 5 g/100 ml of water. Preferred ethylenically unsaturated nonionic monomers for use in the monomer mixture as component (b) include any of the compounds selected from the group consisting of the following: acrylamide, methacrylamide, N,N-dialkylacrylamides, N-alkylacrylamides, N,N-dialkylmethacrylamides , N-alkylmethacrylamides, N-vinylmethacetamide, N-vinylmethylformamide, vinyl acetate, N-vinylpyrrolidone, and mixtures thereof. More preferably, the ethylenically unsaturated nonionic monomer is any one selected from the following: acrylamide, methacrylamide, or mixtures thereof. More preferably, acrylamide is used as the nonionic monomer.
Предпочтительно, если количество этиленовоненасыщенной карбоновой кислоты или ее соли (компонент (а)) составляет не менее 1 мол. % и обычно не менее 10 мол. %. Обычно количество составляет не менее 20 мол. %, например, вплоть до 98 мол. %. Однако обычно количество этиленовоненасыщенной карбоновой кислоты должно составлять от 30 до 94 мол. % или от 40 до 90 мол. %, например, от 40 до 80 мол. % или от 40 до 70 мол. %, более предпочтительно от 45 до 65 мол. %.Preferably, if the amount of ethylenically unsaturated carboxylic acid or its salt (component (a)) is at least 1 mol. % and usually not less than 10 mol. %. Usually the amount is not less than 20 mol. %, for example, up to 98 mol. %. However, usually the amount of ethylenically unsaturated carboxylic acid should be from 30 to 94 mol. % or from 40 to 90 mol. %, for example, from 40 to 80 mol. % or from 40 to 70 mol. %, more preferably from 45 to 65 mol. %.
Предпочтительно, если количество этиленовоненасыщенного неионогенного мономера (компонент (b)) составляет не менее 1 мол. %, например, вплоть до 98 мол. %. Обычно количество составляет вплоть до 75 мол. %, например, вплоть до 65 мол. %. Однако обычно количество этиленовоненасыщенного неионогенного мономера должно составлять от 1 до 65 мол. %, предпочтительно от 5 до 55 мол. %, например, от 10 до 55 мол. % или от 20 до 55 мол.%, более предпочтительно от 30 до 50 мол. %.Preferably, if the amount of ethylenically unsaturated nonionic monomer (component (b)) is at least 1 mol. %, for example, up to 98 mol. %. Usually the amount is up to 75 mol. %, for example, up to 65 mol. %. However, usually the amount of ethylenically unsaturated nonionic monomer should be from 1 to 65 mol. %, preferably from 5 to 55 mol. %, for example, from 10 to 55 mol. % or from 20 to 55 mol.%, more preferably from 30 to 50 mol. %.
Предпочтительно, если в композиции, предлагаемой в настоящем изобретении, используют смесь мономеров, которая содержит:Preferably, a mixture of monomers is used in the composition of the present invention, which contains:
(a) от 40 до 90 мол. % этиленовоненасыщенной карбоновой кислоты или ее соли;(a) 40 to 90 mol. % ethylenically unsaturated carboxylic acid or its salt;
(b) от 5 до 55 мол. % этиленовоненасыщенного неионогенного мономера; и(b) 5 to 55 mol. % ethylenically unsaturated nonionic monomer; and
(c) от 1 до 10 мол. % 2-акриламидо-2-метилпропансульфоновой кислоты или ее соли.(c) 1 to 10 mol. % 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid or its salt.
Более предпочтительно, если смесь мономеров содержит:More preferably, the mixture of monomers contains:
(a) от 45 до 65 мол. % этиленовоненасыщенной карбоновой кислоты или ее солей;(a) 45 to 65 mol. % ethylenically unsaturated carboxylic acid or its salts;
(b) от 30 до 50 мол. % этиленовоненасыщенного неионогенного мономера; и(b) 30 to 50 mol. % ethylenically unsaturated nonionic monomer; and
(c) от 1 до 10 мол. % 2-акриламидо-2-метилпропансульфоновой кислоты или ее соли.(c) 1 to 10 mol. % 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid or its salt.
Особенно предпочтительно, если смесь мономеров содержит:It is particularly preferred if the monomer mixture contains:
(a) от 45 до 65 мол. % акриловой кислоты или ее солей, особенно предпочтительно аммониевой соли или натриевой соли;(a) 45 to 65 mol. % acrylic acid or its salts, particularly preferably ammonium salt or sodium salt;
(b) от 30 до 50 мол. % акриламида; и(b) 30 to 50 mol. % acrylamide; and
(c) от 1 до 10 мол. % 2-акриламидо-2-метилпропансульфоновой кислоты или ее соли.(c) 1 to 10 mol. % 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid or its salt.
2-Акриламидо-2-метилпропансульфоновая кислота или ее соль (компонент (с)) может находиться в виде любой подходящей соли, обычно в виде соли аммония или соли металла. Солью металла может являться, например, соль щелочного металла, соль щелочноземельного металла или соль алюминия. Особенно подходящими солями являются соли аммония, натрия, лития или калия, особенно предпочтительной является соль натрия.The 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid or salt thereof (component (c)) may be in the form of any suitable salt, usually in the form of an ammonium salt or a metal salt. The metal salt may be, for example, an alkali metal salt, an alkaline earth metal salt or an aluminum salt. Particularly suitable salts are the ammonium, sodium, lithium or potassium salts, the sodium salt being particularly preferred.
Предпочтительно, если 2-акриламидо-2-метилпропансульфоновая кислота или ее соль (компонент (с)) содержится в смеси мономеров в количестве, составляющем от 2 до 8 мол. %, более предпочтительно от 2,5 до 7,5 мол. %.Preferably, if 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid or its salt (component (c)) is contained in a mixture of monomers in an amount ranging from 2 to 8 mol. %, more preferably from 2.5 to 7.5 mol. %.
z-Средний диаметр частиц в ненабухшем состоянии равен менее 0,75 мкм. Предпочтительно, если z-средний диаметр частиц в ненабухшем состоянии равен менее 0,5 мкм и обычно он находится в диапазоне от 0,08 до 0,5 мкм, например, от 0,1 до 0,4 мкм.z-Mean particle diameter in the unswollen state is less than 0.75 µm. Preferably, the unswollen z-mean particle diameter is less than 0.5 µm and is typically in the range of 0.08 to 0.5 µm, eg 0.1 to 0.4 µm.
В предпочтительном варианте осуществления способа получения композиции, предлагаемой в настоящем изобретении, водный раствор смеси мономеров также содержит по меньшей мере одно из указанных выше многофункциональных соединений. Более предпочтительно, если многофункциональным соединением, включенным в водный раствор смеси мономеров, является N,N'-метиленбисакриламид. Кроме того, предпочтительно, если анионогенным мономеров, включенным в эту водную смесь мономеров, является акриловая кислота, акрилат аммония или акрилат натрия. В равной степени предпочтительно, если неионогенный мономером, включенным в эту водную смесь мономеров, является акриламид.In a preferred embodiment of the process for preparing the composition of the present invention, the aqueous solution of the monomer mixture also contains at least one of the above multifunctional compounds. More preferably, the multifunctional compound included in the aqueous solution of the monomer mixture is N,N'-methylenebisacrylamide. It is further preferred if the anionic monomer included in this aqueous monomer mixture is acrylic acid, ammonium acrylate or sodium acrylate. It is equally preferred if the nonionic monomer included in this aqueous monomer mixture is acrylamide.
В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения объединяют водный раствор смеси мономеров, необязательно содержащий многофункциональное соединение; масляную фазу, содержащую насыщенный углеводород; и эффективное количество смеси поверхностно-активных веществ. Предпочтительно, если поверхностно-активное вещество может включать полиоксиэтилен(20)сорбитанмоноолеат, полиоксиэтиленсорбитолгексаолеат, сорбитансесквиолеат или их смеси. Количество конкретного использующегося поверхностно-активного вещества должно являться достаточным для обеспечения получения частиц, обладающих z-средним диаметром частиц в ненабухшем состоянии, равным менее 0,75 мкм.In a preferred embodiment of the present invention, an aqueous solution of a mixture of monomers, optionally containing a multifunctional compound, is combined; an oil phase containing a saturated hydrocarbon; and an effective amount of the mixture of surfactants. Preferably, the surfactant may include polyoxyethylene (20) sorbitan monooleate, polyoxyethylene sorbitol hexaoleate, sorbitan sesquioleate, or mixtures thereof. The amount of the particular surfactant used should be sufficient to provide particles having a z-average particle diameter in an unswollen state of less than 0.75 microns.
Кроме того, может являться желательным включение в водный раствор смеси мономеров комплексообразующего реагента для удаления веществ, которые могут препятствовать реакции полимеризации, таких как ионы тяжелых металлов, например, иона меди. Подходящие комплексообразующие реагенты включают тринатрийнитрилтриацетат, этилендиаминтетрауксусную кислоту (ЭДТК), включая соли, такие как натриевые соли, диэтилентриаминпентауксусную кислоту (ДТПК), включая соли, такие как натриевые соли, метилглициндиуксусную кислоту (МГДК), включая соли, такие как натриевые соли.In addition, it may be desirable to include a complexing agent in the aqueous solution of the mixture of monomers to remove substances that may interfere with the polymerization reaction, such as heavy metal ions, such as copper ion. Suitable complexing agents include trisodium nitrile triacetate, ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA), including salts such as sodium salts, diethylenetriaminepentaacetic acid (DTPA), including salts such as sodium salts, methylglycinedioacetic acid (MGDA), including salts such as sodium salts.
Кроме того, может являться желательным включение в водный раствор смеси мономеров других добавок. Такие дополнительные добавки могут включать, например, реагенты-переносчики цепи. Типичные обычно использующиеся реагенты-переносчики цепи могут включать, например, спирт, меркаптан, фосфит, сульфит или их смеси. Конкретные примеры включают гипофосфит натрия или 2-меркаптоэтанол.In addition, it may be desirable to include other additives in the aqueous solution of the monomer mixture. Such additional additives may include, for example, chain transfer agents. Typical commonly used chain transfer agents may include, for example, alcohol, mercaptan, phosphite, sulfite, or mixtures thereof. Specific examples include sodium hypophosphite or 2-mercaptoethanol.
