FI122734B - Prosessikemikaali käytettäväksi paperin tai kartongin valmistuksessa - Google Patents
Prosessikemikaali käytettäväksi paperin tai kartongin valmistuksessa Download PDFInfo
- Publication number
- FI122734B FI122734B FI20070392A FI20070392A FI122734B FI 122734 B FI122734 B FI 122734B FI 20070392 A FI20070392 A FI 20070392A FI 20070392 A FI20070392 A FI 20070392A FI 122734 B FI122734 B FI 122734B
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- paper
- process according
- chemical
- fiber suspension
- polymer
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 58
- 239000000126 substance Substances 0.000 title claims description 29
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 7
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 47
- 239000000123 paper Substances 0.000 claims description 28
- -1 methacryloyloxy Chemical group 0.000 claims description 27
- 238000010526 radical polymerization reaction Methods 0.000 claims description 26
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 26
- 239000000178 monomer Substances 0.000 claims description 23
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 22
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 21
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims description 17
- KQNPFQTWMSNSAP-UHFFFAOYSA-N isobutyric acid Chemical compound CC(C)C(O)=O KQNPFQTWMSNSAP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims description 16
- 239000012986 chain transfer agent Substances 0.000 claims description 14
- 125000001495 ethyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 claims description 14
- 229920001519 homopolymer Polymers 0.000 claims description 14
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 13
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N acetic acid Substances CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 12
- HRPVXLWXLXDGHG-UHFFFAOYSA-N Acrylamide Chemical group NC(=O)C=C HRPVXLWXLXDGHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 239000011087 paperboard Substances 0.000 claims description 11
- MPNXSZJPSVBLHP-UHFFFAOYSA-N 2-chloro-n-phenylpyridine-3-carboxamide Chemical compound ClC1=NC=CC=C1C(=O)NC1=CC=CC=C1 MPNXSZJPSVBLHP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 229920001400 block copolymer Polymers 0.000 claims description 10
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 claims description 9
- 239000003999 initiator Substances 0.000 claims description 9
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 9
- WHNPOQXWAMXPTA-UHFFFAOYSA-N 3-methylbut-2-enamide Chemical compound CC(C)=CC(N)=O WHNPOQXWAMXPTA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229920001131 Pulp (paper) Polymers 0.000 claims description 7
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 7
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 claims description 7
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 7
- YOQLRQUGJROXRV-UHFFFAOYSA-N benzenecarbodithioic acid;4-cyanopentanoic acid Chemical compound N#CC(C)CCC(O)=O.SC(=S)C1=CC=CC=C1 YOQLRQUGJROXRV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 5
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 5
- WIYVVIUBKNTNKG-UHFFFAOYSA-N 6,7-dimethoxy-3,4-dihydronaphthalene-2-carboxylic acid Chemical compound C1CC(C(O)=O)=CC2=C1C=C(OC)C(OC)=C2 WIYVVIUBKNTNKG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000000701 coagulant Substances 0.000 claims description 4
- CCIVGXIOQKPBKL-UHFFFAOYSA-M ethanesulfonate Chemical compound CCS([O-])(=O)=O CCIVGXIOQKPBKL-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 4
- SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 2-(2-methoxy-5-methylphenyl)ethanamine Chemical compound COC1=CC=C(C)C=C1CCN SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 2-Propenoic acid Natural products OC(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 claims description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 2
- FZGFBJMPSHGTRQ-UHFFFAOYSA-M trimethyl(2-prop-2-enoyloxyethyl)azanium;chloride Chemical compound [Cl-].C[N+](C)(C)CCOC(=O)C=C FZGFBJMPSHGTRQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 2
- 239000011111 cardboard Substances 0.000 claims 8
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 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 claims 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims 1
- 229920006030 multiblock copolymer Polymers 0.000 claims 1
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 21
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 18
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 18
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 17
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 17
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 12
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 12
- 150000003254 radicals Chemical class 0.000 description 11
- 239000000047 product Substances 0.000 description 10
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N Benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 9
- 229920002401 polyacrylamide Polymers 0.000 description 7
- RRHXZLALVWBDKH-UHFFFAOYSA-M trimethyl-[2-(2-methylprop-2-enoyloxy)ethyl]azanium;chloride Chemical compound [Cl-].CC(=C)C(=O)OCC[N+](C)(C)C RRHXZLALVWBDKH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 7
- HMHYBQHINBJJGL-UHFFFAOYSA-N 4-[(4-carboxy-4-cyanobutan-2-yl)diazenyl]-2-cyanopentanoic acid Chemical compound N#CC(C(O)=O)CC(C)N=NC(C)CC(C#N)C(O)=O HMHYBQHINBJJGL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- LXEKPEMOWBOYRF-UHFFFAOYSA-N [2-[(1-azaniumyl-1-imino-2-methylpropan-2-yl)diazenyl]-2-methylpropanimidoyl]azanium;dichloride Chemical compound Cl.Cl.NC(=N)C(C)(C)N=NC(C)(C)C(N)=N LXEKPEMOWBOYRF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 6
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- RDOXTESZEPMUJZ-UHFFFAOYSA-N anisole Chemical compound COC1=CC=CC=C1 RDOXTESZEPMUJZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N dichloromethane Natural products ClCCl YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 description 5
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 5
- VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N n-Hexane Chemical compound CCCCCC VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 5
- 239000012989 trithiocarbonate Substances 0.000 description 5
- HIZCIEIDIFGZSS-UHFFFAOYSA-L trithiocarbonate Chemical compound [S-]C([S-])=S HIZCIEIDIFGZSS-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 5
- 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 4
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-M Acrylate Chemical compound [O-]C(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 125000002091 cationic group Chemical group 0.000 description 4
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 4
- NWVVVBRKAWDGAB-UHFFFAOYSA-N p-methoxyphenol Chemical compound COC1=CC=C(O)C=C1 NWVVVBRKAWDGAB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 4
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 4
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 4
- WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N Acetonitrile Chemical compound CC#N WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N Ethyl acetate Chemical compound CCOC(C)=O XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylformamide Chemical compound CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 3
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 3
- 239000007900 aqueous suspension Substances 0.000 description 3
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229920006317 cationic polymer Polymers 0.000 description 3
- KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N citric acid Chemical compound OC(=O)CC(O)(C(O)=O)CC(O)=O KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000000502 dialysis Methods 0.000 description 3
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 3
- 229920002521 macromolecule Polymers 0.000 description 3
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 3
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 3
- 159000000000 sodium salts Chemical class 0.000 description 3
- 238000009281 ultraviolet germicidal irradiation Methods 0.000 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 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N Chloroform Chemical compound ClC(Cl)Cl HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N Dimethylsulphoxide Chemical compound CS(C)=O IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VZCYOOQTPOCHFL-OWOJBTEDSA-N Fumaric acid Chemical compound OC(=O)\C=C\C(O)=O VZCYOOQTPOCHFL-OWOJBTEDSA-N 0.000 description 2
- QIGBRXMKCJKVMJ-UHFFFAOYSA-N Hydroquinone Chemical compound OC1=CC=C(O)C=C1 QIGBRXMKCJKVMJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N N-Butanol Chemical compound CCCCO LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N Tetrahydrofuran Chemical compound C1CCOC1 WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000000129 anionic group Chemical group 0.000 description 2
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 2
- 239000007853 buffer solution Substances 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 238000007865 diluting Methods 0.000 description 2
- XTLNYNMNUCLWEZ-UHFFFAOYSA-N ethanol;propan-2-one Chemical compound CCO.CC(C)=O XTLNYNMNUCLWEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 2
- FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N maleic anhydride Chemical compound O=C1OC(=O)C=C1 FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052914 metal silicate Inorganic materials 0.000 description 2
- BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N methanoic acid Natural products OC=O BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UZKWTJUDCOPSNM-UHFFFAOYSA-N methoxybenzene Substances CCCCOC=C UZKWTJUDCOPSNM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LVHBHZANLOWSRM-UHFFFAOYSA-N methylenebutanedioic acid Natural products OC(=O)CC(=C)C(O)=O LVHBHZANLOWSRM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 150000002978 peroxides Chemical class 0.000 description 2
- 229920000371 poly(diallyldimethylammonium chloride) polymer Polymers 0.000 description 2
- 229920002246 poly[2-(dimethylamino)ethyl methacrylate] polymer Polymers 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N propan-1-ol Chemical compound CCCO BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000013055 pulp slurry Substances 0.000 description 2
- 239000007870 radical polymerization initiator Substances 0.000 description 2
- 239000012966 redox initiator Substances 0.000 description 2
