Агент для підвищення гідрофільності ґрунту і способи його застосування

Номер патенту: 109772

Опубліковано: 12.10.2015

Автори: Кастейн Жан-Крістоф, Лабю Марі-Пьєр, Чень Чжиюнь

Завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

1. Ґрунтова добавка для підвищення корисної вологоємності ґрунту, що містить полімер, який містить (і) першу частину, що має спорідненість щонайменше до частини площі поверхні частинки ґрунту, і (іі) другу частину, що має спорідненість до води, причому зазначений полімер включає катіонний гyap.

2. Ґрунтова добавка за п. 1, яка відрізняється тим, що перша частина є гідрофобною, а друга частина є гідрофільною.

3. Ґрунтова добавка за п. 1, яка відрізняється тим, що полімер має середньомасову молекулярну масу, рівну від 100000 дальтон до 500000 дальтон, або від 200000 дальтон до 50000000 дальтон.

4. Ґрунтова добавка за п. 1, яка відрізняється тим, що катіонний гуар вибраний з групи, яка складається з гідроксіалкілгуару, карбоксіалкілгуару, карбоксіалкілгідроксіалкілгуару, гідрофобно модифікованого гуару, гідрофобно модифікованого гідроксіалкілгуару, гідрофобно модифікованого карбоксіалкілгуару, гідрофобно модифікованого карбоксіалкілгідроксіалкілгуару.

5. Ґрунтова добавка за п. 1, яка відрізняється тим, що катіонний гуар містить катіонну групу формули:

,

де "А", "Χ", "Υ" незалежно являють собою С1-С10алкільну, С1-С10алкоксильну, С1-С10гідроксіалкільну або С1-С10алкілкарбонільну лінкерну групу, що містить або не містить гетероатоми; де М1, M2 і М3 незалежно являють собою протиіони; де кожний з R2, R3, R4, R5, R6 і R7 незалежно являє собою водень, С1-С10алкіл, С1-С10алкоксил, С1-С10гідроксіалкіл, С1-С10алкоксіалкіл або С1-С10алкілалкоксил; де "m" і "n" незалежно дорівнюють нулю або являють собою ціле число від 1 до 10000,

або катіонну групу формули:

 або ,

де "R1" являє собою С1-С10алкільну, С1-С10алкоксильну, С1-С10гідроксіалкільну або С1-С10алкілкарбонільну лінкерну групу, що містить або не містить гетероатоми; де R2, R3 і R4 незалежно являють собою водень, С1-С10алкіл, С1-С10алкоксил, С1-С10гідроксіалкіл, С1-С10алкоксіалкіл або С1-С10алкілалкоксил; де "х" являє собою ціле число від 1 до 10000; причому "М" являє собою протиіон, що включає хлорид, бромід або сульфонат,

або катіонну групу формули:

 або ,

де --М-- являє собою протиіон, що включає хлорид, бромід або сульфонат,

або катіонну групу формули:

,

де --М-- являє собою протиіон, що включає хлорид, бромід або сульфонат,

або катіонну групу формули:

 або

,

де "М" являє собою протиіон, що включає хлорид, бромід або сульфонат,

або катіонну групу формули:

,

де "М" являє собою протиіон, що включає хлорид, бромід або сульфонат,

або групу формули:

,

або катіонну групу формули:

,

де --М-- являє собою протиіон, що включає хлорид, бромід або сульфонат,

або катіонну групу формули:

,

де --М-- являє собою протиіон, що включає хлорид, бромід або сульфонат.

6. Ґрунтова добавка за п. 1, яка відрізняється тим, що катіонний гуар містить катіонну щеплену гомополімерну або співполімерну ланку.