Полимеризацию обращенной эмульсии можно провести путем добавления инициатора полимеризации, такого как окислительно-восстановительная инициирующая система, которая содержит комбинацию окислительного реагента и восстановительного реагента. Подходящие восстановительные реагенты включают метабисульфит натрия, бисульфит натрия или диоксид серы и подходящие окислительные реагенты включают трет-бутилгидропероксид. Диоксид серы может быть растворен, например, в подходящем масле, обычно в таком же масле, как масло, использующееся в обращенной эмульсии. Альтернативно, реакцию полимеризации можно инициировать путем обработки обращенной эмульсии ультрафиолетовым излучением, что также может включать добавление УФ-инициатора, обычно в водный раствор смеси мономеров. Предпочтительно, если полимеризацию обращенной эмульсии проводят с использованием окислительно-восстановительной инициирующей системы. В одном случае окислительный реагент включен в водный раствор смеси мономеров и восстановительный реагент затем добавляют к масляной фазе эмульсии. Такую методику используют в особенности в случае, если восстановительный реагент представляет собой растворимое в масле соединение, такое как диоксид серы. Альтернативно, оба инициатора окислительно-восстановительной пары можно добавить к полученной эмульсии. В этом случае предпочтительно, если и восстановительный реагент, и окислительный реагент можно добавить к эмульсии в виде водных растворов. Такую методику используют в особенности в случае, если восстановительный реагент представляет собой растворимое в воде соединение, такое как метабисульфит натрия или бисульфит натрия. В контексте настоящего изобретения "растворимое в воде" означает, что соединение обладает растворимостью в воде при 25°С, составляющей не менее 5 г/100 мл воды.Inverse emulsion polymerization can be carried out by adding a polymerization initiator, such as a redox initiator system, which contains a combination of an oxidizing agent and a reducing agent. Suitable reducing agents include sodium metabisulphite, sodium bisulfite or sulfur dioxide and suitable oxidizing agents include tert-butyl hydroperoxide. The sulfur dioxide may be dissolved, for example, in a suitable oil, usually the same oil as the oil used in the inverse emulsion. Alternatively, the polymerization reaction can be initiated by treating the inverse emulsion with ultraviolet radiation, which can also include adding a UV initiator, usually to an aqueous solution of the monomer mixture. Preferably, the inverse emulsion polymerization is carried out using a redox initiator system. In one case, the oxidizing agent is included in the aqueous solution of the monomer mixture and the reducing agent is then added to the oil phase of the emulsion. This technique is used in particular if the reducing agent is an oil-soluble compound such as sulfur dioxide. Alternatively, both redox initiators can be added to the resulting emulsion. In this case, it is preferable if both the reducing agent and the oxidizing agent can be added to the emulsion as aqueous solutions. This technique is used in particular if the reducing agent is a water-soluble compound such as sodium metabisulphite or sodium bisulfite. In the context of the present invention, "water-soluble" means that the compound has a solubility in water at 25° C. of at least 5 g/100 ml of water.
Предпочтительной методикой обеспечения сшивки анионогенных органических полимерных микрочастиц является добавление одного из указанных выше многофункциональных соединений, предпочтительно N,N'-метиленбисакриламида. Обычно многофункциональное соединение можно добавить к смеси мономеров в количестве, составляющем не менее 4 част./млн в пересчете на массу сухой смеси мономеров. Предпочтительно, если количество многофункционального соединения может составлять от 4 до 12000 част./млн, например, от 4 до 9000 част./млн, например, от 4 до 6000 част./млн, более предпочтительно от 20 до 6000 част./млн, более предпочтительно от 20 до 4000 част./млн, еще более предпочтительно от 50 до 2000 част./млн, наиболее предпочтительно от 50 до 1000 част./млн.A preferred technique for crosslinking the anionic organic polymeric microparticles is to add one of the above multifunctional compounds, preferably N,N'-methylenebisacrylamide. Typically, the multifunctional compound can be added to the monomer mixture in an amount of at least 4 ppm based on the dry weight of the monomer mixture. Preferably, if the amount of the multifunctional compound can be from 4 to 12000 ppm, for example, from 4 to 9000 ppm, for example, from 4 to 6000 ppm, more preferably from 20 to 6000 ppm, more preferably 20 to 4000 ppm, even more preferably 50 to 2000 ppm, most preferably 50 to 1000 ppm.
Одной методикой получения полимерных микрочастиц, предлагаемых в настоящем изобретении, является полимеризация мономеров в микроэмульсии. Полимеризация в микроэмульсиях и обращенных микроэмульсиях известна специалистам в данной области техники. В 1976 г. и в 1977 г. Р Speiser описал способ получения сферических "наночастиц", обладающих диаметром, равным менее 800 А путем (1) солюбилизации полимеризующихся молекул, например, акриламида и метиленбисакриламида, и других материалов, например, лекарственных средств, в мицеллах и (2) полимеризации мономера в мицеллах. J. Pharm. Sa., 65(12), 7063 (1976) и патент США № 4021364. Этим способом получали и обращенные, типа вода-в-масле, и типа масло-в-воде "наночастицы". Хотя автор специально не называет этот способ микроэмульсионной полимеризацией, он включает все признаки, которые в настоящее время используют для определения микроэмульсионной полимеризации. В этих публикациях также представлены первые примеры полимеризации акриламида в микроэмульсии. После этого появились многочисленные публикации, описывающие полимеризацию гидрофобных полимеров в масляной фазе микроэмульсий. См., например, Stoffer and Bone, J. Dispersion Sci. and Tech., 1(1), 37, 1980; и Atik and Thomas, J. Am. Chem. Soc'y, 103(14), 4279 (1981); и GB 2161492A.One technique for producing polymeric microparticles of the present invention is the polymerization of monomers in a microemulsion. Polymerization in microemulsions and inverted microemulsions is known to those skilled in the art. In 1976 and 1977, P Speiser described a process for preparing spherical "nanoparticles" having a diameter of less than 800 Å by (1) solubilizing polymerizable molecules, such as acrylamide and methylenebisacrylamide, and other materials, such as drugs, in micelles; and (2) polymerization of the monomer in micelles. J Pharm. Sa., 65(12), 7063 (1976) and US Pat. No. 4,021,364. Both reversed water-in-oil and oil-in-water "nanoparticles" were prepared in this manner. Although the author does not specifically refer to this method as microemulsion polymerization, it includes all features that are currently used to define microemulsion polymerization. These publications also present the first examples of microemulsion polymerization of acrylamide. Since then, numerous publications have appeared describing the polymerization of hydrophobic polymers in the oil phase of microemulsions. See, for example, Stoffer and Bone, J. Dispersion Sci. and Tech., 1(1), 37, 1980; and Atik and Thomas, J. Am. Chem. Soc'y, 103(14), 4279 (1981); and GB 2161492A.
Способ микроэмульсионной полимеризации можно провести путем (i) получения микроэмульсии мономера путем добавления водного раствора смеси мономеров к гидрофобной жидкости, содержащей соответствующее поверхностно-активное вещество или смесь поверхностно-активных веществ с получением обращенной микроэмульсии мономера, состоящей из небольших водных капелек, которые после проведения полимеризации превращаются в частицы полимера, обладающие размером, равным менее 0,75 мкм, диспергированные в непрерывной масляной фазе, и (ii) обработки микроэмульсии мономера путем проведения радикальной полимеризации.The microemulsion polymerization process can be carried out by (i) obtaining a monomer microemulsion by adding an aqueous solution of a mixture of monomers to a hydrophobic liquid containing an appropriate surfactant or mixture of surfactants to obtain an inverted monomer microemulsion consisting of small water droplets, which, after polymerization are converted into polymer particles having a size of less than 0.75 μm dispersed in a continuous oil phase, and (ii) treating the monomer microemulsion by conducting radical polymerization.
Для получения обращенной микроэмульсии обычно необходимо использовать конкретные условия, основными параметрами которых являются следующие: концентрация поверхностно-активного вещества, значение ГЛБ (гидрофильно-липофильный баланс) поверхностно-активного вещества или чистой смеси, температура, природа органической фазы и состав водной фазы.To obtain an inverted microemulsion, it is usually necessary to use specific conditions, the main parameters of which are the following: concentration of surfactant, HLB value (hydrophilic-lipophilic balance) of the surfactant or pure mixture, temperature, nature of the organic phase and composition of the aqueous phase.
Водная фаза содержит водную смесь мономеров, полученную из смеси мономеров, и необязательно многофункциональное соединение, предназначенное для обеспечения сшивки во время полимеризации, определенное выше. Водная смесь мономеров также может содержать такие дополнительные добавки, которые являются необходимыми. Так, например, смесь может содержать комплексообразующие реагенты, предназначенные для удаления ингибиторов полимеризации, таких как ионы тяжелых металлов, например, ионов меди, указанные выше. Водная смесь мономеров также может содержать регуляторы рН, инициаторы и другие обычные добавки, описанные выше.The aqueous phase contains an aqueous mixture of monomers derived from the mixture of monomers and optionally a multifunctional compound designed to provide crosslinking during polymerization as defined above. The aqueous mixture of monomers may also contain such additional additives as are necessary. Thus, for example, the mixture may contain complexing agents designed to remove polymerization inhibitors such as heavy metal ions, such as copper ions, as mentioned above. The aqueous mixture of monomers may also contain pH adjusters, initiators and other conventional additives described above.
Для получения микроэмульсии, которую можно определить, как, прозрачный и термодинамически стабильный раствор набухших мицелл, который без перемешивания содержит две жидкости, нерастворимые друг в друге, и поверхностно-активное вещество, в котором мицеллы обладают гораздо меньшим размером, чем в обычной эмульсии, важным является выбор соответствующих органической фазы и поверхностно-активного вещества.In order to obtain a microemulsion, which can be defined as a transparent and thermodynamically stable solution of swollen micelles, which, without stirring, contains two liquids insoluble in each other, and a surfactant, in which the micelles are much smaller than in a conventional emulsion, it is important is the choice of the appropriate organic phase and surfactant.
Выбор органической фазы оказывает существенное влияние на минимальную концентрацию поверхностно-активного вещества, необходимую для получения обращенной микроэмульсии. Эта органическая фаза может содержать углеводород или смесь углеводородов. Насыщенные углеводороды или их смеси являются наиболее подходящими для получения недорогих композиций (меньшее содержание поверхностно-активного вещества) обращенных микроэмульсий. Обычно органическая фаза может содержать любой из следующих: бензол, толуол, жидкое топливо, керосин, не обладающие запахом уайт-спириты и смеси любых из указанный выше веществ. Углеводороды, предпочтительные для использования в качестве органической фазы, включают Exxsol D 100S или Exxsol D100.The choice of the organic phase has a significant impact on the minimum concentration of surfactant required to obtain an inverted microemulsion. This organic phase may contain a hydrocarbon or a mixture of hydrocarbons. Saturated hydrocarbons or mixtures thereof are most suitable for the preparation of inexpensive compositions (lower surfactant content) of inverted microemulsions. Typically, the organic phase may contain any of the following: benzene, toluene, fuel oil, kerosene, odorless mineral spirits, and mixtures of any of the above. Hydrocarbons preferred for use as the organic phase include Exxsol D 100S or Exxsol D100.
Отношение массы водной фазы к массе углеводородной фазы выбирают таким образом, чтобы оно было как можно более высоким, чтобы после проведения полимеризации получить микроэмульсию, обладающую высоким содержанием полимера. При практическом осуществлении настоящего изобретения это отношение может находится в диапазоне, составляющем, например, от 0,5:1 до 3:1, обычно от 1,5:1 до 2,5:1 и предпочтительно, если оно составляет примерно 2:1.The ratio of the weight of the aqueous phase to the weight of the hydrocarbon phase is chosen to be as high as possible in order to obtain a microemulsion having a high polymer content after polymerization. In the practice of the present invention, this ratio may range from, for example, 0.5:1 to 3:1, typically 1.5:1 to 2.5:1, and preferably about 2:1. .
