ES2897645T3 - Polímeros de hidrofilización y métodos de uso - Google Patents

Abstract

Una composición de aditivo de suelo, que comprende: un polímero que comprende: (i) monómero Ab que comprende al menos un grupo betaína o al menos un grupo catiónico; y (ii) monómero Ba comprende al menos un grupo no iónico o al menos un grupo aniónico. en los que el polímero es soluble en agua o dispersable en agua; y siempre que si el monómero Ab comprende un grupo catiónico, el monómero Ba comprende un grupo aniónico; y una semilla recubierta al menos parcialmente por el polímero.

Description

DESCRIPCIÓN

Polímeros de hidrofilización y métodos de uso

Campo de la invención

Esta invención se refiere a métodos y composiciones relacionados con composiciones para el tratamiento del suelo y composiciones para el tratamiento de semillas, y, en particular, a polímeros de hidrofilización para el contacto con el suelo, semillas y/o partículas de arena, y en particular a polímeros de hidrofilización para uso en el recubrimiento de semillas y/o tratar el suelo para mejorar, entre otros, el acondicionamiento del suelo, el establecimiento del pasto, la mejora del rendimiento, los efectos mejorados del enraizamiento, el refuerzo de las semillas, y/o el aumento de la capacidad de agua disponible en el suelo o la arena.

Antecedentes de la invención

La escasez de agua es una limitación importante para el desarrollo humano y agrícola. Aproximadamente el 70% del agua dulce consumida se destina a usos relacionados con la agricultura, por ejemplo como agua de riego, que a su vez representa alrededor de 90% del uso agrícola. A medida que aumenta la demanda de agua dulce mediante el desarrollo agrícola y el desarrollo humano, se hacen necesarios usos más eficaces del agua. Esta necesidad es aún más pronunciada a la luz de la creciente escasez de agua dulce. También existe una demanda creciente de agua dulce en la producción de alimentos y materias primas no relacionadas con los alimentos, tales como biocombustibles, biomasa, y biomateriales renovables, además del uso mencionado anteriormente. Por consiguiente, existe una necesidad creciente de un uso mejorado y más eficiente del agua dulce, especialmente en aplicaciones agrícolas.

El agua dulce se pierde en aplicaciones agrícolas a través de tres vías principales: (1) escorrentía, (2) evaporación, o (3) drenaje fuera de la zona de la raíz de la planta. Con respecto a la escorrentía, la penetración lenta o detenida del agua en el suelo conducirá a una escorrentía de agua allí donde el área del suelo está, en particular, inclinada o en ángulo. Otro efecto es la acumulación de agua en una superficie de suelo plana/nivelada, lo que permite la evaporación del agua a través de una exposición prolongada a la atmósfera. La permeación lenta es causada por varios mecanismos, tal como la destrucción de la estructura porosa del suelo, como lo indica la formación o compactación de la costra del suelo, o como consecuencia de que los suelos repelen el agua.

La repelencia al agua es una propiedad del suelo que reduce la capacidad de infiltración y la germinación de los cultivos, reduce la capacidad de retención de nutrientes y sustancias químicas, y promueve la erosión. El suelo que repele el agua puede desarrollarse cuando el suelo se vuelve hidrófobo y resiste sustancial o totalmente la infiltración de agua en él. Los procesos que causan el fenómeno de no humectación no se comprenden completamente. Se cree que el fenómeno se debe a la acumulación de compuestos orgánicos de cadena larga sobre o entre las partículas del suelo. Estas sustancias orgánicas hidrófobas de cadena larga pueden liberarse de una variedad de plantas, organismos y materia orgánica en descomposición, ya sea de forma natural o durante la combustión.

Un enfoque para abordar la repelencia al agua, y así promover el uso más eficiente del agua, ha sido el uso de tensioactivos. Los tensioactivos típicos que se pueden utilizar incluyen etoxilatos, alquil fenoles, y similares. Se ha descubierto que los tensioactivos reducen la cantidad y presencia de puntos secos localizados, y ayudan a la penetración del agua cuando se aplican a dichos puntos secos localizados. (En particular, los puntos secos localizados son un problema dentro del área de césped y/o césped altamente manejados, en particular aquellos con suelos arenosos. Estos puntos secos son el resultado del desarrollo de áreas de diferente grado de repelencia al agua dentro y en la superficie del suelo diana). Sin embargo, existen inconvenientes cuando se utilizan tensioactivos; uno de los cuales es que dichos tratamientos no son duraderos.

Con respecto al drenaje, el drenaje de agua fuera de la zona de las raíces puede ser causado por una baja capacidad de retención de agua del suelo y/o una distribución desigual del agua. La capacidad de retención de agua del suelo está determinada por la textura del suelo y la cantidad de materia orgánica en el suelo. Por ejemplo, los suelos generalmente de textura gruesa, por ejemplo los suelos arenosos, tienen una capacidad de retención de agua mucho menor que los suelos de textura fina, por ejemplo suelo franco. La distribución desigual del agua puede deberse al método de aplicación del agua de riego (por ejemplo, riego por surcos), y la heterogeneidad de la composición del suelo. El flujo preferencial también puede ocurrir en suelos heterogéneos, y canaliza el suministro de agua rápidamente fuera de la zona de la raíz y causa la ineficiencia en el uso del agua.

Se utilizaron varios enfoques en un intento de aumentar la eficiencia del uso del agua en la agricultura, uno de los cuales es el uso de polímeros reticulados tales como polímeros de hidrogel (o polímeros superabsorbentes). Los polímeros de hidrogel o superabsorbentes incluyen productos de hidrólisis de polímeros de injerto de almidónacrilonitrilo, carboximetilcelulosa, poliacrilatos reticulados, poliacrilamidas reticuladas, polialcoholes vinílicos, poliacrilonitrilo, y polietilenglicoles. Estos polímeros altamente reticulados forman redes de gel, absorbiendo muchas veces su peso en agua. Sin embargo, debido a su alta resistencia del gel, estos polímeros de hidrogel no ceden fácilmente su agua al medio circundante, tales como las plantas. Además, estos polímeros superabsorbentes o de hidrogel son geles y son insolubles en agua en las condiciones de uso. De este modo, presentan un bulto discontinuo, o depósito de agua, que solo puede estar disponible para plantas y similares en las inmediaciones de la red de gel. Estos polímeros de hidrogel también son difíciles de distribuir uniformemente sobre o dentro del suelo como tratamiento, debido a la tendencia de los polímeros de hidrogel a aglomerarse y agruparse.

El documento US 2012/0220454 A1 describe composiciones de recubrimiento obtenidas a partir de monómeros vinílicos que contienen betaína, y semillas recubiertas con estas composiciones.

Resumen de la invención

Estos inconvenientes son abordados por la presente invención como se describe aquí aplicando, en una realización, un tratamiento preventivo sobre el suelo desnudo. El tratamiento puede ser un aditivo de suelo como se describe aquí o los polímeros de hidrofilización como se describen aquí. Se cree que los polímeros de hidrofilización (a veces denominados aquí “polímero”) se absorben o adsorben sobre la arena, dando como resultado una hidrofilia superficial mejorada de forma duradera, retención de agua, y/o restricción o prevención de la contaminación de la arena. Los tratamientos y sistemas del suelo como se describen aquí también facilitan una mejor distribución del agua a través del suelo y cantidades adecuadas de humedad para entrar en contacto con los sistemas de raíces, a fin de reducir los puntos secos. En otra realización, se describen aquí tratamientos para mejorar la hidrofilia del suelo, la retención de agua, etc., para arena ya contaminada.

La presente invención, en otro aspecto, se refiere a un método para aumentar el crecimiento de la semilla, la germinación de la semilla, o el crecimiento resultante de la planta, poniendo en contacto o recubriendo (total o parcialmente) una semilla de una planta con una composición que comprende un polímero descrito aquí.

Por consiguiente, en un aspecto, la presente invención es un aditivo de suelo que comprende un polímero que comprende: monómero A^b que comprende al menos un grupo betaína o al menos un grupo catiónico; y monómero B^a que comprende al menos un grupo no iónico o al menos un grupo aniónico, en el que el polímero es soluble en agua o dispersable en agua; y siempre que si el monómero A^b comprende un grupo catiónico, el monómero B^a comprende un grupo aniónico. En una realización, el polímero aumenta la hidrofilia del suelo con el que se pone en contacto el polímero. En una realización, el aumento de la hidrofilia en el suelo se correlaciona con que dicho suelo sea capaz de retener y/o mantener cantidades crecientes de agua por área/volumen. Opcionalmente, el aditivo de suelo puede comprender además una semilla o partícula de suelo, en el que el polímero recubre al menos parcialmente la semilla o la partícula de suelo.

En una realización, el grupo betaína se escoge de uno cualquiera o más de los siguientes a) - alquilsulfonatos o -fosfonatos de acrilatos o metacrilatos de dialquilamonioalquilo, dialquilamonioalquilacrilamidas o -metacrilamidas; b) -monómeros de betaína heterocíclica; c) - alquilsulfonatos o -fosfonatos de dialquilamonioalquilalílicos; d) -alquilsulfonatos o -fosfonatos de dialquilamonioalquiliestirenos; e) - betaínas que resultan de anhídridos etilénicamente insaturados y dienos como se definen más abajo; o f) - fosfobetaínas.

En otra realización, el monómero A^b que comprende el grupo betaína se selecciona de:

metacrilato de sulfopropildimetilamonioetilo (SPE),

metacrilato de sulfoetildimetilamonioetilo,

metacrilato de sulfobutildimetilamonioetilo,

metacrilato de sulfohidroxipropildimetilamonioetilo (SHPE),

sulfopropildimetilamoniopropilacrilamida,

sulfopropildimetilamoniopropilmetacrilamida (SPP),

sulfohidroxipropildimetilamoniopropilmetacrilamida (SHPP),

metacrilato de sulfopropildietilamonioetilo,

betaína de 2-vinil-1 -(3-sulfopropil)piridinio,

betaína de 4-vinil-1 -(3-sulfopropil)piridinio,

metacrilato de sulfopropildimetilamonioetilo,

betaína de 1-vinil-3-(3-sulfopropil)imidazolio, o

betaína de sulfopropilmetildialilamonio.

En otro aspecto, el polímero de hidrofilización comprende: (i) monómero Ab que comprende al menos un grupo betaína; y (ii) monómero Ba que comprende acrilato de hidroxietilo, metacrilato de hidroxietilo, acrilato de hidroxipropilo, metacrilato de hidroxipropilo, monometacrilato de glicerol, acrilamida (AM), metacrilamida, N-metilolacrilamida, dimetilacrilamida, dimetilmetacrilamida, poli(óxido de etileno y/o propileno), si es apropiado, aleatorio o en forma de bloques, a-metacrilatos, alcohol vinílico, o vinilpirrolidona.

En otro aspecto, se describen aquí polímeros anfolíticos, que comprenden: (i) monómero A^b que comprende al menos un grupo catiónico; y (i) monómero B^a que comprende al menos un grupo no iónico o al menos un grupo aniónico. En una realización, el monómero A^b que comprende el grupo catiónico es de fórmula general A (I):

en la que:

- R1 y R4, independientemente entre sí, representan un átomo de hidrógeno o un grupo alquilo de C1-C6 lineal o ramificado;

- R2 y R3, independientemente entre sí, representan un grupo alquilo, hidroxialquilo o aminoalquilo, en el que el grupo alquilo es una cadena de C1-C6 lineal o ramificada, preferiblemente un grupo metilo;

- n y m son números enteros entre 1 y 3;

- X- representa un contraión que es compatible con la naturaleza soluble o dispersable en agua del polímero (DADMAC);

o

de fórmula general A (II):

A(H)

en la que R1 es un átomo de hidrógeno o un grupo metilo o etilo; R2 y R3, que son idénticos o diferentes, son grupos alquilo, hidroxialquilo o aminoalquilo de C1-C6 lineales o ramificados;

R4, R5 y R6, que son idénticos o diferentes, son grupos alquilo de C1-C6 lineales o ramificados;

m es un número entero de 0 a 10; n es un número entero de 1 a 6;

Z representa un grupo --C(O)O-- o --C(O)NH--, o un átomo de oxígeno;

A representa un grupo (CH2)p, siendo p un número entero de 1 a 6;

B representa una cadena de polimetileno de C2-C12 lineal o ramificada opcionalmente interrumpida por uno o más heteroátomos o heterogrupos y opcionalmente sustituida con uno o más grupos hidroxilo o amino, y X-, que son idénticos o diferentes, representan contraiones; o mezclas de los mismos. El grupo aniónico, en una realización, se selecciona de ácido acrílico, ácido metacrílico, ácido a-etacrílico, ácido p,p-dimetilacrílico, ácido metilenomalónico, ácido vinilacético, ácido alilacético, ácido etilidenacético, ácido propilidenacético, ácido crotónico, ácido maleico, ácido fumárico, ácido itacónico, ácido citracónico, ácido mesacónico, N-metacriloilalanina, N-acriloilhidroxiglicina, acrilato de sulfopropilo, acrilato de sulfoetilo, metacrilato de sulfoetilo, metacrilato de sulfoetilo, ácido estirenosulfónico, ácido vinilsulfónico, ácido vinilfosfónico, acrilato de fosfoetilo, acrilato de fosfonoetilo, acrilato de fosfopropilo, acrilato de fosfonopropilo, metacrilato de fosfoetilo, metacrilato de fosfonoetilo, metacrilato de fosfopropilo, y metacrilato de fosfonopropilo, o las sales de amonio y de metal alcalino de estos ácidos.

En aún otro aspecto, se describen aquí métodos para tratar el suelo, que comprenden poner en contacto el aditivo de suelo o el polímero de hidrofilización como se describe aquí con el suelo y/o la semilla. En una realización particular, un polímero de hidrofilización o aditivo de suelo como se describe aquí se pone en contacto con “suelo a granel”. Suelo a granel significa suelo o partículas de suelo que están separadas de la tierra con la que eventualmente estará en contacto. En una realización, el suelo a granel se trata previamente con una composición de aditivo de suelo, mezclando la combinación resultante para intentar distribuir uniformemente u obtener una mezcla homogénea o casi homogénea del aditivo de suelo y el suelo a granel. La composición del aditivo de suelo/suelo a granel se pone en contacto entonces con la tierra. El aparato de mezclamiento puede ser cualquier equipo, dispositivo o sistema, tal como un mezclador industrial, tanque y rotor, hormigonera, tambores y mezcladoras industriales, mezcladora de cinta helicoidal, mezcladoras de cinta-paleta, y similares.