7 Ґрунтова добавка за п. 6, яка відрізняється тим, що гомополімер або один із компонентів співполімеру має формулу:

 або ,

де R являє собою водень або алкільну групу, як правило, С1-С5алкільну групу; де --М-- може являти собою будь-який прийнятний протиіон; і де m являє собою ціле число від 2 до 10000,

або формулу:

,

де R являє собою водень або алкільну групу, як правило, С1-С5алкільну групу; де "М" може являти собою будь-який прийнятний протиіон; де m являє собою ціле число від 2 до 10000; причому присутні від 1 до 3 замісників у фенільному кільці, при цьому замісники можуть знаходитися у будь-якому з положень орто-, мета- або пара-,

або формулу:

 або ,

де R1 являє собою водень або алкільну групу, як правило, С1-С5алкільну групу: де R2 являє собою водень або розгалужений, лінійний або циклічний С1-С6вуглеводень, що містить або не містить гетероатом, причому присутні від 1 до 3 замісників у фенільному кільці, при цьому замісники можуть знаходитися у будь-якому з положень орто-, мета- або пара-; де m являє собою ціле число від 2 до 10000,

або формулу:

 або

,

де R1 і R2 незалежно являють собою водень або розгалужений, лінійний або циклічний С1-С6вуглеводень, що містить або не містить гетероатом; де "М" може являти собою будь-який прийнятний протиіон; де "k" і "n" являють собою ціле число від 1 до 5; де "m" відсутнє або являє собою ціле число від 1 до 5; і де "x" являє собою ціле число від 2 до 10000,

або формулу:

 або ,

де R1 являє собою лінійну або розгалужену С1-С5вуглеводневу групу або С1-С5алкокcигрупу; де R2 і R3 незалежно являють собою водень або розгалужений, лінійний або циклічний С1-С6вуглеводень, що містить або не містить гетероатом; де --М-- може являти собою будь-який прийнятний протиіон; і де "m" являє собою ціле число від 2 до 10000,

або формулу:

,

де "М" може являти собою будь-який прийнятний протиіон; і де "m" являє собою ціле число від 2 до 10000,

або формулу:

,

де "М" може являти собою будь-який прийнятний протиіон; і де "m" являє собою ціле число від 2 до 10000.

8. Ґрунтова добавка за п. 1, яка відрізняється тим, що катіонний гуар має ступінь заміщення, рівний від 0,001 до 6, або від 0,01 до 3.

9. Спосіб підвищення корисної вологоємності ґрунту, який включає:

(a) забезпечення полімеру за будь-яким із пп. 1-8, і

(b) застосування полімеру за будь-яким із пп. 1-8 на ґрунті.