Предпочтительно, если одно или большее количество поверхностно-активных веществ выбирают таким образом, чтобы обеспечить значение ГЛБ (гидрофильно-липофильный баланс), находящееся в диапазоне от 8 до 11. В дополнение к обеспечению соответствующего значения ГЛБ также необходимо оптимизировать концентрацию поверхностно-активного вещества, т.е. она должна быть достаточной для образования обращенной эмульсии, обладающей соответствующим размером частиц. Типичные поверхностно-активные вещества, применимые при практическом осуществлении настоящего изобретения, в дополнение к специально описанным выше, могут являться анионогенными, катионогенными или неионогенными и они выбраны из числа следующих: полиоксиэтилен(20)сорбитанмоноолеат, сорбитантриолеат, ди-2-этилгексилсульфосукцинат натрия, олеамидопропилдиметиламин, изостеарил-2-лактат натрия, сорбитансесквиолеат, полиоксиэтиленсорбитолгексаолеат и т.п.Preferably, one or more surfactants are chosen to provide an HLB (hydrophilic-lipophilic balance) value in the range of 8 to 11. In addition to providing an appropriate HLB value, it is also necessary to optimize the concentration of the surfactant, those. it should be sufficient to form an inverse emulsion having an appropriate particle size. Typical surfactants useful in the practice of the present invention, in addition to those specifically described above, may be anionic, cationic or nonionic and are selected from the following: polyoxyethylene (20) sorbitan monooleate, sorbitan trioleate, sodium di-2-ethylhexylsulfosuccinate, oleamidopropyldimethylamine , sodium isostearyl 2-lactate, sorbitans sesquioleate, polyoxyethylene sorbitol hexaoleate, and the like.
Полимеризацию эмульсии можно провести по любой методике, известной специалистам в данной области техники. Инициирование можно провести с использованием ряда термических и окислительно-восстановительных свободнорадикальных инициаторов, включая азосоединения, такие как азобисизобутиронитрил; пероксиды, такие как трет-бутилпероксиды; трет-бутилгидропероксид; неорганические соединения, такие как персульфат калия, и окислительно-восстановительные пары, такие как сульфат железа(П)-аммония/персульфат аммония, трет-бутилгидропероксид/(мета)бисульфит натрия или трет-бутилгидропероксид/диоксид серы. Полимеризацию также можно провести с использованием методик фотохимического излучения, или ионизирующего излучения с использованием источника 60Со.The polymerization of the emulsion can be carried out according to any technique known to those skilled in the art. Initiation can be carried out using a variety of thermal and redox free radical initiators, including azo compounds such as azobisisobutyronitrile; peroxides such as tert-butyl peroxides; tert-butyl hydroperoxide; inorganic compounds such as potassium persulfate; and redox couples such as iron(II)-ammonium sulfate/ammonium persulfate, tert-butyl hydroperoxide/sodium (meta)bisulfite or tert-butyl hydroperoxide/sulfur dioxide. Polymerization can also be carried out using photochemical radiation techniques, or ionizing radiation using a 60 Co source.
В одном альтернативном варианте осуществления настоящего изобретения эмульсию или микроэмульсия можно получить двустадийным способом.In one alternative embodiment of the present invention, the emulsion or microemulsion can be obtained in a two-stage process.
На первой стадии масляную фазу, содержащую поверхностно-активное вещество, объединяют с частью водного раствора смеси мономеров и получают обращенную эмульсию или обращенную микроэмульсию и проводят первую стадию полимеризации. На второй стадии оставшуюся часть водного раствора смеси мономеров объединяют с обращенной эмульсией или обращенной микроэмульсией и затем полученную обращенную эмульсию или обращенную микроэмульсию обрабатывают путем проведения последующей стадии полимеризации, на которой полимеризуют содержащийся в смеси мономер. Этот двустадийный способ является наиболее подходящим для получения эмульсий и микроэмульсий, обладающих высоким содержанием твердых веществ -полимерных микрочастиц.In the first step, the oil phase containing the surfactant is combined with a portion of the aqueous solution of the monomer mixture to form an inverse emulsion or inverse microemulsion and carry out the first polymerization step. In the second step, the remainder of the aqueous solution of the monomer mixture is combined with the inverse emulsion or inverse microemulsion, and then the resulting inverse emulsion or inverse microemulsion is processed through a subsequent polymerization step in which the monomer contained in the mixture is polymerized. This two-stage process is most suitable for producing emulsions and microemulsions having a high solids content - polymeric microparticles.
Получение водной композиции из обращенной эмульсии можно провести путем обращения посредством ее добавления к воде, которая может содержать разрушающее эмульсию поверхностно-активное вещество. Поверхностно-активные вещества, подходящие для обращения эмульсии в воду с получением водного продукта включают, например, Lutensol® Т089, выпускающийся фирмой BASF, или Alfonic® 1412-7, этоксилат, выпускающийся фирмой Sasol Chemicals. Полимер необязательно можно извлечь из обращенной эмульсии путем отгонки растворителя или путем добавления эмульсии к растворителю, в котором происходит осаждение полимера, например, к изопропанолу, отфильтровывания полученных твердых веществ, сушки и повторного диспергирования в воде. Предпочтительно, если водная композиция может содержать от 0,01 до 5 мас. % сшитых анионогенных органических полимерных микрочастиц в пересчете на полную массу водной композиции. Более предпочтительно, если водная композиция может содержать от 0,05 до 2 мас. % полимерных микрочастиц, обычно от 0,1 до 1 мас. % полимерных микрочастиц, например, от 0,5 до 1 мас. % полимерных микрочастиц.The preparation of an inverse emulsion aqueous composition can be carried out by inversion by adding it to water, which may contain an emulsion-breaking surfactant. Suitable surfactants for inverting the emulsion into water to form an aqueous product include, for example, Lutensol® T089 from BASF or Alfonic® 1412-7, an ethoxylate from Sasol Chemicals. The polymer can optionally be recovered from the inverse emulsion by distilling off the solvent, or by adding the emulsion to a solvent in which the polymer precipitates, such as isopropanol, filtering off the resulting solids, drying, and redispersing in water. Preferably, if the aqueous composition may contain from 0.01 to 5 wt. % crosslinked anionic organic polymeric microparticles, based on the total weight of the aqueous composition. More preferably, if the aqueous composition may contain from 0.05 to 2 wt. % polymeric microparticles, usually from 0.1 to 1 wt. % polymeric microparticles, for example, from 0.5 to 1 wt. % polymeric microparticles.
Можно получить обращенную эмульсию, обладающую любым подходящим содержанием твердых веществ. Оно может составлять, например, вплоть до 50% в пересчете на полную массу эмульсии. Содержание твердых веществ - диспергированных микрочастиц обычно может составлять от 15 до 50% в пересчете на полную массу эмульсии, предпочтительно от 20 до 50 мас. %, обычно от 30 до 45 мас. %, например, от 30 до 40 мас. %. Полимерные микрочастицы, диспергированные в эмульсии, могут обладать содержанием активного полимера, составляющим вплоть до 50 мас. %. Предпочтительно, если это содержание активного полимера может составлять от 20 до 45 мас. % и обычно содержание активного полимера составляет от 25 до 45 мас. %, и в типичном случае от 25 до 40 мас. %, например, от 30 до 35 мас. %.An inverse emulsion can be prepared having any suitable solids content. It may, for example, be up to 50%, based on the total weight of the emulsion. The content of solids - dispersed microparticles can usually be from 15 to 50%, based on the total weight of the emulsion, preferably from 20 to 50 wt. %, usually from 30 to 45 wt. %, for example, from 30 to 40 wt. %. The polymeric microparticles dispersed in the emulsion may have an active polymer content of up to 50% by weight. %. Preferably, if this content of active polymer can be from 20 to 45 wt. % and usually the content of the active polymer is from 25 to 45 wt. %, and typically from 25 to 40 wt. %, for example, from 30 to 35 wt. %.
Предпочтительно, если сшитые анионогенные органические полимерные микрочастицы, предлагаемые в настоящем изобретении, обладают стандартной вязкостью, равной не менее 1,1, предпочтительно от 1,1 до 2,2 мПа⋅с, более предпочтительно от 1,5 до 2,0 мПа⋅с. Стандартную вязкость определяют с использованием 0,1 мас. % раствора сшитых анионогенных органических полимерных микрочастиц в 1 М водном растворе хлорида натрия при 25°С с использованием вискозиметра Брукфилда LVT, снабженного адаптером СН (для сверхнизкой вязкости).Preferably, the crosslinked anionic organic polymeric microparticles of the present invention have a standard viscosity of at least 1.1, preferably 1.1 to 2.2 mPa.s, more preferably 1.5 to 2.0 mPa.s. With. Standard viscosity is determined using 0.1 wt. % solution of cross-linked anionic organic polymeric microparticles in 1M aqueous sodium chloride at 25° C. using a Brookfield LVT viscometer equipped with CH (for extra low viscosity) adapter.
Продукт, предлагаемый в настоящем изобретении, является подходящим для облегчения проведения целого ряда методик разделения систем твердое вещество-жидкость. Обычно его можно использовать, например, для обезвоживания биологически обработанных суспензий, таких как сточные воды и другие муниципальные или промышленные шламы, для обезвоживания суспензии целлюлозы, такой как использующаяся при изготовлении бумаги и картона, или для обработки отходов, образующихся при изготовлении бумаги и картона; и для осаждения и обезвоживания целого ряда неорганических суспензий, например, отходов нефтеперерабатывающих предприятий, отходов угольной промышленности и т.п.The product of the present invention is suitable for facilitating a variety of solid-liquid separation procedures. Typically, it can be used, for example, for dewatering biologically treated slurries such as sewage and other municipal or industrial sludges, for dewatering cellulose slurry such as that used in paper and paperboard manufacture, or for treating waste products from paper and paperboard manufacture; and for settling and dewatering a wide range of inorganic slurries, such as refinery waste, coal industry waste, and the like.
Композиция, предлагаемая в настоящем изобретении, является особенно подходящей для применения в качестве удерживающего вспомогательного средства в способе изготовления бумаги или картона.The composition of the present invention is particularly suitable for use as a retention aid in a paper or board manufacturing process.
Как описано выше, настоящее изобретение также относится к способу изготовления бумаги или картона. Способ включает получение суспензии целлюлозы, которую затем обезвоживают на сетке и получают лист, который сушат. В этом способе к суспензии целлюлозы добавляют систему для удерживания и система для удерживания содержит композицию, предлагаемую в настоящем изобретении, предпочтительно в виде водной композиции, полученной из композиции, предлагаемой в настоящем изобретении, содержащей сшитые анионогенные органические полимерные микрочастицы.As described above, the present invention also relates to a method for making paper or paperboard. The method includes obtaining a suspension of cellulose, which is then dehydrated on a grid and a sheet is obtained, which is dried. In this method, a retention system is added to the cellulose suspension and the retention system contains the composition of the present invention, preferably in the form of an aqueous composition obtained from the composition of the present invention containing crosslinked anionic organic polymeric microparticles.