En otro aspecto, se describen aquí una o más composiciones de tratamiento de suelo/semillas, que comprenden: un polímero de hidrofilización; agua; y opcionalmente, un tensioactivo. Los ingredientes habituales tales como aglutinantes, ingredientes activos, colorantes, etc., así como plaguicidas, fungicidas, fertilizantes, y similares se pueden incorporar a estas formulaciones de recubrimiento de semillas.

En aún otro aspecto, se describen aquí partículas compuestas que comprenden una partícula de suelo (tal como, por ejemplo, una partícula de arena); y una pluralidad de polímeros de hidrofilización en contacto con dicha partícula de suelo.

En un aspecto final, se describen aquí sistemas de tratamiento de suelos que comprenden: (i) medios para poner en contacto el polímero con el suelo, y (ii) un polímero, en el que el polímero comprende:

monómero A^b que comprende al menos un grupo betaína o al menos un grupo catiónico; y monómero B^a que comprende al menos un grupo no iónico o al menos un grupo aniónico, en los que el polímero es soluble en agua o dispersable en agua; y siempre que, si el monómero A^b comprende un grupo catiónico, el monómero B^a comprende un grupo aniónico. El medio para poner en contacto el polímero con el suelo es cualquier dispositivo adecuado, tal como un pulverizador industrial, lanzador, sistemas de riego, tanques y bombas, aspersores, y similares.

Breve descripción de las figuras

La Figura 1 muestra un gráfico de retención de agua en función del tiempo con respecto a la arena CV30; La Figura 2 muestra un gráfico de retención de agua en función del tiempo con respecto a la arena CV30 después del contacto con un contaminante, TQ, con enjuague;

La Figura 3 muestra un gráfico de retención de agua en función del tiempo con respecto a la arena CV30 después del contacto con un contaminante diluido (por un factor de 2), TQ/2, con enjuague; y

La Figura 4 muestra un gráfico de retención de agua en función del tiempo con respecto a la arena CV30 después del contacto con un contaminante diluido (por un factor de 4), TQ/4, con enjuague;

La Figura 5 muestra un gráfico de la emergencia de césped con respecto al pretratamiento y la aplicación de los polímeros como se describe aquí frente a un control;

La Figura 6 muestra la longitud de las raíces establecida durante un cierto período de tiempo del suelo tratado (“3114” y “3114 Turba”) frente al control (“Arena” y “Arena Turba”);

La Figura 7 muestra el área de la superficie de las raíces medida después de un cierto período de tiempo del suelo tratado (“3114” y “3114 Turba”) frente al control (“Arena” y “Arena Turba”);

La Figura 8 muestra la medida del volumen de las raíces después de un cierto período de tiempo del suelo tratado (“3114” y “3114 Turba”) frente al control (“Arena” y “Arena Turba”); y

La Figura 9 muestra la densidad de longitud de las raíces medida después de un cierto período de tiempo del suelo tratado (“3114” y “3114 Turba”) frente al control (“Arena” y “Arena Turba”).

La Figura 10 muestra el efecto de DV9599 sobre el agua gravimétrica en diversos suelos tratados a 600 ppm p/p.

La Figura 11 muestra el efecto de DV9599 sobre el agua gravimétrica en diversos suelos tratados a 300 ppm

p/p.

La Figura 12 muestra el efecto de DV9599 sobre el agua gravimétrica en diversos suelos tratados a 150 ppm

p/p.

La Figura 13 muestra el efecto de DV9599 sobre el contenido de agua del agregado en diversos suelos tratados a 150, 300 y 600 ppm p/p.

La Figura 18 muestra el efecto de DV9551 sobre el agua gravimétrica en diversos suelos tratados a 600 ppm

p/p.

La Figura 19 muestra el efecto de DV9551 sobre el agua gravimétrica en diversos suelos tratados a 300 ppm

p/p.

La Figura 20 muestra el efecto de DV9551 sobre el agua gravimétrica en diversos suelos tratados a 150 ppm

p/p.

La Figura 21 muestra el efecto de DV9551 sobre el contenido de agua del agregado en varios suelos tratados a 150, 300 y 600 ppm p/p.

Descripción detallada de la invención

Como se usa aquí, el término “alquilo” significa un radical hidrocarbonado monovalente saturado, de cadena lineal o ramificado, típicamente un radical hidrocarbonado (C¹-C³⁰) monovalente saturado, tal como, por ejemplo, metilo, etilo, n-propilo, isopropilo, n-butilo, sec-butilo, t-butilo, pentilo, o n-hexilo, que opcionalmente puede estar sustituido en uno o más de los átomos de carbono del radical. En una realización, un radical alquilo está sustituido en uno o más átomos de carbono del radical con alcoxi, amino, halo, carboxi, o fosfono, tal como, por ejemplo, hidroximetilo, hidroxietilo, metoximetilo, etoximetilo, isopropoxietilo, aminometilo, clorometilo o triclorometilo, carboxietilo, o fosfonometilo.

Como se usa aquí, el término “alquileno” significa un radical hidrocarbonado divalente saturado, de cadena lineal o ramificada, tal como, por ejemplo, metileno, dimetileno, trimetileno.

Como se usa aquí, la terminología “(C^x-C^y)”, en referencia a un grupo orgánico, en el que x e y son cada uno números enteros, indica que el grupo puede contener desde x átomos de carbono hasta y átomos de carbono por grupo.

Como se usa aquí, la expresión “capacidad volumétrica de agua”, “VWC” o “capacidad de retención de agua”, significa generalmente la cantidad de agua que un suelo puede almacenar y que está disponible para uso por las plantas. Es el agua retenida entre la capacidad de campo y el punto de marchitez ajustado hacia abajo para fragmentos de roca y para sales en disolución. La capacidad del campo es el agua retenida en un suelo con drenaje libre alrededor de 2 días después de humedecer a conciencia. El punto de marchitez es el contenido de agua en el que las plántulas se marchitan irreversiblemente.

En otra realización, la capacidad de retención de agua se puede definir matemáticamente como:

V

^{0 = —} vT

en la que Vw, es el volumen de agua, y V^t =

V^w + V^a es el volumen total (es volumen de agua espacio de aire).

En un aspecto, la presente invención es un método de hidrofilización de partículas de suelo, que, en una realización, comprenden una o más partículas de arena. En otra realización, las partículas de suelo comprenden suelo turboso, suelo de arcilla (o arcilloso), suelo franco, suelo calcáreo, arena, o una mezcla de los mismos. Se entiende que, cuando se hace referencia a un tipo de suelo particular, por ejemplo arena o suelo arenoso, significa que el contenido de dicho suelo es general o significativamente esa designación, por ejemplo arenoso, pero pueden estar presentes otros tipos de suelos. Las partículas de suelo, en aún otra realización, es suelo arenoso o suelo formado por partículas de arena.

En un aspecto, la arena desnuda o la arena no contaminada se trata con la composición de tratamiento del suelo y/o el polímero de hidrofilización como se describe aquí. En una realización, el tratamiento significa poner en contacto, mediante pulverización, inmersión, riego, mezclamiento, o de otro modo, la arena con la composición de tratamiento del suelo como se describe aquí. En otra realización, el tratamiento significa poner en contacto (mediante pulverización, inmersión, riego, o mezclamiento) la arena con el polímero de hidrofilización como se describe aquí. Para campos deportivos, tales como por ejemplo campos de golf y campos de atletismo profesional, se recomienda tratar la arena

antes o justo después de la construcción, y/o antes o justo después de proceder a la “escarificación”. En una realización, la arena se trata antes de colocarla en el campo, ya que se cree que dicho tratamiento de polímero será más eficaz.

En un aspecto, la presente invención son composiciones y métodos para aumentar la capacidad de retención de agua y/o la capacidad de agua disponible en el suelo o cerca de la semilla mediante la aplicación de las composiciones o polímero de hidrofilización como se describen aquí. El polímero o las composiciones como se describen aquí pueden aplicarse, por ejemplo, a la superficie o cerca de la superficie superior del suelo, en el suelo, o en una capa dentro del suelo, en agua de riego u otro vehículo que después se aplica al suelo, sobre la semilla o similar.

En una realización, esta presente invención es un método para tratar el suelo mediante la aplicación de un tratamiento preventivo al suelo, que en una realización es arena desnuda. En una realización, el tratamiento preventivo puede comprender (i) el polímero de hidrofilización, o (2) una composición de tratamiento del suelo que contiene el polímero de hidrofilización como se describe aquí. El polímero se adsorbe de forma duradera sobre el suelo (o arena) para mejorar la hidrofilia de la superficie, la retención de agua, y/o restringir o prevenir la acumulación de materiales hidrófobos en el suelo (lo que evita el desarrollo de repelencia al agua. Los tratamientos descritos aquí también permiten una mejor distribución del agua a través del suelo y cantidades adecuadas de humedad para entrar en contacto con los sistemas de raíces con el fin de reducir los puntos secos.

En una realización, los beneficios reivindicados son al menos uno escogido de: efectos de liberación del suelo, retención de agua cuando se adsorbe en el suelo, arena o semillas (o superficies de alta energía, superficies de tipo óxido tal como cerámica, arena), prevenir o retrasar la contaminación de la arena; hidrofilia mejorada, retención de agua de arena desnuda (o superficies de alta energía, superficies de tipo óxido tal como cerámica, arena); efecto beneficioso de larga duración como resultado del contacto del suelo con los polímeros descritos aquí.

Alternativamente, es posible que estas químicas aporten a la superficie propiedades biocidas y/o bactericidas duraderas. Se sabe que los restos catiónicos producen tales efectos. Disminuir la adhesión de la superficie disminuye la adherencia a la superficie. Alternativamente, es posible combinar el polímero con una sustancia biocida o bactericida como se describe en las patentes WO 01/93810 y WO 01/10213.

Si bien no está limitado por la teoría, se cree que la adsorción del polímero modifica la energía superficial de la arena desnuda (debe hacerse sobre arena desnuda), y la capa de polímero protege la superficie de la adhesión al suelo o la debilita, y permanece adsorbido durante el riego. Se sospecha interacciones iónicas (principalmente sitios catiónicos del polímero con sitios aniónicos de la superficie).

La presente invención aborda uno de los problemas de la técnica anterior por cuanto la eficacia de la aplicación del tensioactivo en el suelo es típicamente de corta duración y eficacia limitada. Si bien los tensioactivos pueden reducir la tensión superficial del agua de riego y mejorar la humectabilidad del suelo con el agua, existen desventajas. Por ejemplo, los tensioactivos a menudo son intrínsecamente menos eficaces para mejorar la capacidad de retención de agua del suelo; la duración de los tensioactivos suele ser corta y puede ser necesaria la aplicación frecuente de tensioactivos, que es costosa, para evitar la repetición de la repelencia al agua del suelo, y; como pequeñas moléculas.

La presente invención es un polímero de hidrofilización, o una composición que incluye un polímero de hidrofilización, que puede aumentar la VWC del suelo. Estos polímeros de hidrofilización o composiciones de los mismos, cuando se aplican solos o con agua de riego y/o precipitación, pueden unirse a las partículas del suelo, a las semillas para dar propiedades favorables de humectación de la superficie y/o ayudar a mantener la estructura porosa del suelo para aumentar la capacidad de retención de agua o VWC del suelo. El agua puede infiltrarse fácilmente en el suelo y almacenarse en el suelo tratado y estar disponible para el uso de la planta. De este modo, la presente invención es un polímero de hidrofilización o composición que contiene dicho polímero que es capaz de hidrofilizar partículas de suelo en un área diana, y de ese modo aumentar los beneficios para el suelo diana.

En un aspecto, se describen aquí tratamientos para suelos, concretamente suelos arenosos, que tratan por ejemplo con mercados tales como: cultivo y horticultura, tepe y plantas ornamentales, césped, campos de golf, campos deportivos, campos de atletismo, y similares. Dicha aplicación de los polímeros y composiciones descritos aquí ayuda a prevenir o retrasar la contaminación de la arena, mejora la eficiencia del agua para la producción en el suelo, conduce a mayores rendimientos y una mayor reducción de la lixiviación, permite una mejor penetración del agua en céspedes, campos, campos deportivos, campos de atletismo, y similares. En otro aspecto, se describen aquí tratamientos de semillas, tales como por ejemplo haba, cánola, maíz, trigo, repollo, y similares. Tal aplicación de los polímeros y composiciones descritos aquí ayuda a acelerar la emergencia de semillas y aumenta el rendimiento.

El polímero de hidrofilización comprende el monómero A^b y el monómero B^a . El monómero A^b comprende al menos un grupo betaína o al menos un grupo catiónico.

El monómero B^a comprende al menos un grupo no iónico o al menos un grupo aniónico. En una realización, el monómero B^a comprende al menos un grupo no iónico. En otra realización, el monómero B^a comprende al menos un grupo aniónico. El polímero de hidrofilización es tal que si el monómero A^b comprende un grupo catiónico, el monómero Ba comprende un grupo aniónico, lo que da como resultado un polímero de hidrofilización de suelo o semilla que es un polímero anfolítico.

El polímero de hidrofilización resultante es soluble en agua o dispersable en agua. Generalmente, los polímeros solubles en agua contienen poca o ninguna reticulación dentro o entre las partículas de polímero. Los polímeros dispersables en agua son polímeros que no están sustancialmente reticulados, o, de lo contrario, polímeros que solo están reticulados de manera insignificante, de modo que cuando se ponen en contacto con agua, los polímeros dispersables en agua normalmente no se hinchan y/o forman un gel. Normalmente, el polímero soluble en agua y/o dispersable en agua se polimeriza sin ningún reticulante añadido, aunque pueden tener alguna pequeña reticulación (a través del procedimiento de polimerización general o de otro modo). En otra realización, soluble en agua o dispersable en agua significa que el polímero (generalmente) no contiene agente de reticulación.

