干聚合物涂布方法与流程
本申请是要求于2017年7月31日提交的美国临时专利申请序列号62/539,032的权益的国际(即pct)申请，所述美国临时专利申请的公开内容通过引用以其全文并入本文。
背景技术：
分子量相对较低(例如通常低于2百万道尔顿)的聚合物通常用于许多工业过程(例如采矿、纺织品或造纸)。例如，一些低分子量聚合物可以在造纸中用作强度助剂以帮助改善片材的强度，或者在纺织品中可以用作强度助剂以赋予织物强度和灵活性。另外，一些低分子量聚合物可用于采矿业，以改善废水的回收、再利用和再循环。
为了有效使用这些低分子量聚合物，必须先将其溶解，然后再将其添加到工业过程中。然而，低分子量(例如，2百万道尔顿或更低)的聚合物不能以与高分子量聚合物相同的方式加工为粉末。通常，低分子量聚合物的聚合物湿凝胶太软而不能切割和加工。因此，常规地将低分子量聚合物作为基于溶液的聚合物运输到工业过程现场，然后可以在添加到工业过程中之前将其稀释。
此外，在一些工业过程中，基于溶液的聚合物不能添加到该过程的某些方面，因为担心会对聚合物造成不可修复的损害。例如，由于在该方法的某些方面存在的高热量和剪切力，它们可能会损坏。因此，对于造纸过程，由于在聚合物流经造纸机时会产生高热量和高剪切力，因此在原料制备过程中不添加溶液聚合物，因为它们往往会造成不可修复的损坏，并因此失去有效的强度、保持力和排水助剂。
然而，高和低分子量溶液聚合物具有与运输相关的高成本、(由于长期存储不稳定性而导致的)降解以及与应用于工业过程(例如采矿、纺织品、造纸等)相关的成本及其所需的设备。另外，基于溶液的聚合物受到其程序应用的限制，因为它们可能在工业过程的某些阶段(例如造纸机中的浆料制备)在高温和剪切作用下受到不可挽回的损害。
因此，仍然需要低分子量聚合物(例如聚合物强度助剂)，其可以加工为粉末形式并以粉末形式运输到应用地点。并可以粉末或固体浆料的形式添加到工业过程中。粉末具有改善与运输和存储相关的成本以及改善与应用于工业过程相关的成本和所需设备的能力。
技术实现要素：
提供了一种将低分子量聚合物(例如聚合物强度助剂)结合到工业过程(例如造纸过程)中的方法。该方法包括用粉末处理工业过程(例如纸张前体)，其中该粉末包含聚合物(例如聚合物强度助剂)，其中该聚合物的重均分子量为约10kda至约2,000kda。在某些方面，该方法包括用润湿的粉末处理工业过程(例如纸张前体)，其中该粉末包含聚合物(例如聚合物强度助剂)，其中该聚合物的重均分子量为约10kda至约2,000kda，并且将润湿的粉末添加到工业过程中(例如纸张前体)，然后润湿粉末达到完全溶解，如在25℃和1个大气压(“atm”)的压力下的折射率测量的。在某些方面，如通过在25℃和1个大气压(“atm”)下的折射率测量的，润湿粉末达到完全溶解，以在添加到工业过程(例如纸张前体)期间在添加管道中形成粉末溶液。
本公开提供了一种使用包含低分子量聚合物(例如聚合物强度助剂)的粉末将聚合物(例如聚合物强度助剂)添加到工业过程(例如纸张前体)中的方法。可以将粉末直接添加到工业过程中(例如纸张前体)。附加地或替代地，包含低分子量聚合物(例如聚合物强度助剂)的粉末可以在添加到工业过程(例如纸张前体)中之前被润湿。本文提供的方法利用工业过程(例如造纸机)的高热量和高剪切力来促进粉末的溶解，从而使粉末在纤维浆料中适当地起作用。特别地，本文提供的方法利用包含低分子量聚合物(例如聚合物强度助剂)的水溶性粉末，其可以干或湿加到工业过程(例如纸张前体)中，该粉末应完全溶解于工业过程(例如造纸机)的水性浆料(例如纸浆)。在一些实施方案中，将包含低分子量聚合物(例如聚合物强度助剂)的粉末添加到造纸过程中的方法产生与常规的基于溶液的聚合物强度助剂相比相似或更好的纸强度性质。
附图说明
图1是实施例5中描述的缔合聚合物的示例性13cnmr光谱。
图2图示了实施例10的结果。
图3图示了实施例10的结果。
图4图示了实施例11的结果。
图5图示了实施例12的结果。
图6图示了实施例12的结果。
图7图示了实施例13的结果。
图8图示了实施例14的结果。
图9示出了常规干粉处理系统的图(“p”表示泵，“m”表示混合器)。
具体实施方式
通常，将高分子量和低分子量聚合物溶解、稀释，然后以水溶液形式添加到工业过程(例如纸张前体/造纸过程)中，以避免溶解性问题和工业过程(例如造纸过程)的高热量和/或剪切作用所造成的损害。包括用本文提供的粉末处理工业过程(例如纸张前体)的方法的优点在于，粉末在添加到工业过程(例如纸张前体/造纸过程)中之前不需要溶解和稀释。不希望受任何特定理论的束缚，认为工业过程(例如造纸过程)的高热量和高剪切力促进了包含低分子量聚合物(例如聚合物强度助剂)的粉末的溶解并且不损坏低分子量聚合物。因此，可以将粉末直接添加到工业过程(例如造纸系统)中，从而产生与相应的基于溶液的聚合物相比相似或更好的性能。例如，粉末可产生与常规基于溶液的聚合物强度助剂相比相似或更好的纸张强度性能。
常规地，将干粉添加到工业过程中，例如造纸过程中，必须通过一系列处理步骤进行(例如参见图9)。首先，如图9的步骤1所示，必须通过使用粉末进料器将干粉分散在水中以形成粉末悬浮液。然后，将粉末悬浮液输送到混合/老化罐中，以将粉末溶解成溶液，如图9的步骤2所示。通常至少需要30分钟才能将聚合物溶解在老化/混合罐中。典型的聚合物浓度小于2wt.％，并受聚合物溶液的粘度和混合设备的能力的限制，因此需要大体积用于储存和施用过程。接下来，将溶解的聚合物溶液进行在线过滤，并从老化/混合罐中运输到储罐(步骤3)，然后根据剂量需求将无凝胶的聚合物溶液从储罐中泵送到造纸厂。本文提供的用粉末或湿粉处理纸张前体的方法允许人们绕过老化/混合罐(步骤2)和/或储罐(步骤3)，从而减少与应用于造纸过程相关的时间以及大型混合罐相关的空间占地面积。
提供了一种将低分子量聚合物掺入工业过程(例如采矿、纺织品或造纸等)中的方法。该方法包括将粉末施加到工业过程中，其中该粉末包含重均分子量为约10kda至约2,000kda的低分子量聚合物。低分子量聚合物如本文所述。
可以将粉末添加到利用基于溶液的低分子量聚合物的任何合适的工业过程中。例如，可以将粉末添加到采矿应用、纺织品应用、造纸应用或水处理应用中。据信本文所述的粉末具有改善与运输和储存相关的成本的能力，以及改善与应用于工业过程例如采矿应用、纺织应用、造纸应用或水处理应用相关的成本以及所需设施的能力。
可以通过任何合适的方法将粉末添加到工业过程中。在一些实施方案中，将粉末直接添加到工业过程中(即直接添加到用于所述工业过程的水性液体或水性浆料中)。在一些实施方案中，在将粉末直接添加到工业过程中之前将其润湿。在某些实施方案中，将粉末添加到工业过程的工艺流中。如本文所用，短语“工艺流”是指添加到工业过程中的溶剂(例如水)流。因此，粉末可以经由工艺流添加到工业过程中，而无需首先被完全溶解。
还提供了一种将低分子量聚合物强度助剂结合到造纸过程中的方法。该方法包括用粉末处理纸张前体，其中该粉末包含聚合物强度助剂，其中该聚合物强度助剂的重均分子量为约10kda至约2,000kda。
该方法包括用粉末处理纸张前体。如本文所用，术语“纸张前体”是指造纸过程中开始除水点(例如台子)上游的任何组分。如本文中所使用的，术语“上游”和“下游”分别指的是造纸过程的程序上朝向碎浆机和程序上朝向卷纸机的组件。因此，可以在造纸过程中的任何一个或多个位置(直至和包括流浆箱)将粉末添加到纸浆(例如原始纸浆、再循环纸浆或其组合)、纸浆浆料、纤维素纤维、用于上述任何组分的溶液及其任意组合中。在某些实施方案中，可以将粉末添加到碎浆机、消潜浆池、渣浆池、盘式过滤器或decker进料或接受机、湍流系统、纸浆储存池(低密度(“ld”)、中稠度(“mc”)或高稠度(“hc”))、混合池、加工池、流浆箱、全部保存池或其组合中的纸浆浆料中。
在一些实施方案中，将粉末在造纸机的湿端上游(例如在湿端之前)添加到纸张前体中。如本文所用，术语“湿端”是指包括流浆箱及其下游的造纸工艺的任何组件。因此，粉末可以添加到造纸工艺的任何组件中，直到但不包括流浆箱。在某些实施方案中，将粉末添加到造纸机的原料制备部分。如本文所用，“原料制备部分”是指造纸工艺中浆被精制和/或混合的任何组分。例如，可以将粉末添加到纸浆储存池(低密度(“ld”)、中稠度(“mc”)或高稠度(“hc”))、混合池、加工池、流浆箱、全部保存池或其组合中。
在一些实施方案中，纸浆浆料包含回收的纤维。回收的纤维可以从各种纸产品或含纤维的产品中获得，例如纸板、新闻纸、印刷级、卫生或其他纸产品。在一些实施方案中，这些产品可以包括例如旧瓦楞纸板(“occ”)、旧新闻纸(“onp”)、混合办公废物(“mow”)、杂志、书籍或其组合。在一些实施方案中，纸浆浆料包含原始纤维。在包含原始纤维的实施方案中，纸浆可衍生自软木、硬木或其混合物。在某些实施方案中，原始纸浆可以包括漂白或未漂白的牛皮纸、亚硫酸盐纸浆或其他化学纸浆，以及磨木(“gw”)或其他机械纸浆，例如热机械纸浆(“tmp”)。
可以以任何合适的量将粉末添加到工业过程中(例如纸张前体)，以达到期望的聚合物活性成分的重量百分比。可以以达到约0.01wt.％或更多的聚合物活性成分的量将粉末添到工业过程(例如纸张前体)中，例如约0.05wt.％或更多，约0.1wt.％或更多，约0.2wt.％或更多，约0.3wt.％或更多，约0.4wt.％或更多，约0.5wt.％或更多，约0.6wt.％或更多，约0.7wt.％或更多，约0.8wt.％或更多，约0.9wt.％或更多，或约1.0wt.％或更多。替代地或附加地，可以以达到约10wt.％或更少的聚合物活性成分的量将粉末添加到工业过程(例如纸张前体)中，例如约9wt.％或更少，约8wt.％或更少，约7wt.％或更少，约6wt.％或更少，约5wt.％或更少，约4wt.％或更少，约3wt.％或更少，约2wt.％或更少，或约1wt.％或更少。因此，可以以由前述端点中的任意两个限定的任何合适的量将粉末添加到工业过程(例如纸张前体)中，以实现期望的聚合物活性成分的重量百分比。可以以达到约0.01wt.％至约10wt.％的聚合物活性成分的量将粉末添加到工业过程(例如纸张前体)中，例如约0.01wt.％至约9wt.％，约0.01wt.％至约8wt.％，约0.01wt.％至约7wt.％，约0.01wt.％至约6wt.％，约0.01wt.％至约5wt.％，约0.01wt.％至约4wt.％，约0.01wt.％至约3wt.％，约0.01wt.％至约2wt.％，约0.01wt.％至约1wt.％，约0.05wt.％至约1wt.％，约0.1wt.％至约1wt.％，约0.2wt.％至约1wt.％，约0.3wt.％至约1wt.％，约0.4wt.％至约1wt.％，约0.5wt.％至约1wt.％，约0.6wt.％至约1wt.％，约0.7wt.％至约1wt.％，约0.8wt.％至约1wt.％，约0.9wt.％至约1wt.％，约1wt.％至约15wt.％，约1wt.％至约10wt.％，约0.01wt.％至约2wt.％，或约0.01wt.％至约5wt.％。
提供了一种将低分子量聚合物强度助剂结合到造纸过程中的方法。该方法包括用湿粉末处理纸张前体，其中该粉末包含聚合物强度助剂，其中该聚合物强度助剂的重均分子量为约10kda至约2,000kda。
如本文所用，“湿粉末”是指已经用溶剂(例如水)润湿的粉末。例如，在一些实施方案中，在处理工业过程(例如纸张前体)之前将粉末弄湿。
在一些实施方案中，在处理工业过程(例如纸张前体)之前用溶剂润湿粉末，其中将润湿的粉末添加到工业过程中(例如纸张前体)，然后润湿粉末达到完全溶解，如在25℃和1个大气压(“atm”)下的折射率测量的。在这样的实施方案中，润湿的粉末是在处理工业过程(例如纸张前体)之前已经制备的粉末悬浮液。如本文所用，“粉末悬浮液”是指一种非均相系统，其包含部分水合的粉末颗粒以及溶剂和/或部分溶解的聚合物(例如聚合物强度辅助剂)溶液。可以认为本文提供的粉末悬浮液与粉末溶液基本上不同。如本文所用，“粉末溶液”是指其中每个聚合物(例如聚合物强度助剂)链溶解在溶剂(例如水)中的均质体系。因此，可以认为本文提供的方法与在将粉末溶液添加到工业过程(例如纸张前体)之前在混合罐和/或储罐中形成粉化的粉末溶液的常规方法大不相同。在将润湿的粉末达到完全溶解之前将润湿的粉末添加到工业过程(例如纸张前体)中的实施方案中，可以在任何合适的设备(例如混合罐、储罐、转移管道、添加管道或其组合)中制备润湿的粉末。
在一些实施方案中，如通过在25℃和1个大气压(“atm”)下的折射率测量的，润湿粉末达到完全溶解，以在添加到工业过程(例如纸张前体)期间在添加管道中形成粉末溶液。如本文所用，术语“添加管道”是指用于将润湿的粉末添加到工业过程(例如纸张前体)中的任何设备。例如，添加管道可以是通向工业过程的漏斗、螺旋钻或管(例如在造纸机的情况下，纸浆储存池、混合池、加工池、全部保池或其组合)，其促进粉末和溶剂的添加。在如通过在25℃和1个大气压(“atm”)下的折射率测量的润湿粉末达到完全溶解以在添加管道中形成粉末溶液的实施方式中，所述粉末溶液不会在混合罐和/或储存罐中花费任何时间。因此，可以认为本文提供的方法与在将粉末溶液添加到工业过程(例如纸张前体)之前在混合罐和/或储罐中形成粉化的粉末溶液的常规方法大不相同。不希望受任何特定理论的束缚，据信粉末具有足够高的溶解速率和足够小的粒度，以在润湿粉末、通过添加管道并到达工业过程(例如纸张前体)所需的时间内达到完全溶解。
在一些实施方案中，将湿粉末在造纸机的湿端上游(例如在湿端之前)添加到纸张前体中。因此，湿粉末可以添加到造纸工艺的任何组件中，直到但不包括流浆箱。在某些实施方案中，将湿粉末添加到造纸机的原料制备部分。例如，可以将湿粉末添加到纸浆储存池(低密度(“ld”)、中稠度(“mc”)或高稠度(“hc”))、混合池、加工池、流浆箱、全部保存池或其组合中。
湿粉末的溶解水平可以通过任何合适的方法来确定。通常，本文提供的溶解水平使用湿粉末溶液/悬浮液的折射率确定。通过使用笼式搅拌器在400-800rpm在剪切下将预定量的粉末与预定量的水混合，直到粉末和水的混合物可以轻松通过100目筛网，筛上有痕量的不溶残留物(<<添加的原始粉末的0.05wt.％)，可以获得已知浓度的完全溶解的粉末溶液(在25℃和1个大气压(“atm”)的压力下)。可以将等分试样的过滤后的聚合物溶液(即滤液)放入rm50折光仪(mettlertoledo)的样品池中，并记录折射率。聚合物溶液的折射率应与溶液中溶解的聚合物(例如聚合物强度助剂)的浓度线性相关(例如参见图7)。因此，当在线性相关的聚合物(例如聚合物强度助剂)浓度曲线上，当折射率达到预期值的误差(例如约±5％)以内的适当的折射率值时，可以认为粉末已经完全溶解。
同样，溶解水平可作为时间的函数进行监测。通过将预定量的粉末手动分散或用粉末进料器分散在预定量的溶剂(最大粉末浓度为10wt.％)中，可以获得粉末悬浮液(在25℃和1个大气压(“atm”)的压力下)，粉末进料器例如norchempowdercattm(norchemindustries，mokena，il)。分散后，粉末开始水合，但可能需要时间在充分混合下才达到完全溶解。通常，由于其非均质性，因此无法获得粉末悬浮液的稳定的折射率。但是，可以将悬浮液通过100目筛网进行过滤，以除去任何未溶解的粉末，并将过滤后的聚合物(例如聚合物强度助剂)溶液置于rm50折光仪(mettlertoledo)的样品池中，并记录折射率。使用滤液的折射率，可以利用线性校准曲线(例如图7)计算悬浮液中溶解的聚合物(例如聚合物强度助剂)的浓度。为了监测粉末悬浮液混合过程中折射率和溶解粉末的浓度的变化，可以每隔1分钟从悬浮液中取出少量等分试样，并通过100目筛网过滤。可以将滤液等分试样置于rm50折光仪(mettlertoledo)的样品池上，并记录折射率。一旦折射率达到平稳，对于随时间的溶解度测量，可以认为粉末已经完全溶解(参见例如图8)。