В предпочтительном воплощении этого варианта осуществления система для удерживания содержит (i) водную композицию, полученную из композиции, предлагаемой в настоящем изобретении; и (ii) катионогенный полимер. Обычно катионогенным полимером может являться любой подходящий катионогенный полимер, обычно использующийся в качестве компонента системы для удерживания с способах изготовления бумаги или картона. Часто предпочтительно, если такой катионогенный полимер является растворимым в воде катионогенным полимером. В контексте настоящего изобретения "растворимый в воде" означает, что катионогенный полимер обладает растворимостью в воде при 25°С, определенной по методике подсчета комков, составляющей менее 10 комков в пересчете на 1 г катионогенного полимера. Конкретные подходящие катионогенные полимеры могут быть выбраны из группы, состоящей из следующих: катионогенные полиакриламиды, полимеры, содержащие звенья виниламина, катионогенные полиакрилаты и полимеры диаллилдиметиламмонийхлорида. Катионогенными полимерами могут являться, например, подходящие катионогенные полимеры, которые обладают плотностью заряда, равной менее 4 мэкв./г, в типичном случае менее 3,5 мэкв./г и обычно менее 3,0 мэкв./г.In a preferred embodiment of this embodiment, the retention system comprises (i) an aqueous composition derived from the composition of the present invention; and (ii) a cationic polymer. Typically, the cationic polymer may be any suitable cationic polymer commonly used as a component of a retention system in paper or board manufacturing processes. It is often preferred if such a cationic polymer is a water-soluble cationic polymer. In the context of the present invention, "water-soluble" means that the cationic polymer has a solubility in water at 25° C., as determined by the lump count method, of less than 10 lumps per gram of cationic polymer. Particular suitable cationic polymers may be selected from the group consisting of the following: cationic polyacrylamides, polymers containing vinylamine units, cationic polyacrylates, and diallyldimethylammonium chloride polymers. Cationic polymers may be, for example, suitable cationic polymers which have a charge density of less than 4 meq/g, typically less than 3.5 meq/g and typically less than 3.0 meq/g.
При проведении методики подсчета комков в бутыль объемом 8 унций помещают 1,000±0,005 г полимера и в бутыль добавляют 5±0,1 мл ацетона для увлажнения полимера, затем в бутыль добавляют 95 мл деионизированной воды. Бутыль, содержащую полимер, ацетон и деионизированную воду, переворачивают в течение 2 ч и получают раствор полимера. Затем раствор полимера выливают на изготовленное из нержавеющей стали сито с отверстиями размером 150 мкм. Если большая часть полимера прошла через сито, то бутыль наполняют водой и затем содержимое выливают на сито для обеспечения того, что из сосуда удален весь раствор полимера. Затем через сито пропускают холодную проточную воду для удаления любого избытка раствора полимера и затем обратную сторону сита сушат. Затем подсчитывают количество комков, оставшихся на сите. Методику проводят при 25°С.In the lump count procedure, 1.000 ± 0.005 g of polymer is placed in an 8 oz bottle and 5 ± 0.1 ml of acetone is added to the bottle to wet the polymer, then 95 ml of deionized water is added to the bottle. The bottle containing the polymer, acetone and deionized water is inverted for 2 hours to obtain a polymer solution. The polymer solution is then poured onto a 150 µm stainless steel sieve. If most of the polymer has passed through the sieve, then the bottle is filled with water and then the contents are poured onto the sieve to ensure that all of the polymer solution has been removed from the vessel. Cold running water is then passed through the sieve to remove any excess polymer solution and then the back of the sieve is dried. Then count the number of lumps remaining on the sieve. The procedure is carried out at 25°C.
Предпочтительно, если катионогенный полимер можно получить с использованием растворимого в воде этиленовоненасыщенного мономера или смеси растворимых в воде этиленовоненасыщенных мономеров, в которой по меньшей мере один из мономеров является катионогенным. В контексте настоящего изобретения "растворимый в воде" означает, что мономер или смесь мономеров обладает растворимостью в воде при 25°С, составляющей не менее 5 г мономера/100 мл воды. Если полимеры образованы более, чем из одного мономера, то другие мономеры могут являться катионогенными или неионогенными, или представлять собой их смесь. Однако предпочтительно, если катионогенный полимер образован из катионогенного мономера или смеси мономеров, содержащей по меньшей мере один катионогенный мономер и по меньшей мере один неионогенный мономер.Preferably, the cationic polymer can be prepared using a water-soluble ethylenically unsaturated monomer or a mixture of water-soluble ethylenically unsaturated monomers in which at least one of the monomers is cationic. In the context of the present invention, "water-soluble" means that the monomer or mixture of monomers has a solubility in water at 25° C. of at least 5 g of monomer/100 ml of water. If the polymers are formed from more than one monomer, then the other monomers may be cationic or nonionic, or a mixture thereof. However, it is preferred if the cationic polymer is formed from a cationic monomer or a mixture of monomers containing at least one cationic monomer and at least one nonionic monomer.
Подходящие катионогенные мономеры включают диалкиламиноалкил(мет)акрилаты, диалкиламиноалкил(мет)акрил амиды, включая их соли присоединения с кислотами и четвертичными аммониевыми соединениями, диаллилдиметиламмонийхлорид. Предпочтительные катионогенные мономеры включают четвертичные аммониевые соли метилхлорида с диметиламиноэтилакрилатом и диметиламиноэтилметакрилатом. Подходящие неионогенные мономеры включают этиленовоненасыщенные неионогенные мономеры, например, акриламид, метакриламид, гидроксиэтилакрилат, N-винилпирролидон. Особенно предпочтительный полимер включает сополимер акриламида с четвертичными аммониевыми солями метилхлорида с диметиламиноэтилакрилатом.Suitable cationic monomers include dialkylaminoalkyl(meth)acrylates, dialkylaminoalkyl(meth)acrylamides, including their addition salts with acids and quaternary ammonium compounds, diallyldimethylammonium chloride. Preferred cationic monomers include methyl chloride quaternary ammonium salts with dimethylaminoethyl acrylate and dimethylaminoethyl methacrylate. Suitable nonionic monomers include ethylenically unsaturated nonionic monomers, eg acrylamide, methacrylamide, hydroxyethyl acrylate, N-vinylpyrrolidone. A particularly preferred polymer comprises acrylamide-quaternary ammonium salts of methyl chloride copolymer with dimethylaminoethyl acrylate.
Обычно подходящие катионогенные полимеры будут обладать высокой молекулярной массой, обычно равной более 500000 Да, и часто равной не менее 1 млн Да. Обычно подходящие катионогенные полимеры обладают характеристической вязкостью, равной не менее 3 дл/г, и предпочтительно равной не менее 4 дл/г. Часто полимеры могут обладать характеристическими вязкостями, равными не менее 5 и чаще не менее 6 дл/г. Во многих случаях характеристическая вязкость может быть равна не менее 7 или даже не менее 8,5 или 9 дл/г, и часто не менее 10 дл/г и более предпочтительно не менее 12 дл/г, и особенно предпочтительно не менее 14 или 15 дл/г. Для этого катионогенного полимера не существует максимального значения молекулярной массы и не существует конкретного верхнего предельного значения характеристической вязкости. В действительности, характеристическая вязкость может быть даже такой высокой, как равная 30 дл/г или более. Однако обычно катионогенный полимер часто обладает характеристической вязкостью, равной вплоть до 25 дл/г, например, вплоть до 20 дл/г.Typically, suitable cationic polymers will have a high molecular weight, typically in excess of 500,000 Da, and often at least 1 million Da. Typically, suitable cationic polymers have an intrinsic viscosity of at least 3 dl/g, and preferably at least 4 dl/g. Frequently, the polymers may have intrinsic viscosities of at least 5 and more often at least 6 dl/g. In many cases, the intrinsic viscosity may be at least 7 or even at least 8.5 or 9 dl/g, and often at least 10 dl/g and more preferably at least 12 dl/g, and particularly preferably at least 14 or 15 dl/g. There is no maximum molecular weight for this cationic polymer and there is no particular upper limit for intrinsic viscosity. In fact, the intrinsic viscosity may even be as high as 30 dl/g or more. Typically, however, the cationic polymer often has an intrinsic viscosity of up to 25 dl/g, for example up to 20 dl/g.
Характеристическую вязкость полимеров можно определить путем получения водного раствора полимера (0,5-1% мас./мас. в пересчете на содержание активного полимера). На первой стадии в мерной колбе 2 г этого 0,5-1% раствора полимера разбавляют до обеспечения объема, равного 100 мл, путем добавления 50 мл 2М раствора хлорида натрия, забуференного до рН 7,0 (с использованием 1,56 г дигидрофосфата натрия и 32,26 г гидрофосфата натрия в пересчете на 1 л деионизированной воды), и разбавления всей смеси деионизированной водой до 100 мл. Характеристическую вязкость полимеров определяют с использованием вискозиметра №1 с подвешенным уровнем при 25°С в 1М забуференном солевом растворе. Приведенные значения характеристической вязкости определены по этой методике, если не указано иное.The intrinsic viscosity of polymers can be determined by preparing an aqueous solution of the polymer (0.5-1% w/w, based on active polymer content). In a first step, in a volumetric flask, 2 g of this 0.5-1% polymer solution is diluted to provide a volume of 100 ml by adding 50 ml of 2M sodium chloride solution buffered to pH 7.0 (using 1.56 g of sodium dihydrogen phosphate and 32.26 g of sodium hydrogen phosphate in terms of 1 l of deionized water), and diluting the entire mixture with deionized water to 100 ml. The inherent viscosity of the polymers is determined using a No. 1 suspended level viscometer at 25° C. in 1M buffered saline. Intrinsic viscosities given are determined by this method unless otherwise noted.
Другой подходящий класс катионогенных полимеров включает полимеры винилкарбоксамидов. Предпочтительно, если их можно получить в виде гомополимера или сополимера, например, с акриламидом. Предпочтительно, если винилкарбоксамиды включают N-винилформамид и N-винилацетамиды. Обычно полимеры винилкарбоксамида можно гидролизовать с получением виниламиновых звеньев. Степень гидролиза может являться достаточной для образования, например, от 5 до 90 мол. % виниламиновых звеньев, предпочтительно от 5 до 50 мол. %, более предпочтительно от 10 до 40 мол. %, особенно предпочтительно от 10 до 30 мол. %, например, от 10 до 20 мол. %. Более предпочтительные катионогенные полимеры, относящиеся к этой категории, могут обладать катионогенностью, составляющей менее 4 мэкв./г, например от 0,5 до 3 мэкв./г, предпочтительно от 1,0 до 2,5 мэкв./г, например, от 1,0 до 2,0 мэкв./г. Катионогенные полимеры, относящиеся к этому классу, могут обладать молярными массами, равными вплоть до 3 млн Да, однако обычно равными вплоть до 2 млн Да или 2,5 млн Да. Предпочтительно, если молярная масса равна не менее 50000 Да и более предпочтительно не менее 100000 Да. Часто молекулярная масса может быть такой высокой, как равная 200000 Да или даже не менее 500000 Да, и предпочтительно не менее 750000 Да, часто не менее 800000 Да. Обычно молярная масса равна не менее 900000 Да или даже не менее 1 млн Да, или в некоторых случаях не менее 1,1 млн Да. Молярная масса может быть равна, например, от 1 до 2 млн Да, например, от 1,1 до 1,8 млн Да.Another suitable class of cationic polymers includes polymers of vinylcarboxamides. Preferably, if they can be obtained in the form of a homopolymer or copolymer, for example, with acrylamide. Preferably the vinylcarboxamides include N-vinylformamide and N-vinylacetamides. Generally, polymers of vinylcarboxamide can be hydrolyzed to give vinylamine units. The degree of hydrolysis may be sufficient to form, for example, from 5 to 90 mol. % vinylamine units, preferably from 5 to 50 mol. %, more preferably from 10 to 40 mol. %, particularly preferably from 10 to 30 mol. %, for example, from 10 to 20 mol. %. More preferred cationic polymers in this category may have a cationicity of less than 4 meq/g, such as 0.5 to 3 meq/g, preferably 1.0 to 2.5 meq/g, such as from 1.0 to 2.0 meq/g. Cationic polymers belonging to this class may have molar masses up to 3 million Da, but typically up to 2 million Da or 2.5 million Da. Preferably, the molar mass is at least 50,000 Da, and more preferably at least 100,000 Da. Often the molecular weight can be as high as 200,000 Da or even at least 500,000 Da, and preferably at least 750,000 Da, often at least 800,000 Da. Typically, the molar mass is at least 900,000 Da, or even at least 1 million Da, or in some cases at least 1.1 million Da. The molar mass may be, for example, from 1 to 2 million Da, for example, from 1.1 to 1.8 million Da.