En una realización, la composición de polímero de hidrofilización de la presente invención es un copolímero aleatorio, copolímero alterno, copolímero estadístico, copolímero de bloques, terpolímero, copolímero lineal, copolímero ramificado, o copolímero de injerto que comprende unidades monoméricas como se describe aquí. En una realización, la composición polimérica comprende un copolímero aleatorio, copolímero estadístico, copolímero alterno, copolímero de bloques, o copolímero de injerto que comprende unidades monoméricas derivadas de los monómeros descritos aquí. En una realización, el polímero de hidrofilización incluye su homopolímero, copolímero, terpolímero, copolímero de bloques, polímero aleatorio, polímero lineal, o polímero ramificado. En una realización adicional, el polímero de hidrofilización es un copolímero u homopolímero lineal, o es un copolímero u homopolímero ramificado.

En una realización, la composición o polímero de hidrofilización de la presente invención comprende un polímero que presenta, como límite inferior, un peso molecular medio ponderal (Mw) de 10.000 g/mol. En otra realización, la composición o polímero de hidrofilización comprende un polímero como se describe aquí que presenta, como límite inferior, un peso molecular medio ponderal (Mw) de 15.000 g/mol. En otra realización, la composición o polímero de hidrofilización comprende un polímero como se describe aquí que presenta, como límite inferior, un peso molecular medio ponderal (Mw) de 20.000 g/mol o 30.000 g/mol o 40.000 g/mol o 50.000 g/mol o 60.000 g/mol o 70.000 g/mol. En otra realización, la composición o polímero de hidrofilización comprende un polímero como se describe aquí que presenta, como límite inferior, un peso molecular medio ponderal (Mw) de 500.000 g/mol o 600.000 g/mol o 700.000 g/mol o 750.000 g/mol o 800.000 g/mol.

En una realización, la composición o polímero de hidrofilización de la presente invención comprende un polímero que presenta, como límite superior, un peso molecular medio ponderal (Mw) de 60.000 g/mol. En una realización, la composición o polímero de hidrofilización de la presente invención comprende un polímero que presenta, como límite superior, un peso molecular medio ponderal (Mw) de 80.000 g/mol. En aún otra realización, la composición o polímero de hidrofilización de la presente invención comprende un polímero que presenta, como límite inferior, un peso molecular medio ponderal (Mw) de 100.000 g/mol. En una realización adicional, la composición o polímero de hidrofilización de la presente invención comprende un polímero que presenta, como límite superior, un peso molecular medio ponderal (Mw) de 150.000 g/mol o 200.000 g/mol o 400.000 g/mol o 600.000 g/mol. En otra realización, la composición o polímero de hidrofilización de la presente invención comprende un polímero que presenta, como límite superior, un peso molecular medio ponderal (Mw) de 1.000.000 g/mol o 1.250.000 g/mol o 1.500.000 g/mol o 1.750.000 g/mol o 2.000.000 g/mol o 2.400.000 g/mol.

En otra realización, la composición o polímero de hidrofilización de la presente invención comprende un polímero que presenta un peso molecular medio ponderal (Mw) que oscila de 500.000 g/mol a 2.500.000 g/mol. En otra realización, la composición o polímero de hidrofilización de la presente invención comprende un polímero que presenta un peso molecular medio ponderal (Mw) que oscila de 700.000 g/mol a 1.500.000 g/mol.

En una realización, el polímero de hidrofilización es (i) un homopolímero que comprende un monómero que contiene un grupo funcional betaína o (ii) un copolímero que comprende al menos dos monómeros que contienen diferentes grupos funcionales betaína o (ii) un copolímero que comprende al menos un monómero que contiene un grupo funcional betaína y al menos un monómero que contiene un grupo no iónico. En una realización adicional, el polímero de hidrofilización es un copolímero que comprende (i) al menos un monómero que contiene un grupo funcional betaína y (ii) al menos un monómero que contiene un grupo no iónico o al menos un monómero que contiene un grupo aniónico.

Las betaínas son compuestos iónicos bipolares poliméricos que portan una o más cargas positivas y una o más cargas negativas en la misma unidad de monómero de betaína. En la misma unidad de monómero de betaína, el número de carga o cargas positivas es igual al número de carga o cargas negativas.

En un aspecto, el polímero de hidrofilización es un homopolímero o copolímero que comprende unidades de betaína como se describe aquí, en el que cada unidad de betaína exhibe una carga aniónica permanente y una carga catiónica permanente, tanto a pH muy ácido como a pH muy básico; estas cargas son permanentes dentro de un intervalo de pH de 1 a 14.

La carga aniónica permanente puede ser aportada por uno o más aniones sulfonato, fosfato, fosfonato, fosfinato, o etenolato, y similares. La carga catiónica puede ser aportada por uno o más cationes onio o inio de la familia del nitrógeno (cationes amonio, piridinio o imidazolinio), fósforo (fosfonio y similares), o azufre (sulfonio y similares). En una realización, los grupos funcionales betaína de la polibetaína son portados por grupos colgantes.

Para la misma unidad de monómero de betaína, el átomo que porta la carga catiónica permanente está conectado, en una realización, al anión que porta la carga aniónica permanente, a través de un grupo hidrocarbonado polivalente opcionalmente sustituido, en particular un grupo alquileno, opcionalmente sustituido con uno o más grupos hidroxilos. Los grupos portadores de cargas positivas y negativas permanentes iguales exhiben uno o más grupos funcionales betaína que pueden ser representados, en el caso de los cationes de la familia del nitrógeno, por las siguientes fórmulas (I) a (V), que exhiben una carga catiónica en el centro del grupo funcional y una carga aniónica al final del grupo funcional, y la fórmula (VI), que exhibe una carga aniónica en el centro del grupo funcional y una carga catiónica al final del grupo funcional:

-N(+)(R1)(R2)-R-A-O(-) (I)

-(R3)C=N(+)(R4)-R-A-O(-) (II)

-(R3)(R)C-N(+)(R4)(R5)-R-A-O(-) (III)

-N(+)(=R6)-R-A-O(-) (IV)

-N(+)(R1)(R2)-R-W(-) (V)

-R-A'(-O(-))-R-N(+)(R1 )(R2)(R7) (VI)

fórmulas (I) a (IV) en las que

los símbolos R1, R2 y R5, que son iguales o diferentes, representan un radical alquilo que comprende de 1 a 7 átomos de carbono, preferiblemente de 1 a 2 átomos de carbono,

los símbolos R3 y R4 representan radicales hidrocarbonados que forman, con el átomo de nitrógeno, un heterociclo nitrogenado que comprende opcionalmente uno o más heteroátomos adicionales, en particular heteroátomos de nitrógeno,

el símbolo R6 representa un radical hidrocarbonado que forma, con el átomo de nitrógeno, un heterociclo nitrogenado saturado o insaturado que comprende opcionalmente uno o más heteroátomos adicionales, en particular heteroátomos de nitrógeno,

el símbolo R representa un radical alquileno lineal o ramificado que comprende de 1 a 15 átomos de carbono, preferiblemente de 2 a 4 átomos de carbono, que está opcionalmente sustituido con uno o más grupos hidroxilo, o un radical bencileno,

el símbolo A representa S(=O)(=O), OP(=O)(=O), OP(=O)(OR'), P(=O)(OR') o P(=O)(R'), en los que R' representa un radical alquilo que comprende de 1 a 7 átomos de carbono o un radical fenilo,

fórmula (V) en la que

los símbolos R1, R2 y R tienen las definiciones dadas anteriormente

el símbolo W representa un grupo funcional de etenolato de fórmula

O-C(O(-))=C(CEN)2

O-C(O)-C(-)(CeN)2

O-C(O)-C(-CeN)(=C=N(-))

fórmula (VI) en la que

los símbolos R1 y R2 tienen las definiciones dadas anteriormente,

el símbolo R7, que es idéntico a o diferente de R1 o R2, representa un radical alquilo que comprende de 1 a 7 átomos de carbono, preferiblemente de 1 a 2 átomos de carbono,

el símbolo A' representa -O-P(=O)-O-;

en el caso de los cationes de la familia del fósforo, se pueden citar los grupos funcionales betaína de fórmulas (VII) y (VIII)

-P(+)(R1)(R2)-R-A-O(-) (VII)

-R-A'(-O(-))-R-P(+)(R1)(R2)(R7) (VIII)

fórmula (VII) en la que los símbolos R1, R2, R et A tienen las definiciones dadas anteriormente, fórmula (VIII) en la que

los símbolos R1, R2, R7 y R tienen las definiciones dadas anteriormente,

el símbolo A' representa -O-P(=O)-O-;

en el caso de los cationes de la familia del azufre, se pueden citar los grupos funcionales betaína de fórmulas (IX) y (X)

-S(+)(R1)-R-A-O(-) (IX)

-R-A'(-O(-))-R-S(+)(R1)(R2) (X)

fórmula (IX) en la que los símbolos R1, R y A tienen las definiciones dadas anteriormente,

fórmula (X) en la que

los símbolos R1, R2 y R tienen las definiciones dadas anteriormente,

el símbolo A' representa -O-P(=O)-O-.

Los grupos funcionales betaína se pueden conectar a los átomos de carbono de la cadena hidrocarbonada (también conocida como cadena principal) del polímero de hidrofilización, en particular a través de una unidad hidrocarbonada divalente o polivalente (por ejemplo, unidad de alquileno o arileno) opcionalmente interrumpida por uno o más heteroátomos, en particular átomos de oxígeno, una unidad éster o una unidad amida, o también mediante un enlace de valencia.

En una realización, la cadena hidrocarbonada (o cadena principal) del polímero de hidrofilización es una cadena de polialquileno lineal o ramificada, opcionalmente interrumpida por uno o más heteroátomos de nitrógeno y/o azufre. En una realización, la cadena hidrocarbonada (o cadena principal) del polímero de hidrofilización es una cadena de polialquileno lineal, opcionalmente interrumpida por uno o más heteroátomos de nitrógeno y/o azufre.

El polímero de hidrofilización según una realización es un homopolímero formado por unidades de betaína idénticas, o un copolímero formado por unidades de betaína, al menos dos de las cuales son diferentes.

Dicho polímero de hidrofilización puede comprender adicionalmente al menos una unidad que es no iónica o no ionogénica al pH de la composición o al pH de uso de la composición que comprende el polímero de hidrofilización, y/o al menos una unidad que es aniónica o potencialmente aniónica al pH de la composición o al pH de uso de la composición que comprende el polímero de hidrofilización. Estas unidades pueden ser hidrófilas o hidrófobas. En una realización, pueden representar hasta el 40% en peso, o hasta el 50% en peso, o hasta el 60% en peso, hasta el 70% en peso, o hasta el 80% en peso, o hasta el 90% en peso del polímero de hidrofilización.

Sin embargo, en una realización, las unidades no iónicas, no ionogénicas, aniónicas o potencialmente aniónicas están limitadas en número para que dicho polímero de hidrofilización retenga su característica principal de compuesto bipolar. El polímero de hidrofilización puede comprender, en una realización, menos del 50% de su peso, o más específicamente menos del 70% en moles de unidades no iónicas, no ionogénicas, aniónicas o potencialmente aniónicas, o el polímero de hidrofilización puede comprender menos del 50% en moles, y más típicamente menos del 30% en moles de unidades no iónicas, no ionogénicas, aniónicas o potencialmente aniónicas.

Se pueden citar, entre las unidades no iónicas que pueden estar presentes, las derivadas de monómeros no iónicos etilénicamente insaturados, tales como acrilamida, acetato de vinilo (capaz de formar unidades de alcohol vinílico por hidrólisis), ésteres de alquilo de C1-C4 de ácido acrílico y de ácido metacrílico, ésteres hidroxialquílicos de C1-C4 de ácido acrílico y de ácido metacrílico, en particular acrilato y metacrilato de etilenglicol y propilenglicol, ésteres polialcoxílicos de ácido acrílico y de ácido metacrílico, en particular ésteres de polietilenglicol y polipropilenglicol, y similares.

Se pueden citar, entre las unidades no ionogénicas a pH menor o igual a 3, o que son potencialmente aniónicas a un mayor pH, las derivadas de monómeros etilénicamente insaturados, tales como los monómeros que tienen al menos un grupo funcional carboxilo, tales como ácido carboxílico a,p-etilénicamente insaturado o los anhídridos correspondientes, tales como ácido acrílico, ácido metacrílico, ácido maleico, anhídrido acrílico, anhídrido metacrílico, anhídrido maleico, ácido fumárico, ácido itacónico, N-metacroiloilalanina, N-acriloilglicina, y sus sales solubles en agua, monómeros que son precursores de grupos funcionales carboxilato, tal como el acrilato de terc-butilo, que generan, después de la polimerización, grupos funcionales carboxilo por hidrólisis.

Se pueden citar, entre las unidades no ionogénicas a un pH mayor o igual a 9, las derivadas de monómeros etilénicamente insaturados, tales como

w-(N,N-dialquilamino)alquilamidas de ácidos carboxílicos a,p-monoetilénicamente insaturados, tales como N,N-dimetilaminometilacrilamida o -metacrilamida, 2-(N,N-dimetilamino)etilacrilamida o -metacrilamida, 3-(N,N-dimetilamino)propilacrilamida o -metacrilamida, o 4-(N,N-dimetilamino)butilacrilamida o -metacrilamida,

aminoésteres a,p-monoetilénicamente insaturados, tales como metacrilato de 2-(dimetilamino)etilo (DMAM), metacrilato de 3-(dimetilamino)propilo, metacrilato de 2-(terc-butilamino)etilo, metacrilato de 2-(dipentilamino)etilo, o metacrilato de 2-(dietilamino)etilo,

monómeros que son precursores de grupos funcionales amina, tales como N-vinilformamida, N-vinilacetamida, y similares, que generan grupos funcionales amina primaria por hidrólisis ácida o básica simple.