- RRHXNAMTJYKWGA-UHFFFAOYSA-M sodium;benzenecarbodithioate;4-cyanopentanoic acid Chemical compound [Na+].N#CC(C)CCC(O)=O.[S-]C(=S)C1=CC=CC=C1 RRHXNAMTJYKWGA-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- VZCYOOQTPOCHFL-UHFFFAOYSA-N trans-butenedioic acid Natural products OC(=O)C=CC(O)=O VZCYOOQTPOCHFL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000012991 xanthate Substances 0.000 description 2
- XLPJNCYCZORXHG-UHFFFAOYSA-N 1-morpholin-4-ylprop-2-en-1-one Chemical compound C=CC(=O)N1CCOCC1 XLPJNCYCZORXHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DPBJAVGHACCNRL-UHFFFAOYSA-N 2-(dimethylamino)ethyl prop-2-enoate Chemical compound CN(C)CCOC(=O)C=C DPBJAVGHACCNRL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XXSPGBOGLXKMDU-UHFFFAOYSA-N 2-bromo-2-methylpropanoic acid Chemical compound CC(C)(Br)C(O)=O XXSPGBOGLXKMDU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NICLKHGIKDZZGV-UHFFFAOYSA-N 2-cyanopentanoic acid Chemical compound CCCC(C#N)C(O)=O NICLKHGIKDZZGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AGBXYHCHUYARJY-UHFFFAOYSA-N 2-phenylethenesulfonic acid Chemical compound OS(=O)(=O)C=CC1=CC=CC=C1 AGBXYHCHUYARJY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VFXXTYGQYWRHJP-UHFFFAOYSA-N 4,4'-azobis(4-cyanopentanoic acid) Chemical compound OC(=O)CCC(C)(C#N)N=NC(C)(CCC(O)=O)C#N VFXXTYGQYWRHJP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 4-(3-methoxyphenyl)aniline Chemical compound COC1=CC=CC(C=2C=CC(N)=CC=2)=C1 OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- XDTMQSROBMDMFD-UHFFFAOYSA-N Cyclohexane Chemical compound C1CCCCC1 XDTMQSROBMDMFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012988 Dithioester Substances 0.000 description 1
- AVXURJPOCDRRFD-UHFFFAOYSA-N Hydroxylamine Chemical class ON AVXURJPOCDRRFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-N Methacrylic acid Chemical compound CC(=C)C(O)=O CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 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 1
- OFOBLEOULBTSOW-UHFFFAOYSA-N Propanedioic acid Natural products OC(=O)CC(O)=O OFOBLEOULBTSOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-M Propionate Chemical compound CCC([O-])=O XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- IOEJYZSZYUROLN-UHFFFAOYSA-M Sodium diethyldithiocarbamate Chemical compound [Na+].CCN(CC)C([S-])=S IOEJYZSZYUROLN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 150000001242 acetic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 1
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 1
- 125000003277 amino group Chemical group 0.000 description 1
- 150000003863 ammonium salts Chemical class 0.000 description 1
- 150000008064 anhydrides Chemical class 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000003556 assay Methods 0.000 description 1
- 230000005587 bubbling Effects 0.000 description 1
- 239000000872 buffer Substances 0.000 description 1
- 150000001735 carboxylic acids Chemical class 0.000 description 1
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 1
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- NEHMKBQYUWJMIP-NJFSPNSNSA-N chloro(114C)methane Chemical compound [14CH3]Cl NEHMKBQYUWJMIP-NJFSPNSNSA-N 0.000 description 1
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 239000012043 crude product Substances 0.000 description 1
- 230000003412 degenerative effect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- SPWVRYZQLGQKGK-UHFFFAOYSA-N dichloromethane;hexane Chemical compound ClCCl.CCCCCC SPWVRYZQLGQKGK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LMBWSYZSUOEYSN-UHFFFAOYSA-N diethyldithiocarbamic acid Chemical compound CCN(CC)C(S)=S LMBWSYZSUOEYSN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003085 diluting agent Substances 0.000 description 1
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 1
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 1
- 125000000118 dimethyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 1
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 1
- GKCPCPKXFGQXGS-UHFFFAOYSA-N ditert-butyldiazene Chemical compound CC(C)(C)N=NC(C)(C)C GKCPCPKXFGQXGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000004659 dithiocarbamates Chemical class 0.000 description 1
- 125000005022 dithioester group Chemical group 0.000 description 1
- 229950004394 ditiocarb Drugs 0.000 description 1
- ZOOODBUHSVUZEM-UHFFFAOYSA-N ethoxymethanedithioic acid Chemical group CCOC(S)=S ZOOODBUHSVUZEM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011094 fiberboard Substances 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 230000003311 flocculating effect Effects 0.000 description 1
- 235000019253 formic acid Nutrition 0.000 description 1
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 1
- 238000013467 fragmentation Methods 0.000 description 1
- 238000006062 fragmentation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004108 freeze drying Methods 0.000 description 1
- 239000001530 fumaric acid Substances 0.000 description 1
- 239000013538 functional additive Substances 0.000 description 1
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 1
- 229920001002 functional polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- GNOIPBMMFNIUFM-UHFFFAOYSA-N hexamethylphosphoric triamide Chemical compound CN(C)P(=O)(N(C)C)N(C)C GNOIPBMMFNIUFM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 150000003840 hydrochlorides Chemical class 0.000 description 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 1
- 238000010550 living polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002934 lysing effect Effects 0.000 description 1
- VZCYOOQTPOCHFL-UPHRSURJSA-N maleic acid Chemical compound OC(=O)\C=C/C(O)=O VZCYOOQTPOCHFL-UPHRSURJSA-N 0.000 description 1
- 239000011976 maleic acid Substances 0.000 description 1
- 239000005300 metallic glass Substances 0.000 description 1
- FQPSGWSUVKBHSU-UHFFFAOYSA-N methacrylamide Chemical compound CC(=C)C(N)=O FQPSGWSUVKBHSU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YPHQUSNPXDGUHL-UHFFFAOYSA-N n-methylprop-2-enamide Chemical compound CNC(=O)C=C YPHQUSNPXDGUHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 229960003330 pentetic acid Drugs 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 1
- 239000013558 reference substance Substances 0.000 description 1
- 238000012712 reversible addition−fragmentation chain-transfer polymerization Methods 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 238000010898 silica gel chromatography Methods 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
- BHZOKUMUHVTPBX-UHFFFAOYSA-M sodium acetic acid acetate Chemical compound [Na+].CC(O)=O.CC([O-])=O BHZOKUMUHVTPBX-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- JHJLBTNAGRQEKS-UHFFFAOYSA-M sodium bromide Chemical class [Na+].[Br-] JHJLBTNAGRQEKS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000011122 softwood Substances 0.000 description 1
- 239000011877 solvent mixture Substances 0.000 description 1
- 230000008961 swelling Effects 0.000 description 1
- YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N tetrahydrofuran Natural products C=1C=COC=1 YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010257 thawing Methods 0.000 description 1
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000003624 transition metals Chemical class 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
- NLVXSWCKKBEXTG-UHFFFAOYSA-N vinylsulfonic acid Chemical compound OS(=O)(=O)C=C NLVXSWCKKBEXTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920003169 water-soluble polymer Polymers 0.000 description 1
Classifications
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D21H17/00—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution
- D21H17/20—Macromolecular organic compounds
- D21H17/33—Synthetic macromolecular compounds
- D21H17/34—Synthetic macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D21H21/00—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its function, form or properties; Paper-impregnating or coating material, characterised by its function, form or properties
- D21H21/06—Paper forming aids
- D21H21/10—Retention agents or drainage improvers
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D21H17/00—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution
- D21H17/20—Macromolecular organic compounds
- D21H17/33—Synthetic macromolecular compounds
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D21H21/00—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its function, form or properties; Paper-impregnating or coating material, characterised by its function, form or properties
- D21H21/06—Paper forming aids
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
- Polymerisation Methods In General (AREA)
Description
Prosessikemikaali käytettäväksi paperin tai kartongin valmistuksessa - Pro-cesskemikalie för användning vid framställning av papper eller kartong
Keksinnön ala 5 Esillä oleva keksintö koskee prosessikemikaaleja, jotka saadaan kontrolloidun ra-dikaalipolymerointitekniikan tai kontrolloidun fotopolymerointitekniikan avulla. Näitä polymeerejä voidaan käyttää paperi- tai kartonkikoneen märkäpäässä paperin tai kartongin valmistuksessa paperi- tai kartonkikoneen ajettavuuden ja tuottavuuden parantamiseksi. Nämä polymeerit ovat erityisen käyttökelpoisia koagulointiaineina 10 tai kiinnitysaineina häiritsevien aineiden sitomiseksi kuituihin paperin tai kartongin valmistuksessa.
Keksinnön tausta US-patenttijulkaisussa nro 5 676 796 on esitetty paperinvalmistusmenetelmä, joka käsittää paksun sulppuselluloosasuspension muodostamisen, paksun sulpun flok-15 kuloimisen lisäämällä synteettistä vesiliukoista polymeerimateriaalia, sen jälkeen flokkuloidun paksun sulpun laimentamisen laimean sulpun muodostamiseksi ja sen jälkeen koagulointiaineen lisäämisen laimeaan sulppuun, ja tämän jälkeen vedenpoiston arkin muodostamiseksi. Edullinen flokkulointipolymeeri on akryyliami-din ja dimetyyliaminoetyyliakrylaatin, joka on kvaternisoitu metyylikloridilla, kopo-20 lymeeri ja edullinen koagulointiainepolymeeri on polydiallyylidimetyyliammonium-kloridi (polyDADMAC).
US-patenttijulkaisussa nro 5 194 120 on esitetty paperinvalmistusmenetelmä, joka käsittää kationisen polymeerin ja amorfisen metallisilikaattimateriaalin lisäämisen ° massalietteeseen ja sen jälkeen massalietteen saattamisen paperikoneen perälaa- § 25 tikkoon. Edullinen kationinen polymeeri on polyakryyliamidin tertiaarinen tai kvater- § naarinen amiinijohdannainen.
X
£ US-patenttijulkaisussa nro 4 980 025 on esitetty paperinvalmistusmenetelmä, joka gj käsittää kationisen polyakryyliamidin ja soolin, joka käsittää anionisia kolloidisia o hiukkasia, lisäämisen erikseen vesipitoiseen paperimassaan, ja sen jälkeen vesipi- § 30 toisen paperimassan formulaation ja kuivauksen. Menetelmän esitetään parantaen ....
van vedenpoistoa ja retentiota.