Текст

Реферат: Запропоновано ґрунтові добавки, здатні підвищувати гідрофільність частинок ґрунту і/або збільшувати корисну вологоємність ґрунту. Ґрунтова добавка здатна збільшувати корисну вологоємність/вміст доступної води (AWC) у ґрунтах, добавка згідно з одним із варіантів реалізації містить полімерну композицію, яка містить гідрофільну частину і гідрофобну частину, при цьому гідрофобна частина співполімеру зв'язується з поверхнею частинки ґрунту, а гідрофільна частина співполімеру може зв'язуватися з водою. Це призводить до запобігання, припинення або зниження втрат води з цільової області, наприклад, коренезаселеного шару, що забезпечує підвищену ефективність споживання води рослинами, травою, рослинним покривом і т. д. UA 109772 C2 (12) UA 109772 C2 UA 109772 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Перехресне посилання на споріднені заявки [001] Дана заявка претендує на пріоритет на підставі попередньої заявки на патент США № 61/270128, поданої 2 липня 2009 року, зміст якої включено в дану заявку за допомогою посилання. Область техніки [002] Даний винахід стосується способів і композицій, які відносяться до ґрунтових добавок і, зокрема, до ґрунтових добавок, які підвищують гідрофільність часток ґрунту і/або збільшують корисну вологоємність ґрунту. Рівень техніки [003] Нестача води є основним обмеженням розвитку суспільства і сільського господарства. Приблизно 70 % споживаної прісної води направляється безпосередньо на сільськогосподарські потреби, наприклад, як води для зрошування, яка, у свою чергу, становить приблизно 90 % води, застосовуваної в сільському господарстві. Зі збільшенням потреби в прісній воді для розвитку сільського господарства, а також соціального розвитку, виникає необхідність у більш ефективному застосуванні води. Зазначена необхідність особливо помітна на фоні зростаючої нестачі прісної води. Крім зазначених вище застосувань, також збільшується потреба в прісній воді і при виробництві харчових продуктів та нехарчової спорідненої сировини, такої як біопаливо, біомаса і відновлювані біоматеріали. Відповідно, існує зростаюча потреба в удосконаленому і більш ефективному застосуванні прісної води. [004] Прісна вода при сільськогосподарському застосуванні втрачається з двох основних причин: (1) відтоку або випаровування і (2) дренажу з коренезаселеного шару. Що стосується відтоку, то повільне або утруднене проникнення води в ґрунт призводить до відтоку води у випадку, якщо ділянка, зокрема, має схил або є похилою. Іншим ефектом є нагромадження води на плоскій/горизонтальній поверхні ґрунту, що створює умови для випаровування води за рахунок тривалого впливу атмосферних умов. Повільне проникнення обумовлене декількома механізмами, такими як порушення пористої структури ґрунту, ознакою якого є утворення ґрунтової кірки. Ґрунт може набувати водовідштовхувальних властивостей, коли ґрунт стає гідрофобним і інфільтрація води в ґрунт стає по суті або повністю неможливою. [005] Що стосується дренажу, то дренаж води з коренезаселеного шару може бути викликаний низькою вологоємністю ґрунту і/або неоднорідним розподілом води. Вологоємність ґрунту визначається текстурою ґрунту і кількістю органічних речовин у ґрунті. Наприклад, типові ґрунти з грубозернистою текстурою, наприклад, піщані ґрунти, мають меншу вологоємність у порівнянні з дрібнозернистими ґрунтами, наприклад, глинистим ґрунтом. Неоднорідний розподіл води може бути викликаний застосовуваним способом іригації (наприклад, борозняним поливанням) і гетерогенністю складу ґрунту. У гетерогенних ґрунтах також може виникати переважний потік, який швидко виводить подавану воду з коренезаселеного шару і є причиною неефективності застосування води. [006] Було випробувано кілька підходів до вдосконалення застосування води в сільському господарстві, одним з яких було застосування поверхнево-активних речовин. У цілому відомо, що поверхнево-активні речовини можуть знижувати поверхневий натяг застосовуваної для зрошування води; але при цьому також є недоліки, наприклад, описані (крім