Se pueden citar, entre las unidades aniónicas (cuyo primer pKa es menor que 3),

monómeros que tienen al menos un grupo funcional sulfato o sulfonato, tales como metacrilato de 2-sulfooxietilo, ácido vinilbencenosulfónico, ácido alilsulfónico, ácido 2-acrilamido-2-metilpropanosulfónico, acrilato o metacrilato de sulfoetilo, acrilato o metacrilato de sulfopropilo, y sus sales solubles en agua,

monómeros que tienen al menos un grupo funcional fosfonato o fosfato, tales como ácido vinilfosfónico, y similares, ésteres de fosfato etilénicamente insaturados, tales como fosfatos derivados de metacrilato de hidroxietilo (Empicryl 6835 de Rhodia) y los derivados de metacrilatos de polioxialquileno, y sus sales solubles en agua.

En una realización, el polímero de hidrofilización como se describe aquí no comprende unidades de monómero distintas de las betaínas que portan tantas cargas aniónicas permanentes como cargas catiónicas permanentes a un pH que oscila de 1 a 14. Si hay otras unidades presentes, son más bien unidades potencialmente aniónicas en una cantidad menor que 50% en moles, típicamente menor que 30% en moles.

Dicho polímero de hidrofilización puede obtenerse en particular mediante polimerización por radicales o copolimerización en disolución acuosa de monómeros de betaína etilénicamente insaturados, en particular de monómeros etilénicamente insaturados que portan al menos un grupo funcional betaína de fórmula (I) a (X) anterior, y opcionalmente de otros monómeros etilénicamente insaturados. En una realización, la polimerización o copolimerización del polímero de hidrofilización se lleva a cabo en ausencia o ausencia sustancial de agente de reticulación añadido, tal como boro y similares. Como resultado, la hidrofilización del suelo no contiene, contiene una cantidad mínima o contiene un número insignificante de grupos reticulados intraparticularmente, dando como resultado un polímero que es dispersable en agua o soluble en agua. Por el contrario, los polímeros que están significativamente reticulados se vuelven hinchables en agua, dando como resultado polímeros que “gelifican” en lugar de ser solubles en agua o dispersables en agua.

Dichos monómeros pueden presentar, a modo de ejemplos:

uno o más radicales hidrocarbonados mono- o polietilénicamente insaturados (en particular radicales vinilo, alilo o estirilo, y similares)

uno o más radicales éster mono- o polietilénicamente insaturados (en particular radicales acrilato, metacrilato o maleato, y similares)

uno o más radicales amida mono- o polietilénicamente insaturados (en particular radicales acrilamido o metacrilamido, y similares).

En particular, se pueden citar, a modo de ejemplos, polibetaínas derivadas de los siguientes monómeros de betaína:

alquil o hidroxialquil sulfonatos o fosfonatos de acrilatos o metacrilatos de dialquilamonioalquilo, acrilamida o metacrilamida, tales como:

- metacrilato de sulfopropildimetilamonioetilo, vendido por Raschig con el nombre SPE:

- metacrilato de sulfoetildimetilamonioetilo y metacrilato de sulfobutildimetilamonioetilo:

- cuya síntesis se describe en el artículo "Sulfobetaine zwitterionomers based on n-butyl acrylate and 2-ethoxyethyl acrylate: monomer synthesis and copolymerization behavior", Journal of Polymer Science, 40, 511-523 (2002),

- metacrilato de sulfohidroxipropildimetilamonioetilo:

- sulfopropildimetilamoniopropilacrilamida:

- cuya síntesis se describe en el artículo "Synthesis and solubility of the poly(sulfobetaine)s and the corresponding cationic polymers: 1. Synthesis and characterization of sulfobetaines and the corresponding cationic monomers by nuclear magnetic resonance spectra", Wen-Fu Lee and Chan-Chang Tsai, Polymer, 35 (10), 2210-2217 (1994),

- sulfopropildimetilamoniopropilmetacrilamida, vendida por Raschig con el nombre de SPP:

- acrilato de sulfopropildimetilamonioetilo, vendido por Raschig con el nombre de SPDA:

- sulfohidroxipropildimetilamoniopropil metacrilamida:

- metacrilato de sulfopropildietilamonioetilo:

- cuya síntesis se describe en el artículo "Poly(sulphopropylbetaines): 1. Synthesis and characterization", V. M.

Monroy Soto and J. C. Galin, Polymer, 1984, Vol. 25, 121-128, monómeros heterocíclicos de betaína, tales como:

- sulfobetaínas derivadas de piperazina:

cuya síntesis se describe en el artículo "Hydrophobically Modified Zwitterionic Polymers: Synthesis, Bulk Properties, and Miscibility with Inorganic Salts", P. Koberle and A. Laschewsky, Macromolecules, 27, 2165­ 2173 (1994),

sulfobetaínas derivadas de 2-vinilpiridina y 4-vinilpiridina, tal como betaína de 2-vinil-1-(3-sulfopropil)piridinio (2SPV o “SPV”), vendida por Raschig con el nombre de SPV:

- y betaína de 4-vinil-1 -(3-sulfopropil)piridinio (4SPV), cuya síntesis se describe en el artículo "Evidence of ionic aggregates in some ampholytic polymers by transmission electron microscopy", V. M. Castaño and A. E. Gonzalez, J. Cardoso, O. Manero and V. M. Monroy, J. Mater. Res., 5 (3), 654-657 (1990):

betaína de 1 -vinil-3-(3-sulfopropil)imidazolio:

- cuya síntesis se describe en el artículo "Aqueous solution properties of a poly(vinyl imidazolium sulphobetaine)", J. C. Salamone, W. Volkson, A.P. Oison, S.C. Israel, Polymer, 19, 1157-1162 (1978),

alquil o hidroxialquil sulfonatos o fosfonatos de dialquilamonioalquil alílicos, tales como betaína de sulfopropilmetildialilamonio:

cuya síntesis se describe en el artículo "New poly(carbobetaine)s made from zwitterionic diallylammonium monomers", Favresse, Philippe; Laschewsky, Andre, Macromolecular Chemistry and Physics, 200(4), 887-895 (1999),

alquil o hidroxialquil sulfonatos o fosfonatos de dialquilamonioalquilestirenos, tales como:

cuya síntesis se describe en el artículo "Hydrophobically Modified Zwitterionic Polymers: Synthesis, Bulk Properties, and Miscibility with Inorganic Salts", P. Koberle and A. Laschewsky, Macromolecules, 27, 2165-2173 (1994), betaínas que resultan de anhídridos etilénicamente insaturados y dienos, a saber:

cuya síntesis se describe en el artículo "Hydrophobically Modified Zwitterionic Polymers: Synthesis, Bulk Properties, and Miscibility with Inorganic Salts", P. Koberle and A. Laschewsky, Macromolecules, 27, 2165-2173 (1994), - fosfobetaínas, tales como:

alternativamente:

La síntesis de MPC y de VPC se describe en el documento EP 810239 B1 (Biocompatibles, Alister et al.). - betaínas de fórmula:

o de fórmula:

en la que: en las que: R1 es hidrógeno o metilo, R2 y R3, que son idénticos o diferentes, son hidrógeno o alquilos que tienen de 1 a 6 átomos de carbono, Y1 es un grupo divalente de fórmula -O- o NR2, Z- es SO3-, m es 2 o 3 y n es 1-6.

En una realización, el monómero Ab se escoge de uno o más de los siguientes:

metacrilato de sulfopropildimetilamonioetilo (SPE),

metacrilato de sulfoetildimetilamonioetilo,

metacrilato de sulfobutildimetilamonioetilo,

metacrilato de sulfohidroxipropildimetilamonioetilo (SHPE),

sulfopropildimetilamoniopropilacrilamida,

sulfopropildimetilamoniopropilmetacrilamida (SPP), sulfohidroxipropildimetilamoniopropilmetacrilamida (SHPP),

acrilato de sulfopropildimetilamonioetilo (SPDA),

metacrilato de sulfopropildietilamonioetilo,

betaína de 2-vinil-1 -(3-sulfopropil)piridinio,

betaína de 4-vinil-1 -(3-sulfopropil)piridinio,

betaína de 1 -vinil-3-(3-sulfopropil)imidazolio,

betaína de sulfopropilmetildialilamonio.

El monómero Ab corresponde, por ejemplo, a una de las siguientes fórmulas:

En una realización, el monómero B^a es un monómero no iónico: acrilato de hidroxietilo, metacrilato de hidroxietilo, acrilato de hidroxipropilo y metacrilato de hidroxipropilo, acrilamida (AM), metacrilamida, N-metilolacrilamida, dimetilacrilamida, dimetilmetacrilamida, poli(óxido de etileno y/o de propileno), si es apropiado, aleatorio o en forma de bloques, a-metacrilatos, alcohol vinílico, o vinilpirrolidona.

En una realización, el monómero no iónico hidrófilo B^a es: acrilamida (AM),

En otra realización, el monómero A^b es metacrilato de sulfopropildimetilamonioetilo (SPE) y/o SPP.

En una realización, los polímeros se preparan así mediante un procedimiento de polimerización inversa que comprende las siguientes etapas:

a1): preparación de la emulsión inversa, y

a2): polimerización.

La etapa a1) se lleva a cabo mediante el emulsionamiento de una mezcla que comprende la fase acuosa que comprende los monómeros, la fase externa y al menos un agente emulsionante. La polimerización se lleva a cabo reuniendo los monómeros A^b y opcionalmente los monómeros B^a con un compuesto que genera radicales libres, y la polimerización se lleva a cabo a una temperatura entre, por ejemplo, la temperatura ambiente y 75°C, dependiendo del sistema iniciador escogido.

En otra realización, las principales vías de acceso a las polisulfobetaínas por modificación química de un polímero precursor por sultonas y haloalquilsulfonatos se describen en particular en los siguientes documentos:

"Synthesis and aqueous solution behaviour of copolymers containing sulfobetaine moieties in side chains", I.V. Berlinova, I.V. Dimitrov, R.G. Kalinova, N.G. Vladimirov, Polymer, 41,831-837 (2000)

"Poly(sulfobetaine)s and corresponding cationic polymers: 3. Synthesis and dilute aqueous solution properties of poly(sulfobetaine)s derived from styrene-maleic anhydride", Wen-Fu Lee and Chun-Hsiung Lee, Polymer, 38 (4), 971-979 (1997)

"Poly(sulfobetaine)s and corresponding cationic polymers. VIII. Synthesis and aqueous solution properties of a cationic poly(methyl iodide quaternized styrene-N,N-dimethylaminopropyl maleamidic acid) copolymer", Lee, Wen-Fu and Chen, Yan-Ming, Journal of Applied Polymer Science, 80, 1619-1626 (2001)

"Synthesis of polybetaines with narrow molecular mass distribution and controlled architecture", Andrew B. Lowe, Norman C. Billingham and Steven P. Armes, Chem. Commun., 1555-1556 (1996)

"Synthesis and Properties of Low-Polydispersity Poly(sulfopropylbetaine)s and Their Block Copolymers", Andrew B. Lowe, Norman C. Billingham and Steven P. Armes, Macromolecules, 32, 2141-2146 (1999)

La preparación de polifosfonato- y fosfinatobetaínas mediante modificación química se da a conocer en "New polymeric phosphonato-, phosphinato- and carboxybetaines", T. Hamaide, Macromolecular Chemistry, 187, 1097-1107 (1986). En una realización, los monómeros que comprenden el polímero de hidrofilización del suelo se escogen de alquilsulfonatos o hidroxialquilsulfonatos de metacrilatos de dialquilamonioalquilo o dialquilamonioalquilmetacrilamidas, y sulfobetaínas derivadas de una vinilpiridina. Aún más preferiblemente, son alquilsulfonatos o hidroxialquilsulfonatos de dialquilamoniometacrilamidas.

En una realización, la hidrofilización del suelo se escoge de:

homopolímeros formados por unidades de betaína escogidas de una de las siguientes fórmulas (-SPE-), (-SPP-), (-SHPE-) y (-SHPP-)

Ċ

homopolímeros de sulfobetaína que deriva de 2-vinilpiridina, de fórmula

copolímeros formados por unidades de betaína, al menos dos de las cuales son diferentes y se escogen aquellas de fórmulas (-SPE-), (-SPP-), (-SHPE-) y (-SHPP-) anteriores

copolímeros formados por unidades de betaína idénticas o diferentes escogidas de aquellas de fórmulas (-SPE-), (-SPP-), (-SHPE-) y (-SHPP-) anteriores y por unidades de ácido metacrílico, representando la cantidad de unidades de ácido metacrílico menos de 50% en moles, preferiblemente menos de 30% en moles, de dichos copolímeros.

En una realización, la hidrofilización del suelo es un homopolímero formado por las siguientes fórmulas: (-SPE-). En una realización, la hidrofilización del suelo es un homopolímero formado por las siguientes fórmulas: (-SPP-). En una realización, la hidrofilización del suelo es un homopolímero formado por las siguientes fórmulas: (-SHPE-). En una realización, la hidrofilización del suelo es un homopolímero formado por las siguientes fórmulas: (-SHPP-).

En otra realización, el polímero de hidrofilización que comprende unidades de betaína escogidas de aquellas de fórmulas (-SPE-), (-SPP-), (-SHPE-) y (-SHPP-) exhibe un peso molecular medio ponderal (Mw) que oscila de 10.000 hasta 1.000.000 g/mol. En otra realización, el polímero de hidrofilización que comprende unidades de betaína como se describe aquí, escogidas de aquellas de fórmulas (-SPE-), (-SPP-), (-SHPE-) y (-SHPP-), exhibe un peso molecular medio ponderal (Mw) que oscila de 20.000 a 500.000 g/mol. En otra realización, el polímero de hidrofilización que comprende unidades de betaína como se describe aquí, escogidas de aquellas de fórmulas (-SPE-), (-SPP-), (-SHPE-) y (-SHPP-), exhibe un peso molecular medio ponderal (Mw) que oscila de 30.000 a 80.000 g/mol. En otra realización, el polímero de hidrofilización que comprende unidades de betaína como se describe aquí, escogidas de aquellas de fórmulas (-SPE-), (-SPP-), (-SHPE-) y (-SHPP-), exhibe un peso molecular medio ponderal (Mw) que oscila de 40.000 a 60.000 g/mol. En aún otra realización, el polímero de hidrofilización que comprende unidades de betaína como se describe aquí tiene las fórmulas (-SPE-) o (-SPP-), y exhibe un peso molecular medio ponderal (Mw) que oscila de 40.000 a 60.000 g/mol.