2 EP-patenttijulkaisussa nro 1 266 092 B1 on esitetty paperinvalmistusmenetelmä, joka käsittää retentioapuaineiden lisäämisen paperikoneen perälaatikkoon menevään sulppuun, sulppu johdetaan viiraan, sulpusta poistetaan vesi paperirainan muodostamiseksi ja paperiraina kuivataan. Retentioapuaineet käsittävät vesiliukoi-5 sen kationisen polymeerin liuosta, joka polymeeri on akryyliamidin tai metakryyli-amidin ja kationisen monomeerin kopolymeeri, ja suspensiona mikrohiukkasseos-ta, joka sisältää turpoavaa savea ja kolloidista synteettistä metallisilikaattia.
Esillä oleva keksintö kohdistuu erityyppisiin polymeereihin, jotka saadaan kontrolloidun radikaalipolymeroinnin tai kontrolloidun fotopolymeroinnin avulla.
10 Kontrolliradikaaliprosessille on tunnusomaista elävä polymerointijärjestelmä, joka pystyy kontrolloimaan muodostuvan polymeerin moolimassaa ja moolimassa-jakaumaa.
Vapaa radikaali -polymerointi on käytetyin vinyylimonomeerien polymerointimene-telmä. Vapaa radikaali -polymeroinnit ovat ketjureaktioita, joissa kukin polymeeri-15 ketju kasvaa siten, että lisätään monomeeri päädyn reaktiiviseen vapaa radikaali -kohtaan, jota kutsutaan ’’aktiiviseksi keskukseksi”. Monomeerin lisääminen tähän kohtaan indusoi aktiivisen keskuksen siirtymistä juuri muodostuneen ketjun päähän. Vapaa radikaali -polymeroinnille ovat tunnusomaisia monet mielenkiintoiset ominaispiirteet, kuten soveltuvuus lukuisille polymeroituville ryhmille sekä useiden 20 liuottimien kestävyys, pieni epäpuhtauksien määrä ja monomeereissä olevat useat funktionaaliset ryhmät. Klassisella vapaa radikaali -polymeroinnilla on kuitenkin joitakin rajoituksia, jotka johtuvat sen mekanismista. Erityisesti moolimassojen ja po-lydispersiteettien hallinta on vaikeaa, samoin määrättyjen pääteryhmien lisääminen tai tiettyjen makromolekulaaristen rakenteiden, kuten lohkokopolymeerien, £! 25 valmistaminen. Näistä rajoituksista pääsemiseksi vapaa radikaali -polymerointiin ° on muodostunut uusia toimintatapoja, joihin viitataan usein ’’kontrolloituna” vapaa o radikaali -polymerointina. Näille menetelmille on tunnusomaista reagenssien käyt- § täminen lisääntyvien radikaalien muuttamiseksi reversiibelisti lepotilassa oleviksi, x Joten keskimäärin polymeeriketjut kasvavat samanaikaisesti, eivät enää peräk- 30 käin. Siten ketjun kasvu ja monomeerien kulutus tapahtuvat toisiinsa verrattavissa Sj olevalla nopeudella. Prosessit, jotka ovat saaneet eniten huomiota, ovat: i) nitrok- ° sidivälitteinen radikaalipolymerointi (NMRP), ii) atominsiirtoradikaalipolymerointi
O
^ (ATRP), jota katalysoivat siirtymämetallikompleksit, ja aivan äskettäin iii) polyme rointi reversiibelin additio-fragmentointiketjunsiirron (RAFT) avulla tai makromole-35 kyylisuunnittelu ksantaattien vaihdon avulla (MADIX), kun ksantaatteja käytetään ketjunsiirtoaineina. Näistä menetelmistä ensimmäiset kaksi perustuvat kasvavan 3 polymeeriradikaalin estämiseen reversiibelisti, kun taas jälkimmäinen perustuu degeneratiiviseen ketjunsiirtoon. RAFT-prosessi näyttää soveltuvan hyvin useille monomeerien, liuottimien, funktionaalisten osien luokille ja laajalle lämpötila-alueelle.
5 Esimerkkeinä ’’kontrolloiduista” radikaalipolymerointiprosesseista voidaan erityisesti mainita:
Patenttijulkaisuissa WO 98/58974, WO 00/75207 ja WO 01/42312 on esitetty radi-kaalipolymerointimenetelmiä, joita on kontrolloitu ksantaatin tyyppisillä kontrolloin-tiaineilla.
10 Patenttijulkaisuissa WO 98/01478 on esitetty radikaalipolymerointimenetelmä, jota on kontrolloitu ditioesterin tyyppisillä kontrollointiaineilla. Valmistettuja polymeerejä voidaan käyttää päällyste-, kuvantamis-, elektroniikka-, muovi-, liima- ja tiiviste-aloilla.
Patenttijulkaisussa WO 99/03894 on esitetty polymerointi nitroksidiprekursorien 15 läsnäollessa.
Patenttijulkaisussa WO 99/31144 on esitetty radikaalipolymerointimenetelmä, jota on kontrolloitu ditiokarbamaatin tyyppisillä kontrollointiaineilla.
Patenttijulkaisuissa WO 02/26836 on esitetty radikaalipolymerointimenetelmä, jota on kontrolloitu ditiokarbatsaatin tyyppisillä kontrollointiaineilla.
20 Patenttijulkaisuissa WO 02/10223 on esitetty radikaalipolymerointimenetelmä, jota on kontrolloitu ditiofosforoesterin tyyppisillä kontrollointiaineilla.
CM
5 Patenttijulkaisussa WO 96/30421 on esitetty polymerointimenetelmä, joka perus- ^ tuu atominsiirtoradikaalipolymerointiin (ATRP).
cp g Lisäksi patentissa US 6 812 291 on esitetty lohkopolymeerien valmistusmenetel- i 25 mä kontrolloidun radikaalipolymeroinnin avulla ditiokarbamaattiyhdisteistä lämpö- initiaation avulla.
(M
CD
o Vaikka RAFT-ketjunsiirtoaineita on olemassa useita, vain harvat niistä ovat vesi in § liukoisia. Esillä olevassa keksinnössä käytetään edullisesti vesiliukoisia ketjunsiir-
CVJ
toaineita, joilla on erityinen koostumus, jolloin saadaan polymeeri, jolla on haluttuja 30 ominaisuuksia, kuten kapea moolimassajakauma.
4
Keksinnön tarkoituksena on parantaa paperin- tai kartonginvalmistusprosessia saamalla aikaan edellä mainitun tyyppinen parannettu prosessikemikaali.
Keksinnön yhteenveto
Esillä olevan keksinnön mukaan on havaittu, että polymeerit, jotka on saatu kont-5 rolloidun radikaalipolymerointitekniikan avulla etyleenisesti tyydyttymättömästä monomeeristä, ketjunsiirtoaineesta ja initiaattorista vesipitoisessa liuoksessa, edullisesti lämmittämällä radikaalien muodostamiseksi, tai kontrolloidun fotopoly-merointitekniikan avulla etyleenisesti tyydyttymättömästä monomeeristä ja foto-iniferter-yhdisteestä nestemäisessä väliaineessa, edullisesti käyttämällä UV-valoa 10 radikaalien muodostamiseksi, ovat käyttökelpoisia prosessikemikaaleina paperi-tai kartonki koneen märkäpäässä paperin tai kartongin valmistuksessa paperi- tai kartonkikoneen ajettavuuden ja tuottavuuden parantamiseksi.
Keksinnön yksityiskohtainen selitys
Siten esillä oleva keksintö saa aikaan menetelmän paperin tai kartongin valmista-15 miseksi vesipitoisesta kuitususpensiosta, joka menetelmä käsittää prosessikemi-kaalin lisäämisen vesipitoiseen kuitususpensioon, saadun vesipitoisen kuitusus-pension syöttämisen paperi- tai kartonkikoneen perälaatikkoon, vesipitoisen kui-tususpension syöttämisen perälaatikosta viiralle, veden poistamisen vesipitoisesta kuitususpensiosta viiralla paperi- tai kartonkirainan muodostamiseksi ja paperi- tai 20 kartonkirainan kuivaamisen, jolle menetelmälle on tunnusomaista se, että mainittu prosessikemikaali on polymeeri, joka on saatu kontrolloidun radikaalipolymerointitekniikan avulla etyleenisesti tyydyttymättömästä monomeeristä, ketjunsiirtoaineesta ja initiaattorista vesipitoisessa liuoksessa, tai kontrolloidun fotopolyme-rointitekniikan avulla etyleenisesti tyydyttymättömästä monomeeristä ja fotoinifer-25 ter-yhdisteestä nestemäisessä väliaineessa, ja että mainittu prosessikemikaali pa- o rantaa paperi- ja kartontikoneen ajettavuutta ja tuottavuutta.
c\i g Tyypillisiä etyleenisesti tyydyttymättömiä monomeerejä ovat α,β-etyleenisesti tyy- g dyttymättömät karboksyylihapot, kuten akryylihappo, metakryylihappo, maleiini- x happo, maleiinihappoanhydridi, itakonihappo, itakonihappoanhydridi, krotonihap-
CC
30 po, fumaarihappo, sitrakonihappo jne.; styreenisulfonihappo, vinyylisulfonihappo σι yms.; näiden suolat (alkalimetallisuolat, ammoniumsuolat, amiinisuolat jne.); hap- 00 ° poanhydridit, kuten maleiinihappoanhydridi, ja näiden puoliesterit suoraketjuisten o tai haarautuneiden alkoholien kanssa; aminoryhmän sisältävä (met)akrylaatti, ku ten dimetyyliaminoetyylimet(akrylaatti), dimetyyliaminopropyyli(met)akrylaatti, di-35 etyyliaminoetyyli(met)akrylaatti, {2-[(met)akryloyylioksi]etyyli}trimetyyliammonium-kloridi, diallyylidimetyyliammoniumkloridi jne.; (met)akryyliamidi, a-etyyli(met)ak- 5 ryyliamidi, N-butoksimetyyli-(met)akryyliamidi, Ν,Ν-dimetyyliakryyliamidi, N-metyy-liakryyliamidi ja akryloyylimorfoliini, näiden hydrokloridit ja asetaatit, ja niin edelleen. Edullisia monomeerejä ovat akryyliamidi, akryylihappo, dimetyyliakryyliamidi, 2-(dimetyyliamino)etyylimetakrylaatti, [2-(akryloyylioksi)etyyli]trimetyyliammonium-5 kloridi, 2-(metakryloyylioksi)etyyli]trimetyyliammoniumkloridi ja diallyylidimetyyli-ammoniumkloridi.