В систему для удерживания в качестве катионогенного полимера можно добавить другие подходящие катионогенные полимеры или в дополнение к катионогенному полимеру, содержащемуся в системе для удерживания, можно включить обладающие сравнительно низкой молекулярной массой полимеры. Типичные другие катионогенные полимеры включают полиэтиленимины, аддукты амина с эпихлоргидрином, гомополимеры диаллилдиметиламмонийхлорида и полиамидоамины.Other suitable cationic polymers may be added to the retention system as the cationic polymer, or relatively low molecular weight polymers may be included in addition to the cationic polymer contained in the retention system. Representative other cationic polymers include polyethyleneimines, amine epichlorohydrin adducts, diallyldimethylammonium chloride homopolymers, and polyamidoamines.
В другом предпочтительном варианте осуществления способа изготовления бумаги или картона система для удерживания содержит (i) водную композицию, полученную из композиции, предлагаемой в настоящем изобретении; (ii) катионогенный полимер и (iii) неорганические микрочастицы.In another preferred embodiment of the paper or board manufacturing process, the retention system comprises (i) an aqueous composition derived from the composition of the present invention; (ii) a cationic polymer; and (iii) inorganic microparticles.
Неорганические микрочастицы могут представлять собой, например, любой подходящий тонко измельченный неорганический материал. Неорганические микрочастицы могут представлять собой, например, способную к набуханию глину или, альтернативно, они могут представлять собой материал на основе диоксида кремния. Предпочтительно, если неорганические микрочастицы могут быть выбраны из группы, состоящей из следующих: частицы на основе диоксида кремния, микрогели диоксида кремния, коллоидный диоксид кремния, золи диоксида кремния, гели диоксида кремния, полисиликаты, катионогенный диоксид кремния, алюмосиликаты, полиалюмосиликаты, боросиликаты, полиборосиликаты, цеолиты, бентонит, гекторит, смектиты, монтмориллониты, нонтрониты, сапонит, сауконит, хормиты, аттапульгиты и сепиолиты.The inorganic microparticles may be, for example, any suitable finely divided inorganic material. The inorganic microparticles may be, for example, a swellable clay or, alternatively, they may be a silica-based material. Preferably, the inorganic microparticles may be selected from the group consisting of the following: silica-based particles, silica microgels, colloidal silica, silica sols, silica gels, polysilicates, cationic silica, aluminosilicates, polyaluminosilicates, borosilicates, polyborosilicates , zeolites, bentonite, hectorite, smectite, montmorillonite, nontronite, saponite, sauconite, hormite, attapulgite and sepiolite.
Суспензию целлюлозы обычно можно получить из подходящих целлюлозных волокон, таких как механическое волокно, не содержащее древесной массы волокно, волокно из повторно переработанной бумаги или их смесей. В контексте настоящего изобретения "механическое волокно" означает, что суспензия целлюлозы содержит механическую пульпу, означающую любую, древесную массу, полученную полностью или частично механическим способом, включая древесную массу, получаемую истиранием на дефибрерных камнях (ДМДК), древесную массу, получаемую истиранием дефибрерных камнях под давлением на двухпрессовом дефибрере (ДМДД), термомеханическую древесную массу (ТММ), химикотермомеханическую древесную массу (ХТММ) или отбеленную химикотермомеханическую древесную массу (ОХТММ). Марки бумаги с содержанием древесной массы содержат разные количества механической пульпы, которую обычно включают для обеспечения необходимых оптических и механических характеристик. В некоторых случаях пульпа, использующаяся для изготовления бумаги с наполнителем, может полностью состоять из одной или большего количества указанных выше механических пульп. В дополнение к механическим пульпам в суспензию целлюлозы часто включают другие пульпы. Обычно другие пульпы могут содержаться в количестве, составляющем не менее 10 мас. % от полного содержания волокна. Эти другие пульпы, включенные в состав для изготовления бумаги, включают очищенную от краски пульпу и сульфатную пульпу (часто называющуюся крафт-целлюлозой). Не содержащая древесную массу пульпа означает химическую пульпу, а не механическую пульпу. Такую не содержащую древесную массу пульпу обычно получают из древесной целлюлозы, но она не считается подходящей, поскольку большая часть лигнина удаляется из целлюлозных волокон во время механической обработки.The pulp slurry can generally be made from suitable cellulosic fibers such as mechanical fiber, woodfree fiber, recycled paper fiber, or mixtures thereof. In the context of the present invention, "mechanical fiber" means that the pulp suspension contains mechanical pulp, meaning any wood pulp obtained wholly or partly by mechanical means, including wood pulp obtained by abrasion on grindstones (PMDC), wood pulp obtained by abrasion on grindstones under pressure on a double-press grinder (DMDD), thermomechanical wood pulp (TMP), chemithermomechanical wood pulp (CTMP) or bleached chemithermomechanical wood pulp (OHTMP). Wood pulp grades contain varying amounts of mechanical pulp, which is typically included to provide the required optical and mechanical properties. In some instances, the pulp used to make filled paper may be composed entirely of one or more of the above mechanical pulps. In addition to the mechanical pulps, other pulps are often included in the pulp slurry. Typically, other pulps may be present in an amount of at least 10 wt. % of total fiber content. These other pulps included in the papermaking composition include deinked pulp and sulphate pulp (often referred to as kraft pulp). Wood-free pulp means chemical pulp and not mechanical pulp. Such a pulp-free pulp is usually derived from wood pulp, but is not considered suitable because most of the lignin is removed from the pulp fibers during mechanical processing.
Суспензия целлюлозы также может содержать наполнитель. Наполнителем может являться любой обычно использующийся наполнитель, например, глина, такая как каолин, или наполнителем может являться карбонат кальция, который может представлять собой размолотый карбонат кальция или, предпочтительно, осажденный карбонат кальция, или предпочтительным может являться использование в качестве наполнителя диоксида титана. Примеры других наполнителей включают синтетические полимерные наполнители.The pulp suspension may also contain a filler. The filler may be any commonly used filler, for example clay such as kaolin, or the filler may be calcium carbonate, which may be milled calcium carbonate or preferably precipitated calcium carbonate, or titanium dioxide may be preferred as filler. Examples of other fillers include synthetic polymeric fillers.
Предпочтительно, если суспензия целлюлозы может обладать высокой электропроводностью, например равной не менее 1500 мкСм/см, предпочтительно не менее 2000 мкСм/см, например, не менее 2500 мкСм/см или не менее 3000 мкСм/см, или даже не менее 3500 мкСм/см.Preferably, if the cellulose suspension can have a high electrical conductivity, for example equal to at least 1500 µS/cm, preferably at least 2000 µS/cm, for example, at least 2500 µS/cm or at least 3000 µS/cm, or even at least 3500 µS/cm cm.
В дополнение к другим добавкам, описанным в настоящем изобретении, суспензия целлюлозы также может содержать отбеливающие агенты, оптические отбеливающие агенты или красители и т.п.In addition to other additives described in the present invention, the cellulose slurry may also contain bleaching agents, optical brightening agents or dyes, and the like.
Обычно суспензия целлюлозы может содержать не менее 5 мас. % наполнителя в пересчете на массу сухой суспензии целлюлозы. Обычно количество наполнителя составляет вплоть до 40%, предпочтительно от 10 до 40%. Предпочтительно, если конечный лист бумаги или картона может содержать вплоть до 40 мас. % наполнителя. Альтернативно, желательным может являться изготовление бумажного или картонного продукта, который в основном не содержит наполнитель. В этом случае количество наполнителя может составлять не более 8 мас. %, обычно не более 5 мас. %, например, от 0 до 5 мас. %, обычно от 0,5 до 5 мас. %.Typically, the pulp suspension may contain at least 5 wt. % filler, based on the weight of the dry pulp suspension. Typically, the amount of filler is up to 40%, preferably 10 to 40%. Preferably, if the final sheet of paper or cardboard may contain up to 40 wt. % filler. Alternatively, it may be desirable to make a paper or paperboard product that is substantially free of filler. In this case, the amount of filler can be no more than 8 wt. %, usually not more than 5 wt. %, for example, from 0 to 5 wt. %, usually from 0.5 to 5 wt. %.
Обычно суспензию целлюлозы сначала получают в виде чрезвычайно густой массы, часто называющейся густой массой. Обычно концентрация густой массы должна составлять не менее 3% и чаще она является более высокой. Густая исходная суспензия часто может обладать концентрацией, составляющей более 3-6%, например, более 4-5%.Typically, the pulp slurry is first obtained as an extremely thick mass, often referred to as a thick mass. Usually the concentration of the thick mass should be at least 3% and more often it is higher. A thick initial slurry can often have a concentration of more than 3-6%, for example more than 4-5%.
В способах изготовления бумаги, предлагаемых в настоящем изобретении, густую исходную суспензию обычно разбавляют и получают менее густую массу, часто называющуюся жидкой массой. Предпочтительно, если густую массу можно разбавить разбавляющей водой, например, сливной оборотной водой, которую рециркулируют из секции получения листов бумагоделательной машины. Таким образом, как это является обычным в способах изготовления бумаги, жидкая масса представляет собой суспензию целлюлозы, которая поступает в виде потока от указанной выше стадии разбавления на сетку бумагоделательной машины, на которой суспензию целлюлозы обезвоживают. Предпочтительно, если жидкая масса обладает концентрацией, составляющей от 0,01 до 2, 2,5 или, в некоторых случаях, даже 3 мас. % сухого твердого вещества в пересчете на полную массу жидкой массы. Часто концентрация может составлять от 0,05 до 2,5% или от 0,1 до 2 или 2,5%, например, от 0,2 до 2 или 2,5% или от 0,5 до 2 или 2,5%, часто от 1 до 2 или 2,5%.In the papermaking processes of the present invention, the thick stock slurry is typically diluted to form a thinner stock, often referred to as slurry. Preferably, the slurry can be diluted with dilution water, such as waste water, which is recycled from the sheeting section of the paper machine. Thus, as is customary in papermaking processes, the slurry is a pulp slurry that flows as a stream from the above dilution step to a paper machine wire where the pulp slurry is dewatered. Preferably, if the liquid mass has a concentration of from 0.01 to 2, 2.5 or, in some cases, even 3 wt. % dry solids based on the total weight of the liquid mass. Often the concentration may be from 0.05 to 2.5% or from 0.1 to 2 or 2.5%, for example, from 0.2 to 2 or 2.5% or from 0.5 to 2 or 2.5 %, often from 1 to 2 or 2.5%.
Обычно суспензию целлюлозы можно обработать путем проведения одной или большего количества стадий приложения сдвигового усилия и затем направить на сетку бумагоделательной машины.Typically, the pulp slurry can be processed through one or more shear steps and then sent to a paper machine wire.