En una realización, el polímero de hidrofilización es un polímero anfolítico. En tal realización, el polímero de hidrofilización es tal que el monómero A^b comprende un grupo catiónico, y el monómero B^a está presente y comprende un grupo aniónico.

El monómero A^b, en tal realización, comprende un monómero catiónico. El monómero catiónico puede comprender un grupo amonio de fórmula -NR3+, en la que R, que es idéntico o diferente, representa un átomo de hidrógeno, un grupo alquilo que comprende 1 a 10 átomos de carbono, o un grupo bencilo, que opcionalmente porta un grupo hidroxilo, y comprende un anión (contraión). Ejemplos de aniones son haluros tales como cloruros y bromuros, sulfatos, hidrosulfatos, alquilsulfatos (por ejemplo que comprenden 1 a 6 átomos de carbono), fosfatos, citratos, formiatos, y acetatos.

Ejemplos de monómeros catiónicos incluyen

- (met)acrilatos de aminoalquilo, aminoalquil(met)acrilamidas,

- monómeros, que incluyen particularmente (met)acrilatos y derivados de (met)acrilamidas, que comprenden al menos una función amina secundaria, terciaria o cuaternaria, o un grupo heterocíclico que contiene un átomo de nitrógeno, vinilamina o etilenimina;

- sales de dialildialquilamonio;

- sus mezclas, sus sales, y macromonómeros que derivan de las mismas;

- (met)acrilato de dimetilaminoetilo, (met)acrilato de dimetilaminopropilo, (met)acrilato de ditercbutilaminoetilo, dimetilaminometil(met)acrilamida, dimetilaminopropil(met)acrilamida;

- etilenimina, vinilamina, 2-vinilpiridina, 4-vinilpiridina;

- cloruro de (met)acrilato de trimetilamonioetilo, metilsulfato de (met)acrilato de trimetilamonioetilo, cloruro de (met)acrilato de bencildimetilamonioetilo, cloruro de acrilato de 4-benzoilbencildimetilamonioetilo, cloruro de trimetilamonioetil(met)acrilamida (también denominada 2-(acriloxi)etiltrimetilamonio, TMAEAMS), metilsulfato de (met)acrilato de trimetilamonioetilo (también denominado 2-(acriloxi)etiltrimetilamonio, TMAEAMS), cloruro de trimetilamoniopropil(met)acrilamida, cloruro de vinilbencil trimetilamonio,

- cloruro de dialildimetilamonio,

monómeros que tienen la siguiente fórmula A(II):

- en la que

- R1 es un átomo de hidrógeno o un grupo metilo o etilo;

- R2, R3, R4, R5 y R6, que son idénticos o diferentes, son grupos alquilo, hidroxialquilo o aminoalquilo de C1-C6, preferiblemente de C1-C4, lineales o ramificados;

- m es un número entero de 0 a 10, por ejemplo 1;

- n es un número entero de 1 a 6, preferiblemente 2 a 4;

- Z representa un grupo -C(O)O- o -C(O)NH- o un átomo de oxígeno;

- A representa un grupo (CH2)p, siendo p un número entero de 1 a 6, preferiblemente de 2 a 4;

- B representa una cadena de polimetileno de C2-C12, típicamente C3-C6, lineal o ramificada, opcionalmente interrumpida por uno o más heteroátomos o heterogrupos, en particular O o NH, y opcionalmente sustituida con uno o más grupos hidroxilo o amino, preferiblemente grupos hidroxilo;

- X-, que son idénticos o diferentes, representan contraiones (los monómeros según la fórmula A(I) se etiquetan generalmente como un “DIQUAT”), y

- sus mezclas, y macromonómeros que derivan de los mismos.

Otros monómeros catiónicos incluyen compuestos de fórmula general A(I):

en la que:

- R1 y R4, independientemente entre sí, representan un átomo de hidrógeno o un grupo alquilo de C1-C6 lineal o ramificado;

- R2 y R3, independientemente entre sí, representan un grupo alquilo, hidroxialquilo o aminoalquilo, en el que el grupo alquilo es una cadena de C1-C6 lineal o ramificada, preferiblemente un grupo metilo;

- n y m son números enteros entre 1 y 3;

- X- representa un contraión que es compatible con la naturaleza soluble o dispersable en agua del polímero; En una realización, X se selecciona del grupo de aniones haluro, aniones sulfato, aniones hidrogenosulfato, aniones fosfato, aniones citrato, aniones formiato, o aniones acetato.

En realización adicional, el monómero A^b es cloruro de dimetildialilamonio (DADMAC para cloruro de dialildimetilamonio). En otra realización, el monómero A^b comprende el monómero de fórmula A(I). En aún otra realización, el monómero A^b comprende el monómero de fórmula A(II).

En una realización, el monómero B^a comprende un grupo aniónico. Más específicamente, el monómero B^a puede comprender ácidos de C3-C8 carboxílicos, sulfónicos, sulfúricos, fosfónicos o fosfóricos, solubles en agua, que contienen insaturación monoetilénica, sus anhídridos, y sus sales solubles en agua.

En una realización, el monómero B^a puede comprender ácido acrílico, ácido metacrílico, ácido a-etacrílico, ácido p,pdimetacrílico, ácido metilenomalónico, ácido vinilacético, ácido alilacético, ácido etilidenacético, ácido propilidenacético, ácido crotónico, ácido maleico, ácido fumárico, ácido itacónico, ácido citracónico, ácido mesacónico, N-metacriloilalanina, N-acriloilhidroxiglicina, acrilato de sulfopropilo, acrilato de sulfoetilo, metacrilato de sulfoetilo, metacrilato de sulfoetilo, ácido estirenosulfónico, ácido vinilsulfónico, ácido vinilfosfónico, acrilato de fosfoetilo, acrilato de fosfonoetilo, acrilato de fosfopropilo, acrilato de fosfonopropilo, metacrilato de fosfoetilo, metacrilato de fosfonoetilo, metacrilato de fosfopropilo y metacrilato de fosfonopropilo, y las sales de amonio y de metales alcalinos de estos ácidos.

En una realización típica, el monómero B^a comprende ácido acrílico o ácido metacrílico, o las sales de amonio o de metales alcalinos de estos ácidos.

En algunas realizaciones, la relación molar de monómero A^b a monómero B^a (a veces denominada aquí como “relación molar monómero A^b/monómero B^a”) está entre 1/5 y 9/10, respectivamente. En una realización, el monómero A^b/monómero B^a la relación molar está entre 1/4 y 4/5, respectivamente. En otra realización, el monómero A^b/monómero B^a la relación molar está entre 1/2 y 4/6, respectivamente. En otra realización, el monómero A^b/monómero B^a la relación molar es alrededor de 1/2, respectivamente. En aún otra realización, el monómero A^b/monómero B^a la relación molar es alrededor de 4/6, respectivamente.

En realizaciones alternativas, la relación monómero A^b/monómero B^a tiene un límite inferior elegido escogido de uno de los siguientes: 1/6, 1/5 o 1/4 o 1/2, respectivamente. En otra realización, la relación molar monómero A^b/monómero B^a tiene un límite superior escogido de uno de los siguientes: 9/10, o 4/5, o 7/10, o 3/5 o 1/2, respectivamente.

En una realización, el polímero de hidrofilización comprende uno de los siguientes:

- Copolímero de DADMAC/ácido acrílico;

- Copolímero de DADMAC/ácido metacrílico;

- Copolímero de DIQUAT/ácido acrílico; o

- Copolímero de DIQUAT/ácido metacrílico.

Dicho polímero de hidrofilización también puede comprender al menos una unidad que es no iónica o no ionogénica al pH de la composición o al pH de uso de la composición que comprende el polímero de hidrofilización, y/o al menos una unidad que es aniónica o potencialmente aniónica al pH de la composición o al pH de uso de la composición que comprende el polímero de hidrofilización.

En una realización, el monómero A^b puede comprender, como límite superior, hasta 40% en peso, o hasta 50% en peso, o hasta 60% en peso, hasta 70% en peso, o hasta 80% en peso, o hasta 90% en peso del polímero de hidrofilización o de las unidades monoméricas. En otra realización, el monómero A^b puede comprender, como límite inferior, 1% en peso, o 2% en peso, o 10% en peso, o 70% en peso, u 80% en peso, o hasta 90% en peso del polímero de hidrofilización o de las unidades de monómero.

Los copolímeros como se describen aquí se pueden obtener según las técnicas conocidas para preparar copolímeros, en particular mediante polimerización mediada por radicales de los monómeros de partida etilénicamente insaturados que son compuestos conocidos o que pueden ser obtenidos fácilmente por un experto en la técnica usando procedimientos sintéticos convencionales de química orgánica. En una realización, la polimerización o copolimerización mediada por radicales del polímero de hidrofilización se lleva a cabo en ausencia o ausencia sustancial de agente de reticulación añadido. Como resultado, la hidrofilización del suelo no contiene, contiene una cantidad mínima o contiene un número insignificante de grupos reticulados intraparticularmente, dando como resultado un polímero que es dispersable en agua o soluble en agua. Por el contrario, los polímeros que están significativamente reticulados se vuelven hinchables en agua, dando como resultado polímeros que “gelifican” en lugar de ser solubles en agua o dispersables en agua.

En otra realización, los tratamientos del suelo incluyen recubrir una semilla de dicha planta con una composición que comprende el polímero de hidrofilización como se describe aquí. Dichos métodos y tratamientos aumentan la emergencia, el crecimiento y el establecimiento de las plántulas, en comparación con las semillas no recubiertas con dicho polímero.

En una realización, la semilla es una semilla de gramínea, que incluye, pero no se limita a lo siguiente: raigrás perenne (Lolium perenne), festuca alta (Festuca arundinacea), hierba azul de Kentucky (Poa pratensis), festuca azul (Festuca longifolia) y festuca de Chewing (Festuca rubra commutata), Paspalum vaginatum, o festuca roja rastrera.

En una realización, la semilla es de la especie de cultivo o planta que incluye, pero no se limita a, maíz (Zea mays), Brassica sp. (por ejemplo, B. napus, B. rapa, B. juncea), alfalfa (Medicago sativa), arroz (Oryza sativa), centeno (Secale cereale), sorgo (Sorghum bicolor, Sorghum vulgare), mijo (por ejemplo, mijo perla (Pennisetum glaucum), mijo proso (Panicum miliaceum), mijo cola de zorro (Setaria italica), mijo de dedo (Eleusine coracana)), girasol (Helianthus annuus), cártamo (Carthamus tinctorius), trigo (Triticum aestivum), soja (Glycine max), tabaco (Nicotiana tabacum), patata (Solanum tuberosum), cacahuete (Arachis hypogaea), algodón (Gossypium barbadense, Gossypium hirsutum), batata (Ipomoea batatus), mandioca (Manihot esculenta), café (Cofea spp.), coco (Cocos nucifera), piña (Ananas comosus), cítricos (Citrus spp.), cacao (Theobroma cacao), té (Camellia sinensis), plátano (Musa spp.), aguacate (Persea americana), higo (Ficus casica), guayaba (Psidium guajava), mango (Mangifera indica), aceituna (Olea europaea), papaya (Carica papaya), anacardo (Anacardium occidentale), macadamia (Macadamia integrifolia), almendra (Prunus amygdalus), remolacha azucarera (Beta vulgaris), caña de azúcar (Saccharum spp.), avena, cebada, hortalizas, ornamentales, plantas leñosas tales como coníferas y árboles de hoja caduca, calabacín amarillo, calabaza, cáñamo, calabacín verde, manzana, pera, membrillo, melón, ciruela, cereza, melocotón, nectarina, albaricoque, fresa, uva, frambuesa, mora, soja, sorgo, caña de azúcar, colza, trébol, zanahoria, y Arabidopsis thaliana.

En una realización, la semilla es de cualquier especie vegetal, incluyendo, pero sin limitarse a, tomates (Lycopersicon esculentum), lechuga (por ejemplo, Lactuca sativa), judía (Phaseolus vulgaris), garrofón (Phaseolus limensis), guisantes (Lathyrus spp.), coliflor, brócoli, nabo, rábano, espinaca, espárrago, cebolla, ajo, pimiento, apio, y miembros del género Cucumis, tal como pepino (C. sativus), melón cantalupo (C. cantalupensis) y melón almizclero (C. melo).

En una realización, la semilla es de cualquier especie ornamental, incluyendo, pero sin limitarse a, hortensia (Macrophylla hydrangea), hibisco (Hibiscus rosasanensis), petunias (Petunia hybrida), rosas (Rosa spp.), azalea (Rhododendron spp.), tulipanes (Tulipa spp.), narcisos (Narcissus spp.), clavel (Dianthus caryophyllus), flor de pascua (Euphorbia pulcherrima), y crisantemo.

En una realización, la semilla es de cualquier especie de conífera, incluyendo, pero sin limitarse a, pinos coníferas tales como pino taeda (Pinus taeda), pino ellioti (Pinus elliotii), pino ponderosa (Pinus ponderosa), pino contorta (Pinus contorta), y pino de Monterrey (Pinus radiata), abeto de Douglas (Pseudotsuga menziesii); tsuga del Canadá (Tsuga canadensis); picea blanca (Picea glauca); secuoya roja (Sequoia sempervirens); abetos verdaderos tales como el abeto del Pacífico (Abies amabilis) y el abeto balsámico (Abies balsamea); y cedros como el cedro rojo occidental (Thuja plicata) y el cedro amarillo de Alaska (Chamaecyparis nootkatensis).