Kontrolloidussa radikaalipolymerointitekniikassa edullisia ketjunsiirtoaineita ovat yhdisteet, jotka sisältävät segmentin, jolla on kaava
-X-C(=S)-S- I
10 jossa kaavassa X on C, O, N tai S.
Tällaisia ketjunsiirtoaineita ovat esimerkiksi S,S'-bis(a,a'-dimetyyli-a"-etikkahap-pojtritiokarbonaatti, 4-syanopentaanihappoditiobentsoaatti (CPA) ja 2-(2-metyyli-2-tiobentsoyylisulfanyylipropionyyli-imino)etaanisulfonaatti. CPA:n liukoisuuden parantamiseksi voidaan käyttää sen suoloja, esimerkiksi natriumsuolaa.
15 Siten yhdisteitä voidaan hyödyntää vapaa radikaali -polymeroinnin hallinnassa kapeampien moolimassajakaumien aikaansaamiseksi ja polymeerin moolimassan hallinnassa. Hallinnalla tarkoitetaan myös sitä, että lohkopolymeerejä voidaan valmistaa aikaisemmin syntetisoiduista homopolymeereistä, jotka on valmistettu keksinnön mukaisesti. Näitä homopolymeerejä voidaan käyttää ketjunsiirtoaineina.
20 Ketjunsiirtoaineen ja monomeerin välinen moolisuhde on edullisesti 0,0005-0,025, edullisemmin 0,001-0,01 ja vielä edullisemmin 0,001-0,005.
^ Keksinnön mukaisten polymeerien synteesissä eräitä reaktion hallinnan luonteen o mittareita ovat polydispersiteetti-indeksin PDI= Mw/Mn arvot. Siten polydispersi- co teetti-indeksi kuvaa polymeerin moolimassajakaumaa ja se on painokeskimää- o oJj 25 räinen moolimassa (Mw) jaettuna lukukeskimääräisellä moolimassalla (Mn). Kek-° sinnön mukaisesti valmistettujen polymeerien PDI on edullisesti alle 2, edullisem- £ min alle 1,7.
CM
g Monomeerien polymerointi voidaan suorittaa missä tahansa sopivassa liuottimes- o sa tai liuotinseoksessa. Sopivia liuottimia ovat vesi, alkoholi (esim. metanoli, eta- o ™ 30 noli, n-propanoli, isopropanoli tai butanoli), eetteri (esim. dietyylieetteri, anisoli tai tetrahydrofuraani), dimetyylisulfoksidi, dimetyyliformamidi, asetoni, asetonitriili, heksametyylifosforiamidi, etikkahappo, muurahaishappo, hiilivety (esim. heksaani, 6 sykloheksaani, bentseeni tai tolueeni), metyleenikloridi, kloroformi ja etyyliasetaatti. Edullisesti nestemäinen väliaine, jossa polymerointi suoritetaan, sisältää vettä.
S,S'-bis(a,a'-dimetyyli-a"-etikkahappo)tritiokarbonaatin synteesi on kuvattu julkaisussa Macromolecules 2002, 35, 6 754-6 756. John T. Lai, Debby Filla and 5 Ronald Shea, "Functional Polymers from Novel Carboxylic-Terminated Trithiocar-bonates as Highly Efficient RAFT Agents". CPA:n synteesi on kuvattu julkaisussa Macromolecules 2001, 34, 2 248-2 256. Yoshiro Mitsukami, Michael S. Donovan, Andrew B. Lowe and Charles L. McCormick, "Water-Soluble Polymers. 81. Direct Synthesis of Hydrophilic Styrenic-Based Homopolymers and Block Copolymers in 10 Aqueous Solution via RAFT" ja 2-(2-metyyli-2-tiobentsoyylisulfanyylipropionyyli-imino)etaanisulfonaatin synteesi on kuvattu julkaisussa Macromolecules 2005, 38, 3 601-3 614. Murat Mertoglu, Andre Laschewsky, K. Skrabania and Christoph Wieland, "New Water Soluble Agents for Reversible Addition-Fragmentation Chain Transfer Polymerization and Their Application in Aqueous Solutions".
15 Kontrolloidussa radikaalipolymerointitekniikassa vapaiden radikaalien lähde voi olla mikä tahansa sopiva vapaiden radikaalien muodostamismenetelmä, kuten läm-pöindusointimenetelmä, redox-initiaatiomenetelmä, fotokemiallinen initiaatiomene-telmä tai korkeaenergistä säteilyä, kuten elektroni-, röntgen- tai gammasäteilyä. Initiaatiojärjestelmä valitaan siten, että reaktio-olosuhteissa initiaattori, initiaatio-20 olosuhteet tai initiaatioradikaalit eivät ole merkittävässä määrin haitallisessa vuorovaikutuksessa siirtoaineen kanssa menetelmän olosuhteissa. Edullinen menetelmä vapaiden radikaalien muodostamiseksi on lämpöindusointimenetelmä.
Kontrolloidussa radikaalipolymeroinnissa tyypillisiä lämpöinitiaattoreita ovat atso-yhdisteet, peroksidit tai peroksiesterit. Polymeroinnin initiaattoreita ei ole rajoitettu £! 25 mihinkään tiettyyn tyyppiin, vaan ne voivat olla mitä tahansa tavanomaisia initiaat- <m toreita, redox-initiaattorit, atsoinitiaattorit ja peroksidit mukaan lukien. Näistä at- i o soinitiaattorit ovat edullisia, ja näiden erityisesimerkkeinä voidaan mainita mm. at- i § sonitriiliyhdisteet, kuten 2,2'-atsobis(2-metyylipropionitriili) (AIBN), atsobisdimetyy- x livaleronitriili ja atsobisdimetyylimetoksivaleronitriili; atsoamidiiniyhdisteet, kuten 30 2,2'-atsobis(metyylipropionamidiini)dihydrokloridi (V-50), VA-041, VA-044 ja VA- σ> 061 (V-50, VA-041, VA-044 ja VA-061 ovat yrityksen Wako Pure Chemical Indust- ^ ries, Ltd., tuotteita); atsoamidiyhdisteet, kuten VA-080, VA-086 ja VA-088 (Wako ^ Pure Chemical Industries, Ltd., tuotteita); atsoalkyyliyhdisteet, kuten atsodi-tert- oktaani ja atsodi-tert-butaani; syanopropyyliatsoformamidi, 4,4'-atsobis(syanovale-35 riaanahappo), 4,4'-atsobis(syanopentaanihappo), dimetyyliatsobismetyylipropio- naatti, atsobishydroksimetyylipropionitriili yms. Edullisia initiaattoreita ovat 2,2'- 7 atsobis(metyylipropionamidiini)dihydrokloridi (V-50) ja 4,4'-atsobis(syanopentaa-nihappo) tai 4,4'-atsobis(syanovaleriaanahappo).
Näitä tässä keksinnössä käytettäviä radikaalipolymeroinnin initiaattoreita voidaan käyttää yksittäin, tai vähintään kahta niistä voidaan käyttää seoksena.
5 Radikaalipolymeroinnin initiaattorin ja monomeerin välinen moolisuhde on edullisesti 0,0001-0,1, edullisemmin 0,0005-0,05, vielä edullisemmin 0,0005-0,01.
Esillä olevan keksinnön mukainen polymerointimenetelmä suoritetaan tavanomaiselle vapaa radikaali -polymeroinnille tyypillisissä olosuhteissa. Polymeroinnit suoritetaan sopivasti 0-150 °C:n lämpötiloissa, edullisesti 20-120 °C:n lämpötiloissa, 10 edullisemmin 60-90 °C:n lämpötiloissa. pH-arvo voi olla 1-9, edullisesti 4-7. Voidaan käyttää myös puskuriliuoksia, erityisesti akryyliamidin polymeroinnissa.
Kontrolloidussa fotopolymeroinnissa edullisia fotoiniferter-yhdisteitä ovat yhdisteet, jotka sisältävät segmentin, jolla on kaava -N-C(=S)-S- Il 15 Tällaisia fotoiniferter-yhdisteitä ovat esimerkiksi 2-(N,N-dietyyliditiokarbamyyli)iso-voihappo (DTCA) ja 2-(N,N-dimetyyliditiokarbamyyli)isovoihappo. Fotoiniferter-yhdisteen liukoisuuden parantamiseksi voidaan käyttää sen suoloja, esimerkiksi natriumsuolaa.
Eräs esimerkki DTCA:n synteesistä on esitetty julkaisussa Journal of Polymer 20 Science: Part A: Polymer Chemistry, voi 42, 76-82, 2004. Koji Ishizu, Ruhul A. Khan, Yoshihiro Ohta, Masahito Furo, "Controlled Radical Polymerization of 2-^ hydroxyethyl methacrylate initiated by photofunctional 2-(N,N-diethyldithiocar- 0 bamyljisobutyric acid".