在未混合或混合不充分的情况下，粉末悬浮液的滤液的折射率应低于粉末溶液的折射率，如通过在相同粉末浓度下的折射率所测量的(图8中的虚线所示)。因此，在本文提供的一些实施方案中，该方法包括在折射率达到平稳之前(即在湿粉末达到完全溶解之前)将湿粉末添加到工业过程(例如纸张前体)中。换句话说，在一些实施方案中，将粉末作为粉末悬浮液(例如作为非均质混合物)添加到工业过程(例如纸张前体)中。
溶剂可以是适用于工业过程(例如造纸过程)的不干扰聚合物的性能的任何溶剂。溶剂可以是单一化学物质或两种或更多种化学物质的混合物。在某些实施方案中，溶剂是水。粉末可以用任何合适的水源润湿(例如在添加到纸张前体中时或添加到纸张中之前)。在一些实施方案中，将粉末用新鲜水润湿。新鲜水可以是地表水或地下水。在某些实施方案中，新鲜水在用于本文提供的方法之前被进一步处理。在某些实施方案中，将粉末用工艺用水润湿。可以从工业过程中的任何合适步骤获得工艺用水(例如冷却水)。在一些实施方案中，在用于本文提供的方法之前，将工艺用水进一步处理。
可以以任何合适的量将湿粉末添加到工业过程中(例如纸张前体)，以达到期望的聚合物活性成分的重量百分比。可以以达到约0.01wt.％或更多的聚合物活性成分的量将湿粉末添到工业过程(例如纸张前体)中，例如约0.05wt.％或更多，约0.1wt.％或更多，约0.2wt.％或更多，约0.3wt.％或更多，约0.4wt.％或更多，约0.5wt.％或更多，约0.6wt.％或更多，约0.7wt.％或更多，约0.8wt.％或更多，约0.9wt.％或更多，或约1.0wt.％或更多。替代地或附加地，可以以达到约10wt.％或更少的聚合物活性成分的量将湿粉末添加到工业过程(例如纸张前体)中，例如约9wt.％或更少，约8wt.％或更少，约7wt.％或更少，约6wt.％或更少，约5wt.％或更少，约4wt.％或更少，约3wt.％或更少，约2wt.％或更少，或约1wt.％或更少。因此，可以以由前述端点中的任意两个限定的任何合适的量将湿粉末添加到工业过程(例如纸张前体)中，以实现期望的聚合物活性成分的重量百分比。可以以达到约0.01wt.％至约10wt.％的聚合物活性成分的量将湿粉末添加到工业过程(例如纸张前体)中，例如约0.01wt.％至约9wt.％，约0.01wt.％至约8wt.％，约0.01wt.％至约7wt.％，约0.01wt.％至约6wt.％，约0.01wt.％至约5wt.％，约0.01wt.％至约4wt.％，约0.01wt.％至约3wt.％，约0.01wt.％至约2wt.％，约0.01wt.％至约1wt.％，约0.05wt.％至约1wt.％，约0.1wt.％至约1wt.％，约0.2wt.％至约1wt.％，约0.3wt.％至约1wt.％，约0.4wt.％至约1wt.％，约0.5wt.％至约1wt.％，约0.6wt.％至约1wt.％，约0.7wt.％至约1wt.％，约0.8wt.％至约1wt.％，约0.9wt.％至约1wt.％，约1wt.％至约15wt.％，约1wt.％至约10wt.％，约0.01wt.％至约2wt.％，或约0.01wt.％至约5wt.％。
湿粉末在处理工业过程(例如纸张前体)之前可以具有任何合适的粉末含量。在处理工业过程(例如纸张前体)之前，湿粉末可具有约10wt.％或更少的粉末含量，例如约9wt.％或更少，约8wt.％或更少，约7wt.％或更少，约6wt.％或更少，约5wt.％或更少，约4wt.％或更少，或约3wt.％或更少。替代地或附加地，在处理工业过程(例如纸张前体)之前，湿粉可具有约0.1wt.％或更多的粉末含量，例如约0.2wt.％或更多，约0.5wt.％或更多，约1wt.％或更多，约2wt.％或更多，或约3wt.％或更多。因此，在处理工业过程(例如纸张前体)之前，湿粉末可具有由前述端点中的任意两个端点界定的粉末含量。在处理工业过程(例如纸张前体)之前，湿粉末可具有约0.1wt.％至约10wt.％的粉末含量，例如约0.5wt.％至约10wt.％，约1wt.％至约10wt.％，约2wt.％至约10wt.％，约3wt.％至约10wt.％，约0.1wt.％至约9wt.％，约0.1wt.％至约8wt.％，约0.1wt.％至约7wt.％，约0.1wt.％至约6wt.％，约0.1wt.％至约5wt.％，约0.1wt.％至约4wt.％，约0.1wt.％至约3wt.％，约0.2wt.％至约3wt.％，约0.2wt.％至约5wt.％，约0.2wt.％至约10wt.％，约0.5wt.％至约5wt.％，约0.5wt.％至约3wt.％，约1wt.％至约5wt.％,或约1wt.％至约3wt.％。
在一些实施方案中，湿粉末可以被认为是粉末浆料。对于这些实施方案，粉末浆料可包含任何合适的粉末含量，使得粉末不完全溶解。在某些实施方案中，粉末浆料的滤液的折射率低于具有相同粉末含量的粉末溶液，该粉末溶液在25℃和1大气压(“atm”)的压力下已经完全溶解。不希望受任何特定理论的束缚，直到粉末完全溶解为止，折射率将一直增加。因此，只要粉末浆料提供低于平稳值的折射率，该浆料就不是溶液聚合物。在某些实施方案中，湿粉末是任何粉末浆料，其中粉末没有足够的混合时间来实现完全溶解。
可以以任何合适剂量(lbs/ton活性成分)的聚合物(例如聚合物强度助剂)将粉末和/或湿润的粉末添加到工业过程(例如纸张前体)中。如本文所用，术语“lbs/ton活性成分”或“lb/ton活性成分”是指每吨(例如每吨纤维)中聚合物活性成分的磅数。可以将粉末和/或湿粉末以至少约0.1lbs/ton活性成分的聚合物剂量添加到工业过程(例如纸张前体)中。例如，可以以以下聚合物剂量将粉末和/或湿粉加入工业过程(例如纸张前体)中：至少约0.5lbs/ton活性成分，至少约1lbs/ton活性成分，至少约2lbs/ton活性成分，至少约3lbs/ton活性成分，至少约4lbs/ton活性成分，至少约5lbs/ton活性成分，至少约6lbs/ton活性成分，至少约7lbs/ton活性成分，至少约8lbs/ton活性成分，至少约9lbs/ton活性成分，至少约10lbs/ton活性成分，至少约11lbs/ton活性成分，至少约12lbs/ton活性成分，至少约13lbs/ton活性成分，至少约14lbs/ton活性成分，或至少约15lbs/ton活性成分。
在一些实施方案中，聚合物强度助剂可以改善所得纸产品的强度。另外，在某些实施方案中，聚合物强度助剂可以改善所得纸产品的一种或多种其他性能。例如，除了强度外，聚合物强度助剂还可以改善不透明度、光滑度、孔隙率、尺寸稳定性、孔径分布、掉毛倾向、密度、刚度、形成、可压缩性或其组合。不希望受任何特定理论的束缚，据信许多上述纸性能取决于纸中纤维素纤维之间存在的键。据信，这些纤维的网络化可以通过某些化学助剂并另外通过造纸过程的机械打浆和/或精制步骤来增强，在此期间纤维变得更加柔软并且可用表面积增加。
在某些实施方案中，聚合物强度助剂改善了纸张的干强度、纸张的湿强度或再湿强度、纸张的湿纸幅强度或其组合。通常，干强度被认为是由干燥的纸张表现出的拉伸强度，通常在测试之前将其在均匀的湿度和室温条件下进行调节。湿强度或再湿润强度被认为是已经完全干燥然后在测试之前用水再湿润的纸张所表现出的拉伸强度。湿纸幅强度被认为是纤维素纤维毡在干燥成纸产品之前的强度。
典型的聚合物强度助剂是溶液聚合物，其在造纸过程的湿端(即不在流浆箱之前)添加到纤维素浆液中，以避免对聚合物强度助剂造成不可修复的损害并改善纸张的强度特性。不希望受任何特定理论的束缚，据信强度树脂通过补充纤维间键的数量起作用。通常，干燥后，已经用聚合物强度助剂处理的纤维素纤维网具有比未处理的纤维素纤维幅更高的干强度。
过去，必须使用基于溶液的聚合物强度助剂来获得聚合物在纤维素纤维幅上的均匀分布。因此，普通的聚合物强度助剂必须在添加到纸张前体中之前溶解，并且在造纸过程中上游不能添加得太远，以免由于高热量和剪切力而损坏聚合物强度助剂聚合物。在某些实施方案中，本文描述的聚合物强度助剂不需要在添加到纸张前体中之前溶解，并且例如可以添加到造纸机的原料制备部分中(例如在湿端之前)。
在某些实施方案中，聚合物强度助剂改善了纸张的干强度。聚合物强度助剂可以改善纸张的任何合适的干强度性质。例如，聚合物可以改善抗张强度、stfi比、爆裂指数、环压碎或它们的组合。
在一些实施方案中，聚合物强度助剂提高拉伸强度(nm/g)平均每1lbs/ton活性成分至少约0.5％。例如，聚合物强度助剂可以提高拉伸强度(nm/g)平均每1lbs/ton活性成分至少约1％，每1lbs/ton活性成分至少约2％，每1lbs/ton活性成分至少约3％，每1lbs/ton活性成分至少约4％，或每1lbs/ton活性成分至少约5％。在一些实施方案中，聚合物强度助剂提高拉伸强度(nm/g)平均每1lbs/ton活性成分约2％。在某些实施方案中，聚合物强度助剂提高拉伸强度(nm/g)平均每1lbs/ton活性成分约3％。
在一些实施方案中，聚合物强度助剂提高stfi比平均每1lbs/ton活性成分至少约0.5％。例如，聚合物强度助剂可以提高stfi比平均每1lbs/ton活性成分至少约1％，每1lbs/ton活性成分至少约2％，每1lbs/ton活性成分至少约3％，每1lbs/ton活性成分至少约4％，或每1lbs/ton活性成分至少约5％。在一些实施方案中，聚合物强度助剂提高stfi比平均每1lbs/ton活性成分约2％。在某些实施方案中，聚合物强度助剂提高stfi比平均每1lbs/ton活性成分约3％。
在一些实施方案中，聚合物强度助剂提高爆裂指数(psi1,000ft2/lb)平均每1lbs/ton活性成分至少约0.5％。例如，聚合物强度助剂可以提高爆裂指数(psi1,000ft2/lb)平均每1lbs/ton活性成分至少约1％，每1lbs/ton活性成分至少约2％，每1lbs/ton活性成分至少约3％，每1lbs/ton活性成分至少约4％，或每1lbs/ton活性成分至少约5％。在一些实施方案中，聚合物强度助剂提高爆裂指数(psi1,000ft2/lb)平均每1lbs/ton活性成分约2％。在某些实施方案中，聚合物强度助剂提高爆裂指数(psi1,000ft2/lb)平均每1lbs/ton活性成分约3％。
在一些实施方案中，聚合物强度助剂提高环压碎度(kn/m)平均每1lbs/ton活性成分至少约0.5％。例如，聚合物强度助剂可以提高环压碎度(kn/m)平均每1lbs/ton活性成分至少约1％，每1lbs/ton活性成分至少约2％，每1lbs/ton活性成分至少约3％，每1lbs/ton活性成分至少约4％，或每1lbs/ton活性成分至少约5％。在一些实施方案中，聚合物强度助剂提高环压碎度(kn/m)平均每1lbs/ton活性成分约2％。在某些实施方案中，聚合物强度助剂提高环压碎度(kn/m)平均每1lbs/ton活性成分约3％。
聚合物强度助剂可以改善任何合适的纸产品的干强度。在一些实施方案中，聚合物强度助剂改善牛皮纸、薄纸、测试纸、双面顶面白纸、纸板和成型或模制纸板或其组合的干强度。在某些实施方案中，聚合物强度助剂不需要补充强度助剂。
在一些实施方案中，粉末与任何合适的常规造纸产品一起使用。例如，该粉末可以与(一种或多种)无机填料、(一种或多种)染料、(一种或多种)保留助剂、(一种或多种)排水助剂、(一种或多种)上浆剂、(一种或多种)凝结剂或其组合一起使用。
在一些实施方案中，粉末与一种或多种无机填料一起使用。无机填料可以是任何合适的无机填料，其能够增加不透明性或光滑度，降低纸的单位质量成本，或其组合。例如，该粉末可以与高岭土、白垩、石灰石、滑石、二氧化钛、煅烧的粘土、脲甲醛、铝酸盐、铝硅酸盐、硅酸盐、碳酸钙(例如研磨和/或沉淀的)或其组合一起使用。
在一些实施方案中，该粉末与一种或多种染料一起使用。该染料可以是能够控制纸的着色的任何合适的染料。例如，该染料可以是直接染料、阳离子直接染料、酸性染料、碱性染料、不溶性有色颜料或其组合。
在一些实施方案中，粉末与一种或多种排水和/或保留助剂一起使用。排水助剂和/或保留助剂可以是任何合适的排水助剂和/或保留助剂，其能够帮助维持造纸机的效率和排水性能，同时改善均匀性并保留添加剂。例如，排水助剂和/或保留助剂可以是阳离子聚丙烯酰胺(“pam”)聚合物、阴离子聚丙烯酰胺(“pam”)聚合物、阳离子聚乙烯亚胺(“pei”)聚合物、多胺、基于铵的聚合物(例如聚二烯丙基二甲基氯化铵(“dadmac”)、胶体二氧化硅、膨润土、聚环氧乙烷(“peo”)、淀粉、聚硫酸铝、聚氯化铝或其组合。
在一些实施方案中，粉末与一种或多种上浆剂一起使用。上胶剂可以是任何合适的上胶剂，其能够增加由纸张表现出的对水和其他液体的抵抗力。例如，上胶剂可以是松香、烯基琥珀酸酐(“asa”)、烷基烯酮二聚体(“akd”)或其组合。
在一些实施方案中，粉末与一种或多种凝结剂一起使用。凝结剂可以是任何合适的凝结剂。当涉及本申请时，“凝结剂”是指在固液分离阶段使用的水处理化学品，用于中和悬浮颗粒的电荷，从而使颗粒可以凝聚。通常，凝结剂可分为阳离子的、阴离子的、两性的或两性离子的。此外，凝结剂可以分类为无机凝结剂、有机凝结剂及其混合物。示例性的无机凝结剂包括例如铝或铁盐，例如硫酸铝、氯化铝、氯化铁、硫酸铁、聚氯化铝和/或水合氯化铝。示例性的有机凝结剂包括例如二烯丙基二甲基氯化铵(“dadmac”)、丙烯酸二烷基氨基烷基酯和/或甲基丙烯酸二烷基氨基烷基酯，或其季盐或酸式盐。
该粉末包含聚合物(例如聚合物强度助剂)。在一些实施方案中，该聚合物是缔合聚合物。因此，在一些实施方案中，粉末包含缔合聚合物(例如聚合物强度助剂)。在某些实施方案中，粉末包含一种或多种缔合聚合物。举例来说，粉末可包含多种(例如，至少两个聚合物分子)缔合聚合物，其中缔合聚合物具有相同的分子结构(即，一种缔合聚合物)，或粉末可包含多种缔合聚合物，其中缔合聚合物具有不同的分子结构(即，多于一种缔合聚合物)。一种或多种缔合聚合物可以是任何合适的聚合物。举例来说，一种或多种缔合聚合物可以是均聚物、共聚物、三元共聚物或更多或其组合。在某些实施方案中，一种或多种缔合聚合物是三元共聚物。
缔合聚合物(例如聚合物强度助剂)可以是阳离子的、阴离子的、两性的、非离子的或两性离子的。在一些实施方案中，缔合聚合物是阳离子的。如本文所用，“阳离子”聚合物是指含有阳离子单体单元或阳离子单体单元和非离子单体单元的组合的聚合物。在一些实施方案中，缔合聚合物是阴离子的。如本文所用，“阴离子”聚合物是指含有阴离子单体单元或阴离子单体单元和非离子单体单元的组合的聚合物。在一些实施方案中，缔合聚合物强度助剂是两性的。如本文所用，“两性”聚合物是指含有阳离子单体单元和阴离子单体单元、或阳离子单体单元、阴离子单体单元和非离子单体单元的聚合物。在一些实施方案中，缔合聚合物是非离子的。如本文所用，“非离子”聚合物是指含有非离子单体单元的聚合物。在一些实施方案中，缔合聚合物是两性离子的。如本文所用，“两性离子”聚合物是指含有两性离子单体单元或两性离子单体单元和阳离子单体单元、阴离子单体单元和/或非离子单体单元的组合的聚合物。