En una realización, la semilla es de cualquier especie de planta leguminosa, incluyendo, pero sin limitarse a, judías y guisantes. Las judías incluyen guar, algarrobilla, fenogreco, soja, alubias, caupí, judía mungo, garrofón, habas, lentejas, garbanzos, guisante, frijol polilla, habas, frijol riñón, lentejas, judía seca, etc. Las legumbres incluyen, pero no se limitan a, Arachis, por ejemplo, cacahuete, Vicia, por ejemplo, arveja corona, arveja vellosa, judía adzuki, judía mungo, y garbanzo, Lupinus, por ejemplo lupino, trifolium, Phaseolus, por ejemplo judía común y garrafón, Pisum, por ejemplo judia de campo, Melilotus, por ejemplo trébol, Medicago, por ejemplo alfalfa, Lotus, por ejemplo trébol, lente, por ejemplo lentejas, y falso índigo. Los forrajes y céspedes típicos para uso en las composiciones y métodos descritos aquí incluyen, pero no se limitan a, alfalfa, hierba de huerto, festuca alta, raigrás perenne, hierba doblada rastrera, alfalfa, trébol de patas de pájaro, trébol, especies de stylosanthes, lotononis bainessii, esparceta, y Agrostis gigantea. Otras especies de gramínea incluyen cebada, trigo, avena, centeno, pasto de huerto, pasto de Guinea, sorgo o planta de césped.

En otra realización, la semilla se selecciona de los siguientes cultivos o vegetales: maíz, trigo, sorgo, soja, tomate, coliflor, rábano, repollo, cánola, lechuga, centeno, pastos, arroz, algodón, girasol, y similares.

Se entiende que el término “semilla” o “plántula” no se limita a un tipo específico o particular de especie o semilla. El término “semilla” o “plántula” puede referirse a semilla de una sola especie vegetal, una mezcla de semillas de múltiples especies vegetales, o una mezcla de semillas de diversas variedades dentro de una especie vegetal. En una realización, las semillas de cultivos incluyen, pero no se limitan a, semillas de arroz, maíz, trigo, cebada, avena, soja, algodón, girasol, alfalfa, sorgo, colza, remolacha, tomate, haba, zanahoria, tabaco, o de flores.

La composición de recubrimiento de semillas también puede comprender un aglutinante. El aglutinante (o cualquiera de las capas) puede ser melazas, azúcar granulado, alginatos, goma karaya, goma jaguar, goma de tragacanto, goma de polisacárido, mucílago, gelatina, poliacetatos de vinilo, copolímeros de poliacetato de vinilo, polialcoholes vinílicos, copolímeros de polialcohol vinílico, polímeros de estireno-acrilato, polímeros de estireno-butadieno, celulosas (incluyendo etilcelulosas y metilcelulosas, hidroxipropilcelulosas, hidroximetilcelulosas, hidroximetilpropilcelulosas), polivinilpirrolidonas, dextrinas, maltodextrinas, polisacáridos, grasas, aceites, proteínas, gomas arábigas, gomas laca, cloruros de vinilideno, copolímeros de cloruro de vinilideno, lignosulfonatos de calcio, copolímeros acrílicos, almidones, almidones derivatizados, poliacrilatos de vinilo, zeínas, carboximetilcelulosa, quitosano, polióxido de etileno, polímeros y copolímeros de acrilamida, poliacrilato de hidroxietilo, monómeros de metilacrilimida, alginato, etilcelulosa, policloropreno, jarabes, o cualquier combinación de los mismos.

En otra realización, la composición de recubrimiento de semillas contiene al menos un ingrediente activo. El ingrediente activo puede ser una o más herbicidas, reguladores del crecimiento vegetal, desecantes de cultivos, fungicidas, bactericidas, bacteriostáticos, insecticidas, repelentes de insectos, herbicidas de triazina, herbicidas de sulfonilurea, uracilos, herbicidas de urea, herbicidas de acetanilida, herbicidas de organofosfonato, sales de glifosato, esteres de glifosato, fungicidas de nitrilo oxima, fungicidas de imidazol, fungicidas de triazol, fungicidas de sulfenamida, fungicidas de ditiocarbamato, compuesto aromático clorado, fungicidas de dicloroanilina, insecticidas de carbamato, insecticidas de organotiofosfato, insecticidas orgánicos perclorados, metoxicloro, acaricidas, sulfito de propinilo, acaricidas de triazapentadieno, acaricidas aromáticos clorados, tetradifon, acaricidas de dinitrofenol, binapacrilo, o cualquier mezcla de los mismos.

En una realización, el suelo se puede tratar usando el polímero de hidrofilización como se describe aquí, directamente o como parte de una composición. En una realización, la hidrofilización del suelo es parte de una composición de tratamiento de suelo, en la que la composición de tratamiento de suelo comprende: el polímero de hidrofilización; agua; y un tensioactivo opcional. En otra realización, el polímero de hidrofilización es parte de una partícula compuesta que comprende una partícula de suelo, tal como por ejemplo una partícula de arena, y uno o más polímeros de hidrofilización descritos aquí. Esta realización se puede usar, por ejemplo, como un tratamiento de escarificado, en la que la arena o partícula de suelo se mezcla con la partícula de hidrofilización del suelo aparte del campo o área de tratamiento, después se aplica al campo o área de terreno diana, por ejemplo campo de golf o campo de atletismo durante la construcción del mismo.

El polímero de hidrofilización (directamente o como parte de una composición), en una realización, se pone en contacto con el suelo en una cantidad eficaz para aumentar la hidrofilia del suelo en comparación con el suelo sin el polímero de hidrofilización. En una realización, la composición de aditivo de suelo se pone en contacto con el suelo en una cantidad eficaz para aumentar la duración del agua disponible para las plantas del suelo en comparación con el suelo sin el polímero de hidrofilización. La duración (tiempo) del agua disponible para la planta se puede aumentar, en una realización, hasta más de 30% en comparación con el suelo sin el polímero de hidrofilización. La duración (tiempo) del agua disponible para la planta se puede aumentar, en una realización, hasta más de 40% en comparación con el suelo sin el polímero de hidrofilización. La duración (tiempo) del agua disponible para la planta se puede aumentar, en una realización, hasta más de 50% en comparación con el suelo sin el polímero de hidrofilización. La duración (tiempo) del agua disponible para la planta se puede aumentar, en otra realización, hasta más de 60% en comparación con el suelo sin el polímero de hidrofilización. La duración (tiempo) del agua disponible para la planta se puede aumentar, en aún otra realización, hasta más de 70% en comparación con el suelo sin el polímero de hidrofilización.

En una realización, la cantidad eficaz es una cantidad de composición de aditivo de suelo o polímero de hidrofilización mayor que 0,1 ppm de suelo. En otra realización, la cantidad eficaz es una cantidad de composición de aditivo de suelo o polímero de hidrofilización mayor que 1 ppm de suelo. En otra realización, la cantidad eficaz es una cantidad de composición de aditivo de suelo o polímero de hidrofilización mayor que 10 ppm de suelo. En otra realización, la cantidad eficaz es una cantidad de composición de aditivo de suelo o polímero de hidrofilización mayor que 50 ppm de suelo. En otra realización, la cantidad eficaz es una cantidad de composición de aditivo de suelo o polímero de hidrofilización mayor que 100 ppm de suelo. En otra realización, la cantidad eficaz es una cantidad de composición de aditivo de suelo o polímero de hidrofilización mayor que 600 ppm de suelo. Una ppm equivale a 1 miligramo de algo por litro de agua (mg/l), o, en el contexto del suelo, 1 miligramo de algo por kilogramo de suelo (mg/kg). En otra realización, la cantidad eficaz es una cantidad de composición de aditivo de suelo o polímero de hidrofilización mayor que 400 ppm de suelo.

En otra realización, el polímero de hidrofilización se pone en contacto con el suelo en una cantidad eficaz para aumentar las características de las raíces de una planta en comparación con el suelo sin el polímero de hidrofilización. Las características de las raíces pueden ser cualquiera de las siguientes, entre otras: longitud de las raíces, densidad de las raíces, área de la superficie de las raíces, o volumen de las raíces. El polímero de hidrofilización se puede poner en contacto con el suelo en una cantidad eficaz para aumentar la tasa de germinación de una planta en comparación con el suelo sin el polímero de hidrofilización. En una realización, la tasa de germinación se caracteriza por al menos una de las siguientes características: emergencia de semillas, densidad de plántulas, cobertura de plantas, rendimiento de plantas, y emergencia de plantas acelerada. El polímero de hidrofilización, en otra realización, se pone en contacto con el suelo en una cantidad eficaz para aumentar la capacidad de retención de agua del suelo en comparación con el suelo sin el polímero de hidrofilización.

En una realización, la composición de aditivo de suelo se pone en contacto con el suelo en una cantidad eficaz para aumentar la duración del agua disponible para las plantas del suelo en comparación con el suelo sin el polímero de hidrofilización. En otra realización, el suelo es suelo a granel. En otra realización, el suelo puede comprender un medio de arena. Los métodos incluyen la aplicación del medio de partículas de arena a un área de campo como una escarificación.

En otra realización, los métodos incluyen aumentar el crecimiento de una planta, que comprenden recubrir al menos parcialmente una semilla de dicha planta con un polímero que comprende:

monómero A^b que comprende al menos un grupo betaína o al menos un grupo catiónico; y

monómero B^a comprende al menos un grupo no iónico o al menos un grupo aniónico.

en los que el polímero es soluble en agua o dispersable en agua; y siempre que si el monómero Ab comprende un grupo catiónico, el monómero Ba comprende un grupo aniónico,

En otra realización, la semilla se recubre al menos parcialmente con uno o más polímeros como se describen aquí. La semilla puede recubrirse al menos parcialmente (o totalmente) con un compuesto adicional seleccionado de un aglutinante, un plaguicida, un fertilizante, o una combinación de los mismos.

En otra realización, se describen composiciones acuosas de tratamiento del suelo que comprenden:

1) el polímero de hidrofilización de suelo como se describe aquí;

2) agua; y

3) opcionalmente, un tensioactivo, un plaguicida, un fungicida, un regulador, o un fertilizante.

En otra realización, se describen aquí partículas compuestas que comprenden: (i) una partícula orgánica o inorgánica; y (ii) uno cualquiera o más polímeros como se describen aquí en contacto con dicha partícula. En una realización, la partícula orgánica o inorgánica es una partícula de suelo.

Experimentos

Se utilizó arena USGA (creepy CV30) usada en campo de golf (proveedor francés (SIFRACO)). La arena USGA tiene las siguientes características: 99% de Si02, puro tamaños de partículas: 75% entre 250 pm y 1 mm, con una d50 medida de 342 pm.

Tratamiento polimérico

Se utilizó una relación de 0,33 mg de polímero seco/g de arena CV30 (1,6 mg de polímero/g de arena). Se preparan 0,5 g de polímero seco/l, y se pone en contacto en una botella de plástico con la relación: 1 litro de disolución/1,5 kg de arena. La botella se agita durante 24 horas a temperatura ambiente. La arena se elimina mediante filtración a vacío en un embudo de vidrio fritado.

Preparación de la d isolución contaminante

Las agujas de pino se secan a ~ 35°C y se trituran con un molino de martillos equipado con una rejilla grande (2 mm). La extracción de las materias orgánicas (contaminantes) se realiza mezclando con agua en una botella de plástico el pino triturado, en las siguientes proporciones: 10 g de agujas de pino trituradas/100 ml de agua. La botella se agita durante 24 horas a temperatura ambiente. Para eliminar las agujas trituradas, la disolución se hacer pasar a través de dos tamices de 125 y 40 pm. Después, la disolución se centrifuga a 4000 rpm durante una hora. El sobrenadante se filtra con un filtro de papel, y, para lograr el procedimiento, se ultrafiltra con una membrana de 0,8 pm. La disolución obtenida es nuestra disolución contaminante (TQ).

Contaminación de la arena

La contaminación de la arena se realizó mezclando una relación constante de 150 g de arena/100 ml de disolución contaminante. La contaminación se lleva a cabo en una botella de plástico agitada durante 4 días a temperatura ambiente. A continuación, la disolución contaminante se elimina mediante filtración a vacío en un embudo de vidrio fritado, y la arena se seca a 35°C durante al menos 24 horas.

Enjuagado

Hemos realizado algunos enjuagues con agua; los detalles se encontrarán en el texto.

Ensayo de columna, ecuación de Washburn

Los rendimientos de los polímeros se cuantifican utilizando una configuración de infiltración casera, hecha de grandes columnas que permiten medidas cinéticas de la infiltración de agua por capilaridad. Esta técnica está inspirada en el método de Washburn (experimentos de ascenso capilar). Se ha utilizado una columna de vidrio de 30 cm de altura, con un diámetro interior de 2 cm, y parte inferior de vidrio fritado, en la que vertimos desde una altura constante y mediante un embudo fino 139 g de arena seca. A continuación, la columna se cuelga en una balanza, y su parte inferior se pone en contacto con agua desionizada. Registramos el ascenso capilar de agua, en peso, en función del tiempo.

Ecuación de Washburn:

dh _ R ¡ -pg 1 lu sco s 9 A

dt 877 h RstP§ J

Y R

con dh/dt = velocidad del frente de mojado (m.s-1), h = altura del frente de mojado (m), g = 9,81 m/s2, m = peso (kg), p = peso volumétrico del líquido (g/cm3), olv = energía superficial en la interfaz líquido/vapor (mN/m), 0 = ángulo de contacto en grados, n = viscosidad dinámica del fluido (kg.m-2.s-1), t = tiempo (s), et c = constante característica, R^d = radio hidrodinámico de los poros (m), R^st = radio estadístico de los poros para un paquete ideal de capilares paralelos (m).

• Cuando la presión hidrostática es despreciable con respecto a la presión capilar, h/p << 1 (primera parte de la curva), encontramos un comportamiento lineal:

• Cuando la presión hidrostática es comparable a la presión capilar, h = p (final de la curva), hay un equilibrio, y entonces se obtiene una altura y cantidad máximas de agua.

H^max = altura máxima del frente de mojado

En una arena tratada con el polímero de hidrofilización como se describe aquí, generalmente se observó que:

- Se observó que la calidad era consistentemente mejor. (Por el contrario, el césped no se establece ni sobrevive en arena sin tratar).