CO
9 Siten yhdisteitä voidaan hyödyntää fotopolymeroinnin hallinnassa kapeampien o 25 moolimassajakaumien saamiseksi ja polymeerin moolimassan hallinnassa. Hallin-| nalla tarkoitetaan myös sitä, että lohkopolymeerejä voidaan valmistaa aikaisemmin syntetisoiduista homopolymeereistä, jotka on valmistettu keksinnön mukaisesti, g Näitä homopolymeerejä voidaan käyttää ketjunsiirtoaineina. Näitä yhdisteitä voi- daan käyttää initiaattoreina ja ketjunsiirtoaineina.
o
(M
30 Fotoiniferter-yhdisteen ja monomeerin välinen moolisuhde on edullisesti 0,0001-0,1, edullisemmin 0,0005-0,05, vielä edullisemmin 0,001-0,01.
8
Esillä olevan keksinnön mukainen polymerointimenetelmä suoritetaan tavanomaiselle fotopolymeroinnille tyypillisissä olosuhteissa. Radikaalit saadaan aikaan edullisesti UV-säteilyn avulla. UV-säteilyn voimakkuudet ja säteilyetäisyydet ovat samat kuin tavanomaisessa fotopolymeroinnissa, esimerkiksi 1 000 - 4 000 pW/cm2 5 ja 10-20 cm. Polymeroinnit suoritetaan sopivasti 5-90 °C:n lämpötiloissa, edullisesti 20-70 °C:n lämpötiloissa, edullisemmin 20-50 °C:n lämpötiloissa.
Keksinnön mukaiset polymeerit voivat olla homopolymeerejä tai kopolymeerejä. Kopolymeerit voivat olla lohkokopolymeerejä tai multilohkokopolymeerejä, esim. kaksilohko-, kolmilohkokopolymeerejä.
10 Paperin tai kartongin valmistuksessa prosessikemikaaleina käytettävät keksinnön mukaiset polymeerit ovat kationisia. On kuitenkin ymmärrettävä, että kationisten lohkokopolymeerien muodostamiseen käytettävät monomeerit tai homopolymeerit voivat olla anionisia.
Lohkokopolymeeri voidaan valmistaa tämän keksinnön mukaisesti valmistetusta 15 homopolymeeristä. Suoritusmuodossa, jossa käytetään ketjunsiirtoainetta, homo-polymeeri toimii ketjunsiirtoaineena ja sitä kutsutaan tässä makro-CTA:ksi (makro-ketjunsiirtoaineeksi). Vastaavasti suoritusmuodossa, jossa käytetään fotoiniferter-yhdistettä, homopolymeeri toimii makrofotoiniferter-yhdisteenä. Lohkokopolymeerit voidaan valmistaa vastaavissa prosessiolosuhteissa kuin homopolymeerit.
20 Polymeerien moolimassa (Mw) on tyypillisesti noin 1 000 - noin 1 000 000. Edullisemmin se on noin 10 000 - noin 400 000, vielä edullisemmin noin 10 000 -100 000.
Keksinnön mukaisesti polymeeriä lisätään edullisesti vesipitoiseen kuitususpensi-
CM
^ oon noin 25 - 10 000 g/tonni, edullisemmin noin 50 - 1 000 g/tonni vesipitoisen ^ 25 kuitususpension kuiva-ainetta.
cp g Keksinnön mukaisesti prosessikemikaali voi toimia koagulointiaineena tai kiinni- i tysaineena häiritsevien aineiden sitomiseksi kuituihin.
CL
gj Keksinnön mukaisesti paperin ja kartongin valmistuksessa tavanomaisesti käytet- o tyjä kemikaaleja, kuten täyteaineita ja/tai funktionaalisia lisäaineita, voidaan lisätä l'" § 30 vesipitoiseen kuitususpensioon ennen perälaatikkoa. Tällaiset kemikaalit ja niiden riittävät määrät ovat täysin tunnettuja alan ammattimiehelle.
9
Keksinnön avulla käsiteltävä vesipitoinen kuitususpensio voi olla kemiallista massaa, mekaanista massaa, kemimekaanista massaa, kierrätyskuituja tai näiden seosta.
Keksintö koskee myös polymeerin, joka on saatu kontrolloidun radikaalipolyme-5 rointitekniikan avulla etyleenisesti tyydyttymättömästä monomeeristä, ketjunsiirto-aineesta ja initiaattorista vesipitoisessa liuoksessa, käyttöä prosessikemikaalina paperi- tai kartonkikoneen märkäpäässä paperin tai kartongin valmistuksessa paperi- tai kartonkikoneen ajettavuuden ja tuottavuuden parantamiseksi. Polymeerit ovat edellä kuvatun mukaisia.
10 Lisäksi keksintö koskee polymeerin, joka on saatu kontrolloidun fotopolymerointi-tekniikan avulla etyleenisesti tyydyttymättömästä monomeeristä ja fotoiniferter-yhdisteestä nestemäisessä väliaineessa, käyttöä prosessikemikaalina paperi- tai kartonkikoneen märkäpäässä paperin tai kartongin valmistuksessa paperi- tai kartonkikoneen ajettavuuden ja tuottavuuden parantamiseksi. Polymeerit ovat edellä 15 kuvatun mukaisia.
Seuraavat esimerkit havainnollistavat keksintöä rajoittamatta kuitenkaan sen suo-japiiriä.
Esimerkit
Esimerkki 1 20 Poly{[2-(metakryylioksi)etyyli]trimetyyliammoniumkloridin} synteesi 8,31 g [2-(metakryylioksi)etyyli]trimetyyliammoniumkloridin 75-prosenttista liuosta (30 mmol), 0,044 g S,S'-bis(a,a'-dimetyyli-a"-etikkahappo)tritiokarbonaattia o (0,157 mmol) ja 8,8 mg 4,4’-atsobis-(syanopentaanihappoa) (0,031 mmol) lisättiin co 250 ml:n pyöreäpohjaiseen kolviin, jossa oli magneettisekoitussauva. Lisättiin
O
oJj 25 30 ml vettä ja reaktioseoksesta poistettiin happea kolmen jäädytys-evakuointi- ° sulatussyklin avulla. Polymerointi suoritettiin 60 °C:ssa ja se pysäytettiin 24 tunnin £ kuluttua lisäämällä 4-metoksifenoli-inhibiittoria (0,31 mmol). Tuote puhdistettiin gj dialysoimalla ja kylmäkuivattiin. Moolimassa oli GPC:n avulla määritettynä 0 16 500 g/mol ja PDI oli 1,6.
o o
CM
10
Esimerkki 2
Poly{[2-(metakryylioksi)etyyli]trimetyyliammoniumkloridin} synteesi 13,85 g [2-(metakryylioksi)etyyli]trimetyyliammoniumkloridin 75-prosenttista liuosta (50 mmol), 0,049 g S,S'-bis(a,a'-dimetyyli-a"-etikkahappo)tritiokarbonaattia 5 (0,174 mmol) ja 9,7 mg 4,4’-atsobis-(syanopentaanihappoa) (0,035 mmol) lisättiin 250 ml:n pyöreäpohjaiseen kolviin, jossa oli magneettisekoitussauva. Lisättiin 46,5 ml vettä ja reaktioseoksesta poistettiin happea kolmen jäädytys-evakuinti-sulatussyklin avulla. Polymerointi suoritettiin 60 °C:ssa ja se pysäytettiin 19 tunnin kuluttua lisäämällä 4-metoksifenoli-inhibiittoria (0,35 mmol). Tuote saostettiin kah-10 desti vedestä asetoni-etanoliseokseen (50:50). Moolimassa oli GPC:n avulla määritettynä 26 100 g/mol ja PDI oli 1,46.
Esimerkki 3
Poly[2-(dimetyyliamino)etyylimetakrylaatin] synteesi 6,385 g 98-prosenttista 2-(dimetyyliamino)etyylimetakrylaattia (39,8 mmol), 15 0,0583 g 4-syanopentaanihappoditiobentsoaatin natriumsuolaa (0,207 mmol) ja 6,8 mg 2,2’-atsobis(2-metyylipropionitriiliä) (AIBN) (0,0414 mmol) lisättiin 250 ml:n pyöreäpohjaiseen kolviin, jossa oli magneettisekoitussauva. Lisättiin 13,4 ml ani-solia. Reaktioseoksesta poistettiin happea kolmen jäädytys-evakuointi-sulatus-syklin avulla, jotka toistettiin kolme kertaa. Seos kuumennettiin 70-celsiusastei-20 seksi öljyhauteessa ja polymerointi pysäytettiin 24 tunnin kuluttua jäähdyttämällä. Tuote puhdistettiin saostamalla se asetonista. Moolimassa oli GPC:n avulla määritettynä 9 870 g/mol ja PDI oli 1,16.
^ Esimerkki 4 δ
(M
cb Poly(dimetyyliakryyliamidin) synteesi cp o 25 9,9 g dimetyyliakryyliamidia, 0,43 g S,S'-bis(a,a'-dimetyyli-a"-etikkahappo)tritiokar- | bonaattia, 0,22 g 4,4'-atsobis(4-syanovaleriaanahappoa), 19 g vettä lisättiin kolmi- ^ kaulakolviin, joka oli varustettu jäähdyttimellä, magneettisekoittimella ja lämpöhau- g teella. Hauteen lämpötila pidettiin 70 °C:ssa 6 h. Tuote puhdistettiin dialysoimalla
o ja kylmäkuivattiin. Moolimassa oli GPC:n avulla määritettynä 38 100 g/mol ja PDI
™ 30 oli 1,2.