缔合聚合物(例如聚合物强度助剂)可以以任何合适的结构类型存在。举例来说，缔合聚合物可以交替聚合物、无规聚合物、嵌段聚合物、接枝聚合物、线性聚合物、支化聚合物、环状聚合物或其组合的形式存在。缔合聚合物可含有单个单体单元或任何合适数目个不同单体单元。举例来说，缔合聚合物可含有2个不同的单体单元、3个不同的单体单元、4个不同的单体单元、5个不同的单体单元或6个不同的单体单元。缔合聚合物的单体单元可以任何合适的浓度和任何合适的比例存在。
在某些实施方案中，粉末包含缔合聚合物(例如聚合物强度助剂)，其中缔合聚合物(即没有网络化)的重均分子量为约10kda到约2,000kda。缔合聚合物的重均分子量可为约2,000kda或更低，例如，约1,800kda或更低、约1,600kda或更低、约1,400kda或更低、约1,200kda或更低、约1,000kda或更低、约900kda或更低、约800kda或更低、约700kda或更低、约600kda或更低或约500kda或更低。可选地或另外地，缔合聚合物的重均分子量可为约10kda或更高，例如，约50kda或更高、约100kda或更高、约200kda或更高、约300kda或更高或约400kda或更高。因此，缔合聚合物可具有由上述任何两个端点限定的重均分子量。举例来说，缔合聚合物的重均分子量可为约10kda到约500kda、约50kda到约500kda、约100kda到约500kda、约200kda到约500kda、约300kda到约500kda、约400kda到约500kda、约400kda到约600kda、约400kda到约700kda、约400kda到约800kda、约400kda到约900kda、约400kda到约1,000kda、约400kda到约1,200kda、约400kda到约1,400kda、约400kda到约1,600kda、约400kda到约1,800kda、约400kda到约2,000kda、约200kda到约2,000kda、约500kda到约2,000kda或约800kda到约2,000kda。
重均分子量可以通过任何合适的技术测定。使用配备有一组tskgelpw柱(tskgelguard+gmpw+gmpw+g1000pw)，俄亥俄州辛辛那提市托索生物科学有限责任公司(tosohbiosciencellc,cincinnati,ohio)和沃特世2414(waters2414)(马萨诸塞州米尔福德沃特世公司(waterscorporation,milford,massachusetts)折射率检测器或dawnheleosii多角度光散射(multi-anglelightscattering，mals)检测器(加利福尼亚州圣塔芭芭拉怀雅特技术公司(wyatttechnology,santabarbara,california))的尺寸排阻色谱(sec)测定重均分子量。此外，重均分子量由用聚环氧乙烷/聚乙二醇标准物在150-875,000道尔顿范围内校准或直接使用具有已知折射率增量(“dn/dc”)的光散射数据测定。
在某些实施方案中，重均分子量通过缔合聚合物(例如聚合物强度助剂)的水解以去除可水解侧链来测定，并且然后用尺寸排阻色谱(sec)进一步分析。缔合聚合物可以通过任何合适的技术水解。举例来说，缔合聚合物可以通过用ph为12的0.1wt.％naoh溶液用笼式搅拌器以400rpm处理一小时来水解。如本文所用，“可水解侧链”是指缔合单体单元上的任何侧链或可通过水解裂解的额外单体单元。不希望受任何特定理论束缚，因为来自柱的回收率低，所以包含缔合单体单元的缔合聚合物可能需要在尺寸排阻色谱之前水解。通常，缔合聚合物的水解不会裂解聚合物主链并且保持缔合聚合物的聚合度。
在某些实施方案中，缔合单体单元不含可水解侧链。在缔合单体单元不含可水解侧链的实施方案中，重均分子量可通过分析缔合聚合物(例如聚合物强度助剂)的替代物来测定。举例来说，重均分子量可以通过在不存在缔合单体单元的情况下使用完全相同的配方合成聚合物来测定。不希望受任何特定理论的束缚，用相同配方合成的聚合物保持相似的聚合度并且产生类似于其中存在缔合单体单元的缔合聚合物的重均分子量。
缔合聚合物(例如聚合物强度助剂)的说明性实施方案通常包括一种或多种缔合单体单元和一种或多种额外单体单元。如本文所用，“额外单体单元”是指除缔合单体单元之外的任何单体单元。在某些实施方案中，一种或多种额外单体单元衍生自水溶性单体(例如，丙烯酰胺，氯化二烯丙基二甲基铵(“dadmac”)、氯化2-(丙烯酰氧基)-n,n,n-三甲基乙铵(“dmaea.mcq”)等)。如本文所用，当提及单体单元时，“衍生”意指单体单元具有与其制备的单体基本相同的结构，其中末端烯烃在聚合过程中已经转变。在一些实施方案中，缔合聚合物包括一种或多种缔合单体单元、衍生自式i的单体的单体单元和一种或多种额外单体单元。在某些实施方案中，缔合聚合物包括缔合单体单元、衍生自式i的单体的单体单元和额外单体单元。
在一些实施方案中，可以使用自其衍生的单体结构的单体、二聚体、三聚体、低聚物、加合物或组合将一种或多种缔合单体单元和一种或多种额外单体单元并入缔合聚合物(例如聚合物强度助剂)。举例来说，一种或多种缔合单体单元或一种或多种额外单体单元可在并入缔合聚合物之前以二聚体、三聚体、低聚物或加合物存在。
缔合聚合物(聚合物强度助剂)可包含选自阳离子单体单元、阴离子单体单元、非离子单体单元、两性离子单体单元以及其两种或更多种的组合的任何一种或多种合适的额外单体单元。举例来说，缔合聚合物可包含阳离子单体单元和阴离子单体单元、阴离子单体单元和非离子单体单元、阳离子单体单元和非离子单体单元或阳离子单体单元、阴离子单体单元和非离子单体单元。在某些实施方案中，缔合聚合物包含和/或进一步包含两性离子单体单元。缔合聚合物可以通过任何合适的聚合方法合成。举例来说，缔合聚合物可通过自由基聚合、加成聚合、自由基加成聚合、阳离子加成聚合、阴离子加成聚合、乳液聚合、溶液聚合、悬浮聚合、沉淀聚合或其组合来制备。在某些实施方案中，聚合通过自由基聚合发生。
因此，合适的额外单体单元可衍生自能够参与自由基聚合的任何一种或多种合适的单体。举例来说，缔合聚合物(例如聚合物强度助剂)可包含一种或多种衍生自选自以下的单体的额外单体单元：式i的单体、丙烯酸2-(二甲氨基)乙酯(“dmaea”)、甲基丙烯酸2-(二甲氨基)乙酯(“dmaem”)、3-(二甲氨基)丙基甲基丙烯酰胺(“dmapma”)、3-(二甲氨基)丙基丙烯酰胺(“dmapa”)、氯化3-甲基丙烯酰胺基丙基-三甲基-铵(“maptac”)、氯化3-丙烯酰胺基丙基-三甲基-铵(“aptac”)、n-乙烯基吡咯烷酮(“nvp”)、n-乙烯基乙酰胺、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟乙酯、氯化二烯丙基二甲基铵(“dadmac”)、二烯丙基胺、乙烯基甲酰胺、氯化2-(丙烯酰氧基)-n,n,n-三甲基乙铵(“dmaea.mcq”)、氯化2-(甲基丙烯酰氧基)-n,n,n-三甲基乙铵(“dmaem.mcq”)、丙烯酸n,n-二甲氨基乙酯苯甲基氯(“dmaea.bcq”)、甲基丙烯酸n,n-二甲氨基乙酯苯甲基氯(“dmaem.bcq”)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸(“amps”)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丁烷磺酸(“ambs”)、[2-甲基-2-[(1-侧氧基-2-丙烯基)氨基]丙基]膦酸、甲基丙烯酸、丙烯酸、其盐以及其组合。
在一些实施方案中，缔合聚合物(聚合物强度助剂)包含衍生自式i的单体的单体单元：
其中r1是h或c1-c4烷基(例如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基或叔丁基)，并且每个r2独立地是h或有机基团。如本文所用，术语“有机基团”是指烷基、芳基、氟烷基或氟芳基。在某些实施方案中，将衍生自式i的单体的单体单元视为额外单体单元。
在取代基r2的某些实施方案中，有机基团是c1-c6烷基(即，长度为1、2、3、4、5或6个碳单元)。在一些实施方案中，c1-c6烷基是饱和的、不饱和的、支链的、直链的、环状的或其组合。c1-c6烷基的示例性清单是甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、仲戊基、新戊基或己基。在某些实施方案中，c1-c6烷基被一个或多个烷基取代基、芳基取代基、杂原子或其组合(例如苯甲基，苯乙基，苯丙基等)取代。在一些实施方案中，c1-c6烷基可以是c1-c6杂烷基(即，长度为1、2、3、4、5或6个碳单元)。如本文所用，“杂烷基”是指饱和或不饱和的、取代或未取代的、直链、支链或环状脂肪族基团，其在分子的核心(即碳骨架)中含有至少1个杂原子(例如，o、s、n和/或p)。
在取代基r2的某些实施方案中，有机基团是芳基。芳基可以是任何取代或未取代的芳基或杂芳基，其中杂芳基是芳香族5元或6元单环基团，其在至少一个环中具有至少一个杂原子(例如，o、s或n)。杂芳基可含有一个或两个氧原子或硫原子和/或一到四个氮原子，其限制条件是环中杂原子的总数为四或更少，并且环具有至少一个碳原子。任选地，可以氧化氮原子、氧原子和硫原子(即，经历了失去电子的过程)，并且可以任选地季铵化氮原子。在一些实施方案中，芳基化合物是苯基、吡咯基、呋喃基、噻吩基、吡啶基、异噁唑基、噁唑基、异噻唑基、噻唑基、咪唑基、噻二唑基、四唑基、三唑基、噁二唑基、吡唑基、吡嗪基、三嗪基、嘧啶基或哒嗪基。
在取代基r2的某些实施方案中，有机基团是c1-c6氟烷基或c1-c6氟芳基。如本文所用，术语“氟烷基”和“氟芳基”分别指具有一个或多个氟原子的任何烷基或芳基。
在某些实施方案中，式i的单体是丙烯酰胺或甲基丙烯酰胺。
缔合聚合物(例如聚合物强度助剂)可包含任何合适浓度的一种或多种额外单体单元，只要缔合聚合物包括本文提供的一种或多种缔合单体单元的合适部分即可。缔合聚合物可包含总计约90摩尔％或更多的一种或多种额外单体单元，例如，约91摩尔％或更多、约92摩尔％或更多、约93摩尔％或更多、约94摩尔％或更多、约95摩尔％或更多、约96摩尔％或更多、约97摩尔％或更多、约98摩尔％或更多或约99摩尔％或更多。可选地或另外地，缔合聚合物可包含总计约99.995摩尔％或更少的一种或多种额外单体单元，例如，约99.99摩尔％或更少、约99.9摩尔％或更少、约99.75摩尔％或更少、约99.5摩尔％或更少、约99.4摩尔％或更少、约99.3摩尔％或更少、约99.2摩尔％或更少或约99.1摩尔％或更少。因此，缔合聚合物可包含一种或多种额外单体单元，其总浓度由上述任何两个端点限定。缔合聚合物可包含总计约90摩尔％到约99.995摩尔％的一种或多种额外单体单元，例如，约91摩尔％到约99.995摩尔％、约92摩尔％到约99.995摩尔％、约93摩尔％到约99.995摩尔％、约94摩尔％到约99.995摩尔％、约95摩尔％到约99.995摩尔％、约97摩尔％到约99.995摩尔％、约98摩尔％到约99.995摩尔％、约99摩尔％到约99.995摩尔％、约99摩尔％到约99.99摩尔％、约99摩尔％到约99.9摩尔％、约99摩尔％到约99.75摩尔％、约99摩尔％到约99.5摩尔％、约99摩尔％到约99.4摩尔％、约99摩尔％到约99.3摩尔％、约99摩尔％到约99.2摩尔％、约99摩尔％到约99.1摩尔％、约99.5摩尔％到约99.99摩尔％、约99.5摩尔％到约99.995摩尔％、约99.75摩尔％到约99.99摩尔％或约99.75摩尔％到约99.995摩尔％。
缔合聚合物(例如聚合物强度助剂)可包含一种或多种任何合适类型的缔合单体单元。如本文所描述，“缔合单体单元”是指能够与其自身、其它缔合单体单元、表面活性剂或其组合配位的任何单体单元。配位可以通过任何合适的相互作用发生。举例来说，配位可以通过离子键结、氢键结、疏水相互作用、偶极相互作用、范德华力(vanderwaalsforce)或两种或更多种这类配位类型的组合发生。
在一些实施方案中，缔合单体单元在聚合后通过将缔合部分连接到聚合物而形成。如本文所用，“缔合部分”是指能够与其自身、其它缔合单体单元、表面活性剂或其组合配位的任何侧链化学结构。配位可以通过任何合适的相互作用发生。举例来说，配位可以通过离子键结、氢键结、疏水相互作用、偶极相互作用、范德华力或两种或更多种这类配位类型的组合发生。在一些实施方案中，缔合部分直接连接到聚合物的末端、通过连接基团连接到聚合物的末端、直接连接到聚合物主链、通过连接基团连接到聚合物主链或其组合。
在某些实施方案中，一种或多种缔合聚合物(例如聚合物强度助剂)的一种或多种缔合单体单元结构相似。如本文所用，“结构相似”意指缔合单体单元具有相似的化学官能团。在一些实施方案中，缔合单体单元各自包含至少一个羟基取代基。在一些实施方案中，缔合单体单元各自包含至少一个胺取代基。在一些实施方案中，缔合单体单元各自包含聚醚链。在一些实施方案中，缔合单体单元各自包含聚醚链，其中聚醚链的长度被六个或更少(即，6、5、4、3、2、1或0个)碳单元分开。举例来说，如果缔合单体单元的聚醚链长为16个碳单元，那么结构相似的缔合单体单元的聚醚链长将为10-22个(即，10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21或22个)碳单元。在某些实施方案中，聚醚链各自包含相同数目个碳单元。在一些实施方案中，缔合单体单元各自包含烷基链。在一些实施方案中，缔合单体单元各自包含烷基链，其中烷基链的长度被六个或更少(即，6、5、4、3、2、1或0个)碳单元分开。举例来说，如果缔合单体单元的烷基链长为16个碳单元，那么结构相似的缔合单体单的烷基链长元将为10-22个(即，10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21或22个)碳单元。在某些实施方案中，烷基链各自包含相同数目个碳单元。在某些实施方案中，缔合单体单元是相同的。
在某些实施方案中，通过与一种或多种缔合单体聚合将一种或多种缔合单体单元并入聚合物中。因此，一种或多种缔合单体单元可衍生自任何一种或多种合适的缔合单体，所述缔合单体选自非离子缔合单体、阳离子缔合单体、阴离子缔合单体、两性离子缔合单体以及其组合。一种或多种缔合单体能够参与聚合。在某些实施方案中，一种或多种缔合单体包含与缔合部分分隔开的能够参与自由基聚合的不饱和亚单元(例如丙烯酸酯、丙烯酰胺等)。通常，一种或多种缔合单体选自丙烯酸酯、丙烯酰胺或其组合。
在一个实施方案中，缔合单体单元是非离子缔合单体单元。通常，非离子缔合单体单元衍生自式ii的丙烯酸酯和/或丙烯酰胺单体：