- Las calificaciones de clorofila fueron consistentemente mayores.

- El agua volumétrica del suelo fue generalmente mayor.

- Establecimiento de las semillas

Ejemplo 1:

Polímero adsorbido sobre arena desnuda (sin contaminantes) - Efecto de hidrofilización/retención de agua. Se sabe que la arena desnuda es naturalmente hidrófila. Los siguientes ejemplos ilustran que es posible mejorar la hidrofilia de la arena mediante la adsorción de polímeros. La Figura 1 da a conocer la cantidad de agua absorbida en la columna de arena al cuadrado en función del tiempo.

Con referencia a la Figura 1, la velocidad de absorción de agua y la cantidad total absorbida son mayores cuando la arena se trata previamente con DV9599 y DV9551. Según la ecuación de Washburn, siendo todos los parámetros son constantes (variación insignificante de ^olv, R^st,, ⁿ), esto demuestra que la hidrofilia de la arena aumentó a través de la adsorción del polímero. Como se usa aquí, DV9599 se refiere a un polímero de hidrofilización que comprende unidades de betaína, mientras que DV9551 se refiere a un polímero de hidrofilización que comprende polímeros anfolíticos (que comprenden: (i) monómero A^b que comprende al menos un grupo catiónico; y (i) monómero B^a que comprende al menos un grupo no iónico o al menos un grupo aniónico.)

Ejemplo 2

Con referencia a la Figura 2, se realizaron experimentos de ascenso capilar en diversas muestras. El blanco muestra la absorción de agua en función del tiempo sobre arena no contaminada (arena desnuda). Las otras dos curvas muestran (i) retención de agua de arena contaminada en contacto con un polímero de hidrofilización como se describe aquí, y (ii) retención de agua de arena contaminada en contacto sin un polímero de hidrofilización como se describe aquí.

La primera muestra, (arena contaminada con DV9599 enjuague), se pretrató con DV9599, con una relación polímero seco/arena CV30 de 0,33 mg/g (1,6 mg de DV9599/g de arena), se filtró, se contaminó mediante una disolución contaminante (TQ), se filtró, y se secó a 35°C durante 24 horas. Después, la muestra se enjuagó con agua (667 ml de agua/100 g de arena), y se secó durante 24 horas a 35°C antes de llenar la columna y proceder al experimento de ascenso capilar.

La otra muestra de arena, (arena contaminada sin polímero enjuague), se contaminó con una disolución contaminante (TQ), se filtró, y se secó a 35°C durante 24 horas. Después, la muestra se enjuagó con agua (667 ml de agua/100 g de arena), y se secó durante 24 horas a 35°C antes de llenar la columna y proceder al experimento de ascenso capilar.

Volviendo a la Figura 2, ésta ilustra la contaminación y el enjuague con agua de una hidrofobización subcrítica drástica de la arena con una menor absorción cinética combinada con mucha menos agua absorbida a través del ascenso capilar. Cuando la arena se pretrató con HC500 antes de la contaminación y el enjuague, obtenemos un mejor resultado. La presencia del polímero ayuda a prevenir el depósito y/o favorece la salida de algún contaminante (menor adhesión) a través del enjuague con agua (lluvia o riego del material en caso real): efecto de liberación del suelo (contaminante).

Cabe señalar que el ejemplo anterior se llevó a cabo en presencia de una alta concentración de contaminantes. Sin embargo, en un entorno del mundo real, se espera una contaminación lenta y gradual, con un efecto de liberación del suelo más espectacular.

Ejemplos 3 y 4

Con referencia a la Figura 3, el protocolo es el mismo que en el Ejemplo 2. Con referencia a la Figura 3, la disolución contaminante se diluyó en agua por un factor 2 (TQ/2). Se observó que la presencia del polímero como se describe aquí evita el depósito y/o ayuda a la salida de algún contaminante (menor adhesión) a través del enjuague con agua. Con referencia a la Figura 4, el protocolo es el mismo que en el Ejemplo 2. En este ejemplo, la disolución contaminante se diluyó en agua por un factor 4 (TQ/4). Se observó que la presencia del polímero como se describe aquí evita el depósito y/o ayuda a la salida de algún contaminante (menor adhesión) a través del enjuague con agua.

Ejemplo 5

Con referencia a la Figura 5, los experimentos se realizaron utilizando Raigrás Perenne. Se regaron macetas de 2,5” todos los días, aproximadamente 4 veces al día, hasta una semana. La cantidad de agua para la semana fue de aproximadamente 1” (de agua). El suelo seleccionado se sembró a una tasa de 10 libras/1000 pies cuadrados 3 repeticiones/tratamiento, en un diseño de bloque completo aleatorizado

Con referencia a la Figura 5, los tratamientos del sustrato fueron los siguientes:

a) 100% arena sola, como control (“arena”)

b) Mezcla de arena 100% ACA 3114 (“3114”)

c) Arena, mezcla de arena de / ” ACA 3114, Arena - Mid 3114 (centro de la maceta) (“Mid”)

d) Arena, mezcla Top de / ” ACA 3114 = Top 3114 (imita a la escarificación) (“Top”)

e) 90% de Arena/10% de Turba, solamente como control (“Turba”)

f) 90% de Arena/10% de 3114 (mezcla 90:10 de arena no tratada y tratada) (“Mezcla 3114”)

Con respecto al control de arena y el control de turba, la Mezcla 3114 y Top mostraron un mejor establecimiento Experimento 7

Se observó que el enraizamiento mejora independientemente de la composición de la mezcla de la zona de raíces. Con referencia a la Figura 7, la longitud de las raíces es mayor (aproximadamente mayor que 2x) en el suelo tratado en comparación con el control. Con referencia a la Figura 8, el área de la superficie de las raíces es mayor (aproximadamente hasta 2 veces mayor) en el suelo tratado en comparación con el control. Con referencia a la Figura 9, el volumen de las raíces es mayor (aproximadamente 1,5 a 2 veces mayor) en el suelo tratado en comparación con el control. Con referencia a la Figura 10, la densidad de longitud de las raíces es mayor (aproximadamente 2 veces mayor) en el suelo tratado en comparación con el control.

Ejemplo 8

Capacidad de retención de agua: Los suelos utilizados en este experimento fueron arena de grado green (césped de golf), arena de grado green repelente al agua preparada sintéticamente (del mismo lote que el anterior), y un suelo franco subríticamente hidrófugo de origen natural.

Para el tratamiento a 150 ppm p/p de DV 9599/suelo, se añadieron 0,69075 g de DV 9599 (20% de i.a.) a un vaso de precipitados de 250 ml, y se llenó hasta 150 g con agua desionizada, y se dejó mezclar en una placa de agitación. Después de mezclar, toda la disolución de 150 ml se pulverizó sobre 921 g del suelo de ensayo usando un pulverizador manual mientras se mezclaba a mano continuamente. Este procedimiento se repitió para cada una de las tasas de tratamiento variables ajustando la cantidad de DV 9599 para producir tratamientos de 300 y 600 ppm p/p de DV 9599/suelo. También se realizó un control sin tratar para cada suelo pulverizando 150 ml de agua desionizada sobre cada suelo, y mezclando.

Las columnas de suelo se ensamblaron fijando un trozo de papel de filtro y un tamiz al fondo de la columna. Las columnas se llenaron con 150 g de suelo franco tratado, o 200 g de arena repelente tratada de grado green. Una vez que se llenaron las columnas, se trasladaron al invernadero para imitar más de cerca las condiciones ambientales. Las columnas de suelo se regaron a la capacidad de campo colocando las columnas en una bandeja y llenándola con agua hasta la altura del suelo en las columnas. También se vertió agua a través de la parte superior de las columnas para asegurar la saturación. Una vez saturadas las columnas, se retiraron de la bandeja y se dejaron escurrir durante 24 horas.

Comenzando después de 24 horas, las columnas se pesaron entonces diariamente para monitorear la retención de agua a lo largo del tiempo. Las columnas se dejaron secar, y el ciclo se repitió dos veces. Cada tratamiento se repitió tres veces.

Con referencia a las Figuras 10, 11 y 12, capacidad de retención de agua en arena humectable (ángulo de contacto = 0°) tratada a 150, 300 y 600 ppm, la capacidad de retención de agua se aumentó en los tres ciclos, con incrementos máximos en agua gravimétrica de 12,6%, 11,1% y 34,6%, respectivamente.

En arena repelente (ángulo de contacto = 120°), todos los tratamientos aumentaron la capacidad de retención de agua en comparación con un control a lo largo de los ciclos. El tratamiento a 150 ppm dio como resultado un aumento máximo en el contenido de agua gravimétrica de 5428%, y los tratamientos a 300 ppm y 600 ppm aumentaron el agua gravimétrica en 5370% y 5220%, respectivamente.

En suelo franco (ángulo de contacto = 70°), el tratamiento con DV 9599 tuvo menos efecto. El mayor aumento en el contenido de agua gravimétrica fue 8,7% a 300 ppm. Los tratamientos a 150 ppm y 600 ppm dieron como resultado aumentos máximos de agua gravimétrica de 2,8% y 4,0%.

En arena, el tratamiento a 600 ppm dio como resultado un aumento de 11,3% en el contenido de agua del agregado a través de ambos ciclos de secado. Los tratamientos a 300 ppm y 150 ppm aumentaron el contenido de agua del agregado en un 9,5% y un 9,6%, respectivamente.

Con referencia a la Figura 13, se observó que la tasa de tratamiento en suelo franco tenía poco efecto sobre el contenido de agua del agregado. Los tratamientos a 150 ppm y 600 ppm no tuvieron ningún efecto positivo. El tratamiento a 300 ppm dio como resultado un aumento mínimo de 2,8%. En la arena repelente, todos los tratamientos aumentaron drásticamente el contenido de agua del agregado con el tiempo, ya que el control no retuvo el agua. El tratamiento de 150 ppm aumentó el agua del agregado en 5168%. El tratamiento a 300 ppm aumentó el agua del agregado en 5137%, y el tratamiento a 600 ppm aumentó el agua del agregado en 4995%. DV 9599 aumentó la capacidad de retención de agua en una arena humectable, aunque no hasta el grado en un sistema hidrófugo. En un suelo franco, hubo poco efecto.

Ejemplo 9

Este ejemplo ilustra el efecto de DV9995 (i) cuando se aplica como tratamiento de escarificación sobre la calidad del césped, y (ii) sobre el contenido de agua volumétrica del suelo. Como se usa en este ejemplo, ACA 3114 se refiere a partícula o partículas de arena tratadas con el polímero de hidrofilización, DV9995. Control = arena no tratada. Los tratamientos de escarificación se aplicaron a la arena.

Con referencia a la Figura 14, a un reemplazo de ET del 70%, se observó que la calidad del césped fue mejor que en el control no tratado y en las parcelas escarificadas con arena no tratada, en todas las fechas de medida de la calidad. Este nivel de reemplazo de ET no es infrecuente en los campos de golf, y es un nivel bajo de riego deficitario.

Con referencia a la Figura 15, a un reemplazo de ET del 50%, se observó que la calidad del césped fue mejor que en el control no tratado y en las parcelas escarificadas con arena no tratada, en todas las fechas de medida de la calidad. Esto se considera riego deficitario severo.

Con referencia a las Figuras 16 y 17, los gráficos ilustran la VWC relativa entre parcelas escarificadas con ACA 3114, parcelas escarificadas con arena no tratada y el control no tratado.

Ejemplo 10

Este ejemplo ilustra cómo DV9551 afecta la capacidad de retención de agua en dos tipos de suelo, así como cómo DV9551 se infiltra en el perfil de suelo con diferentes cantidades de riego. Los suelos utilizados en este experimento fueron (i) arena de grado green, (ii) arena de grado green repelente al agua preparada sintéticamente del mismo lote que el anterior (a veces denominada aquí “arena repelente”), y (iii) suelo franco natural subcríticamente repelente al agua.

Para el tratamiento a 150 ppm p/p de DV9551/suelo, se añadieron 0,69075 g de DV9551 (20% i.a.) a un vaso de precipitados de 250 ml, y se llenó hasta 150 g con agua desionizada y se dejó mezclar en una placa de agitación. Después de mezclar, toda la disolución de 150 ml se pulverizó sobre 921 g del suelo de ensayo usando un pulverizador manual mientras se mezclaba a mano continuamente. Este procedimiento se repitió para cada una de las tasas de tratamiento variables ajustando la cantidad de DV9551 para producir tratamientos de 300 y 600 ppm p/p de DV9551/suelo. También se realizó un control sin tratar para cada suelo pulverizando 150 ml de agua desionizada sobre cada suelo, y mezclando.

Las columnas de suelo se ensamblaron fijando un trozo de papel de filtro y un tamiz al fondo de la columna. Las columnas se llenaron con 150 g de suelo franco tratado, o 200 g de arena repelente tratada de grado green. Una vez que se llenaron las columnas, se trasladaron al invernadero para imitar más de cerca las condiciones ambientales. Las columnas de suelo se regaron a la capacidad de campo colocando las columnas en una bandeja y llenándola con agua hasta la altura del suelo en las columnas. También se vertió agua a través de la parte superior de las columnas para asegurar la saturación. Una vez saturadas las columnas, se retiraron de la bandeja y se dejaron escurrir durante 24 horas.

Comenzando después de 24 horas, las columnas se pesaron entonces diariamente para monitorizar la capacidad retención de agua a lo largo del tiempo. Las columnas se dejaron secar, y el ciclo se repitió dos veces. Cada tratamiento se repitió tres veces.