В контексте настоящего изобретения "стадии приложения сдвигового усилия" означают стадии способа изготовления бумаги, на которых суспензию целлюлозы обрабатывают путем приложения значительного сдвигового усилия. Обычно этими стадиями могут являться по меньшей мере одна из стадий прокачки, очистки или сортировки. Для этого можно использовать, например, один или большее количество смесительных насосов или устройство для сортировки под давлением, иногда называющееся центробежным ситом.In the context of the present invention, "shear steps" means the steps of a papermaking process in which the pulp slurry is processed by high shear. Typically, these steps may be at least one of pumping, cleaning or sorting steps. For this, for example, one or more mixing pumps or a pressure screening device, sometimes called a centrifugal sieve, can be used.
Конечной или последней стадией приложения сдвигового усилия, проводимой до загрузки суспензии целлюлозы в напускной ящик, который может называться ящиком с непрерывным потоком, обычно является указанная выше сортировка под давлением. Из напускного ящика суспензия целлюлозы обычно течет на сетку бумагоделательной машины, которая обычно является проволочной сеткой, которая обычно движется.The final or last shearing step before the pulp slurry is loaded into the overflow box, which may be referred to as a continuous flow box, is typically the above pressure screening. From the overflow box, the pulp slurry usually flows onto the paper machine wire, which is usually a wire mesh, which usually moves.
В другом предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения катионогенный полимер (ii), содержащийся в системе для удерживания, добавляют к суспензии целлюлозы до проведения стадии приложения сдвигового усилия и водную композицию, полученную из композиции, предлагаемой в настоящем изобретении (i), добавляют после проведения стадии приложения сдвигового усилия.In another preferred embodiment of the present invention, the cationic polymer (ii) contained in the retention system is added to the pulp slurry prior to the shearing step, and the aqueous composition obtained from the composition of the present invention (i) is added after the shearing step. shear force.
В еще одном предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения катионогенный полимер (ii), содержащийся в системе для удерживания, добавляют к суспензии целлюлозы до проведения стадии приложения сдвигового усилия и водную композицию, полученную из композиции, предлагаемой в настоящем изобретении (i), и описанные выше неорганические микрочастицы добавляют после проведения стадии приложения сдвигового усилия.In yet another preferred embodiment of the present invention, the cationic polymer (ii) contained in the retention system is added to the pulp slurry prior to the shearing step and the aqueous composition obtained from the composition of the present invention (i) and the above-described inorganic the microparticles are added after the shear step.
В контексте настоящего изобретения добавление "после проведения стадии приложения сдвигового усилия" означает, что композицию, предлагаемую в настоящем изобретении, или композицию, предлагаемую в настоящем изобретении, и неорганические микрочастицы можно добавить к суспензии целлюлозы в любой момент после проведения "этой стадии приложения сдвигового усилия". Поэтому, в объем настоящего изобретения входит то, что суспензию целлюлозы, обработанную катионогенным полимером, можно обработать путем проведения одной или большего количества стадий приложения сдвигового усилия до добавления композиции, предлагаемой в настоящем изобретении, и неорганических микрочастиц, если их добавляют. Так, например, может являться желательным, что катионогенный полимер добавляют до проведения одной стадии приложения сдвигового усилия и затем между проведением этой стадии приложения сдвигового усилия и следующей стадии приложения сдвигового усилия добавляют один из следующих компонентов: композицию, предлагаемую в настоящем изобретении, или неорганические микрочастицы, и затем после обработки суспензии целлюлозы путем проведения следующей стадии приложения сдвигового усилия добавляют другой компонент: композицию, предлагаемую в настоящем изобретении, или неорганические микрочастицы. Таким образом, композицию, предлагаемую в настоящем изобретении, и неорганические микрочастицы можно добавить к суспензии целлюлозы последовательно в любом порядке или, альтернативно, их можно добавить одновременно.In the context of the present invention, the addition "after the shear step" means that the composition of the present invention or the composition of the present invention and the inorganic microparticles can be added to the cellulose slurry at any time after "this shear step" has been carried out. ". Therefore, it is within the scope of the present invention that the cationic polymer-treated cellulose slurry can be processed through one or more shear steps prior to the addition of the composition of the present invention and, if any, inorganic microparticles. For example, it may be desirable that the cationic polymer is added prior to one shear step and then between that shear step and the next shear step, one of the following is added: a composition of the present invention or inorganic microparticles , and then after processing the suspension of cellulose by carrying out the next step of applying shear forces add another component: the composition proposed in the present invention, or inorganic microparticles. Thus, the composition of the present invention and the inorganic microparticles may be added sequentially to the cellulose slurry in any order, or alternatively they may be added simultaneously.
Как описано выше, предпочтительно, если композицию, предлагаемую в настоящем изобретении, получают в виде эмульсии типа вода-в-масле или микроэмульсии типа вода-в-масле. Хотя такую эмульсию типа вода-в-масле или микроэмульсию типа вода-в-масле можно использовать непосредственно, например, в виде компонента системы для удерживания в способе изготовления бумаги или картона, предпочтительно, если такую эмульсию или микроэмульсию обращают в воду, чтобы композиция, предлагаемая в настоящем изобретении, содержащая микрочастицы, находилась в форме водной композиции, содержащей микрочастицы, предлагаемые в настоящем изобретении.As described above, it is preferable if the composition of the present invention is in the form of a water-in-oil emulsion or a water-in-oil microemulsion. While such a water-in-oil emulsion or water-in-oil microemulsion can be used directly, for example as a component of a retention system in a paper or board manufacturing process, it is preferred if such an emulsion or microemulsion is converted to water so that the composition, proposed in the present invention, containing microparticles, was in the form of an aqueous composition containing microparticles proposed in the present invention.
Таким образом, композицию, предлагаемую в настоящем изобретении, например, в виде водной композиции, содержащей микрочастицы, предлагаемые в настоящем изобретении, можно применять в способе изготовления бумаги или картона путем добавления к суспензии целлюлозы в количестве, составляющем не менее 20 мас. част./млн микрочастиц в ненабухшем состоянии в пересчете на массу сухой суспензии, хотя предпочтительно, если количество составляет не менее 50 мас. част./млн, особенно предпочтительно от 100 до 2000 мас. част./млн. Более предпочтительными являются количества, составляющие от 150 до 600 мас. част./млн, особенно предпочтительными являются количества, составляющие от 200 до 400 мас. част./млн.Thus, the composition of the present invention, for example, in the form of an aqueous composition containing the microparticles of the present invention, can be used in a process for making paper or board by adding cellulose to the slurry in an amount of at least 20 wt. ppm microparticles in the unswollen state, based on the weight of the dry suspension, although it is preferred if the amount is at least 50 wt. ppm, particularly preferably from 100 to 2000 wt. ppm More preferred are amounts ranging from 150 to 600 wt. ppm, particularly preferred are amounts ranging from 200 to 400 wt. ppm
Неорганические микрочастицы можно добавить в количестве, составляющем не менее 100 част./млн сухого неорганического материала в пересчете на массу сухой суспензии. Предпочтительно, если количество неорганических микрочастиц может находиться в диапазоне от 500 или 750 до 10000 мас. част./млн. Установлено, что особенно предпочтительное количество составляют от 1000 до 2000 мас. част./млн.The inorganic microparticles may be added in an amount of at least 100 ppm dry inorganic material based on the weight of the dry slurry. Preferably, if the amount of inorganic microparticles can be in the range from 500 or 750 to 10,000 wt. ppm It has been found that a particularly preferred amount is from 1000 to 2000 wt. ppm
Катионогенный полимер, содержащийся в системе для удерживания, обычно можно добавить в количестве, составляющем примерно 20 част./млн сухого катионогенного полимера в пересчете на массу сухой суспензии целлюлозы. Предпочтительно, если катионогенный полимер добавляют в количестве, составляющем не менее 50 мас. част./млн, например, от 100 до 2000 мас. част./млн. Обычно количество катионогенного полимера может составлять от 150 до 600 мас. част./млн, особенно предпочтительно от 200 до 400 мас. част./млн.The cationic polymer contained in the retention system can generally be added in an amount of about 20 ppm dry cationic polymer, based on the dry weight of the pulp slurry. Preferably, if the cationic polymer is added in an amount of at least 50 wt. ppm, for example, from 100 to 2000 wt. ppm Typically, the amount of cationic polymer may be from 150 to 600 wt. ppm, particularly preferably from 200 to 400 wt. ppm
ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙDESCRIPTION OF THE DRAWINGS
На фиг. 1 представлено удерживание при первом проходе (УПП) и удерживание золы при первом проходе (УЗПП), полученные с использованием 0,02% (в пересчете на содержание активного полимера) композиций, содержащих органические полимерные микрочастицы, включающие разные количества 2-акриламидо-2-метилпропансульфоновой кислоты (АМПС).In FIG. 1 shows First Pass Retention (FRP) and First Pass Ash Retention (FRP) obtained using 0.02% (based on active polymer content) compositions containing organic polymeric microparticles comprising varying amounts of 2-acrylamido-2- methylpropanesulfonic acid (AMPS).
ПРИМЕРЫEXAMPLES
Приведенные ниже примеры иллюстрируют настоящее изобретение. Они не являются ограничивающими настоящее изобретение, кроме случаев, описанных в прилагаемой формуле изобретения.The following examples illustrate the present invention. They do not limit the present invention, except as described in the appended claims.
Методика получения анионогенной микроэмульсии:Method for obtaining an anionic microemulsion:
Полимеризацию проводят в 2 стадии.The polymerization is carried out in 2 stages.
На первой стадии масляную фазу, содержащую Exxsol D100S (333,3 частей), полиоксиэтиленсорбитолгексаолеат (50,0 частей) и сорбитансесквиолеат (8,5 частей) помещают в стеклянный реактор (3 отверстия + 2 адаптера Кляйзена), снабженный устройством для регулирования температуры, механической мешалкой (типа якоря), холодильником, патрубком для подачи азота и мембраной для дозирования инициатора.In the first stage, the oil phase containing Exxsol D100S (333.3 parts), polyoxyethylene sorbitol hexaoleate (50.0 parts) and sorbitan sesquioleate (8.5 parts) is placed in a glass reactor (3 holes + 2 Claisen adapters) equipped with a temperature control device, a mechanical stirrer (anchor type), a condenser, a nitrogen inlet and a membrane for dosing the initiator.
Водную фазу получают путем проводимого в 4-горлой колбе, снабженной термометром, мешалкой, капельной воронкой и холодильником, последовательного смешивания акриловой кислоты (АК), деионизированной воды, натриевой соли 2-акриламидо-2-метилпропансульфоновой кислоты (Na-АМПС), Trilon С (ДТПК, диэтилептриаминпентауксусная кислота), метиленбисакриламида (МБА) и акриламида (АМД). Медленно добавляют раствор гидроксида аммония до обеспечения конечного значения рН, равного 8,1-8,3, поддерживая температуру равной 15-20°С. Количество полученной водной фазы соответствует 110% от необходимого количества водной фазы, поскольку избыточное количество необходимо для системы дозирования.The aqueous phase is obtained by successively mixing acrylic acid (AA), deionized water, sodium salt of 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid (Na-AMPS), Trilon C in a 4-neck flask equipped with a thermometer, stirrer, addition funnel and condenser. (DTPA, diethylenetriaminepentaacetic acid), methylenebisacrylamide (MBA) and acrylamide (AMD). The ammonium hydroxide solution is added slowly until a final pH of 8.1-8.3 is achieved, maintaining the temperature at 15-20°C. The amount of aqueous phase obtained corresponds to 110% of the required amount of the aqueous phase, since an excess amount is needed for the dosing system.