іншого) в патенті США № 5927003 на ім'я Міллера зі співавторами (Miller et al.), зміст якого включено в дану заявку за допомогою посилання. [007] Також відомо, що більш ефективному використанню води можуть сприяти водопоглинаючі полімери. Зазначені поглинаючі полімери, також відомі як суперадсорбенти, застосовують для підвищення ефективності застосування води. Суперадсорбенти мають поперечно-зшиті сітчасті полімерні структури, які можуть утримувати воду в кількості, яка перевищує початковий об'єм суперадсорбенту від декількох разів до декількох сотень разів. Суперадсорбенти включають продукти гідролізу крохмаль-акрилонітрильних прищеплених сополімерів, карбоксиметилцелюлозу, поперечно-зшиті поліакрилати, поперечно-зшиті поліакриламіди, полівінілові спирти, поліакрилонітрил і поліетиленоксид. У деяких патентах США, описаних нижче, наприклад, запропонований ряд полімерів, застосовуваних у сільському господарстві для підвищення ефективності використання води. [008] Суперадсорбенти застосовують як ґрунтові добавки; як правило, їх закопують, вручну або механічно, поблизу коренезаселеного шару. Суперадсорбенти як такі можуть набухати і утримувати воду при застосуванні води для зрошування і вивільняти воду протягом міжполивного періоду або посушливого періоду. Закопування суперадсорбентів, як правило, можна проводити шляхом тимчасового видалення з ґрунту всіх рослин, як правило, за допомогою способів, застосовуваних у садівництві. Проте, при застосуванні у великих масштабах, наприклад, на протяжних ділянках дерну або при вирощуванні ґрунтових культур, 1 UA 109772 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 очевидною є наявність недоліків, оскільки в загальному випадку видалення більшої частини рослин і/або верхнього шару ґрунту є непрактичним або нездійсненним з фінансової точки зору. Крім того, зазначені застосування пов'язані з порівняно високими затратами, оскільки для досягнення задовільних показників, як правило, потрібні більші кількості суперадсорбентів. [009] Відповідно, існує потреба в удосконаленій ґрунтовій добавці, яка забезпечує більш ефективне споживання води рослинами і травою. Також існує потреба в удосконаленому способі застосування полімеру в ґрунті, який має підвищену ефективність (з точки зору загальної кількості застосовуваного полімеру) і здатний забезпечувати спрямований вплив на найбільш переважні ділянки ґрунту або такі, що особливо цього потребують, та підвищену ефективність споживання води рослинами і травою. Короткий опис винаходу [0010] Згідно з одним із аспектів даний винахід являє собою спосіб підвищення вологоутримання в ґрунті, який включає застосування на ґрунті ґрунтової добавки зі збільшенням, тим самим, корисної вологоємності ґрунту. Ґрунтову добавку можна застосовувати, наприклад, на поверхні або поблизу поверхневого шару ґрунту, усередині ґрунту або усередині шару ґрунту, у воді для зрошування або іншому носії, який потім застосовують на ґрунті, і т. д. [0011] Даний винахід, згідно з одним із аспектів, являє собою ґрунтову добавку для збільшення корисної вологоємності ґрунту, яка містить полімерну композицію, що має гідрофільну частину і гідрофобну частину, де гідрофільна частина полімерної композиції може зв'язувати воду. [0012] Згідно з іншим аспектом даний винахід являє собою ґрунтову добавку для збільшення корисної вологоємності ґрунту, яка містить полімерну композицію, що містить першу частину, яка має спорідненість до часток ґрунту або до поверхні часток ґрунту, і другу частину, яка має спорідненість до води. Обидві частини можуть мати подібний або однаковий хімічний склад. [0013] Згідно з іншим аспектом даний винахід являє собою ґрунтову добавку, яка містить полімерну композицію, що має гідрофільну частину і частину, яка має спорідненість до поверхні часток ґрунту, де гідрофільна частина полімеру може зв'язуватися з водою, при цьому частина, яка має спорідненість до поверхні часток ґрунту, може бути гідрофобною. [0014] Згідно з іншим варіантом реалізації ґрунтова добавка згідно з даним винаходом являє собою