11
Esimerkki 5 [Poly(dimetyyliakryyliamidi)]-[poly(akryyliamidi)]-[poly(dimetyyli-akryyliami-din)] synteesi 3,6 g esimerkin 4 mukaista poly(dimetyyliakryyliamidia) ja 70 ml vettä lisättiin pyö-5 reäpohjaiseen kolviin ja annettiin liueta yön yli. 16 g akryyliamidin 50-prosenttista vesiliuosta (113 mmol) ja 5 mg 4,4’-atsobis(syanopentaanihappoa) (0,0187 mmol) lisättiin pienen vesimäärän kanssa. Reaktioseoksesta poistettiin happea kuplivan typen avulla. Kolvi upotettiin öljyhauteeseen, jonka lämpötila pidettiin 70 °C:ssa, ja reaktion annettiin jatkua 8 h, minkä jälkeen se pysäytettiin. Tuote puhdistettiin dia-10 lysoimalla se tislattua vettä vastaan ja sen jälkeen se lyofilisoitiin. Moolimassa oli GPC:n avulla määritettynä 160 000 g/mol ja PDI oli 1,27.
Esimerkki 6
Poly[2-(dimetyyliamino)etyylimetakrylaatin] synteesi 9,625 g 98-prosenttista 2-(dimetyyliamino)etyylimetakrylaattia (60 mmol), 0,0446 g 15 5,5'-bis(a,a'-dimetyyli-a"-etikkahappo)tritiokarbonaattia (BDAT) (0,158 mmol) ja 5,2 mg AIBN:ää (0,032 mmol) lisättiin 250 ml:n pyöreäpohjaiseen kolviin, jossa oli magneettisekoitussauva. Lisättiin 30 ml anisolia ja reaktioseoksesta poistettiin happea kolmen jäädytys-evakuointi-sulatussyklin avulla. Polymerointi suoritettiin 70 °C:ssa ja se pysäytettiin 24 tunnin kuluttua lisäämällä 4-metoksifenoli-20 inhibiittoria (0,31 mmol). Tuote puhdistettiin saostamalla se kahdesti vedestä n-heksaaniin. Moolimassa oli GPC:n avulla määritettynä 15 500 g/mol ja PDI oli 1,66.
£! Esimerkki 7 δ
CM
co {Poly[2-(metakryylioksi)etyyli]trimetyyliammoniumkloridi]}-{poly(akryyliami-
O
^ 25 din)} synteesi o | 6,34 g [2-(metakryylioksi)etyyli]trimetyyliammoniumkloridin 75-prosenttista liuosta, ^ (22,9 mmol), 22,9 ml vettä ja 44,3 mg 2-(2-metyyli-2-tiobentsoyylisulfanyyli-propio- g nyyli-imino)etaanisulfonaattia (0,12 mmol) punnittiin pyöreäpohjaiseen kolviin, jos- o sa oli magneettisekoitussauva. Reaktioseoksesta poistettiin happea suorittamalla o w 30 sille kolme jäädytys-evakuointi-sulatussykliä, minkä jälkeen kolvi upotettiin öljyhau teeseen, 60 °C, ja sen annettiin lämmetä 10 minuuttia. 6,7 mg 4,4’-atsobis- 12 (syanopentaanihappoa) (0,024 mmol) ruiskutettiin liuokseen ja reaktion annettiin jatkua.
Reaktio pysäytettiin 24 h kuluttua ruiskuttamalla reaktioliuokseen inhibiittoria ja re-aktioliuos jäähdytettiin huoneenlämpöiseksi. Poly[2-(metakryylioksi)etyyli]trimetyy-5 liammoniumkloridin homopolymeeri saostettiin asetoni-etanoliliuoksesta (1:1), liuotettiin veteen ja sen jälkeen sitä dialysoitiin vettä vastaan 24 tuntia, minkä jälkeen se kylmäkuivattiin. Moolimassa oli GPC:n avulla määritettynä 16 500 g/mol ja PDI oli 1,52.
1 g edellisestä reaktiosta saatua poly[2-(metakryylioksi)etyyli]trimetyyliammonium-10 kloridin homopolymeeriä (makroketjunsiirtoainetta (makro-CTA:ta)) ja 11,8 ml nat-riumasetaatti-etikkahappopuskuriliuosta, jonka pH oli 5, lisättiin pyöreäpohjaiseen kolviin ja makro-CTA:n annettiin liueta yön yli. 3,368 g akryyliamidin 50-prosent-tista vesiliuosta (0,0237 mol) ja 1,9 mg 4,4’-atsobis(syanopentaanihappoa) (0,068 mmol) lisättiin pienen puskuriliuosmäärän kanssa. Reaktioseoksesta poistettiin 15 happea suorittamalla kolme jäädytys-evakuointi-sulatussykliä. Kolvi upotettiin öljy-hauteeseen, jonka lämpötila pidettiin 70 °C:ssa, ja reaktion annettiin jatkua 50 h, minkä jälkeen se pysäytettiin. {Poly[2-(metakryylioksi)etyyli]trimetyyliammonium-kloridi}-{poly(akryyliamidi)}lohkokopolymeeri puhdistettiin saostamalla se asetonista. Moolimassa oli GPC:n avulla määritettynä 22 600 g/mol ja PDI oli 1,67.
20 Esimerkki 8
Poly{[2-(akryloyylioksi)etyyli]trimetyyliammoniumkloridin} synteesi 9,6 g [2-(akryloyylioksi)etyyli]trimetyyliammoniumkloridin 75-prosenttista liuosta (49,8 mmol), 46,5 ml vettä ja 0,0566 g S,S'-bis(a,a'-dimetyyli-a"-etikkahappo)tri-
CM
5 tiokarbonaattia (0,2 mmol) punnittiin kaksikaulaiseen pyöreäpohjaiseen kolviin, jo- ^ 25 ka oli varustettu typen syötöllä ja poistolla sekä väliseinällä. Niiden annettiin liueta.
9 Tämän jälkeen liuokseen kuplitettiin typpeä 15 minuuttia, minkä jälkeen kolvi upo- o tettiin öljyhauteeseen, 60 °C, ja sen annettiin lämmetä 10 minuuttia. Liuokseen | ruiskutettiin 12,7 mg 2,2'-atsobis(metyylipropionamidiini)dihydrokloridia (0,0468 ^ mmol) ja reaktion annettiin jatkua 24 tuntia.
05
CO
^ 30 Reaktio pysäytettiin ruiskuttamalla reaktioliuokseen inhibiittoria (hydrokinoni), ^ avaamalla pullo ja jäähdyttämällä reaktioliuos huoneenlämpöiseksi. Tuote saostet tiin asetonista, liuotettiin veteen ja sen jälkeen sitä dialysoitiin vettä vastaan 24 tuntia, ja sen jälkeen se kylmäkuivattiin. Tuote oli keltaista. GPC-määrityksen avulla määritetty painokeskimääräinen molekyylipaino oli 57 000 g/mol.
Poly{[2-(metakryylioksi)etyyli]trimetyyliammoniumkloridin} synteesi 13
Esimerkki 9 20,8 g [2-(metakryylioksi)etyyli]trimetyyliammoniumkloridin 75-prosenttista liuosta (100 mmol), 0,43 g 4-syanopentaanihappoditiobentsoaatin natriumsuolaa (0,524 5 mmol) ja 0,029 g 75-prosenttista 4,4'-atsobis(4-syanovaleriaanahappoa) (0,1 mmol) ja 93 g vettä lisättiin kolmikaulakolviin, joka oli varustettu jäähdyttimellä, magneettisekoittimella ja lämpöhauteella. Hauteen lämpötilaa pidettiin 70 °C:ssa 6 h. Tuote puhdistettiin dialysoimalla ja kylmäkuivattiin. GPC:n avulla määritetty moolimassa oli 34 200 g/mol.
10 Esimerkki 10 2-(N,N-dietyyliditiokarbamyyli)isovoihapon synteesi 100 ml:aan asetonissa olevaa 0,1 mol 2-bromi-isovoihappoa lisättiin 0,12 mol N,N-dietyyliditiokarbamaatin natriumsuolaa, ja reaktioseosta sekoitettiin 40 °C:ssa 8 h. Saostunut NaBr-suola poistettiin suodattamalla ja asetoni haihdutettiin reaktio-15 seoksesta. Raakaseos liuotettiin bentseeniin, ja liukenematon N,N-dietyyliditio-karbamaatin natriumsuola poistettiin suodattamalla. Sen jälkeen bentseeniliuos pestiin vedellä ja orgaaninen uute haihdutettiin kuiviin. Raakatuote puhdistettiin si-likakolonnikromatografian avulla eluoimalla 3:1 dikloorimetaani-heksaaniseoksella, jolloin saatiin 2-(N,N-dietyyliditiokarbamyyli)isovoihappoa valkoisena jauheena. 20 Saanto oli 95 %.
Esimerkki 11 cvj Poly{[2-(metakryloyylioksi)etyyli]trimetyyliammoniumkloridin} synteesi δ ^ 8 g:n [2-(metakryloyylioksi)etyyli]trimetyyli-ammoniumkloridin 75-prosenttisen liu- 9 oksen fotopolymerointi suoritettiin 18 g:ssa vettä, ja se käynnistettiin 0,06 g:lla 2- o 25 (N,N-dietyyliditiokarbamyyli)isovoihappoa, joka oli liuotettu 1 ml:aan metanolia, ja | neutraloitiin ekvivalenttisella moolimäärällä NaOH:a, 35 °C:ssa UV-säteilyajan ol- ^ lessa 2 tuntia. Polymeroinnin jälkeen polymeeri otettiin talteen saostamalla se ase- co ionista, o o o
CVJ
Esimerkki 12 {Poly(akryyliamidi)}-{poly[2-(metakryloyylioksi)etyyli]-trimetyyli-ammonium- kloridin} synteesi 14 12 g:n akryyliamidin 50-prosenttisen vesiliuoksen fotopolymerointi suoritettiin 5 14g:ssa vettä, se käynnistettiin 0,06 g:lla 2-(N,N-dietyyliditiokarbamyyli)isovoi-happoa, joka oli liuotettu 1 ml:aan metanolia, neutraloitiin ekvivalenttisella mooli-määrällä NaOH:a ja yhdellä pisaralla dietyleenitriamiinipentaetikkahappoa 35 °C:ssa vesihauteessa UV-säteilyajan ollessa 2 tuntia. Polymeroinnin jälkeen homopolymeeri otettiin talteen saostamalla.