Arena repelente mezclada (50% humectable, 50% repelente, ángulo de contacto = 110°) y suelo franco natural subcríticamente repelente al agua (ángulo de contacto = 70°) se trataron cada uno con 150 ppm p/p DV9551/suelo siguiendo el procedimiento descrito en este Ejemplo 10. Se incluyó un control para cada grupo tratando los suelos con 150 ml de H2O destilada. Cada tratamiento se repitió tres veces

Las columnas de suelo se ensamblaron según el procedimiento descrito anteriormente; cada columna se llenó con exactamente seis pulgadas de suelo. Las columnas se regaron con 51,5, 38,6, 25,8 o 12,8 ml de agua, correspondientes a 1,0, 0,75, 0,5 y 0,25 pulgadas de riego. Las columnas se dejaron reposar durante 24 horas después del riego. Después de 24 horas, se tomó un núcleo de seis pulgadas de largo de cada columna usando un descorazonador de suelo de una pulgada de diámetro. El núcleo se dividió en secciones de una pulgada, y se tomaron muestras y se colocaron en una bandeja de aluminio para secar al aire durante dos semanas. El ángulo de contacto para cada muestra se determinó usando el tensiómetro Krüss, y se comparó con la curva de calibración creada midiendo el ángulo de contacto de cada suelo diferente tratado a diversas tasas de DV9551 para detectar la colocación del polímero en el perfil del suelo.

Con referencia a las Figuras 18 y 19, en arena humectable (ángulo de contacto = 0°) tratada a 300 y 600 ppm, la capacidad de retención de agua aumentó en siete de ocho ciclos, con incrementos máximos en agua gravimétrica de 29,5% y 34,6%, respectivamente. Con referencia a la Figura 20, el tratamiento a 150 ppm tuvo un efecto menor; aumento de 7,2% en agua gravimétrica en comparación con un control no tratado.

Haciendo referencia nuevamente a las Figuras 18, 19 y 20, en arena repelente (ángulo de contacto = 120°), todos los tratamientos aumentaron la capacidad de retención de agua en comparación con un control a lo largo de los ocho ciclos. El tratamiento a 150 ppm dio como resultado un aumento máximo en el contenido de agua gravimétrica de 130%, y los tratamientos a 300 ppm y 600 ppm aumentaron el agua gravimétrica en 153% y 123%, respectivamente.

Haciendo referencia nuevamente a las Figuras 18, 19 y 20, en suelo franco (ángulo de contacto = 70°), el tratamiento con DV9551 tuvo un efecto menor. El mayor aumento en el contenido de agua gravimétrica fue 44,4% a 150 ppm. Los tratamientos a 300 ppm y 600 ppm dieron como resultado aumentos de agua gravimétrica de 20,3% y 17,3%.

Con referencia a la Figura 21, en arena, el tratamiento a 600 ppm dio como resultado un aumento de 18% en el contenido de agua del agregado a lo largo de los ocho ciclos de secado. Los tratamientos a 300 ppm y 150 ppm aumentaron el contenido de agua del agregado en un 15,2% y un 4,1%, respectivamente.

Con referencia nuevamente a la Figura 21, la tasa de tratamiento en suelo franco tuvo un efecto menor sobre el contenido de agua del agregado. Los tratamientos a 150 ppm y 600 ppm aumentaron de manera similar el contenido de agua del agregado en un 7,5% y 6,5%. El tratamiento a 300 ppm resultó en un aumento mínimo.

Con referencia nuevamente aún a la Figura 21, en arena repelente, todos los tratamientos aumentaron drásticamente el agua del agregado. El tratamiento de 150 ppm aumentó el agua del agregado en un 69%. El tratamiento a 300 ppm aumentó el agua del agregado en 73%, y el tratamiento a 600 ppm aumentó el agua del agregado en 55%.

La Figura 21 ilustra que DV9551 aumentó efectivamente la capacidad de retención de agua en ambas arenas, más en la arena repelente, mientras que tuvo menos efecto en el suelo franco. Las diferencias en la capacidad de retención de agua entre la arena repelente y la arena humectable son mayores que entre la arena humectable y el suelo franco. Además, DV9551 parece persistir en el suelo. A lo largo de los ocho ciclos de secado, DV9551 aumentó el contenido de agua a las tres tasas en arenas repelentes y humectables. En suelo franco, el contenido de agua aumentó principalmente a 150 ppm y 600 ppm.

Con referencia a la Tabla I, tanto en arena repelente mezclada como en suelo franco, DV9551 se puede infiltrar en el perfil del suelo con bastante facilidad. En suelo franco, por ejemplo, DV9551 se infiltrará seis pulgadas en el perfil del suelo con una pulgada de riego. Con 0,75 pulgadas de riego, DV9551 se infiltrará cinco pulgadas, quedando más en las cuatro pulgadas por encima. Esta tendencia continúa a la baja a través de 0,25 pulgadas de riego.

Tabla I. Efecto del volumen de riego sobre la cantidad de DV9551 que queda en un perfil de suelo franco. (n/d indica ue el olímero no fue detectable

Con referencia a la Tabla II, en arena repelente mezclada, hay más variabilidad. Sin embargo, con cualquier cantidad de riego, DV9551 se puede infiltrar seis pulgadas en el perfil, proporcionando 0,75” la distribución más uniforme del polímero.

Tabla II. Efecto de volumen del riego sobre la cantidad de DV9551 que queda en un perfil de arena repelente m z l n in i l lím r n f l

Claims (15)

REIVINDICACIONES

1. Una composición de aditivo de suelo, que comprende:

un polímero que comprende:

(i) monómero A^b que comprende al menos un grupo betaína o al menos un grupo catiónico; y

(ii) monómero B^a comprende al menos un grupo no iónico o al menos un grupo aniónico.

en los que el polímero es soluble en agua o dispersable en agua; y siempre que si el monómero A^b comprende un grupo catiónico, el monómero B^a comprende un grupo aniónico; y

una semilla recubierta al menos parcialmente por el polímero.

2. La composición de aditivo de suelo de la reivindicación 1, en la que el grupo betaína se escoge de

a) - alquilsulfonatos o -fosfonatos de acrilatos o metacrilatos de dialquilamonioalquilo, dialquilamonioalquilacrilamidas o -metacrilamidas;

b) - monómeros de betaína heterocíclica;

c) - alquilsulfonatos o -fosfonatos de dialquilamonioalquilalílicos;

d) - alquilsulfonatos o -fosfonatos de dialquilamonioalquiliestirenos;

e) -

o

f) - fosfobetaínas.

3. La composición de aditivo de suelo de la reivindicación 1, en la que el grupo betaína es un grupo correspondiente a la fórmula (I):

en la que:

Rⁱ es hidrógeno o metilo,

R² y R³ se escogen, cada uno independientemente, de hidrógeno o grupos alquilo que tienen de 1 a 6 átomos de carbono,

Y¹ es un grupo divalente de fórmula -O- o NR² ,

Z- es SO³-,

m es 2 o 3, y

n es 1-6.

4. La composición de aditivo de suelo de la reivindicación 1, en la que el monómero A^b que comprende el grupo betaína se selecciona de:

metacrilato de sulfopropildimetilamonioetilo (SPE),

metacrilato de sulfoetildimetilamonioetilo,

metacrilato de sulfobutildimetilamonioetilo,

metacrilato de sulfohidroxipropildimetilamonioetilo (SHPE),

sulfopropildimetilamoniopropilacrilamida,

sulfopropildimetilamoniopropilmetacrilamida (SPP),

sulfohidroxipropildimetilamoniopropilmetacrilamida (SHPP),

metacrilato de sulfopropildietilamonioetilo,

betaína de 2-vinil-1 -(3-sulfopropil)piridinio,

betaína de 4-vinil-1 -(3-sulfopropil)piridinio,

metacrilato de sulfopropildimetilamonioetilo,

betaína de 1-vinil-3-(3-sulfopropil)imidazolio, o

betaína de sulfopropilmetildialilamonio.

5. La composición de aditivo de suelo de la reivindicación 1, que comprende:

monómero A^b que comprende al menos un grupo betaína; y

monómero B^a que comprende acrilato de hidroxietilo, metacrilato de hidroxietilo, acrilato de hidroxipropilo, metacrilato de hidroxipropilo, monometacrilato de glicerol, acrilamida (AM), metacrilamida, N-metilolacrilamida, dimetilacrilamida, dimetilmetacrilamida, poli(óxido de etileno y/o de propileno), a-metacrilatos, alcohol vinílico, o vinilpirrolidona

6. La composición de aditivo de suelo de la reivindicación 1, en la que el polímero es un homopolímero, que comprende el monómero A^b que comprende el grupo betaína, seleccionado de los siguientes:

metacrilato de sulfopropildimetilamonioetilo (SPE),

metacrilato de sulfoetildimetilamonioetilo,

metacrilato de sulfobutildimetilamonioetilo,

metacrilato de sulfohidroxipropildimetilamonioetilo (SHPE),

sulfopropildimetilamoniopropilacrilamida,

sulfopropildimetilamoniopropilmetacrilamida (SPP),

sulfohidroxipropildimetilamoniopropilmetacrilamida (SHPP),

metacrilato de sulfopropildietilamonioetilo,

betaína de 2-vinil-1 -(3-sulfopropil)piridinio,

betaína de 4-vinil-1 -(3-sulfopropil)piridinio,

metacrilato de sulfopropildimetilamonioetilo,

betaína de 1-vinil-3-(3-sulfopropil)imidazolio, o

betaína de sulfopropilmetildialilamonio,

preferiblemente, en el que el monómero A^b es metacrilato de sulfopropildimetilamonioetilo (SPE) o sulfopropildimetilamoniopropilmetacrilamida (SPP).

7. La composición de aditivo de suelo de la reivindicación 1, en la que el polímero se caracteriza por un peso molecular medio ponderal (Mw) que oscila de 10.000 g/mol a 500.000 g/mol.

8. La composición de aditivo de suelo de la reivindicación 1, en la que el monómero A^b comprende hasta 50% en peso con respecto al peso de unidades monoméricas.

9. La composición de aditivo de suelo de la reivindicación 1, en la que el monómero A^b que comprende el grupo catiónico es:

de fórmula A (I):

en la que:

R1 y R4 se escogen, cada uno independientemente, de hidrógeno o un grupo alquilo de C1-C6 lineal o ramificado; R2 y R3 se escogen, cada uno independientemente, de un grupo alquilo, un grupo hidroxialquilo, o un grupo aminoalquilo, en el que el grupo alquilo es una cadena de C1-C6 lineal o ramificada;

n y m son números enteros entre 1 y 3; y

X- representa un contraión que es compatible con la naturaleza soluble o dispersable en agua del polímero;

o

de fórmula A (II):

A(H)

en la que R1 se selecciona de hidrógeno, un grupo metilo, o un grupo etilo; en la que R2 y R3 se escogen, cada uno independientemente, de un grupo alquilo de C¹-C⁶ ramificado, un grupo alquilo de C¹-C⁶ lineal, un grupo hidroxialquilo, o un grupo aminoalquilo;

R4, R5 y R6 se escogen, cada uno independientemente, de un grupo alquilo de C¹-C⁶ lineal o un grupo alquilo de C¹-C⁶ ramificado;

m es un número entero de 0 a 10;

n es un número entero de 1 a 6;

Z representa un grupo --C(O)O--, un grupo --C(O)NH--, o un átomo de oxígeno;

A representa un grupo (CH²)^p, siendo p un número entero de 1 a 6;

B representa una cadena de polimetileno de C²-C¹² lineal o ramificada, opcionalmente interrumpida por uno o más heteroátomos o heterogrupos, y opcionalmente sustituida con uno o más grupos hidroxilo o amino; y

X-, que son idénticos o diferentes, representan contraiones; o mezclas de los mismos,

Preferiblemente, en la que la relación molar monómero A^b/monómero B^a está entre 1/4 y 4/5, respectivamente, o en la que la relación molar monómero A^b/monómero B^a está entre 1/2 y 4/6, respectivamente.

10. La composición de aditivo de suelos de la reivindicación 9, en la que el monómero B^a que comprende el grupo aniónico se selecciona de ácido acrílico, ácido metacrílico, ácido a-etacrílico, ácido p,p-dimetilacrílico, ácido metilenomalónico, ácido vinilacético, ácido alilacético, ácido etilidenacético, ácido propilidenacético, ácido crotónico, ácido maleico, ácido fumárico, ácido itacónico, ácido citracónico, ácido mesacónico, N-metacriloilalanina, N-acriloilhidroxiglicina, acrilato de sulfopropilo, acrilato de sulfoetilo, metacrilato de sulfoetilo, metacrilato de sulfoetilo, ácido estirenosulfónico, ácido vinilsulfónico, ácido vinilfosfónico, acrilato de fosfoetilo, acrilato de fosfonoetilo, acrilato de fosfopropilo, acrilato de fosfonopropilo, metacrilato de fosfoetilo, metacrilato de fosfonoetilo, metacrilato de fosfopropilo, y metacrilato de fosfonopropilo, o las sales de amonio o de metal alcalino de estos ácidos.

11. La composición de aditivo de suelo de la reivindicación 9, en la que el polímero se caracteriza por un peso molecular medio ponderal (Mw) que oscila de 100.000 g/mol a 2.500.000 g/mol, preferiblemente que oscila de 500.000 g/mol a 1.500.000 g/mol.

12. La composición de aditivo de suelo de la reivindicación 9, en la que el polímero es un copolímero aleatorio, copolímero alterno, copolímero estadístico, copolímero de bloques, terpolímero, copolímero lineal, copolímero ramificado, o copolímero de injerto.

13. Un método para tratar suelo, que comprende poner en contacto un aditivo de suelo con suelo, en el que el aditivo de suelo comprende un polímero que comprende:

monómero A^b que comprende al menos un grupo betaína o al menos un grupo catiónico; y

monómero B^a comprende al menos un grupo no iónico o al menos un grupo aniónico.

en el que el polímero es soluble en agua o dispersable en agua; y siempre que si el monómero A^b comprende un grupo catiónico, el monómero B^a comprende un grupo aniónico.

14. El método de la reivindicación 13, en el que la composición de aditivo de suelo se pone en contacto con suelo en una cantidad eficaz para aumentar la hidrofilia del suelo en comparación con suelo sin la composición de aditivo de suelo.

15. El método de la reivindicación 13, en el que la composición de aditivo de suelo se pone en contacto con el suelo en una cantidad eficaz para aumentar las características de las raíces de una planta en comparación con el suelo sin el polímero de hidrofilización, en el que las características de las raíces se seleccionan preferiblemente de al menos una de: longitud de las raíces, densidad de las raíces, superficie de las raíces, peso de las raíces, o volumen de las raíces.