полімер, який має середньомасову молекулярну масу, рівну приблизно від 5000 дальтон до 500000 дальтон. Згідно з іншим варіантом реалізації ґрунтова добавка згідно з даним винаходом являє собою полімер, який має середньомасову молекулярну масу, рівну приблизно від 200000 дальтон до 1000000 дальтон. Згідно з іншим варіантом реалізації ґрунтова добавка згідно з даним винаходом являє собою полімер, який має середньомасову молекулярну масу, рівну приблизно до 5000000 дальтон. Згідно з іншим варіантом реалізації ґрунтова добавка згідно з даним винаходом являє собою полімер, який має середньомасову молекулярну масу, що складає приблизно до 25000000 дальтон. Згідно з іншим варіантом реалізації ґрунтова добавка згідно з даним винаходом являє собою полімер, який має середньомасову молекулярну масу, рівну приблизно до 50000000 дальтон. Згідно з іншим варіантом реалізації ґрунтова добавка згідно з даним винаходом являє собою гідрогелеву частку розміром від 50 нанометрів до 5 мікрометрів. [0015] Згідно з одним із варіантів реалізації даний винахід являє собою полімер, який здатен підвищувати гідрофільність частки ґрунту і містить аніонний, нейтральний або катіонний полісахарид. Згідно з одним із варіантів реалізації полісахарид є обраним або є похідним сполуки з групи, яка складається з: а. Полісахаридів рослинного походження, які включають, але не обмежуються ними: i. Галактоманани, камедь пажитника, смолу мескитового дерева, гуарову камедь, камедь тари, камедь плодів ріжкового дерева, смолу коричного дерева та їхні похідні, такі як гідроксиалкілгуар, карбоксиалкілгуар, карбоксиалкілгідроксиалкілгуар, гідрофобно модифікований гуар, гідрофобно модифікований гідроксиалкілгуар, гідрофобно модифікований карбоксиалкілгуар, гідрофобно модифікований карбоксиалкілгідроксиалкілгуар, ii. Крохмаль і похідні крохмалю, амілопектин і похідні амілопектину; iii. Целюлозу і похідні целюлози (гідроксиалкілцелюлозу, карбоксиалкілгідроксиалкілцелюлозу, карбоксиалкілцелюлозу, прості алкільні ефіри целюлози, гідроксиалкілметилцелюлозу, гідрофобно модифіковану гідроксиалкілцелюлозу, гідрофобно модифіковану карбоксиалкілгідроксиалкілцелюлозу, гідрофобно модифіковану карбоксиалкілцелюлозу, гідрофобно модифіковані прості алкільні ефіри целюлози, гідрофобно модифіковану гідроксиалкілметилцелюлозу і т. д.); iv. Лігноцелюлозу; 2 UA 109772 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 v. Ксилан, арабіноксилан, глюкани, ксилоглюкани і інші геміцелюлози рослинних клітинних стінок; vi. Пектин, інулін, коньякову камедь; b. Полісахаридів, які включають, але не обмежуються ними, водорості, такі як карагінан, агар, альгінати, ульва, хітин, хітозан і т. д.; с. Біополісахаридів: ксантанової камеді, веланової камеді і сукциногліканів, гелану, левану, пулулану, манану, мелану, декстрану; та їхніх сумішей. [0016] Згідно з іншим варіантом реалізації полімер обраний із катіонного гуару або катіонного крохмалю. Згідно з іншим варіантом реалізації катіонний полісахарид обраний із гідроксипропілтриметиламонійхлориду гуару або крохмалю. [0017] Згідно з іншим аспектом ґрунтова добавка являє собою сополімер. Сополімер може містити карбоксилатні групи, амідні групи, гідроксильні групи, цвітер-йонні групи або будь-які їхні комбінації. Сополімер може бути отриманий із щонайменше одного мономеру, який включає акрилат, метакрилат, акриламід, метакриламід, вінілові спирти, алілові спирти, вінілацетати, цвітер-йонні мономери та інші ненасичені мономери етиленового типу. [0018] Згідно з іншим аспектом ґрунтова добавка згідно з даним винаходом має формулу: [0019] де n являє собою ціле число від 10 до 1000; де m може являти собою ціле число від 0 до 10000; де у являє собою ціле число від 1 до 10000, при цьому R 1 містить одну або декілька фосфонатних груп, силікатних груп, силоксанових груп, фосфатних груп, фосфінатних груп або будь-яку їхню комбінацію; R2-R8 можуть незалежно являти собою водень чи розгалужений, + лінійний або циклічний С1-С6 вуглеводень, який містить або не містить гетероатом; М може являти собою