10 2,7 g:n [2-(metakryloyylioksi)etyyli]-trimetyyliammoniumkloridin 75-prosenttisen liuoksen fotopolymerointi suoritettiin 9,3 g:ssa vettä, se käynnistettiin 0,2 g:lla edellisestä vaiheesta saatua homopolymeeriä (makrofotoiniferter-yhdistettä) 35 °C:ssa ja sitä UV-säteilytettiin 2 h. Polymeroinnin jälkeen {poly(akryyliamidi)}-{poly[2-(metakryloyylioksi)etyyli]trimetyyliammoniumkloridi} otettiin talteen saostamalla se 15 asetonista.
Esimerkki 13
Polymeerit kiinnitysaineina
Kokeiden tarkoituksena oli tutkia esillä olevan keksinnön mukaisten polymeerien toimintaa kiinnitysaineina TMP-massalle. Käytettiin esimerkkien 1, 2 ja 3 mukaisia 20 polymeerejä.
Massa oli seosta, joka käsitti 80 % kuumahierrettä (TMP) ja 20 % kemiallista havu-^ puumassaa, δ ^ Vertailuaine: polyepiamiini, kuiva-ainepitoisuus 50 % (kauppanimi Fennofix 50) o i g Kiinnityspolymeerien laimentaminen: 200 mg Fennofix 50:tä (= 100 mg kuiva- x 25 ainetta) laimennettiin 10ml:ksi vedellä. Muiden testattujen aineiden liuokset val- mistettiin siten, että niiden kuiva-ainepitoisuus oli sama. Massasta valmistettiin g 0,4-prosenttinen seos ja pH säädettiin arvoon 5. Massa siirrettiin sauvasekoittimen ° (Braun 413 -sekoitin) 100 ml:n sekoitusastiaan, massaan lisättiin annos kiinnitys-
O
^ polymeeriä ja massaa käsiteltiin sekoitussiivillä 10 sekuntia täydellä nopeudella.
30 Massa suodatettiin suodatinpaperin läpi (Munktel-laatu NR 00R).
15
Suodosten sameus määritettiin välittömästi WTW:n Turbo555IR -laitteella ja varaus määritettiin Miitecin PCD -laitteella ja suodosten pH määritettin Mettlerin Toledo MP 120 -mittarilla.
Kiinnityspolymeerien annokset olivat 0, 50, 100, 200 ja 400 g vesipitoisen kui-5 tususpension kuiva-ainetonnia kohti. Koetulokset on esitetty seuraavassa taulukossa 1.
Taulukko 1 ___SAMEUS, NTU__
Polymeeri__0 50g/tonni 100 g/tonni 200 g/tonni 400g/tonni
Esimerkki 1 823 644 583 377 146
Esimerkki 2 885 628 629 321 119
Esimerkki 3 835 664 646 220 76
Fennofix 50 837 700 562 379 183
Tuloksista käy selvästi ilmi, että RAFT-tekniikoiden avulla valmistetut polymeerit 10 toimivat kiinnityspolymeereinä.
Esimerkki 14
Toinen koe tehtiin esimerkissä 13 kuvatulla tavalla. Testattiin esimerkin 5 mukainen polymeeri. Kiinnityspolymeerien annokset olivat kuiva-aineena 100 g vesipitoisen kuitususpension kuiva-ainetonnia kohti. Koetulokset on esitetty seuraavas-15 sa taulukossa 2.
Taulukko 2 C\J ___ ° Polymeeri__Annos, g/tonni Sameus (NTU) g Ei kiinnitysainetta__0__82_ g Esimerkki 5 100 43 x Fennofix 50 100 57 X ---
CL
g Esimerkki 15
CO
o § Kolmas koe tehtiin esimerkissä 13 kuvatulla tavalla. Testattiin esimerkin 6 mukai-
CM
20 nen polymeeri. Kiinnityspolymeerien annokset kuiva-aineena olivat 800 g vesipitoisen kuitususpension kuiva-ainetonnia kohti. Koetulokset on esitetty seuraavassa taulukossa 3.
16
Taulukko 3
Polymeeri__Annos, g/tonni Sameus (NTU)
Ei kiinnitysainetta__0__82_
Esimerkki 6__800__10_
Fennofix 50__800__12_
C\J
δ
(M
i co o 00 o
X
en
CL
(M
O) 00 o h-· o o
(M
Claims (16)
1. Menetelmä paperin tai kartongin valmistamiseksi vesipitoisesta kuitususpen-siosta, joka menetelmä käsittää prosessikemikaalin lisäämisen vesipitoiseen kui-tususpensioon, saadun vesipitoisen kuitususpension syöttämisen paperi- tai kar- 5 tonkikoneen perälaatikkoon, vesipitoisen kuitususpension syöttämisen perälaati-kosta viiralle, veden poistamisen vesipitoisesta kuitususpensiosta viiralla paperi-tai kartonki rain an muodostamiseksi ja paperi- tai kartonki rain an kuivaamisen, tunnettu siitä, että mainittu prosessikemikaali on polymeeri, joka on saatu kontrolloidun radikaalipolymerointitekniikan avulla etyleenisesti tyydyttymättömästä mo-10 nomeeristä, ketjunsiirtoaineesta ja initiaattorista vesipitoisessa liuoksessa, tai kontrolloidun fotopolymerointitekniikan avulla etyleenisesti tyydyttymättömästä mono-meeristä ja fotoiniferter-yhdisteestä nestemäisessä väliaineessa, ja että mainittu prosessikemikaali parantaa paperi- tai kartonkikoneen ajettavuutta ja tuottavuutta.
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että radikaalipo-15 lymeroinnin radikaalit muodostetaan lämmön avulla.
3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ketjun-siirtoaine on yhdiste, joka sisältää segmentin, jolla on kaava -X-C(=S)-S- I jossa kaavassa X on C, O, N tai S.
4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ketjunsiirto- aine on S,S'-bis(a,a'-dimetyyli-a"-etikkahappo)tritiokarbonaattia, 4-syanopentani- happoditiobentsoaattia (CPA) tai sen suolaa tai 2-(2-metyyli-2-tiobentsoyyli- £! sulfanyylipropionyyli-imino)etaanisulfonaattia. δ (M cö
5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että nestemäi- o ^ 25 nen väliaine on vesipitoinen liuos. 0
6. Patenttivaatimuksen 1 tai 5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että foto- CL ^ iniferter-yhdiste on yhdiste, joka sisältää segmentin, jolla on kaava CO £ -N-C(=S)-S- Il O o CNJ
7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että fotoiniferter-30 yhdiste on 2-(N,N-dietyyliditiokarbamyyli)isovoihappoa tai 2-(N,N-dimetyyliditio-karbamyyli)isovoihappoa tai näiden suolaa.
8. Jonkin patenttivaatimuksista 1-7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että etyleenisesti tyydyttymätön monomeeri on akryyliamidia, akryylihappoa, dimetyy-liakryyliamidia, 2-(dimetyyliamino)etyylimetakrylaattia, [2-(akryloyylioksi)etyyli]tri-metyyliammoniumkloridia, 2-(metakryloyylioksi)etyyli]trimetyyliammoniumkloridia 5 tai diallyylidimetyyliammoniumkloridia.
9. Jonkin patenttivaatimuksista 1-8 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että polymeeri on homopolymeeri tai kopolymeeri.
10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kopolymeeri on lohkokopolymeeri tai multilohkokopolymeeri.
11. Jonkin patenttivaatimuksista 1-10 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että polymeerin moolimassa on noin 1 000 - noin 1 000 000, edullisesti 10 000 -400 000 ja edullisemmin 10 000 - 100 000.
12. Jonkin patenttivaatimuksista 1-11 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että polymeeriä lisätään vesipitoiseen kuitususpensioon noin 25- 10 000 g/tonni, edul- 15 lisesti noin 50 - 1 000 g/tonni vesipitoisen kuitususpension kuiva-ainetta.
13. Jonkin patenttivaatimuksista 1-12 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että prosessikemikaali toimii koagulointiaineena tai kiinnitysaineena häiritsevien aineiden sitomiseksi kuituihin parantaen tällöin paperi- tai kartonkikoneen ajettavuutta ja tuottavuutta.
14. Jonkin patenttivaatimuksista 1-13 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vesipitoinen kuitususpensio on kemiallista massaa, mekaanista massaa, kemime-kaanista massaa, kierrätyskuituja tai näiden seosta. C\J
15. Polymeerin, joka on saatu kontrolloidun radikaalipolymerointitekniikan avulla co etyleenisesti tyydyttymättömästä monomeeristä, ketjunsiirtoaineesta ja initiaattoris- o oJj 25 ta vesipitoisessa liuoksessa, käyttö prosessikemikaalina paperi- tai kartonkikoneen märkäpäässä paperin tai kartongin valmistuksessa paperi- tai kartonkikoneen ajet-£ tavuuden ja tuottavuuden parantamiseksi. (M
16. Polymeerin, joka on saatu kontrolloidun fotopolymerointitekniikan avulla ety- o leenisesti tyydyttymättömästä monomeeristä ja fotoiniferter-yhdisteestä nestemäi- o ^ 30 sessä väliaineessa, käyttö prosessikemikaalina paperi- tai kartonkikoneen märkä päässä paperin tai kartongin valmistuksessa paperi- tai kartonkikoneen ajettavuuden ja tuottavuuden parantamiseksi.