其中r3是h或c1-c10烷基(例如，(ch2)kch3)，其中k是0到9的整数(即，0、1、2、3、4、5、6、7、8或9)，x是o或nh，m、n和o独立地是0到100的整数，其中当(n+o)≤3时，m是至少7，每个y1和y2独立地是h或c1-c4烷基(例如，甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基或叔丁基)，并且r4是h或疏水基团。在一些实施方案中，“c1-c10烷基”是指支链c1-c10烷基。在某些实施方案中，独立地选择每个y1和y2以产生环氧乙烷(“eo”)、环氧丙烷(“po”)或其组合的嵌段或无规共聚物。在一些实施方案中，m、n和o是指指定亚单元的平均(四舍五入到最接近的整数)链长(即，平均碳链长或平均eo/po链长)。如本文所用，术语“疏水基团”是指烷基、芳基、氟烷基或氟芳基。
在取代基r4的某些实施方案中，疏水基团是c1-c32烷基(即，长度为1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31或32个碳单元)。在一些实施方案中，c1-c32烷基是饱和的、不饱和的、支链的、直链的、环状的或其组合。c1-c32烷基的示例性清单是甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、仲戊基、新戊基、己基、庚基、辛基、壬基、月桂基、硬脂基、鲸蜡基、二十二烷基、环戊基、环己基、丙烯基、2-丁烯基、3-丁烯基、2-戊烯基、3-戊烯基或4-戊烯基。在某些实施方案中，c1-c32烷基碳基团进一步被一个或多个烷基取代基、芳基取代基、杂原子或其组合取代。在一些实施方案中，c1-c32烷基可以是c1-c32杂烷基(即，长度为1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31或32个碳单元)。如本文所用，“杂烷基”是指饱和或不饱和的、取代或未取代的、直链、支链或环状脂肪族基团，其在分子的核心(即碳骨架)中含有至少1个杂原子(例如，o、s、n和/或p)。
如本文所用，术语“取代的”意指指定原子或基团上的一个或多个氢被另一个基团取代，其限制条件是不超过指定原子的正常价数。举例来说，当取代基是侧氧基(即═o)时，那么碳原子上的两个氢被取代。取代基的组合是允许的，其限制条件是取代不会显著不利地影响缔合聚合物(例如聚合物强度助剂)的合成或使用。
在取代基r4的某些实施方案中，疏水基团是芳基。芳基可以是任何取代或未取代的芳基或杂芳基，其中杂芳基是芳香族5元或6元单环基团、9元或10元双环基团或11元到14元三环基团，其在至少一个环中具有至少一个杂原子(例如，o、s或n)。含有杂原子的杂芳基的每个环可含有一个或两个氧原子或硫原子和/或一到四个氮原子，其限制条件是每个环中杂原子的总数为四或更少并且每个环具有至少一个碳原子。使双环和三环基团完整的稠环可仅含有碳原子，并且可以是饱和的、部分饱和的或不饱和的。任选地可以氧化氮原子、氧原子和硫原子，并且可以任选地季铵化氮原子。双环或三环的杂芳基必须包括至少一个全芳香族环，但是其它稠环可以是芳香族环或非芳香族环。在一些实施方案中，芳基是苯基、萘基、吡咯基、异吲哚基、吲哚嗪基、吲哚基、呋喃基、苯并呋喃基、苯并噻吩基、噻吩基、吡啶基、吖啶基、萘啶基、喹啉基、异喹啉基、异噁唑基、噁唑基、苯并噁唑基、异噻唑基、噻唑基、苯并噻唑基、咪唑基、噻二唑基、四唑基、三唑基、噁二唑基、苯并咪唑基、嘌呤基、吡唑基、吡嗪基、喋啶基、喹喔啉基、酞嗪基、喹唑啉基、三嗪基、啡嗪基、噌啉基、嘧啶基或哒嗪基。
在取代基r4的某些实施方案中，疏水基团是c1-c32氟烷基或c1-c32氟芳基。如本文所用，术语“氟烷基”和“氟芳基”分别指具有一个或多个氟原子的任何烷基或芳基。
在某些实施方案中，非离子缔合单体单元衍生自包含式iii的丙烯酸酯头基的丙烯酸酯单体：
其中r5是-ch2(ch2)pch3，r3是h或c1-c10烷基(例如，(ch2)kch3)，其中k是0到9的整数(即0、1、2、3、4、5、6、7、8或9)，并且p是3到100(例如，4到50、6到50、8到50、10到50、12到50、16到50或18到50)的整数。在一些实施方案中，式iii的丙烯酸酯单体是两种或更多种这类烯酸酯的混合物，使得p的平均值(四舍五入到最接近的整数)是3到100(例如，4到50、6到50、8到50、10到50、12到50、16到50或18到50)的整数。在一些实施方案中，“c1-c10烷基”是指支链c1-c10烷基。在某些实施方案中，r5是长度为3到100个碳单元的支链烷基。通常，非离子缔合单体选自丙烯酸月桂酯、丙烯酸鲸蜡酯、丙烯酸硬脂酯、丙烯酸二十二烷基酯或其组合。在某些实施方案中，非离子缔合单体单元是丙烯酸月桂酯，即r3＝h并且p＝10。
在某些实施方案中，非离子缔合单体单元衍生自包含式iv的丙烯酸酯头基的丙烯酸酯单体：
其中r3是h或c1-c10烷基(例如，(ch2)kch3)，其中k是0到9的整数(即，0、1、2、3、4、5、6、7、8或9)，q是2到100(例如，4到50、6到50、8到50、10到50、12到50、16到50、18到50、16到100、18到100或50到100)的整数，r是0到30(例如，2到30、4到30、6到30、8到30、10到30、12到30、16到30、18到30、20到30、22到30或24到30)的整数，并且每个y独立地是h或ch3。在一些实施方案中，“c1-c10烷基”是指支链c1-c10烷基。在某些实施方案中，独立地选择每个y以产生环氧乙烷(“eo”)、环氧丙烷(“po”)或其组合的嵌段或无规共聚物。在一些实施方案中，式iv的丙烯酸酯单体是两种或更多种这类丙烯酸酯的混合物，使得q的平均值(四舍五入到最接近的整数)是2到100的整数，(例如，4到50、6到50、8到50、10到50、12到50、16到50、18到50、16到100、18到100或50到100)，并且r的平均值(四舍五入到最接近的整数)是0到30(例如，2到30、4到30、6到30、8到30、10到30、12到30、16到30、18到30、20到30、22到30或24到30)的整数。在一些实施方案中，式iv的丙烯酸酯单体是聚乙氧基(25)甲基丙烯酸月桂酯、聚乙氧基(25)甲基丙烯酸鲸蜡酯、聚乙氧基(25)甲基丙烯酸硬脂酯、聚乙氧基(25)甲基丙烯酸二十二烷基酯或其组合。在某些实施方案中，非离子缔合单体单元是可购自赢创工业公司(evonikindustries)(德国埃森(essen,germany))的
在某些实施方案中，非离子缔合单体单元衍生自包含式v的丙烯酸酯头基的丙烯酸酯单体：
其中r3是h或c1-c10烷基(例如，(ch2)kch3)，其中k是0到9的整数(即，0、1、2、3、4、5、6、7、8或9)，每个y1和y2独立地是h或c1-c4烷基(例如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基或叔丁基)，并且n和o独立地是整数0到约100范围内(例如，约0到约90、约0到约80、约0到约70、约0到约60、约0到约50、约10到约100或约10到约50)的整数，r4’是c8-c30烷基(即长度为8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29或30个碳单元)，其中n和o不能都是0。在一些实施方案中，“c1-c10烷基”是指支链c1-c10烷基。在某些实施方案中，独立地选择每个y1和y2以产生环氧乙烷(“eo”)、环氧丙烷(“po”)或其组合的嵌段或无规共聚物。在一些实施方案中，式v的丙烯酸酯单体是两种或更多种这类丙烯酸酯的混合物，使得n和o的平均值(四舍五入到最接近的整数)值独立地是0到100的整数，(例如，0到50、6到50、8到50、10到50、12到50、16到50、18到50、16到100、18到100或50到100)。在某些实施方案中，式v的丙烯酸酯单体含有衍生自可购自巴斯夫公司(basfcorporation)(新泽西州弗洛勒姆帕克(florhampark,newjersey))的
在另一个实施方案中，缔合单体单元是阳离子缔合单体单元。通常，阳离子缔合单体单元衍生自式vi的丙烯酸盐单体和/或丙烯酰胺盐单体：
其中r6和r7各自独立地是h或c1-c10烷基(例如，(ch2)tch3)，其中t为0到9的整数(即0、1、2、3、4、5、6、7、8或9)，x是o或nh，s是0到20(例如，2到20、4到20、6到20、8到20、5到10、10到20、5到15、12到20、0到10、0到8、0到6或0到4)的整数，z是任何阴离子，并且r8是疏水基团。在一些实施方案中，式vi的丙烯酸盐和/或丙烯酰胺盐是两种或更多种这类丙烯酸盐和/或丙烯酰胺的混合物，使得s的平均值(四舍五入到最接近的整数)是0到20(例如，2到20、4到20、6到20、8到20、5到10、10到20、5到15、12到20、0到10、0到8、0到6或0到4)的整数。在一些实施方案中，“c1-c10烷基”是指支链c1-c10烷基。如本文所用，术语“疏水基团”是指烷基、芳基、氟烷基或氟芳基。
在取代基r8的某些实施方案中，疏水基团是c1-c32烷基(即，长度为1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31或32个碳单元)。在一些实施方案中，c1-c32烷基是饱和的、不饱和的、支链的、直链的、环状的或其组合。c1-c32烷基的示例性清单是甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、仲戊基、新戊基、己基、庚基、辛基、壬基、月桂基、硬脂基、鲸蜡基、二十二烷基、环戊基、环己基、丙烯基、2-丁烯基、3-丁烯基、2-戊烯基、3-戊烯基或4-戊烯基。在某些实施方案中，c1-c32烷基进一步被一个或多个烷基取代基、芳基取代基、杂原子或其组合取代。在一些实施方案中，c1-c32烷基可以是c1-c32杂烷基(即，长度为1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31或32个碳单元)。如本文所用，“杂烷基”是指饱和或不饱和的、取代或未取代的、直链、支链或环状脂肪族链，其在分子的核心(即碳骨架)中含有至少1个杂原子(例如，o、s、n和/或p)。
在取代基r8的某些实施方案中，疏水基团是芳基。芳基可以是任何取代或未取代的芳基或杂芳基，其中杂芳基是芳香族5元或6元单环基团、9元或10元双环基团和11元到14元三环基团，其中在至少一个环中具有至少一个杂原子(例如，o、s或n)。含有杂原子的杂芳基的每个环可含有一个或两个氧原子或硫原子和/或一到四个氮原子，其限制条件是每个环中杂原子的总数为四或更少并且每个环具有至少一个碳原子。使双环和三环基团完整的稠环可仅含有碳原子，并且可以是饱和的、部分饱和的或不饱和的。任选地可以氧化氮原子、氧原子和硫原子，并且可以任选地季铵化氮原子。双环或三环的杂芳基必须包括至少一个全芳香族环，但是其它稠环可以是芳香族环或非芳香族环。在一些实施方案中，芳基化合物是苯基、萘基、吡咯基、异吲哚基、吲哚嗪基、吲哚基、呋喃基、苯并呋喃基、苯并噻吩基、噻吩基、吡啶基、吖啶基、萘啶基、喹啉基、异喹啉基、异噁唑基、噁唑基、苯并噁唑基、异噻唑基、噻唑基、苯并噻唑基、咪唑基、噻二唑基、四唑基、三唑基、噁二唑基、苯并咪唑基、嘌呤基、吡唑基、吡嗪基、喋啶基、喹喔啉基、酞嗪基、喹唑啉基、三嗪基、啡嗪基、噌啉基、嘧啶基或哒嗪基。
在取代基r8的某些实施方案中，疏水基团是c1-c32氟烷基或c1-c32氟芳基。如本文所用，术语“氟烷基”和“氟芳基”分别指具有一个或多个氟原子的任何烷基或芳基。
式vi的铵盐可具有任何合适的阴离子反离子(即“z”)。在一些实施方案中，阴离子反离子(“z”)包含选自卤素(例如氟、氯、溴或碘)、硫、碳、氮、磷以及其组合的元素。阴离子的示例性清单包括氟离子、氯离子、溴离子、碘离子、硫离子、亚硫酸根、硫酸根、磺酸根、硫酸氢根、亚硫酸氢根、硫代硫酸根、碳酸根、碳酸氢根、硝酸根、亚硝酸根、磷酸根、磷酸氢根、磷酸二氢根、亚磷酸根、亚磷酸氢根、亚磷酸二氢根、六氟磷酸根、羧酸根、乙酸根、甲磺酸根、甲苯磺酸根或三氟甲磺酸根。在某些实施方案中，z选自氟离子、氯离子、溴离子、甲磺酸根、甲苯磺酸根或其组合。
在某些实施方案中，阳离子缔合单体单元衍生自式vii的丙烯酰胺盐单体：
其中r6是h或c1-c10烷基(例如，(ch2)tch3)，其中t是0到9的整数(即，0、1、2、3、4、5、6、7、8或9)，并且u是0到30(例如，2到30、4到30、6到30、8到30、5到25、10到30、12到30、15到25、16到30、18到30、20到30、22到30或24到30)的整数。在一些实施方案中，“c1-c10烷基”是指支链c1-c10烷基。在一些实施方案中，式vii的丙烯酰胺盐是两种或更多种这类丙烯酰胺的混合物，使得u的平均值(四舍五入到最接近的整数)是0到30(例如，2到30、4到30、6到30、8到30、5到25、10到30、12到30、15到25、16到30、18到30、20到30、22到30或24到30)的整数。在某些实施方案中，式vii的丙烯酰胺盐是“maptac-c12衍生物”(即，其中r6是ch3并且u是10)。
在另一个实施方案中，缔合单体单元是阴离子缔合单体单元。通常，阴离子缔合单体单元衍生自式viii的丙烯酸酯和/或丙烯酰胺单体：
其中r9是h或c1-c10烷基(例如，(ch2)vch3)，其中v是0到9的整数(即，0、1、2、3、4、5、6、7、8或9)，x是o或nh，m是任何阳离子，并且每个r10独立地是h或疏水基团。在一些实施方案中，“c1-c10烷基”是指支链c1-c10烷基。如本文所用，术语“疏水基团”是指烷基、芳基、氟烷基或氟芳基。
在取代基r10的某些实施方案中，疏水基团是c1-c32烷基(即，长度为1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31或32个碳单元)。在一些实施方案中，c1-c32烷基是饱和的、不饱和的、支链的、直链的、环状的或其组合。c1-c32烷基的示例性清单是甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、仲戊基、新戊基、己基、庚基、辛基、壬基、月桂基、硬脂基、鲸蜡基、二十二烷基、环戊基、环己基、丙烯基、2-丁烯基、3-丁烯基、2-戊烯基、3-戊烯基或4-戊烯基。在某些实施方案中，c1-c32烷基进一步被一个或多个烷基取代基、芳基取代基、杂原子或其组合取代。在一些实施方案中，c1-c32烷基可以是c1-c32杂烷基(即，长度为1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31或32个碳单元)。如本文所用，“杂烷基”是指饱和或不饱和的、取代或未取代的、直链、支链或环状脂肪族基团，其在分子的核心(即碳骨架)中含有至少1个杂原子(例如，o、s、n和/或p)。
在取代基r10的某些实施方案中，疏水基团是芳基。芳基可以是任何取代或未取代的芳基或杂芳基，其中杂芳基是芳香族5元或6元单环基团、9元或10元双环基团和11元到14元三环基团，其中在至少一个环中具有至少一个杂原子(例如，o、s或n)。含有杂原子的杂芳基的每个环可含有一个或两个氧原子或硫原子和/或一到四个氮原子，其限制条件是每个环中杂原子的总数为四或更少并且每个环具有至少一个碳原子。使双环和三环基团完整的稠环可仅含有碳原子，并且可以是饱和的、部分饱和的或不饱和的。任选地可以氧化氮原子、氧原子和硫原子，并且可以任选地季铵化氮原子。双环或三环的杂芳基必须包括至少一个全芳香族环，但是其它稠环可以是芳香族环或非芳香族环。在一些实施方案中，芳基化合物是苯基、萘基、吡咯基、异吲哚基、吲哚嗪基、吲哚基、呋喃基、苯并呋喃基、苯并噻吩基、噻吩基、吡啶基、吖啶基、萘啶基、喹啉基、异喹啉基、异噁唑基、噁唑基、苯并噁唑基、异噻唑基、噻唑基、苯并噻唑基、咪唑基、噻二唑基、四唑基、三唑基、噁二唑基、苯并咪唑基、嘌呤基、吡唑基、吡嗪基、喋啶基、喹喔啉基、酞嗪基、喹唑啉基、三嗪基、啡嗪基、噌啉基、嘧啶基或哒嗪基。