будь-який підходящий протийон або водень; де кожний із "А", "D" і "Е" незалежно відсутній чи являє собою лінійну або розгалужену С 1-С5 вуглеводневу групу, С1-С5 алкоксигрупу, -оксигрупу (-О-), імініл (-NH-) або заміщений імініл (-NR-), причому R являє собою С1-С6 алкіл, С1-С6 алкоксіл, С1-С6 гідроксиалкіл, С1-С6 алкоксиалкіл або С1-С6 алкілалкоксіл. Згідно з іншим варіантом реалізації n являє собою ціле число від 1 до 5000. Згідно з іншим варіантом реалізації n являє собою ціле число від 1 до 1000. Згідно з іншим варіантом реалізації n являє собою ціле число від 10 до 3000. Згідно з іншим варіантом реалізації n являє собою ціле число від 25 до 1000. Згідно з іншим варіантом реалізації n являє собою ціле число від 25 до 100. Згідно з одним із варіантів реалізації m являє собою ціле число від 1 до 7500. Згідно з іншим варіантом реалізації m являє собою ціле число від 10 до 5000. Згідно з іншим варіантом реалізації m являє собою ціле число від 10 до 3000. Згідно з іншим варіантом реалізації m являє собою ціле число від 10 до 1000. Згідно з іншим варіантом реалізації m являє собою ціле число від 25 до 1000. Згідно з іншим варіантом реалізації m являє собою ціле число від 25 до 500. Згідно з одним із варіантів реалізації у являє собою ціле число від 1 до 5000. Згідно з іншим варіантом реалізації у являє собою ціле число від 1 до 2500. Згідно з іншим варіантом реалізації у являє собою ціле число від 10 до 100. [0020] Згідно з іншим аспектом даний винахід являє собою полімер, який має формулу: 3 UA 109772 C2 5 10 15 20 25 30 35 [0021] де n являє собою ціле число від 10 до 10000; де m являє собою ціле число від 10 до 10000; R2-R8 можуть незалежно являти собою водень чи розгалужену, лінійну або циклічну С 1+ + С6 вуглеводневу або гідроксиалкільну групу; де М і Х незалежно являють собою різні або однакові протийони чи водень; де кожний із "А" і "Е" незалежно відсутній чи являє собою лінійну або розгалужену С1-С5 вуглеводневу групу, С1-С5 алкоксигрупу, -оксигрупу (-О-), імініл (-NH-) або заміщений імініл (-NR-), де R являє собою С1-С6 алкіл, С1-С6 алкоксил, С1-С6 гідроксиалкіл, С1-С6 алкоксиалкіл, С1-С6 алкілалкоксил. Згідно з іншим варіантом реалізації n являє собою ціле число від 1 до 5000. Згідно з іншим варіантом реалізації n являє собою ціле число від 1 до 1000. Згідно з іншим варіантом реалізації n являє собою ціле число від 10 до 3000. Згідно з одним із варіантів реалізації m являє собою ціле число від 1 до 7500. Згідно з іншим варіантом реалізації m являє собою ціле число від 10 до 5000. Згідно з іншим варіантом реалізації m являє собою ціле число від 10 до 3000. Згідно з іншим варіантом реалізації m являє собою ціле число від 10 до 1000. [0022] Згідно з іншим аспектом даний винахід являє собою полімер, який має формулу: [0023] де n являє собою ціле число від 1 до 1000; де R 1 містить одну або декілька фосфонатних груп, силікатних груп, силоксанових груп, фосфатних груп, фосфінатних груп або будь-яку їхню комбінацію; R2-R3 можуть незалежно являти собою водень чи розгалужений, + лінійний або циклічний С1-С6 вуглеводень, який містить або не містить гетероатом; М може являти собою будь-який підходящий протийон або водень; де "D" відсутній або являє собою лінійну або розгалужену С1-С5 вуглеводневу групу, С1-С5 алкоксигрупу, -оксигрупу (-О-), імініл (NH-) або заміщений імініл (-NR-), причому R являє собою С1-С6 алкіл, С1-С6 алкоксил, С1-С6 гідроксиалкіл, С1-С6 алкоксиалкіл або С1-С6 алкілалкоксил. Згідно з іншим варіантом реалізації n являє собою ціле число від 1 до 5000. Згідно з іншим варіантом реалізації n являє собою ціле число від 1 до 1000. Згідно з іншим варіантом реалізації n являє собою ціле число від 10 до 3000. [0024] Згідно з іншим аспектом даний винахід являє собою полімер, який має формулу: [0025] де n являє собою ціле число від 1 до 1000; де R 1 містить одну або декілька фосфонатних груп, силікатних груп, силоксанових груп, фосфатних груп, фосфінатних груп або будь-яку їхню комбінацію; R2 може незалежно являти собою водень чи розгалужений, лінійний