Для проведения первой стадии полимеризации 379 частей водной фазы помещают в реактор, уже содержащий 391,8 частей масляной фазы. Полученную микроэмульсию дегазируют путем пропускания азота в течение не менее 45 мин. В заключение температуру микроэмульсии устанавливают равной 20°С. Пропускание азота продолжают в течение всего времени проведения реакции полимеризации.To carry out the first polymerization step, 379 parts of the aqueous phase are placed in a reactor already containing 391.8 parts of the oil phase. The resulting microemulsion is degassed by bubbling nitrogen for at least 45 minutes. Finally, the temperature of the microemulsion is set to 20°C. The passage of nitrogen is continued during the entire time of the polymerization reaction.
Полимеризацию начинают путем добавления трет-бутилгидропероксида (трет-БГП, 0,05% раствор в деионизированной воде) и метабисульфита натрия (МБСН, 0,05% раствор в деионизированной воде) при скорости добавления, равной 20 мл/ч, до обеспечения повышения температуры на 1°С. Затем скорость добавления уменьшают до равной 3 мл/ч и добавление продолжают до тех пор, пока температура не достигает значения Тмакс и температура начинает снижаться.Polymerization is started by adding tert-butyl hydroperoxide (tert-BHP, 0.05% solution in deionized water) and sodium metabisulphite (MBSN, 0.05% solution in deionized water) at an addition rate of 20 ml/h until the temperature rises at 1°C. The addition rate is then reduced to 3 ml/h and the addition is continued until the temperature reaches T max and the temperature begins to decrease.
Для проведения второй стадии полимеризации реактор охлаждают до комнатной температуры и оставшуюся часть водной фазы (296 частей) помещают в реактор и затем дегазируют азотом в течение еще 45 мин. В заключение температуру микроэмульсии устанавливают равной 20°С. Пропускание азота продолжают в течение всего времени проведения реакции полимеризации.For the second polymerization step, the reactor is cooled to room temperature and the remainder of the aqueous phase (296 parts) is placed in the reactor and then degassed with nitrogen for another 45 minutes. Finally, the temperature of the microemulsion is set to 20°C. The passage of nitrogen is continued during the entire time of the polymerization reaction.
Полимеризацию начинают путем добавления трет-бутилгидропероксида (трет-БГП, 0,05% раствор в деионизированной воде) и метабисульфита натрия (МБСН, 0,05% раствор в деионизированной воде) при скорости добавления, равной 20 мл/ч, до обеспечения повышения температуры на 1°С, и добавление продолжают до тех пор, пока температура не достигает значения Тмакс Затем добавление инициатора продолжают при скорости добавления, равной 6 мл/ч, до тех пор, пока температура не станет на 10°С ниже Тмакс.Polymerization is started by adding tert-butyl hydroperoxide (tert-BHP, 0.05% solution in deionized water) and sodium metabisulphite (MBSN, 0.05% solution in deionized water) at an addition rate of 20 ml/h until the temperature rises by 1°C, and the addition is continued until the temperature reaches the T max value. Then the addition of the initiator is continued at an addition rate of 6 ml/h until the temperature is 10° C. below T max .
Пример 1Example 1
40 АМД/59 АК/1 Na-АМПС, 99 част./млн МБА (в пересчете на полную массу мономера): продукт 140 AMD/59 AA/1 Na-AMPS, 99 ppm MBA (based on total monomer weight):
Реакция представляет собой реакцию полимеризации смеси акриламид/аммониевая соль акриловой кислоты/Na-АМПС состава 40/59/1 (мол. %) в обращенной микроэмульсии.The reaction is a polymerization reaction of a mixture of acrylamide/ammonium salt of acrylic acid/Na-AMPS composition 40/59/1 (mol.%) in an inverted microemulsion.
Водную фазу получают путем проводимого в 4-горлой колбе, снабженной термометром, мешалкой, капельной воронкой и холодильником, смешивания акриловой кислоты (100%, 187,1 частей), деионизированной воды (126,8 частей), Na-АМПС (50%, 20,6 частей), Trilon С (40%, 1,6 частей), метиленбисакриламида (1%, 3,2 частей) и акриламида (50%, 248,4 частей). Медленно добавляют раствор гидроксида аммония (29%, 162,5 частей) до обеспечения конечного значения рН, равного 8,1-8,3, поддерживая температуру равной 15-20°С. Количество полученной водной фазы соответствует 110% от необходимого количества водной фазы, поскольку избыточное количество необходимо для системы дозирования.The aqueous phase is prepared by mixing acrylic acid (100%, 187.1 parts), deionized water (126.8 parts), Na-AMPS (50%, 20.6 parts), Trilon C (40%, 1.6 parts), methylenebisacrylamide (1%, 3.2 parts) and acrylamide (50%, 248.4 parts). Ammonium hydroxide solution (29%, 162.5 parts) is added slowly until a final pH of 8.1-8.3 is obtained, maintaining the temperature at 15-20°C. The amount of aqueous phase obtained corresponds to 110% of the required amount of the aqueous phase, since an excess amount is needed for the dosing system.
Полимеризацию проводят так, как описано в методике получения анионогенной микроэмульсии.The polymerization is carried out as described in the method for obtaining an anionic microemulsion.
Пример 2Example 2
40 АМД/57,5 АК/2,5 Na-АМПС, 96 част./млн МБА (в пересчете на полную массу мономера): продукт 2.40 AMD/57.5 AA/2.5 Na-AMPS, 96 ppm MBA (based on total monomer weight): product 2.
Реакция представляет собой реакцию полимеризации смеси акриламид/аммониевая соль акриловой кислоты/Na-АМПС состава 40/57,5/2,5 (мол. %) в обращенной микроэмульсии.The reaction is a polymerization reaction of a mixture of acrylamide/ammonium salt of acrylic acid/Na-AMPS composition 40/57.5/2.5 (mol.%) in an inverted microemulsion.
Полимеризацию проводят в 2 стадии.The polymerization is carried out in 2 stages.
Водную фазу получают путем проводимого в 4-горлой колбе, снабженной термометром, мешалкой, капельной воронкой и холодильником, смешивания акриловой кислоты (100%, 180,8 частей), деионизированной воды (101,8 частей), Na-АМПС (50%, 50,2 частей), Trilon С (40%, 1,7 частей), метиленбисакриламида (1%, 3,2 частей) и акриламида (50%, 248,5 частей). Медленно добавляют раствор гидроксида аммония (29%, 156,4 частей) до обеспечения конечного значения рН, равного 8,1-8,3, поддерживая температуру равной 15-20°С. Количество полученной водной фазы соответствует 110% от необходимого количества водной фазы, поскольку избыточное количество необходимо для системы дозирования.The aqueous phase is prepared by mixing acrylic acid (100%, 180.8 parts), deionized water (101.8 parts), Na-AMPS (50%, 50.2 parts), Trilon C (40%, 1.7 parts), methylenebisacrylamide (1%, 3.2 parts) and acrylamide (50%, 248.5 parts). Ammonium hydroxide solution (29%, 156.4 parts) is added slowly until a final pH of 8.1-8.3 is obtained, maintaining the temperature at 15-20°C. The amount of aqueous phase obtained corresponds to 110% of the required amount of the aqueous phase, since an excess amount is needed for the dosing system.
Полимеризацию проводят так, как описано в методике получения анионогенной микроэмульсии.The polymerization is carried out as described in the method for obtaining an anionic microemulsion.
Пример 3Example 3
40 АМД/55 АК/5 Na-АМПС, 91 част./млн МБА (в пересчете на полную массу мономера): продукт 3.40 AMD/55 AA/5 Na-AMPS, 91 ppm MBA (based on total monomer weight): product 3.
Реакция представляет собой реакцию полимеризации смеси акриламид/аммониевая соль акриловой кислоты/Na-AMnC состава 40/55/5 (мол. %) в обращенной микроэмульсии.The reaction is a polymerization reaction of a mixture of acrylamide/ammonium salt of acrylic acid/Na-AMnC composition 40/55/5 (mol.%) in an inverted microemulsion.
Полимеризацию проводят в 2 стадии.The polymerization is carried out in 2 stages.
Водную фазу получают путем проводимого в 4-горлой колбе, снабженной термометром, мешалкой, капельной воронкой и холодильником, смешивания акриловой кислоты (100%, 173,1 частей), деионизированной воды (62,5 частей), Na-АМПС (50%, 100,1 частей), Trilon С (40%, 1,6 частей), метиленбисакриламида (1%, 3,2 частей) и акриламида (50%, 248,5 частей). Медленно добавляют раствор гидроксида аммония (29%, 153 частей) до обеспечения конечного значения рН, равного 8,1-8,3, поддерживая температуру равной 15-20°С. Количество полученной водной фазы соответствует 110% от необходимого количества водной фазы, поскольку избыточное количество необходимо для системы дозирования.The aqueous phase is prepared by mixing acrylic acid (100%, 173.1 parts), deionized water (62.5 parts), Na-AMPS (50%, 100.1 parts), Trilon C (40%, 1.6 parts), methylenebisacrylamide (1%, 3.2 parts) and acrylamide (50%, 248.5 parts). Ammonium hydroxide solution (29%, 153 parts) is added slowly until a final pH of 8.1-8.3 is obtained, maintaining the temperature at 15-20°C. The amount of aqueous phase obtained corresponds to 110% of the required amount of the aqueous phase, since an excess amount is needed for the dosing system.
Полимеризацию проводят так, как описано в методике получения анионогенной микроэмульсии.The polymerization is carried out as described in the method for obtaining an anionic microemulsion.
Пример 4Example 4
40 АМД/50 АК/10 Na-АМПС, 83 част./млн МБА (в пересчете на полную массу мономера): продукт 4.40 AMD/50 AA/10 Na-AMPS, 83 ppm MBA (based on total monomer weight): product 4.
Реакция представляет собой реакцию полимеризации смеси акриламид/аммониевая соль акриловой кислоты/Na-АМПС состава 40/50/10 (мол. %) в обращенной микроэмульсии.The reaction is a polymerization reaction of a mixture of acrylamide/ammonium salt of acrylic acid/Na-AMPS composition 40/50/10 (mol.%) in an inverted microemulsion.
Водную фазу получают путем проводимого в 4-горлой колбе, снабженной термометром, мешалкой, капельной воронкой и холодильником, смешивания акриловой кислоты (100%, 157,3 частей), Na-АМПС (50%, 200,4 частей), Trilon С (40%, 1,7 частей), метиленбисакриламида (1%, 3,2 частей) и акриламида (50%, 249,0 частей). Медленно добавляют раствор гидроксида аммония (29%, 138,0 частей) до обеспечения конечного значения рН, равного 8,1-8,3, поддерживая температуру равной 15-20°С. Количество полученной водной фазы соответствует 110% от необходимого количества водной фазы, поскольку избыточное количество необходимо для системы дозирования.The aqueous phase is prepared by mixing acrylic acid (100%, 157.3 parts), Na-AMPS (50%, 200.4 parts), Trilon C ( 40%, 1.7 parts), methylenebisacrylamide (1%, 3.2 parts) and acrylamide (50%, 249.0 parts). Ammonium hydroxide solution (29%, 138.0 parts) is slowly added until a final pH of 8.1-8.3 is obtained, maintaining the temperature at 15-20°C. The amount of aqueous phase obtained corresponds to 110% of the required amount of the aqueous phase, since an excess amount is needed for the dosing system.