在取代基r10的某些实施方案中，疏水基团是c1-c32氟烷基或c1-c32氟芳基。如本文所用，术语“氟烷基”和“氟芳基”分别指具有一个或多个氟原子的任何烷基或芳基。
磺酸盐可具有任何合适的阳离子反离子(即“m”)。举例来说，阳离子反离子(“m”)可以是质子、铵、季胺、碱金属阳离子、碱土金属阳离子、过渡金属阳离子、稀土金属阳离子、主族元素阳离子或其组合。在一些实施方案中，阳离子反离子是质子或锂、钠、钾、镁、钙、锰、铁、锌或其组合的阳离子。在某些实施方案中，m选自氢、锂、钠、钾或其组合。
一种或多种缔合单体单元可以任何合适的量存在于缔合聚合物(例如聚合物强度助剂)中。缔合聚合物可包含总计约10摩尔％或更少的一种或多种缔合单体单元，例如，约9摩尔％或更少、约8摩尔％或更少、约7摩尔％或更少、约6摩尔％或更少、约5摩尔％或更少、约4摩尔％或更少、约3摩尔％或更少、约2摩尔％或更少或约1摩尔％或更少。或者或除此之外，缔合聚合物可包含约0.005摩尔％或更多的一种或多种缔合单体单元，例如，约0.01摩尔％或更多、约0.1摩尔％或更多、约0.25摩尔％或更多、约0.3摩尔％或更多、约0.4摩尔％或更多或约0.5摩尔％或更多。因此，缔合聚合物可包含一种或多种缔合单体单元，其浓度由上述任何两个端点限定。缔合聚合物可包含约0.005摩尔％到约10摩尔％的一种或多种缔合单体单元，例如，约0.005摩尔％到约9摩尔％、约0.005摩尔％到约8摩尔％、约0.005摩尔％到约7摩尔％、约0.005摩尔％到约6摩尔％、约0.005摩尔％到约5摩尔％、约0.005摩尔％到约4摩尔％、约0.005摩尔％到约3摩尔％、约0.005摩尔％到约2摩尔％、约0.005摩尔％到约1摩尔％、约0.01摩尔％到约1摩尔％、约0.1摩尔％到约1摩尔％、约0.25摩尔％到约1摩尔％、约0.3摩尔％到约1摩尔％、约0.4摩尔％到约1摩尔％、约0.5摩尔％到约1.0摩尔％、约0.01摩尔％到约0.5摩尔％或约0.01摩尔％到约0.25摩尔％。
在一些实施方案中，缔合聚合物(例如聚合物强度助剂)包含衍生自式ii的单体的缔合单体单元、衍生自式i的单体的单体单元和额外阳离子单体单元。在一些实施方案中，缔合聚合物(例如聚合物强度助剂)包含衍生自式ii的单体的缔合单体单元、衍生自式i的单体的单体单元和衍生自dmaea.mcq的额外单体单元。在一些实施方案中，缔合聚合物(例如聚合物强度助剂)包含衍生自式ii的单体的缔合单体单元、衍生自丙烯酰胺的额外单体单元和衍生自dmaea.mcq的额外单体单元。在某些实施方案中，缔合聚合物(例如聚合物强度助剂)包含衍生自
在一些实施方案中，缔合聚合物(例如聚合物强度助剂)包含衍生自式ii的单体的缔合单体单元、衍生自式i的单体的单体单元和额外阴离子单体单元。在一些实施方案中，缔合聚合物(例如聚合物强度助剂)包含衍生自式ii的单体的缔合单体单元、衍生自式i的单体的单体单元和衍生自丙烯酸钠的额外单体单元。在一些实施方案中，缔合聚合物(例如聚合物强度助剂)包含衍生自式ii的单体的缔合单体单元、衍生自丙烯酰胺的额外单体单元和衍生自丙烯酸钠的额外单体单元。在某些实施方案中，缔合聚合物(例如聚合物强度助剂)包含衍生自
在一些实施方案中，缔合聚合物(例如聚合物强度助剂)包含衍生自式vi的单体的缔合单体单元、衍生自式i的单体的单体单元和额外阳离子单体单元。在一些实施方案中，缔合聚合物(例如聚合物强度助剂)包含衍生自式vi的单体的缔合单体单元、衍生自式i的单体的单体单元和衍生自dmaea.mcq的额外单体单元。在一些实施方案中，缔合聚合物(例如聚合物强度助剂)包含衍生自式vi的单体的缔合单体单元、衍生自丙烯酰胺的额外单体单元和衍生自dmaea.mcq的额外单体单元。在某些实施方案中，缔合聚合物(例如聚合物强度助剂)包含衍生自式vii的maptac-c12衍生物的缔合单体单元、衍生自丙烯酰胺的额外单体单元和衍生自dmaea.mcq的额外单体单元。
在一些实施方案中，缔合聚合物(例如聚合物强度助剂)包含衍生自式vi的单体的缔合单体单元、衍生自式i的单体的单体单元和额外阴离子单体单元。在一些实施方案中，缔合聚合物(例如聚合物强度助剂)包含衍生自式vi的单体的缔合单体单元、衍生自式i的单体的单体单元和衍生自丙烯酸钠的额外单体单元。在一些实施方案中，缔合聚合物(例如聚合物强度助剂)包含衍生自式vi的单体的缔合单体单元、衍生自丙烯酰胺的额外单体单元和衍生自丙烯酸钠的额外单体单元。在某些实施方案中，缔合聚合物(例如聚合物强度助剂)包含衍生自式vii的maptac-c12衍生物的缔合单体单元、衍生自丙烯酰胺的额外单体单元和衍生自丙烯酸钠的额外单体单元。
在一些实施方案中，缔合聚合物(例如聚合物强度助剂)包含衍生自式viii的单体的缔合单体单元、衍生自式i的单体的单体单元和额外阳离子单体单元。在一些实施方案中，缔合聚合物(例如聚合物强度助剂)包含衍生自式viii的单体的缔合单体单元、衍生自式i的单体的单体单元和衍生自dmaea.mcq的额外单体单元。
在一些实施方案中，缔合聚合物(例如聚合物强度助剂)包含衍生自式viii的单体的缔合单体单元、衍生自式i的单体的单体单元和额外阴离子单体单元。在一些实施方案中，缔合聚合物(例如聚合物强度助剂)包含衍生自式viii的单体的缔合单体单元、衍生自式i的单体的单体单元和衍生自丙烯酸钠的额外单体单元。
在一些实施方案中，缔合聚合物(例如聚合物强度助剂)具有式ap1：
其中e是一种或多种缔合单体单元，f是一种或多种额外单体单元，g是一种或多种衍生自式i的单体的单体单元，并且h任选存在并且是一个或多个哌啶-2,6-二酮单元，其中一个或多个哌啶-2,6-二酮在衍生自式i的单体的单体单元(“g”)的丙烯酰胺氮环化时在额外单体单元(“f”)的羰基上形成，其中缔合聚合物的重均分子量为约10kda到约2,000kda。
在一些实施方案中，缔合聚合物(例如聚合物强度助剂)具有式ap2：
其中e是一种或多种缔合单体单元，e'是约0.005到约10的摩尔百分比值，f是一种或多种额外单体单元，f'是约0.005到约90的摩尔百分比值，g是一种或多种衍生自式i的单体的单体单元，并且g'是约10到约99.99的摩尔百分比值。单体单元e由本文所描述的缔合单体单元定义。单体单元f和g分别由衍生自本文所描述的式i的单体的额外单体单元和单体单元定义。
如本文所描述，式ap2的缔合聚合物(例如聚合物强度助剂)可以交替聚合物、无规聚合物、嵌段聚合物、接枝聚合物、线性聚合物、支化聚合物、环状聚合物或其组合的形式存在。因此，e、f和g可以任何合适的顺序(例如，egf、efg、gef、gfe、feg或fge)存在，包括重复单个单元(例如，eefffgg、efggefee、efgeee、eeeefg等)。
一种或多种缔合单体单元(“e”)的量和一种或多种额外单体单元(“f’”+“g’”)的总和如先前针对一种或多种缔合单体单元和一种或多种额外单体单元的总和所描述。
在一些实施方案中，式ap2的缔合聚合物(例如聚合物强度助剂)经历电荷降解以提供式ap3的缔合聚合物(例如聚合物强度助剂)：
其中e是一种或多种缔合单体单元，e”是约0.005到约10的摩尔百分比值，f是一种或多种额外单体单元，f”是约0.005到约90的摩尔百分比值，g是一种或多种衍生自式i的单体的单体单元，g”是约10到约99.99的摩尔百分比值，h是一个或多个哌啶-2,6-二酮单元，其中所述一个或多个哌啶-2,6-二酮在衍生自式i的单体的单体单元(“g”)的丙烯酰胺氮环化时在所述额外单体单元(“f”)的羰基上形成，并且h”是约0(即痕量)到约10的摩尔百分比值。如本文所用，“电荷降解”是指衍生自式i的单体的单体单元在带电的额外单体单元(即，阳离子和/或阴离子单体单元)上环化的过程，使得额外单体单元的带电取代基被置换，并且因此聚合物具有较少的阳离子单体单元和/或较少的阴离子单体单元。不希望受任何特定理论的束缚，人们相信电荷降解可以自发发生，或者可以通过聚合物溶液中的一种或多种组分促进。
在某些实施方案中，缔合聚合物(例如聚合物强度助剂)具有式ap3：
其中e是一种或多种缔合单体单元，e”是约0.005到约10的摩尔百分比值，f是一种或多种额外单体单元，f”是约0.005到约90的摩尔百分比值，g是一种或多种衍生自式i的单体的单体单元，g”是约10到约99.99的摩尔百分比值，h是一种或多种式
如本文所描述，式ap3的缔合聚合物(例如聚合物强度助剂)可以交替聚合物、无规聚合物、嵌段聚合物、接枝聚合物、线性聚合物、支化聚合物、环状聚合物或其组合的形式存在。因此，e、f、g和h可以以任何合适的顺序(例如，egfh、eghf、ehfg、ehgf、efgh、efhg、fegh、fehg、fheg、fhge、fgeh、fghe、ghfe、ghef、gefh、gehf、gfhe、gfeh、hefg、hegf、hgef、hgfe、hfeg或hfge)存在，包括重复单个单元(例如，eefffgghhh、efggefeeh、efgeeehh、hhheeeefg等)。
在某些实施方案中，缔合聚合物(例如聚合物强度助剂)具有式ap4：
其中每个r1独立地是h或c1-c4烷基(例如，甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基或叔丁基)，每个r2独立地是h或有机基团，r3是h或c1-c10烷基(例如，(ch2)kch3)，其中k是0到9的整数(即，0、1、2、3、4、5、6、7、8或9)，x是o或nh，m、n和o独立地是0到100的整数，其中当(n+o)≤3时，m是至少7，每个y1和y2独立地是h或c1-c4烷基(例如，甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基或叔丁基)，并且r4是h或疏水基团，e”是约0.005到约10的摩尔百分比值，f是一种或多种额外单体单元，f”是约0.005到约90的摩尔百分比值，g”是约10到约99.99的摩尔百分比值，并且h”是约0(即痕量)到约10的摩尔百分比值。在一些实施方案中，“c1-c10烷基”是指支链c1-c10烷基。
在式ap4的缔合聚合物(例如聚合物强度助剂)的某些实施方案中，f衍生自氯化二烯丙基二甲基铵(“dadmac”)单体。在式ap4的缔合聚合物的某些实施方案中，f衍生自氯化2-(丙烯酰氧基)-n,n,n-三甲基乙铵(“dmaea.mcq”)单体。
在某些实施方案中，缔合聚合物(例如聚合物强度助剂)具有式ap5：
其中每个r1独立地是h或c1-c4烷基(例如，甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基或叔丁基)，每个r2独立地是h或有机基团，r3是h或c1-c10烷基(例如，(ch2)kch3)，其中k是0到9的整数，q为2到100的整数，r为0到30的整数，每个y独立地是h或ch3，e”是约0.005到约10的摩尔百分比值，f”是约0.005到约90的摩尔百分比值，g”是约10到约99.99的摩尔百分比值，并且h”是约0(即痕量)到约10的摩尔百分比值。在一些实施方案中，“c1-c10烷基”是指支链c1-c10烷基。
在某些实施方案中，缔合聚合物(例如聚合物强度助剂)具有式ap6：
其中r是0到30(例如，2到30、4到30、6到30、8到30、10到30、12到30、16到30、18到30、20到30、22到30或24到30)的整数，每个y独立地是h或ch3，e”是约0.005到约10的摩尔百分比值，f”是约0.005到约90的摩尔百分数值，g”是约10到约99.99的摩尔百分比值，h”是约0(即痕量)到约10的摩尔百分比值。在某些实施方案中，r是14到16的整数。
在某些实施方案中，缔合聚合物(例如聚合物强度助剂)具有式ap7：
其中每个r1独立地是h或c1-c4烷基(例如，甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基或叔丁基)，每个r2独立地是h或有机基团，r6和r7各自独立地是h或c1-c10烷基(例如，(ch2)tch3)，其中t为0到9的整数，x是o或nh，s是0到20的整数，z是任何阴离子，并且r8是疏水基团，e”是约0.005到约10的摩尔百分比值，f是一种或多种额外单体单元，f”是约0.005到约90的摩尔百分比值，g”是约10到约99.99的摩尔百分比值，并且h”是约0(即痕量)到约10的摩尔百分比值。在一些实施方案中，“c1-c10烷基”是指支链c1-c10烷基。
在某些实施方案中，缔合聚合物(例如聚合物强度助剂)具有式ap8：
其中每个r1独立地是h或c1-c4烷基(例如，甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基或叔丁基)，每个r2独立地是h或有机基团，r6是h或c1-c10烷基(例如，(ch2)tch3)，其中t是0到9的整数，并且u是0到30的整数，e”是约0.005到约10的摩尔百分比值，f”是约0.005到约90的摩尔百分比值，g”是约10到约99.99的摩尔百分比值，并且h”是约0(即痕量)到约10的摩尔百分比值。在一些实施方案中，“c1-c10烷基”是指支链c1-c10烷基。
在某些实施方案中，缔合聚合物(例如聚合物强度助剂)具有式ap9：
其中r6是h或c1-c10烷基(例如，(ch2)tch3)，其中t是0到9的整数，并且u是0到30的整数，e”是约0.005到约10的摩尔百分比值，f”是约0.005到约90的摩尔百分比值，g”是约10到约99.99的摩尔百分比值，并且h”是约0(即痕量)到约10的摩尔百分比值。在一些实施方案中，“c1-c10烷基”是指支链c1-c10烷基。
在式ap7-9(即ap7、ap8或ap9)的缔合聚合物(例如聚合物强度助剂)的某些实施方案中，f衍生自一种或多种选自丙烯酸、甲基丙烯酸或其盐的单体。
在某些实施方案中，缔合聚合物(例如聚合物强度助剂)具有式ap10：
其中每个r1独立地是h或c1-c4烷基(例如，甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基或叔丁基)，每个r2独立地是h或有机基团，r9是h或c1-c10烷基(例如，(ch2)vch3)，其中v是0到9的整数，x是o或nh，m是任何阳离子，并且每个r10独立地是h或疏水基团，e”是约0.005到约10的摩尔百分比值，f是一种或多种额外单体单元，f”是约0.005到约90的摩尔百分比值，g”是约10到约99.99的摩尔百分比值，并且h”是约0(即痕量)到约10的摩尔百分比值。在一些实施方案中，“c1-c10烷基”是指支链c1-c10烷基。
在某些实施方案中，缔合聚合物(例如聚合物强度助剂)具有式ap11：