або циклічний С1-С6 вуглеводень, який містить або не містить гетероатом; де "D" відсутній або являє собою лінійну або розгалужену С1-С5 вуглеводневу групу, С1-С5 алкоксигрупу, оксигрупу (О-), імініл (-NH-) або заміщений імініл (-NR-), де R являє собою С1-С6 алкіл, С1-С6 алкоксил, С1 4 UA 109772 C2 5 10 15 20 25 30 С6 гідроксиалкіл, С1-С6 алкоксиалкіл або С1-С6 алкілалкоксил. Згідно з іншим варіантом реалізації n являє собою ціле число від 1 до 5000. Згідно з іншим варіантом реалізації n являє собою ціле число від 1 до 1000. Згідно з іншим варіантом реалізації n являє собою ціле число від 10 до 3000. [0026] Згідно з іншим аспектом даний винахід являє собою сополімер, який має формулу: [0027] де m дорівнює нулю або являє собою ціле число приблизно від 1 до 10000; де n + дорівнює нулю або являє собою ціле число приблизно від 1 до 10000; де М являє собою + протийон або катіон водню; де Х являє собою протийон або водень; R 1-R8 незалежно являють собою водень, розгалужений С1-С6 вуглеводень, лінійний С1-С6 вуглеводень або циклічний С1С6 вуглеводень, або гідроксиалкільні групи; де кожний із "А" і "Е" незалежно відсутній чи являє собою лінійну або розгалужену С1-С5 вуглеводневу групу, С1-С5 алкоксигрупу, -оксигрупу (-О-), імініл (-NH-) або заміщений імініл (-NR-), де R являє собою С1-С6 алкіл, С1-С6 алкоксил, С1-С6 гідроксиалкіл, С1-С6 алкоксиалкіл або С1-С6 алкілалкоксил. Згідно з одним із варіантів реалізації m являє собою ціле число приблизно від 1 до 200, а n являє собою ціле число приблизно від 1 до 50. [0028] Згідно з іншим аспектом даний винахід являє собою спосіб збільшення корисної вологоємності ґрунту, який включає: (а) забезпечення ґрунтової добавки, яка містить полімерну композицію з (i) гідрофільною частиною, що здатна зв'язуватися з водою або має спорідненість із водою, і (ii) гідрофобною частиною, що здатна зв'язуватися з поверхнею частки ґрунту або має спорідненість із поверхнею частки ґрунту, при цьому ґрунтова добавка здатна підвищувати гідрофільність частки ґрунту; (b) застосування полімеру за п. 1 на ґрунті. [0029] Згідно з іншим аспектом даний винахід являє собою спосіб модифікації щонайменше частини поверхні частки, який включає: (а) забезпечення полімеру, який має формулу: [0030] де n являє собою ціле число від 10 до 10000; де m являє собою ціле число від 0 до 10000; де у являє собою ціле число від 1 до 10000; де R 1 містить щонайменше одну фосфонатну групу, силікатну групу, силоксанову групу, фосфатну групу, фосфінатну групу або будь-яку їхню комбінацію; де кожний із R2, R3, R4, R5, R6, R7 і R8 незалежно являє собою водень + чи розгалужений, лінійний або циклічний С1-С6 вуглеводень; де М являє собою протийон або водень; де кожний із "А", "D" і "Е" незалежно відсутній або являє собою лінійну або розгалужену С1-С5 вуглеводневу групу, С1-С5 алкоксигрупу, оксигрупу (-О-), імініл (-NH-) або заміщений імініл 5 UA 109772 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 (-NR-), причому R являє собою С1-С6 алкіл, С1-С6 алкоксил, С1-С6 гідроксиалкіл, С1-С6 алкоксиалкіл або С1-С6 алкілалкоксил; і (b) застосування такого полімеру на ґрунті. Короткий опис креслень [0031] На Фігурі 1 показаний графік залежності крайового кута від AWC (корисної вологоємності). [0032] На Фігурі 2 проілюстровані типові варіанти реалізації агента для підвищення гідрофільності згідно з даним винаходом, який містить одну або більше частину, яка зв'язується з ґрунтом, і одну або більше частину, яка зв'язується з водою. [0033] На Фігурі 3 проілюстровані різні сполуки та їхній вплив на AWC. [0034] На Фігурі 4 представлений графік залежності процентного вмісту спостережуваних часток ґрунту, які плавають на поверхні, від зміни дозування при обробці. [0035] На Фігурі 5 представлена фотографія рослини в горщиках із ґрунтом, обробленої катіонними полісахаридами згідно з даним винаходом, у ході місячного дослідження впливу нестачі води в порівнянні з контрольними горщиками і іншими еталонними обробками. Докладний опис ви находу [0036] Використовуваний у даному описі термін "алкіл" означає одновалентний насичений вуглеводневий радикал із лінійним ланцюгом або розгалуженим ланцюгом, як правило, одновалентний насичений (С1-С30) вуглеводневий радикал, наприклад, метил, етил, н-пропіл, ізопропіл, н-бутил, втор-бутил, т-бутил, пентил або н-гексил, який може бути заміщений по одному або більше атому вуглецю радикалу. Згідно з одним із варіантів реалізації алкільний радикал заміщений по одному або більше атому вуглецю радикалу алкокси-, аміно-, галогено-, карбокси- або фосфоногрупою, наприклад, гідроксиметил, гідроксиетил, метоксиметил, етоксиметил, ізопропоксиетил, амінометил, хлорметил або трихлорметил, карбоксиетил або фосфонометил. [0037] Використовуваний у даному описі термін "алкілен" означає бівалентний насичений вуглеводневий радикал із лінійним або розгалуженим ланцюгом, наприклад, метилен, диметилен, триметилен. [0038] Використовувана в даному описі термінологія «(Сх-Су)» відносно органічної групи, де кожний із х та у являє собою ціле число, показує, що група може містити від х атомів вуглецю до у атомів вуглецю на групу. [0039] Використовуваний у даному описі термін "ступінь заміщення" або "ступінь заміщеності" відносно рівня заміщення полісахаридів означає середню кількість гідроксильних груп полісахариду, які заміщені або функціоналізовані цільовою функціональною групою, на один фрагмент цукру. [0040] Термін "корисна вологоємність" або "AWC" (Available Water Capacity) означає, у загальному випадку, кількість води, яку ґрунт може зберігати доступною для споживання рослинами, тобто кількість води в діапазоні від польової вологоємності до вологості в'янення, знижена у випадку фрагментів породи і солей у розчині. Польова вологоємність являє собою кількість води, утримувану в безперешкодно дренованому ґрунті, через приблизно 2 дні після повного зволоження. Вологість в'янення являє собою вміст води, при якому безповоротно в'яне розсада соняшника. [0041] Корисну вологоємність ґрунту (AWC), як правило, оцінюють за допомогою наступного рівняння: AWC (%) = FC – PWP, [0042] де: FC = Польова вологоємність (%), а PWP = Вологість стійкого в'янення (%) [0043] Польова вологоємність (FC) являє собою кількість вологи або води, яка міститься в ґрунті і утримується в ґрунті після дренажу надлишку води і практично повного зниження швидкості опускання води, що, як правило, відбувається через 2-3 дні після дощу або зрошування у випадку існуючих ґрунтів із однорідною структурою і текстурою. Вологість стійкого в'янення (PWP) або вологість в'янення (WP) визначають як мінімальну кількість вологи в ґрунті, яка потрібно для того, щоб рослина не зів'яла. [0044] Пристрій – як правило, пластинчастий пристрій для визначення вологоємності під тиском, застосовують для вимірювання AWC. Можна застосовувати інші матеріали, очевидні для фахівців у даній області техніки, включаючи 50 мл бюретки. Також розуміють, що для вимірювання AWC можна вносити зміни в описаний спосіб. Також можна застосовувати інші способи оцінки AWC у ґрунтах, такі як пластинчасті екстрактори для визначення вологоємності під тиском для дослідження ґрунтів, описані в розділі "Рівень техніки" в патенті США № 6718835. [0045] Типова методика оцінки AWC є наступною: [0046] 1. Поміщали кільця, які утримують зразок, на пористу пластину. За допомогою чайної ложки або невеликої ложечки відбирали випадковим чином пробу ґрунту діаметром

Дивитися

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

Soil hydrophilization agent and methods for use

Автори англійською

Chen, Zhiyun, Castaing, Jean-christophe, Labeau, Marie-pierre

Автори російською

Чень Чжиюнь, Кастейн Жан-Кристоф, Лабю Мари-Пьер

МПК / Мітки

МПК: C09K 17/18, C09K 17/32, A01G 13/00, A01G 9/10

Мітки: гідрофільності, способи, агент, підвищення, ґрунту, застосування

Код посилання

<a href="http://uapatents.com/29-109772-agent-dlya-pidvishhennya-gidrofilnosti-runtu-i-sposobi-jjogo-zastosuvannya.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Агент для підвищення гідрофільності ґрунту і способи його застосування</a>

Подібні патенти