Полимеризацию проводят так, как описано в методике получения анионогенной микроэмульсии.The polymerization is carried out as described in the method for obtaining an anionic microemulsion.
Исследование с использованием бумажной массыResearch using paper pulp
Композиции, полученные в примерах 1-4, обозначенные, как продукты 1-4, исследуют с помощью лабораторного моделирования способа изготовления бумаги и результаты сопоставляют с результатами, полученными для композиции, полученной в ЕР 484617, не содержащей 2-акриламидо-2-метилпропансульфоновую кислоту, и обозначенной, как продукт 0. Все соответствующие композиции исследуют в виде водных растворов, при концентрациях, составляющих для каждого продукта 0,005%, 0,01% и 0,02% активных микрочастиц в пересчете на количество сухих твердых веществ в суспензии целлюлозы.The compositions obtained in examples 1-4, designated as products 1-4, are investigated using laboratory simulation of the papermaking process and the results are compared with the results obtained for the composition obtained in EP 484617, which does not contain 2-acrylamido-2-methylpropane sulfonic acid , and designated as
Бумажная масса, использующаяся для исследования, представляет собой бумагу с покрытием, содержащую смесь 70% беленой крафт-целлюлозы из древесины лиственных пород и 30% беленой крафт-целлюлозы из древесины хвойных пород. Она обладает густотой массы, равной 10,12 г/л, содержит наполнитель в количестве, составляющем 3,90 г/л, обладает электропроводностью, равной примерно 4000 мкСм/см.The paper stock used for the study was coated paper containing a blend of 70% bleached hardwood kraft and 30% bleached softwood kraft. It has a mass density of 10.12 g/l, contains a filler in an amount of 3.90 g/l, and has an electrical conductivity of about 4000 µS/cm.
Описание других использующихся добавок для удерживанияDescription of other retention additives used
Percol PR 8397 X - порошкообразный катионогенный полиакриламид (содержание твердых веществ: примерно 90%), содержащий 10 мол. % четвертичных аммониевых солей метилхлорида с диметиламиноэтилакрилатом и 90 мол. % акриламида, обладающий характеристической вязкостью, равной 13,3 дл/г (до дозированного добавления к бумажной массе готовят раствор при концентрации активного полимера, равной 0,05%, с использованием деионизированной воды).Percol PR 8397 X - powdered cationic polyacrylamide (solid content: about 90%) containing 10 mol. % quaternary ammonium salts of methyl chloride with dimethylaminoethyl acrylate and 90 mol. % acrylamide having an intrinsic viscosity of 13.3 dl/g (before metered addition to paper pulp, a solution is prepared at an active polymer concentration of 0.05% using deionized water).
ОС - Hydrocol® ОС - порошкообразный бентонит натрия (содержание твердых веществ: примерно 90%) (до дозированного добавления к бумажной массе готовят раствор при концентрации твердых веществ, равной 0,1%, с использованием деионизированной воды)OS - Hydrocol® OS - powdered sodium bentonite (solids content: approx. 90%) (solution is prepared at a solids concentration of 0.1% using deionized water before dosing to paper pulp)
Исследование удерживания проводят с использованием прибора DFR 05, выпускающегося фирмой BTG (медная сетка, 60 меш). 1000 мл Жидкой бумажной массы помещают в прибор DFR 05 и полимеры добавляют в соответствии с приведенной ниже последовательностью дозированного добавления химических веществ.The retention study was carried out using a DFR 05 instrument available from BTG (copper mesh, 60 mesh). 1000 ml of Fluid Pulp is placed in the DFR 05 and the polymers are added according to the chemical addition sequence below.
Исследование обезвоживания проводят с помощью модифицированного прибора Shopper Riegler с пробкой на дне. В пластмассовом стакане объемом 1500 мл перемешивают 1000 мл жидкой бумажной массы с помощью мешалки, обладающей формой гребного винта, и химические вещества дозируют в соответствии с приведенной ниже последовательностью добавления химических веществ. После завершения последовательности добавления массу помещают в модифицированный прибор Shopper Riegler и определяют время, необходимое для сбора 700 мл обезвоженной оборотной воды на стороне оборудования.The study of dehydration is carried out using a modified device Shopper Riegler with a stopper on the bottom. In a 1500 ml plastic beaker, 1000 ml of pulp slurry is mixed with a propeller-shaped agitator and the chemicals are dosed according to the chemical addition sequence below. After completion of the addition sequence, the mass is placed in a modified Shopper Riegler and the time required to collect 700 ml of dehydrated circulating water on the side of the equipment is determined.
Оба исследования (удерживания и обезвоживания) проводят с использованием бумажной массы, обладающей комнатной температурой.Both studies (retention and dewatering) were carried out using paper pulp at room temperature.
Последовательность добавления веществ:The sequence of adding substances:
- при t=0 включают перемешивающее устройство при скорости, равной, 1000 об/мин,- at t=0 turn on the mixing device at a speed equal to 1000 rpm,
- при t=10 с добавляют Percol PR 8397 X (см. таблицу 1),- at t=10 s add Percol PR 8397 X (see table 1),
- при t=60 с скорость перемешивающего устройства уменьшают до равной 750 об/мин и одновременно добавляют микроэмульсию (продукты 0 - 4) и микрочастицы бентонита (см. таблицу 1),- at t = 60 s, the speed of the agitator is reduced to 750 rpm and at the same time the microemulsion (products 0 - 4) and bentonite microparticles are added (see table 1),
- при t=65 с из прибора DFR 05 отбирают 200 мл оборотной воды.- at t=65 s, 200 ml of recycled water is taken from the DFR 05 device.
Удерживание определяют путем измерения полной концентрации твердых веществ в образце оборотной воды объемом 100 мл (фильтрование оборотной воды проводят с помощью беззольной фильтровальной бумаги типа Whatmann 542).Retention is determined by measuring the total solids concentration in a 100 ml recycled water sample (recycled water filtered with Whatmann 542 ashless filter paper).
Затем с помощью приведенного ниже отношения определяют удерживание при первом проходе:The first pass retention is then determined using the ratio below:
УПП (%) = ([концентрация в бумажной массе %] - [концентрация в оборотной воде])/[концентрация в бумажной массе]REL (%) = ([concentration in stock %] - [concentration in recycled water])/[concentration in paper stock]
Удерживание золы при первом проходе определяют путем сжигания фильтров, полученных при определении УПП, в сушильном шкафу при 550°С в течение 4 ч, это позволяет определить концентрацию золы в оборотной воде, затем с помощью приведенного ниже отношения определяют УЗПП:The ash retention in the first pass is determined by burning the filters obtained from the determination of the SAR in an oven at 550°C for 4 hours, this allows the concentration of ash in the circulating water to be determined, then using the following ratio, the SAR is determined:
УЗПП (%) = ([концентрация золы в бумажной массе %] - [концентрация золы в оборотной воде])/[концентрация золы в бумажной массе]ASP (%) = ([ash concentration in stock %] - [ash concentration in recycled water])/[ash concentration in paper stock]
Результаты исследования представлены в таблице 1 и на фиг. 1.The results of the study are presented in table 1 and in Fig. one.
Claims (17)
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP17190180.4 | 2017-09-08 | ||
| EP17190180 | 2017-09-08 | ||
| PCT/EP2018/074085 WO2019048587A1 (en) | 2017-09-08 | 2018-09-07 | Composition comprising cross-linked anionic, organic polymeric microparticles, its preparation and use in paper and paperboard making processes |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2020111716A RU2020111716A (en) | 2021-10-08 |
| RU2020111716A3 RU2020111716A3 (en) | 2022-02-22 |
| RU2775389C2 true RU2775389C2 (en) | 2022-06-30 |
Family
ID=
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5167766A (en) * | 1990-06-18 | 1992-12-01 | American Cyanamid Company | Charged organic polymer microbeads in paper making process |
| WO2002066540A2 (en) * | 2001-01-10 | 2002-08-29 | Basell Poliolefine Italia S.P.A. | Block copolymers and process for their preparation |
| JP2003246909A (en) * | 2002-02-26 | 2003-09-05 | Hymo Corp | High polymer dispersion and method for producing the same |
| RU2247185C2 (en) * | 1999-11-08 | 2005-02-27 | Циба Спешалти Кемикэлз Уотер Тритментс Лимитед | Paper and cardboard manufacture process |
| WO2008049748A1 (en) * | 2006-10-25 | 2008-05-02 | Ciba Holding Inc. | A process for improving paper strength |
| RU2361977C2 (en) * | 2004-01-26 | 2009-07-20 | Налко Компани | Method of applying polymers functioning as aldehyde to improve drying in papermaking machines |
| WO2015158668A1 (en) * | 2014-04-18 | 2015-10-22 | Rhodia Operations | Rheology modifier polymer |
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5167766A (en) * | 1990-06-18 | 1992-12-01 | American Cyanamid Company | Charged organic polymer microbeads in paper making process |
| RU2247185C2 (en) * | 1999-11-08 | 2005-02-27 | Циба Спешалти Кемикэлз Уотер Тритментс Лимитед | Paper and cardboard manufacture process |
| WO2002066540A2 (en) * | 2001-01-10 | 2002-08-29 | Basell Poliolefine Italia S.P.A. | Block copolymers and process for their preparation |
| JP2003246909A (en) * | 2002-02-26 | 2003-09-05 | Hymo Corp | High polymer dispersion and method for producing the same |
| RU2361977C2 (en) * | 2004-01-26 | 2009-07-20 | Налко Компани | Method of applying polymers functioning as aldehyde to improve drying in papermaking machines |
| WO2008049748A1 (en) * | 2006-10-25 | 2008-05-02 | Ciba Holding Inc. | A process for improving paper strength |
| WO2015158668A1 (en) * | 2014-04-18 | 2015-10-22 | Rhodia Operations | Rheology modifier polymer |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2265097C2 (en) | Method for manufacture of paper and cardboard | |
| US5171808A (en) | Cross-linked anionic and amphoteric polymeric microparticles | |
| ES2378864T3 (en) | Inverse emulsion polymers containing a polymeric coagulant | |
| CA2758411C (en) | Bimolecular inverse emulsion polymer | |
| FI105563B (en) | Composition containing cross-linked anionic and amphoteric organic polymer microparticles and process for its preparation | |
| AU2002221646A1 (en) | Manufacture of paper and paperboard | |
| RU2775389C2 (en) | Composition containing cross-linked anionic organic polymer microparticles, its production and use in methods for manufacturing paper and cardboard | |
| EP3679076B1 (en) | Composition comprising cross-linked anionic, organic polymeric microparticles, its preparation and use in paper and paperboard making processes | |
| BR112020004516B1 (en) | COMPOSITION COMPRISING CROSS-CROSS-LINKED ANIONIC ORGANIC POLYMER MICROPARTICLES, METHOD FOR PRODUCING PAPER OR BOARDBOARD | |
| JP2011115779A (en) | Method for treating waste water when pulp is produced | |
| NZ237837A (en) | Composition comprising cross-linked anionic or amphoteric polymer |