其中r9是h或c1-c10烷基(例如，(ch2)vch3)，其中v是0到9的整数，x是o或nh，m是任何阳离子，并且每个r10独立地是h或疏水基团，e”是约0.005到约10的摩尔百分比值，f是一种或多种额外单体单元，f”是约0.005到约90的摩尔百分比值，g”是约10到约99.99的摩尔百分数值，并且h”是约0(即痕量)到约10的摩尔百分比值。在一些实施方案中，“c1-c10烷基”是指支链c1-c10烷基。
如本文所描述，式ap4-ap11(即ap4、ap5、ap6、ap7、ap8、ap9、ap10或ap11)的缔合聚合物(例如聚合物强度助剂)可以交替聚合物、无规聚合物、嵌段聚合物、接枝聚合物、线性聚合物、支化聚合物、环状聚合物或其组合的形式存在。因此，单体单元可以任何合适的顺序存在，包括重复单个单元。
可以通过任何合适的方法检测单体单元h的存在。在一些实施方案中，通过13cnmr、1hnmr、ir光谱或其组合检测单体h。
单体单元h的丰度可以通过任何合适的方法测定。在一些实施方案中，单体单元h的丰度可以通过13cnmr光谱、1hnmr光谱、ir光谱或其组合的峰积分的相对比较来测定。
在式ap3-11(即ap3、ap4、ap5、ap6、ap7、ap8、ap9、ap10或ap11)的缔合聚合(例如聚合物强度助剂)的一些实施方案中，e"是约0.005摩尔％到约10摩尔％(例如，约0.005摩尔％到约9摩尔％、约0.005摩尔％到约8摩尔％、约0.005摩尔％到约7摩尔％、约0.005摩尔％到约6摩尔％、约0.005摩尔％到约5摩尔％、约0.005摩尔％到约4摩尔％、约0.005摩尔％到约3摩尔％或约0.005摩尔％到约2摩尔％)，f"是约0.005摩尔％到约90摩尔％(例如，约0.005摩尔％到约80摩尔％、约0.005摩尔％到约70摩尔％、约0.005摩尔％到约60摩尔％、约0.005摩尔％到约50摩尔％、约0.005摩尔％到约40摩尔％、约0.005摩尔％到约35摩尔％、约0.005摩尔％到约30摩尔％、约0.005摩尔％到约25摩尔％、约0.005摩尔％到约20摩尔％、约0.005摩尔％到约16摩尔％、约0.005摩尔％到约12摩尔％、约0.005摩尔％到约10摩尔％、约2摩尔％到约20摩尔％、约4摩尔％到约20摩尔％、约6摩尔％到约20摩尔％、约4摩尔％到约16摩尔％、约4摩尔％到约12摩尔％或约4摩尔％到约10摩尔％)，g”是约10摩尔％到约99.99摩尔％(例如，约10摩尔％到约99.99摩尔％、约20摩尔％到约99.99摩尔％、约30摩尔％到约99.99摩尔％、约40摩尔％到约99.99摩尔％、约50摩尔％到约99.99摩尔％、约60摩尔％到约99.99摩尔％、约70摩尔％到约99.99摩尔％、约80摩尔％到约99.99摩尔％、约80摩尔％到约99.95摩尔％、约80摩尔％到约99.9摩尔％、约80摩尔％到约99.5摩尔％、约80摩尔％到约99摩尔％、约80摩尔％到约97摩尔％、约80摩尔％到约95摩尔％、约80摩尔％到约92摩尔％、约80摩尔％到约90摩尔％、约84摩尔％到约99摩尔％、约84摩尔％到约94摩尔％、约84摩尔％到约95摩尔％、约84摩尔％到约92摩尔％或约84摩尔％到约90摩尔％)，并且h”是约0摩尔％(例如，痕量)到约10摩尔％(例如，约0.001摩尔％到约10摩尔％、约0.001摩尔％到约9摩尔％、约0.001摩尔％到约8摩尔％、约0.001摩尔％到约7摩尔％、约0.001摩尔％到约6摩尔％、约0.001摩尔％到约5摩尔％、约0.001摩尔％到约4摩尔％、约0.001摩尔％到约3摩尔％或约0.001摩尔％到约2摩尔％)。
在式(ap3-11)的缔合聚合物(例如聚合物强度助剂)(即ap3、ap4、ap5、ap6、ap7、ap8、ap9、ap10或ap11)的某些实施方案中，e”是约0.005摩尔％到约1摩尔％(例如，约0.01摩尔％到约1摩尔％、约0.1摩尔％到约1摩尔％、约0.25摩尔％到约1摩尔％、约0.3摩尔％到约1摩尔％、约0.4摩尔％到约1摩尔％、约0.5摩尔％到约1.0摩尔％、约0.01摩尔％到约0.5摩尔％或约0.01摩尔％到约0.25摩尔％)，f”是约4摩尔％到约10摩尔％(例如，约4摩尔％到约9摩尔％、约4摩尔％到约8摩尔％、约4摩尔％到约7摩尔％、约4摩尔％到约6摩尔％、约4摩尔％到约5摩尔％、约5摩尔％到约10摩尔％、约6摩尔％到约10摩尔％、约7摩尔％到约10摩尔％、约8摩尔％到约10摩尔％、约9摩尔％到约10摩尔％或约6摩尔％到约8摩尔％)，g”是约84摩尔％到约90摩尔％(例如，约85摩尔％到约90摩尔％、约86摩尔％到约90摩尔％、约87摩尔％到约90摩尔％、约88摩尔％到约90摩尔％、约89摩尔％到约90摩尔％、约84摩尔％到约89摩尔％、约84摩尔％到约88摩尔％、约84摩尔％到约87摩尔％、约84摩尔％到约86摩尔％、约84摩尔％到约85摩尔％或约86摩尔％到约88摩尔％)，并且h”是约0摩尔％(例如，痕量)到约6摩尔％(例如，约0.001摩尔％到约5摩尔％、约0.001摩尔％到约4摩尔％、约0.001摩尔％到约3摩尔％或约0.001摩尔％到约2摩尔％、约0.001摩尔％到约1摩尔％、约0.01摩尔％到约1摩尔％、约0.1摩尔％到约1摩尔％、约0.25摩尔％到约1摩尔％、约0.3摩尔％到约1摩尔％、约0.4摩尔％到约1摩尔％、约0.5摩尔％到约1.0摩尔％、约0.01摩尔％到约0.5摩尔％或约0.01摩尔％到约0.25摩尔％)。
在一些实施方案中，制备粉末的方法包括使一种或多种缔合聚合物(例如聚合物强度助剂)网络化。如本文所用，“网络化”是指一条聚合物链与相邻聚合物链的化学配位，以促进不同的物理特性。网络化技术可包括任何合适的化学配位。通常，一种或多种缔合聚合物的网络化不包括共价连接相邻的聚合物链。举例来说，化学配位可以通过离子键结、氢键结、疏水相互作用、偶极相互作用、范德华力或其组合发生。
在一实施方案中，至少一部分网络化发生在不同聚合物链的缔合单体单元之间(即，分子间相互作用)。不希望受任何特定理论的束缚，人们相信缔合单体单元通过弱化学相互作用(即离子键结、氢键结、疏水相互作用、偶极相互作用、范德华力或其组合)短暂地相互作用，导致暂时将相邻的缔合聚合物(例如聚合物强度助剂)网络化。如本文所用，“暂时网络化相邻的缔合聚合物”是指相互作用，其可受稀释程度、表面活性剂的存在或其组合控制。因此，缔合聚合物的网络化是可逆的，从而允许制备粉末、凝胶或低粘度液体介质和/或随后分散于溶剂中。
在另一个实施方案中，至少一部分网络化发生在缔合单体单元与一种或多种表面活性剂之间。不希望受任何特定理论的束缚，人们相信缔合单体单元可通过弱化学相互作用(即离子键结、氢键结、疏水相互作用、偶极相互作用、范德华力或其组合)与一种或多种表面活性剂短暂地相互作用，导致暂时将缔合聚合物(例如聚合物强度助剂)和表面活性剂网络化。如本文所用，“暂时将相邻的缔合聚合物和表面活性剂网络化”是指相互作用，其可受稀释程度、表面活性剂的量或其组合控制。因此，缔合聚合物和表面活性剂的网络化是可逆的，并且允许制备粉末、凝胶或低粘度液体介质和/或随后分散于溶剂中。
在一些实施方案中，至少一部分网络化通过胶束共聚发生。如本文所用，“胶束共聚”是指同时形成包含缔合单体和/或表面活性剂的胶束和包含缔合单体单元的缔合聚合物。不希望受任何特定理论的束缚，人们相信相邻聚合物的缔合单体单元可以并入由缔合单体和/或表面活性剂形成的胶束中，从而暂时将相邻的缔合聚合物(例如聚合物强度助剂)网络化。
如本文所用，“暂时网络化”是指缔合相互作用(例如，在缔合聚合物(例如聚合物强度助剂)、湿凝胶和粉末的溶液中)，其可受稀释程度、表面活性剂的存在或其组合控制。与本领域已知的更永久的交联实践相反，例如，通过共价键的交联，暂时网络化可以是短暂的。如本文所用，“暂时”可以指从缔合聚合物溶液的初始形成延伸到粉末在溶液中的分散的任何时间长度。举例来说，暂时网络化提供了足够的湿凝胶结构，以允许机械加工和转化成粉末。此外，暂时网络化有助于产生稳定的粉末，同时维持合理的水溶解程度。在水中稀释后，缔合相互作用(即暂时网络化)减少，并且粉末分散在水或其它溶剂中。
在某些实施方案中，所述制备粉末的方法包含将一种或多种缔合聚合物(例如聚合物强度助剂)和一种或多种表面活性剂网络化，其中一种或多种缔合单体单元和一种或多种表面活性剂结构相似。如本文所用，“结构相似”意指缔合单体单元和表面活性剂具有相同或相似的化学官能团。在一些实施方案中，缔合单体单元和表面活性剂各自包含至少一个羟基取代基。在一些实施方案中，缔合单体单元和表面活性剂各自包含至少一个胺取代基。在一些实施方案中，缔合单体单元和表面活性剂各自包含聚醚醚链。在一些实施方案中，缔合单体单元和表面活性剂各自包含聚醚链，其中聚醚链的长度被六个或更少(即，6、5、4、3、2、1或0个)碳单元分隔开。举例来说，如果缔合单体单元的聚醚链长为16个碳单元，那么结构相似的表面活性剂的聚醚链长将为10-22个(即10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21或22个)碳单元。在某些实施方案中，聚醚链包含相同数目个碳单元。在一些实施方案中，缔合单体单元和表面活性剂各自包含烷基链。在一些实施方案中，缔合单体单元和表面活性剂各自包含烷基链，其中烷基链的长度被六个或更少(即，6、5、4、3、2、1或0个)碳单元。举例来说，如果缔合单体单元的烷基链长为16个碳单元，那么结构相似的表面活性剂的烷基链长将为10-22个(即10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21或22个)碳单元。在某些实施方案中，烷基链各自包含相同数目个碳。在某些实施方案中，缔合单体单元和表面活性剂包含相同的结构亚单元。
在一些实施方案中，制备粉末的方法还包含一种或多种表面活性剂。表面活性剂可以是选自阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、非离子表面活性剂以及其组合的任何合适的表面活性剂。在一些实施方案中，一种或多种表面活性剂可以二聚体形式存在。举例来说，表面活性剂可具有一个极性头基和两个非极性尾基、或两个极性头基和一个非极性尾基、或两个极性头基和两个非极性尾基。不希望受任何特定理论的束缚，人们相信表面活性剂有助于为湿凝胶提供结构并且增大所得粉末在水或其它溶剂中稀释时的溶解度。
在一个实施方案中，表面活性剂是阳离子表面活性在某些实施方案中，阳离子表面活性剂是式ix的铵盐：
其中每个r11独立地是h或c1-c10烷基(例如，(ch2)ech3)，其中e是0到9的整数(即，0、1、2、3、4、5、6、7、8或9)，a是任何阴离子，并且d是6到34(例如，6到30、6到24、6到20、6到16、6到12、5到25、10到20、15到25、10到24或10到30)的整数。在一些实施方案中，“c1-c10烷基”是指支链c1-c10烷基。在一些实施方案中，式ix的铵盐是两种或更多种这类铵盐的混合物，使得d的平均值(四舍五入到最接近的整数)是6到34(例如，6到30、6到24、6到20、6到16、6到12、5到25、10到20、15到25、10到24或10到30)的整数。在某些实施方案中，阳离子表面活性剂是十六烷基三甲基对甲苯磺酸铵或氯化十六烷基三甲基铵。
铵盐可具有任何合适的阴离子反离子(即“a”)。在一些实施方案中，阴离子反离子(“a”)包含选自卤素(即氟、氯、溴或碘)、硫、碳、氮、磷以及其组合的元素。阴离子的示例性清单包括氟离子、氯离子、溴离子、碘离子、硫离子、亚硫酸根、硫酸根、硫酸氢根、亚硫酸氢根、硫代硫酸根、碳酸根、碳酸氢根、硝酸根、亚硝酸根、磷酸根、磷酸氢根、磷酸二氢根、亚磷酸根、亚磷酸氢根、亚磷酸二氢根、六氟磷酸根、羧酸根、乙酸根、甲磺酸根、甲苯磺酸根或三氟甲磺酸根。在某些实施方案中，a选自氟离子、氯离子、溴离子、甲磺酸根、甲苯磺酸根或其组合。
在一些实施方案中，表面活性剂是阴离子表面活性剂在某些实施方案中，阴离子表面活性剂是式x的硫酸盐：
其中b是任何阳离子，并且f是7到35(例如，7到29、7到23、7到19、7到15、7到11、11到19、11到23或11到29)的整数。在一些实施方案中，式x的硫酸盐是两种或更多种这类硫酸盐的混合物，使得f的平均值(四舍五入到最接近的整数)是7到35(例如，7到29、7到23、7到19、7到15、7到11、11到19、11到23或11到29)的整数。在某些实施方案中，阴离子表面活性剂是十二烷基硫酸钠(即f是11)。
硫酸盐可以具有任何合适的阳离子反离子(即“b”)。举例来说，阳离子反离子(“b”)可以是质子、铵、季胺、碱金属阳离子、碱土金属阳离子、过渡金属阳离子、稀土金属阳离子、主族元素阳离子或其组合。在一些实施方案中，阳离子反离子是氢或锂、钠、钾、镁、钙、锰、铁、锌或其组合的阳离子。在某些实施方案中，b选自氢、锂、钠、钾或其组合。
在一些实施方案中，表面活性剂是非离子表面活性剂。非离子表面活性剂可以是任何合适的非离子表面活性剂在一些实施方案中，非离子表面活性剂包含环氧乙烷、环氧丙烷或环氧乙烷和环氧丙烷的重复单元。在某些实施方案中，表面活性剂包含环氧乙烷(”eo”)、环氧丙烷(”po”)或其组合的嵌段或无规共聚物。
在某些实施方案中，非离子表面活性剂具有式xi：
ho(c2h4o)a(c3h6o)b(c2h4o)ch
xi
其中a、b和c独立地是约2到约200(例如，约2到约175、约2到约150、约2到约125、约2到约100、约50到约200、约50到约150或约50到约100)范围内的整数，并且a、b和c相同或不同。在一些实施方案中，式x的非离子表面活性剂是两种或更多种这类表面活性剂的混合物，使得a、b和c是指指定亚单元的平均(四舍五入到最接近的整数)链长(即，eo和po的平均链长)，其中a，b和c独立地是约2到约200(例如，约2到约175、约2到约150、约2到约125、约2到约100、约50到约200、约50到约150或约50到约100)。在某些实施方案中，非离子表面活性剂是
在一些实施方案中，非离子表面活性剂具有式xii：
其中g是约6到约50(例如，约6到约42、约6到约36、约6到约30、约6到约24、约6到约18、约6到约12、约8到约30、约12到约50、约12到约36或约12到约24)范围内的整数，每个r12和r13独立地是h或c1-c4烷基(例如，甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基或叔丁基)，并且h和i独立地是0到约100(例如，约0到约90、约0到约80、约0到约70、约0到约60、约0到约50、约10到约100或约10到约50)范围内的整数。在一些实施方案中，式xii的表面活性剂是两种或更多种这类表面活性剂的混合物，使得g、h和i是指指定亚单元的平均(四舍五入到最接近的整数)链长(即，平均碳链长或平均eo(或取代的eo)链长)，其中g是约6到约50(例如，约6到约42、约6到约36、约6到约30、约6到约24、约6到约18、约6到约12、约8到约30、约12到约50、约12到约36或约12到约24)的整数，并且h和i独立地是0到约100(例如，约0到约90、约0到约80、约0到约70、约0到约60、约0到约50、约10到约100或约10到约50)范围内的整数。
在某些实施方案中，非离子表面活性剂具有式xii：