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI20070392A FI122734B (fi) | 2007-05-21 | 2007-05-21 | Prosessikemikaali käytettäväksi paperin tai kartongin valmistuksessa |
| PL08761689T PL2147152T3 (pl) | 2007-05-21 | 2008-05-21 | Procesowe substancje chemiczne do zastosowania w wytwarzaniu papieru albo kartonu |
| US12/599,709 US20110073265A1 (en) | 2007-05-21 | 2008-05-21 | Process chemical for use in the production of paper or board |
| PCT/FI2008/050293 WO2008142209A1 (en) | 2007-05-21 | 2008-05-21 | Process chemical for use in the production of paper or board |
| EP08761689.2A EP2147152B1 (en) | 2007-05-21 | 2008-05-21 | Process chemical for use in the production of paper or board |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI20070392 | 2007-05-21 | ||
| FI20070392A FI122734B (fi) | 2007-05-21 | 2007-05-21 | Prosessikemikaali käytettäväksi paperin tai kartongin valmistuksessa |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FI20070392A0 FI20070392A0 (fi) | 2007-05-21 |
| FI20070392A FI20070392A (fi) | 2008-11-22 |
| FI122734B true FI122734B (fi) | 2012-06-15 |
Family
ID=38069435
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FI20070392A FI122734B (fi) | 2007-05-21 | 2007-05-21 | Prosessikemikaali käytettäväksi paperin tai kartongin valmistuksessa |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20110073265A1 (fi) |
| EP (1) | EP2147152B1 (fi) |
| FI (1) | FI122734B (fi) |
| PL (1) | PL2147152T3 (fi) |
| WO (1) | WO2008142209A1 (fi) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5937549B2 (ja) | 2012-08-31 | 2016-06-22 | ダウ グローバル テクノロジーズ エルエルシー | 光酸発生剤化合物、光酸発生剤化合物を含有する末端基を含むポリマー、および製造方法 |
Family Cites Families (25)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SE451739B (sv) * | 1985-04-03 | 1987-10-26 | Eka Nobel Ab | Papperstillverkningsforfarande och pappersprodukt varvid som avvattnings- och retentionsforbettrande kemikalie anvends katjonisk polyakrylamid och en speciell oorganisk kolloid |
| US5194120A (en) | 1991-05-17 | 1993-03-16 | Delta Chemicals | Production of paper and paper products |
| GB9410920D0 (en) * | 1994-06-01 | 1994-07-20 | Allied Colloids Ltd | Manufacture of paper |
| US5763548A (en) | 1995-03-31 | 1998-06-09 | Carnegie-Mellon University | (Co)polymers and a novel polymerization process based on atom (or group) transfer radical polymerization |
| ATE210684T1 (de) | 1996-07-10 | 2001-12-15 | Du Pont | POLYMERISATION MIT ßLIVINGß KENNZEICHEN |
| DE19654390A1 (de) * | 1996-12-27 | 1998-07-02 | Basf Ag | Verfahren zur Herstellung von Papier |
| FR2764892B1 (fr) * | 1997-06-23 | 2000-03-03 | Rhodia Chimie Sa | Procede de synthese de polymeres a blocs |
| JP2001510208A (ja) | 1997-07-15 | 2001-07-31 | チバ スペシャルティ ケミカルズ ホールディング インコーポレーテッド | ニトロソ化合物又はニトロン化合物から誘導されたアルコキシアミン化合物を含む重合可能な組成物 |
| NZ505654A (en) | 1997-12-18 | 2002-03-28 | John Chiefair | Living polymerisation process whereby photo-initiators of polymerisation utilises a thermal process resulting in polymers of controlled molecular weight and low polydispersity |
| WO1999035177A1 (fr) * | 1997-12-31 | 1999-07-15 | Rhodia Chimie | Procede de synthese de polymeres a blocs par polymerisation radicalaire controlee a partir de composes dithiocarbamates |
| WO2000071591A1 (en) * | 1999-05-26 | 2000-11-30 | Rhodia Inc. | Block polymers, compositions and methods of use for foams, laundry detergents, shower rinses and coagulants |
| FR2794463B1 (fr) | 1999-06-04 | 2005-02-25 | Rhodia Chimie Sa | Procede de synthese de polymeres par polymerisation radicalaire controlee a l'aide de xanthates halogenes |
| TW524910B (en) | 1999-11-08 | 2003-03-21 | Ciba Spec Chem Water Treat Ltd | Manufacture of paper and paperboard |
| FI19992598A (fi) | 1999-12-02 | 2001-06-03 | Kemira Chemicals Oy | Menetelmä paperin valmistamiseksi |
| FR2802208B1 (fr) | 1999-12-09 | 2003-02-14 | Rhodia Chimie Sa | Procede de synthese de polymeres par polymerisation radicalaire controlee a l'aide de xanthates |
| US6596899B1 (en) * | 2000-02-16 | 2003-07-22 | Noveon Ip Holdings Corp. | S,S′BIS-(α, α′-DISUBSTITUTED-α″-ACETIC ACID)- TRITHIOCARBONATES AND DERIVATIVES AS INITIATOR-CHAIN TRANSFER AGENT-TERMINATOR FOR CONTROLLED RADICAL POLYMERIZATIONS AND THE PROCESS FOR MAKING THE SAME |
| FR2812293B1 (fr) | 2000-07-28 | 2002-12-27 | Rhodia Chimie Sa | Procede de synthese de polymeres a blocs par polymerisation radicalaire controlee |
| US6569969B2 (en) | 2000-09-28 | 2003-05-27 | Symyx Technologies, Inc. | Control agents for living-type free radical polymerization, methods of polymerizing and polymers with same |
| FR2821620B1 (fr) * | 2001-03-02 | 2003-06-27 | Coatex Sas | Procede de polymerisation radicalaire controlee de l'acide acrylique et de ses sels, les polymeres de faible polydispersite obtenus, et leurs applications |
| US7084200B2 (en) * | 2001-11-24 | 2006-08-01 | Basf Aktiengesellschaft | Aqueous dispersions of water-soluble polymers of N-vinyl carboxylic acid amides, method for the production thereof and their use |
| FR2842814B1 (fr) * | 2002-07-26 | 2004-10-22 | Coatex Sas | Procede de polymerisation radicalaire controlee de l'acide acrylique et de ses sels, les polymeres obtenus, et leurs applications. |
| FR2846978B1 (fr) * | 2002-11-08 | 2007-05-18 | Coatex Sas | Utilisation d'un copolymere disposant d'au moins une fonction greffee alkoxy ou hydroxy polyalkylene glycol, comme agent ameliorant l'activation de l'azurage optique et produits obtenus |
| FR2846972B1 (fr) * | 2002-11-08 | 2005-02-18 | Omya Ag | Suspensions aqueuses de matieres minerales broyees, faiblement chargees ioniquement et leurs utilisations |
| ZA200508659B (en) * | 2003-05-09 | 2007-03-28 | Akzo Nobel Nv | A process for the production of paper |
| DE102005007483A1 (de) | 2005-02-17 | 2006-08-31 | Basf Ag | Wässrige Dispersionen von überwiegend anionisch geladenen Polyelektrolytkomplexen, Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre Verwendung |
-
2007
- 2007-05-21 FI FI20070392A patent/FI122734B/fi not_active IP Right Cessation
-
2008
- 2008-05-21 PL PL08761689T patent/PL2147152T3/pl unknown
- 2008-05-21 EP EP08761689.2A patent/EP2147152B1/en not_active Not-in-force
- 2008-05-21 WO PCT/FI2008/050293 patent/WO2008142209A1/en active Application Filing
- 2008-05-21 US US12/599,709 patent/US20110073265A1/en not_active Abandoned
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FI20070392A0 (fi) | 2007-05-21 |
| PL2147152T3 (pl) | 2013-12-31 |
| EP2147152A1 (en) | 2010-01-27 |
| US20110073265A1 (en) | 2011-03-31 |
| WO2008142209A1 (en) | 2008-11-27 |
| EP2147152B1 (en) | 2013-07-24 |
| FI20070392A (fi) | 2008-11-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6274667B1 (en) | Synthetic polymers having hydrogen bonding capability and containing aliphatic hydrocarbon moieties | |
| AU2005208709B2 (en) | Method of using aldehyde-functionalized polymers to enhance paper machine dewatering | |
| CA2377859C (en) | High molecular weight zwitterionic polymers | |
| EP1825057B1 (en) | Retention and drainage aids | |
| KR101617313B1 (ko) | 폴리머 분산액 | |
| AU2010288940B2 (en) | Anionic cross-linked polymers in water-in-water polymer dispersions | |
| CN102652151A (zh) | 具有增强的稳定性的醛官能化的聚合物 | |
| JPS6310609A (ja) | ビニルアミン共重合体およびその製法 | |
| CA2816565A1 (en) | Method of using aldehyde-functionalized polymers to increase papermachine performance and enhance sizing | |
| AU2013247051A1 (en) | New cationic polymers | |
| CN103946252B (zh) | 在造纸中作为添加剂的包含乙烯胺的共聚物微粒 | |
| US9321869B2 (en) | Cationic polymers | |
| KR100422282B1 (ko) | 초지방법 | |
| ZA200505458B (en) | Cationic or amphoteric copolymers prepared in an inverse emulsion matrix and their use in preparing cellulosic fiber compositions | |
| FI122734B (fi) | Prosessikemikaali käytettäväksi paperin tai kartongin valmistuksessa | |
| JP5382705B2 (ja) | 紙の製造方法 | |
| AU2005322256A1 (en) | Improved retention and drainage in the manufacture of paper | |
| FI125418B (fi) | Anioninen dispersiopolymerointimenetelmä |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FG | Patent granted |
Ref document number: 122734 Country of ref document: FI Kind code of ref document: B |
|
| MM | Patent lapsed |