其中g是约6到约50(例如，约6到约42、约6到约36、约6到约30、约6到约24、约6到约18、约6到约12、约12到约50、约12到约36或约12到约24)范围内的整数，r12和r13是h，并且h和i独立地是0到约100(例如，约0到约90、约0到约80、约0到约70、约0到约60、约0到约50、约10到约100或约10到约50)范围内的整数。在某些实施方案中，表面活性剂为
在某些实施方案中，非离子表面活性剂具有式xii：
其中g是约6到约50(例如，6到约42、约6到约36、约6到约30、约6到约24、约6到约18、约6到约12、约12到约50、约12到约36或约12到约24)范围内的整数，i为0，r12是h，并且h是约2到约30(例如，2到30、4到30、6到30、8到30、10到30、12到30、16到30、18到30、20到30、22到30或24到30)范围内的整数。在某些实施方案中，表面活性剂是可从巴斯夫公司(新泽西州弗洛勒姆帕克)商购的
在某些实施方案中，非离子表面活性剂具有式xii：
其中g是约8到约30(例如，10到30、12到30、16到30、18到30、20到30、22到30或24到30)范围内的整数，每个r12和r13独立地是h或c1-c4烷基(例如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基或叔丁基)，并且h和i独立地0到约50(例如，约0到约40、约0到约30、约0到约20、约10到约50、约10到约40、约10到约30或约10到约20)范围内的整数。在某些实施方案中，表面活性剂是
在某些实施方案中，非离子表面活性剂具有式xiii：
其中w、x、y和z是约0到约50(例如，约0到约40、约0到约30、约0到约20、约0到约16、约0到约12或约0到约8)的整数，并且w、x、y和z相同或不同。在一些实施方案中，式xiii的非离子表面活性剂是两种或更多种这类表面活性剂的混合物，使得w、x、y和z是指指定亚单元的平均(四舍五入到最接近的整数)链长(即，eo的平均链长)，其中w、x、y和z为约0到约50(例如，约0到约40、约0到约30、约0到约20、约0到约16、约0到约12或约0到约8)的整数。在某些实施方案中，非离子表面活性剂是
当一种或多种表面活性剂存在于粉末中时，一种或多种表面活性剂可以任何合适的浓度存在于粉末中。粉末可包含总计约20wt.％或更少的表面活性剂，例如，约15wt.％或更少、约10wt.％或更少、约9wt.％或更少、约8wt.％或更少、约7wt.％或更少、约6wt.％或更少或约5wt.％或更少。或者或除此之外，粉末可包含总计约0.001wt.％或更多的表面活性剂，例如，约0.01wt.％、约0.1wt.％、约0.25wt.％或更多、约0.5wt.％或更多、约1wt.％或更多、约2wt.％或更多、约3wt.％或更多或约4wt.％或更多。因此，粉末可包含一种或多种表面活性剂，其浓度由上述任何两个端点限定。粉末可包含总计约0.001wt.％到约5wt.％、约0.01wt.％到约5wt.％、约0.1wt.％到约5wt.％的表面活性剂，例如，约0.25wt.％到约5wt.％、约0.5wt.％到约5wt.％、约1wt.％到约5wt.％、约2wt.％到约5wt.％、约3wt.％到约5wt.％、约4wt.％到约5wt.％、约4wt.％到约10wt.％、约4wt.％到约9wt.％、约4wt.％到约8wt.％、约4wt.％到约7wt.％、约4wt.％到约6wt.％、约0.001wt.％到约10wt.％、约0.01wt.％到约10wt.％、约0.1wt.％到约10wt.％、约0.001wt.％到约15wt.％、约0.01wt.％到约15wt.％、约0.1wt.％到约15wt.％、约0.001wt.％到约20wt.％、约0.01wt.％到约20wt.％、约0.1wt.％到约20wt.％或约0.001wt.％到约1wt.％。
在一个实施方案中，一种或多种表面活性剂在粉末形成之前添加(例如，在聚合之前或之后加入到聚合物溶液中，或加入到湿凝胶中)。当在形成粉末之前添加表面活性剂时，将表面活性剂并入湿凝胶中，并且从而并入粉末中。通常，表面活性剂改善湿凝胶加工成粉末的可加工性。通常，表面活性剂进一步改善所得粉末在水性介质或其它溶剂中的溶解度或分散性。
在一些实施方案中，在从湿凝胶加工后将一种或多种表面活性剂加入到粉末中。在一些实施方案中，一种或多种表面活性剂不是湿凝胶加工所必需的。特别地，缔合单体单元的化学相互作用可足够强以在不存在表面活性剂的情况下将缔合聚合物(例如聚合物强度助剂)网络化。虽然表面活性剂并不总是形成粉末所必需的，但所得粉末(不存在一种或多种表面活性剂)通常在水性介质中溶解度较差。举例来说，一种或多种表面活性剂往往会促进缔合聚合物的再润湿并且加速在水中形成溶液的过程。因此，可在形成粉末后添加表面活性剂，以改善所得粉末在水性介质或其它溶剂中的溶解度和分散性。
形成缔合聚合物(例如聚合物强度助剂)的聚合可以根据本领域已知的任何合适的聚合进行。举例来说，缔合聚合物可以通过乳液聚合、分散聚合、溶液聚合、凝胶聚合或其组合制备。形成缔合聚合物的聚合可以通过任何合适的机制进行。举例来说，聚合可以通过阳离子聚合、阴离子聚合、自由基聚合、配位聚合或其组合发生。通常，聚合通过自由基聚合发生。
在一些实施方案中，形成缔合聚合物(例如聚合物强度助剂)的聚合包含一种或多种聚合组分。在某些实施方案中，一种或多种聚合组分不从反应混合物中去除，使得一种或多种聚合组分保留在聚合物溶液、聚合物湿凝胶和/或粉末中。在其它实施方案中，去除一种或多种聚合组分，使得一种或多种聚合组分不存在于聚合物溶液、聚合物湿凝胶和/或粉末中。在一些实施方案中，转变一种或多种聚合组分，使得一种或多种转变的聚合组分存在于聚合物溶液、聚合物湿凝胶和/或粉末中。聚合组分的示例性清单是引发剂、链转移剂、螯合剂、氧化还原剂、缓冲剂以及其组合。
在一些实施方案中，聚合包含一种或多种引发剂。引发剂可以是任何合适的引发剂。在一些实施方案中，引发剂是自由基引发剂。在某些实施方案中，引发剂选自偶氮二化合物。引发剂的示例性清单是2,2'-偶氮二(2,4-二甲基戊腈)、2,2'-偶氮二(4-甲氧基-2,4-二甲基戊腈)、1,1'-偶氮二(环己烷-1-甲腈)、2,2'-偶氮二(2-甲基丁腈)、2,2'-偶氮二(2-甲基丙脒)二盐酸盐、2,2'-偶氮二[2-(2-咪唑啉-2-基)丙烷]二盐酸盐、2,2'-偶氮二[n-(2-羧乙基)-2-甲基丙脒]水合物(酸酐)、和2,2'-偶氮二[2-(2-咪唑啉-2-基)丙烷]。
在一些实施方案中，聚合包含一种或多种链转移剂。链转移剂可以是任何合适的链转移剂。链转移剂的示例性清单是四氯化碳、四溴化碳、溴三氯甲烷、五苯基乙烷、甲酸钠、次磷酸钠、苯硫酚、4,4'-硫代二苯硫醇、4-甲基苯硫醇和脂肪族硫醇、如3-巯基丙酸异辛酯、叔壬基硫醇和n-乙酰基-l-半胱氨酸、n-2-巯基乙基)乙酰胺、谷胱甘肽、n-(2-巯基丙酰基)甘氨酸和2-巯基乙醇。
在一些实施方案中，聚合包含一种或多种螯合剂。螯合剂可以是任何合适的螯合剂。在某些实施方案中，螯合剂是多齿有机化合物。螯合剂的示例性清单是二亚乙基三胺五乙酸(“dtpa”)、乙二胺四乙酸(“edta”)、次氮基三乙酸(“nta”)、二亚乙基三胺五乙酸、n,n-双(羧甲基)-l-谷氨酸、n-(羟乙基)-乙二胺三乙酸三钠、己二酸以及其盐。
在一些实施方案中，聚合包含一种或多种氧化还原剂。氧化还原剂可以是任何合适的氧化还原剂。在一些实施方案中，氧化还原剂有助于终止聚合。在某些实施方案中，氧化还原试剂是有机过氧化物、无机过氧化物或其组合。氧化还原剂的示例性清单是亚硫酸氢钠；硫代硫酸铵、硫酸亚铁铵；抗坏血酸、胺、次磷酸盐、溴酸钠、氯酸盐、高锰酸盐、过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠、叔丁基过氧化氢、过氧化氢、臭氧以及其盐。在一些实施方案中，以氧化还原对形式添加氧化还原剂，使得一种试剂参与还原并且一种试剂参与氧化。在某些实施方案中，氧化还原剂是引发剂。
在一些实施方案中，聚合包含缓冲系统。缓冲系统可以是任何合适的有机和/或无机缓冲系统。在某些实施方案中，缓冲系统包含能够控制ph低于约6(例如，约0到约6、约1到约6、约2到约6、约3到约6、约4到约6、约5到约6、约0到约1、约0到约2、约0到约3、约0到约4或约0到约5)的有机和/或无机酸和/或碱。缓冲剂的示例性清单是己二酸、庚二酸、戊二酸、柠檬酸、乙酸、无机酸(例如磷酸)、胺及其盐。
可以通过任何合适的技术将缔合聚合物(例如聚合物强度助剂)和任选的一种或多种表面活性剂的溶液转化成湿凝胶。在一些实施方案中，缔合聚合物和任选的一种或多种表面活性剂的溶液自发地变成湿凝胶。举例来说，基于溶液的单体可以在一种或多种表面活性剂的存在下聚合，并且聚合导致从基于溶液的单体转变成基于溶液的聚合物的，其自发地开始固化以形成聚合物湿凝胶。在一些实施方案中，在形成湿凝胶之前，可能需要干燥缔合聚合物和任选的一种或多种表面活性剂的溶液。举例来说，缔合聚合物和任选的一种或多种表面活性剂的溶液可通过干燥(例如，置于烘箱中和/或环境温度蒸发)、冷却、压力改变或其组合而转化成湿凝胶。如本文所用，“湿凝胶”是指当缔合聚合物和任选的一种或多种表面活性剂的溶液从流体状态转变为固体状态时产生的任何材料。在某些实施方案中，湿凝胶维持太妃糖状稠度并且不粘。
湿凝胶包含所得缔合聚合物(例如聚合物强度助剂)、任选的一种或多种表面活性剂和溶剂。通常，湿凝胶含有约20wt.％到约80wt.％的缔合聚合物。在一个实施方案中，聚合物湿凝胶包含约25wt.％到约50wt.％的聚合物。在某些实施方案中，聚合物湿凝胶包含约30wt.％到约40wt.％的聚合物。
可以通过任何合适的方法将湿凝胶加工成粉末。在一些实施方案中，通过切割湿凝胶以形成颗粒、干燥颗粒和转化干燥的颗粒以形成粉末，将湿凝胶加工成粉末。在一些实施方案中，通过干燥湿凝胶、将干燥的湿凝胶切成颗粒、并且将颗粒转化成粉末，将湿凝胶加工成粉末。在一些实施方案中，通过干燥湿凝胶、将干燥的湿凝胶切割成颗粒、干燥颗粒、并且转化干燥的颗粒以形成粉末，将湿凝胶加工成粉末。可以通过任何合适的方法切割湿凝胶。在某些实施方案中，湿凝胶经机械加工(例如，使用雷茨铣刀(retschmillcutter))以形成湿凝胶颗粒。在某些实施方案中，借助润滑剂切割湿凝胶。润滑剂可以是任何合适的润滑剂(例如，石油基润滑剂)。湿凝胶颗粒可通过任何合适的方法转化成粉末。在一些实施方案中，“转化颗粒以形成粉末”是指例如任选地进一步干燥颗粒、研磨颗粒或干燥和研磨颗粒以产生粉末的方法，但转化可包括其它加工步骤。举例来说，将颗粒转化成粉末可以进一步包含筛分。
粉末可具有任何合适的水分含量。通常，水分含量是约0wt.％到约30wt.％(例如，约0.01wt.％到约30wt.％、约0.1wt.％到约30wt.％或约1wt.％到约30wt.％)。在粉末的某些实施方案中，水分含量是约0wt.％到约25wt.％(例如，约0.01wt.％到约25wt.％、约0.1wt.％到约25wt.％或约1wt.％到约25wt.％)。在粉末的某些实施方案中，水分含量为约0wt.％至约20wt.％(例如约0.01wt.％至约20wt.％，约0.1wt.％至约20wt.％，约1wt.％至约20wt.％，约0.01wt.％至约15wt.％，约0.1wt.％至约15wt.％，约1wt.％至约15wt.％，约0.01wt.％至约12wt.％，约0.1wt.％至约12wt.％，约1wt.％至约12wt.％，约0.01wt.％约10wt.％，约0.1wt.％至约10wt.％或约1wt.％至约10wt.％)。在某些实施方案中，水分含量是约10wt.％。
粉末可具有任何合适的平均粒度(即平均粒径)。平均粒度可通过本领域已知的任何合适方法测定。通常，平均粒度通过霍里巴激光散射粒度分布分析仪la-950(horibalaserscatteringparticlesizedistributionanalyzerla-950)测定。粉末的平均粒度可为约1微米或更大，例如，约10微米或更大、约20微米或更大、约50微米或更大、约100微米或更大、约200微米或更大或约500微米或更大。或者或除此之外，粉末的平均粒度可为约10,000微米或更小，例如，约8,000微米或更小、约6,000微米或更小、约4,000微米或更小或约2,000微米或更小。因此，粉末可具有由前述任何两个端点限定的平均粒度。粉末的平均粒度可为约1微米到约10,000微米，例如，约1微米到约8,000微米、约1微米到约6,000微米、约1微米到约4,000微米、约1微米到约2,000微米、约10微米到约2,000微米、约20微米到约2,000微米、约50微米到约2,000微米、约100微米到约2,000微米、约200微米到约2,000微米或约500微米到约2,000微米。
粉末可具有任何合适的颗粒形状。在一些实施方案中，粉末颗粒是非球形的。不希望受任何特定理论的束缚，人们相信当通过基于凝胶、喷雾或滚筒的方法(例如，通过切割和干燥)制造粉末时，通常形成非球形颗粒。在一些实施方案中，粉末粒子是球形的。不希望受任何特定理论的束缚，人们相信当通过基于珠粒的方法制造粉末时，通常形成球形粒子。
在一些实施方案中，中值粒度为至少300微米的粉末在25℃下于一小时内以400rpm通过笼式搅拌器搅拌，可溶为至多20wt.％的水溶液。在一些实施方案中，中值粒度为至少300微米的粉末在25℃下于一小时内以400rpm通过笼式搅拌器搅拌，可溶为至多10wt.％的水溶液。在某些实施方案中，中值粒度为至少300微米的粉末在25℃下于一小时内以400rpm通过笼式搅拌器搅拌，可溶为至多5重量％的水溶液。在某些实施方案中，中值粒度为至少300微米的粉末在25℃下于一小时内以400rpm通过笼式搅拌器搅拌，可溶为至多1重量％的水溶液。在一些实施方案中，通常，当粉末不包含一种或多种表面活性剂时，中值粒度为至少300微米的粉末不完全溶解，或者微溶于水(即，在25℃下于一小时内并不完全溶解为1重量％的水溶液)。不希望受任何特定理论的束缚，相信随着缔合聚合物(例如聚合物强度助剂)和任选的表面活性剂的浓度降低到其临界浓度以下，化学相互作用(例如，网络化)减少，从而释放活性聚合物(即缔合聚合物)，并且进一步改善溶解度。如本文所用，“临界浓度”是指缔合聚合物和表面活性剂从基于溶液的转变为维持有组织的网络结构的浓度。
所得粉末可具有任何合适的固有粘度。例如，粉末的固有粘度可为约0.05dl/g到约7dl/g(例如，约0.05dl/g到约6dl/g、约0.05dl/g到约5dl/g、约0.05dl/g到约4dl/g、约0.05dl/g到约3dl/g、约0.05dl/g到约2dl/g、约0.05dl/g到约1dl/g、约0.05dl/g到约0.5dl/g、约0.1dl/g到约7dl/g、约0.1dl/g到约6dl/g或约0.5dl/g到约5dl/g)。在一些实施方案中，粉末的固有粘度为约0.1dl/g到约6。在某些实施方案中，粉末的固有粘度为约0.5dl/g到约5dl/g。
固有粘度(“iv”)由一系列降低的比粘度(“rsv”)测量值定义，所述测量值外推到无限稀释的极限，即当粉末浓度等于零时。rsv在给定粉末浓度和温度下测量，并且计算如下：
其中η是粉末溶液的粘度，η0是相同温度下溶剂的粘度，t是粉末溶液的洗脱时间，t0是溶剂的洗脱时间，并且c是溶液中粉末的浓度(g/dl)。因此，固有粘度由dl/g定义。在30±0.02℃下使用1.0n硝酸钠溶液中的粉末溶液和溶剂用坎农厄布洛德(cannonubbelohde)半微量稀释粘度计(尺寸75)测量变量t和t0。
所得粉末可具有任何合适的哈金斯常数(hugginsconstant)。举例来说，所得粉末的哈金斯常数为约0.1到约20(例如，约0.1到约15、约0.1到约10、约0.3到约10、约0.1到约5、约0.5到约20、约0.5到约10、约1到约20、约1到约10或约1到约5)。在一些实施方案中，如通过改变粉末浓度测定，粉末的哈金斯常数可为约0.3到约10，其中在1.0n硝酸钠溶液中，选择浓度使得它们产生的
在一些实施方案中，所述粉末包含缔合聚合物(例如聚合物强度助剂)，所述聚合物包含一种或多种缔合单体单元和一种或多种选自阳离子单体单元、阴离子单体单元、非离子单体单元、两性离子单体单元中的至少一种或其组合的单体单元以及任选的一种或多种表面活性剂，其中缔合聚合物的重均分子量为约10kda到约2,000kda。在一些实施方案中，粉末包含在聚合物网络中可逆缔合的一种或多种低分子量缔合聚合物，其中所述缔合可通过水性介质中的稀释程度或存在的表面活性剂的量来控制。
在一些实施方案中，粉末包含非离子表面活性剂和缔合聚合物(例如聚合物强度助剂)，其包含衍生自式ii的单体的缔合单体单元、衍生自式i的单体的单体单元和额外阳离子单体单元。在一些实施方案中，粉末包含非离子表面活性剂和缔合聚合物(例如聚合物强度助剂)，其包含衍生自式ii的单体的缔合单体单元、衍生自式i的单体的单体单元和衍生自dmaea.mcq的额外单体单元。在一些实施方案中，粉末包含非离子表面活性剂和缔合聚合物(例如聚合物强度助剂)，其包含衍生自式ii的单体的缔合单体单元、衍生自丙烯酰胺的额外单体单元和衍生自dmaea.mcq的额外单体单元。在某些实施方案中，粉末包含非离子表面活性剂和缔合聚合物(例如聚合物强度助剂)，其包含衍生自
在一些实施方案中，粉末包含非离子表面活性剂和缔合聚合物(例如聚合物强度助剂)，其包含衍生自式ii的单体的缔合单体单元、衍生自式i的单体的单体单元和额外阴离子单体单元。在一些实施方案中，粉末包含非离子表面活性剂和缔合聚合物(例如聚合物强度助剂)，其包含衍生自式ii的单体的缔合单体单元、衍生自式i的单体的单体单元和衍生自丙烯酸钠的额外单体单元。在一些实施方案中，粉末包含非离子表面活性剂和缔合聚合物(例如聚合物强度助剂)，其包含衍生自式ii的单体的缔合单体单元、衍生自丙烯酰胺的额外单体单元和衍生自丙烯酸钠的额外单体单元。在某些实施方案中，粉末包含非离子表面活性剂和缔合聚合物(例如聚合物强度助剂)，其包含衍生自
在一些实施方案中，粉末包含阳离子表面活性剂和缔合聚合物(例如聚合物强度助剂)，其包含衍生自式vi的单体的缔合单体单元、衍生自式i的单体的单体单元和额外阳离子单体单元。在一些实施方案中，粉末包含阳离子表面活性剂和缔合聚合物(例如聚合物强度助剂)，其包含衍生自式vi的单体的缔合单体单元、衍生自式i的单体的单体单元和衍生自dmaea.mcq的额外单体单元。在一些实施方案中，粉末包含阳离子表面活性剂和缔合聚合物(例如聚合物强度助剂)，其包含衍生自式vi的单体的缔合单体单元、衍生自丙烯酰胺的额外单体单元和衍生自dmaea.mcq的额外单体单元。在某些实施方案中，粉末包含阳离子表面活性剂和缔合聚合物(例如聚合物强度助剂)，其包含衍生自式vii的maptac-c12衍生物的缔合单体单元、衍生自丙烯酰胺的额外单体单元和衍生自dmaea.mcq的额外单体单元。在某些实施方案中，粉末包含式ix的阳离子表面活性剂和缔合聚合物(例如聚合物强度助剂)，其包含衍生自式vii的maptac-c12衍生物的缔合单体单元、衍生自丙烯酰胺的额外单体单元和衍生自dmaea.mcq的额外单体单元。在某些实施方案中，粉末包含鲸蜡基三甲基氯化铵和/或十六烷基三甲基对甲苯磺酸铵和缔合聚合物(例如聚合物强度助剂)，其包含衍生自式vii的maptac-c12衍生物的缔合单体单元、衍生自丙烯酰胺的额外单体单元和衍生自dmaea.mcq的额外单体单元。
在一些实施方案中，粉末包含阳离子表面活性剂和缔合聚合物(例如聚合物强度助剂)，其包含衍生自式vi的单体的缔合单体单元、衍生自式i的单体的单体单元和额外阴离子单体单元。在一些实施方案中，粉末包含阳离子表面活性剂和缔合聚合物(例如聚合物强度助剂)，其包含衍生自式vi的单体的缔合单体单元、衍生自式i的单体的单体单元和衍生自丙烯酸钠的额外单体单元。在一些实施方案中，粉末包含阳离子表面活性剂和缔合聚合物(例如聚合物强度助剂)，其包含衍生自式vi的单体的缔合单体单元、衍生自丙烯酰胺的额外单体单元和衍生自丙烯酸钠的额外单体单元。在某些实施方案中，粉末包含阳离子表面活性剂和缔合聚合物(例如聚合物强度助剂)，其包含衍生自式vii的maptac-c12衍生物的缔合单体单元、衍生自丙烯酰胺的额外单体单元和衍生自丙烯酸钠的额外单体单元。在某些实施方案中，粉末包含式ix的阳离子表面活性剂和缔合聚合物(例如聚合物强度助剂)，其包含衍生自式vii的maptac-c12衍生物的缔合单体单元、衍生自丙烯酰胺的额外单体单元和衍生自丙烯酸钠的额外单体单元。在某些实施方案中，粉末包含鲸蜡基三甲基氯化铵和/或十六烷基三甲基对甲苯磺酸铵和缔合聚合物(例如聚合物强度助剂)，其包含衍生自式vii的maptac-c12衍生物的缔合单体单元、衍生自丙烯酰胺的额外单体单元和衍生自丙烯酸钠的额外单体单元。
在一些实施方案中，粉末包含阴离子表面活性剂和缔合聚合物(例如聚合物强度助剂)，其包含衍生自式viii的单体的缔合单体单元、衍生自式i的单体的单体单元和额外阳离子单体单元。在一些实施方案中，粉末包含阴离子表面活性剂和缔合聚合物(例如聚合物强度助剂)，其包含衍生自式viii的单体的缔合单体单元、衍生自式i的单体的单体单元和衍生自dmaea.mcq的额外单体单元。在一些实施方案中，粉末包含阴离子表面活性剂和缔合聚合物(例如聚合物强度助剂)，其包含衍生自式viii的单体的缔合单体单元、衍生自丙烯酰胺的额外单体单元和衍生自dmaea.mcq的额外单体单元。在某些实施方案中，粉末包含式x的阴离子表面活性剂和缔合聚合物(例如聚合物强度助剂)，其包含衍生自式viii的单体的缔合单体单元、衍生自丙烯酰胺的额外单体单元和衍生自dmaea.mcq的额外单体单元。在某些实施方案中，粉末包含十二烷基硫酸钠和缔合聚合物(例如聚合物强度助剂)，其包含衍生自式viii的单体的缔合单体单元、衍生自丙烯酰胺的额外单体单元和衍生自dmaea.mcq的额外单体单元。
在一些实施方案中，粉末包含阴离子表面活性剂和缔合聚合物(例如聚合物强度助剂)，其包含衍生自式viii的单体的缔合单体单元、衍生自式i的单体的单体单元和额外阴离子单体单元。在一些实施方案中，粉末包含阴离子表面活性剂和缔合聚合物(例如聚合物强度助剂)，其包含衍生自式viii的单体的缔合单体单元、衍生自式i的单体的单体单元和衍生自丙烯酸钠的额外单体单元。在一些实施方案中，粉末包含阴离子表面活性剂和缔合聚合物(例如聚合物强度助剂)，其包含衍生自式viii的单体的缔合单体单元、衍生自丙烯酰胺的额外单体单元和衍生自丙烯酸钠的额外单体单元。在某些实施方案中，粉末包含式x的阴离子表面活性剂和缔合聚合物(例如聚合物强度助剂)，其包含衍生自式viii的单体的缔合单体单元、衍生自丙烯酰胺的额外单体单元和衍生自丙烯酸钠的额外单体单元。在某些实施方案中，粉末包含十二烷基硫酸钠和缔合聚合物(例如聚合物强度助剂)，其包含衍生自式viii的单体的缔合单体单元、衍生自丙烯酰胺的额外单体单元和衍生自丙烯酸钠的额外单体单元。
粉末的各个组分，例如缔合聚合物(例如聚合物强度助剂)和一种或多种任选的表面活性剂如本文所阐述的参数所定义。
缔合聚合物(例如聚合物强度助剂)的各个结构，例如，缔合聚合物和一种或多种选自阳离子单体单元、阴离子单体单元、非离子单体单元、两性离子单体单元中的至少一种或其组合的单体单元如本文所阐述的参数所定义。
一种或多种表面活性剂的各个结构如本文所阐述的参数所定义。
粉末的各个组分的量，例如，缔合聚合物(例如聚合物强度助剂)和任选的一种或多种表面活性剂的量如本文所阐述的参数所定义。
缔合聚合物(例如聚合物强度助剂)的各个单体单元的量，例如，一种或多种缔合单体单元和一种或多种选自阳离子单体单元、阴离子单体单元、非离子单体单元、两性离子单体单元中的至少一种或其组合的单体单元的量如本文所阐述的参数所定义。
在某些实施方案中，粉末的物理特征如本文所阐述的参数所定义。
通过以下实施方案进一步说明本发明。
(1)一种将低分子量聚合物强度助剂掺入到造纸过程中的方法，其包括用粉末处理纸张前体，其中该粉末包含聚合物强度助剂，其中该聚合物强度助剂的重均分子量为约10kda至约2,000kda。
(2)实施方案(1)的方法，其中将粉末添加到造纸机的湿端上游的纸张前体中。
(3)实施方案(2)的方法，其中将粉末添加到造纸机的原料制备部分中。
(4)实施方案(1)-(3)中任一项的方法，其中所述粉末的平均粒度为约1微米至约10,000微米。
(5)实施方式(4)的方法，其中所述粉末具有约100微米至约1,000微米的平均粒度。
(6)实施方式(1)-(5)中任一项的方法，其中在处理纸张前体之前，粉末的水含量为约0.1wt.％至约20wt.％。
(7)实施方式(6)的方法，其中在处理纸张前体之前，粉末的水含量为约0.1wt.％至约12wt.％。
(8)实施方案(1)-(7)中任一项的方法，其中所述粉末进一步包含一种或多种表面活性剂。
(9)实施方案(1)-(8)中任一项的方法，其中所述聚合物强度助剂是式ap1的缔合聚合物强度助剂：
其中e是一个或多个缔合单体单元，f是一个或多个额外单体单元，g是一个或多个式i的额外单体单元：
其中r1是h或c1-c4烷基，并且每个r2独立地是h或烷基、芳基、氟代烷基或氟代芳基，并且h任选地存在并且是一个或多个哌啶-2,6-二酮单元，其中所述一个或多个哌啶-2,6-二酮在式i的额外单体单元(“g”)的丙烯酰胺氮环化时在所述额外单体单元(“f”)的羰基上形成。
(10)实施方案(1)-(9)中任一项的方法，其中所述粉末包括缔合网络化的聚合物强度助剂和一种或多种表面活性剂。
(11)实施方案(10)的方法，其中所述聚合物强度助剂具有在结构上与所述表面活性剂相似的一个或多个单体单元。
(12)实施方案(1)-(11)中任一项的方法，其中所述聚合物强度助剂的重均分子量为约500kda至约2,000kda。
(13)实施方案(1)-(12)中任一项的方法，其中所述粉末的固有粘度为约0.05dl/g到约7dl/g。
(14)实施方案(13)的方法，其中所述粉末的固有粘度为约0.5dl/g到约5dl/g。
(15)实施方案(1)-(14)中任一项的粉末，其中粉末的哈金斯常数为约0.3到约10。
(16)实施方案(15)的粉末，其中粉末的哈金斯常数为约0.3到约5。
(17)实施方案(1)-(16)中任一项的方法，其中将所述粉末用溶剂润湿以形成润湿的粉末。
(18)实施方案(17)的方法，其中在通过在25℃和1个大气压(“atm”)的压力下的折射率测量的所述润湿的粉末达到完全溶解之前将所述润湿的粉末添加到所述纸张前体中。
(19)实施方案(17)的方法，其中如通过在25℃和1个大气压(“atm”)下的折射率测量的，所述润湿粉末达到完全溶解，以在添加到纸张前体期间在添加管道中形成粉末溶液。
(20)实施方案(17)-(19)中任一项的方法，其中所述溶剂是水。
(21)实施方案(17)-(20)中任一项的方法，其中在处理所述纸张前体之前所述湿润的粉末具有约0.1wt.％至约10wt.％的粉末含量。
(22)实施方式(21)的方法，其中在处理所述纸张前体之前，所述湿润的粉末具有约0.2wt.％至约3wt.％的粉末含量。
(23)一种将低分子量聚合物掺入工业过程中的方法，包括用粉末处理所述工业过程的水性浆料，其中所述粉末包含聚合物，其中所述聚合物的重均分子量为约10kda至约2,000kda。
(24)实施方案(23)的方法，其中将粉末添加到所述工业过程的工艺流中。
(25)实施方案(23)或(24)的方法，其中所述粉末的平均粒度为约1微米至约10,000微米。
(26)实施方案(25)的方法，其中所述粉末具有约100微米至约1,000微米的平均粒度。
(27)实施方案(23)-(26)中任一项的方法，其中在处理纸张前体之前，粉末的水含量为约0.1wt.％至约20wt.％。
(28)实施方案(27)的方法，其中在处理纸张前体之前，粉末的水含量为约0.1wt.％至约12wt.％。
(29)实施方案(23)-(28)中任一项的方法，其中所述粉末进一步包含一种或多种表面活性剂。
(30)实施方案(23)-(29)中任一项的方法，其中所述聚合物是式ap1的缔合聚合物：
其中e是一个或多个缔合单体单元，f是一个或多个额外单体单元，g是一个或多个式i的额外单体单元：
其中r1是h或c1-c4烷基，并且每个r2独立地是h或烷基、芳基、氟代烷基或氟代芳基，h任选地存在并且是一个或多个哌啶-2,6-二酮单元，其中所述一个或多个哌啶-2,6-二酮在式i的额外单体单元(“g”)的丙烯酰胺氮环化时在所述额外单体单元(“f”)的羰基上形成。
(31)实施方案(23)-(30)中任一项的方法，其中所述粉末包含缔合网络化的聚合物和一种或多种表面活性剂。
(32)实施方案(31)的方法，其中所述聚合物具有在结构上与所述表面活性剂相似的一个或多个单体单元。
(33)实施方案(23)-(32)中任一项的方法，其中所述聚合物强度助剂的重均分子量为约500kda至约2,000kda。
(34)实施方案(23)-(33)中任一项的方法，其中所述粉末的固有粘度为约0.05dl/g到约7dl/g。
(35)实施方案(34)的方法，其中所述粉末的固有粘度为约0.5dl/g到约5dl/g。
(36)实施方案(23)-(35)中任一项的粉末，其中粉末的哈金斯常数为约0.3到约10。
(37)实施方案(36)的粉末，其中粉末的哈金斯常数为约0.3到约5。
(38)实施方案(23)-(37)中任一项的方法，其中将所述粉末用溶剂润湿以形成润湿的粉末。
(39)实施方案(38)的方法，其中在通过在25℃和1个大气压(“atm”)的压力下的折射率测量的所述润湿的粉末达到完全溶解之前将所述润湿的粉末添加到所述工业过程中。
(40)实施方案(38)的方法，其中如通过在25℃和1个大气压(“atm”)下的折射率测量的，所述润湿粉末达到完全溶解，以在添加到纸张前体期间在添加管道中形成粉末溶液。
(41)实施方案(38)-(40)中任一项的方法，其中所述溶剂是水。
(42)实施方案(38)-(41)中任一项的方法，其中在处理所述水性浆料之前所述湿润的粉末具有约0.1wt.％至约10wt.％的粉末含量。
(43)实施方案(42)的方法，其中在处理所述水性浆料之前，所述润湿的粉末具有约0.2wt.％至约3wt.％的粉末含量。
(44)实施方案(23)-(43)中任一项的方法，其中所述工业过程在采矿业中。
(45)实施方案(44)的方法，其中所述聚合物改善废水回收。
(46)实施方案(23)-(43)中任一项的方法，其中所述工业过程在纺织品工业中。
(47)实施方案(46)的方法，其中所述聚合物改善织物的强度。
(48)实施方案(23)-(43)中任一项的方法，其中所述工业过程在造纸工业中。
(49)实施方案(48)的方法，其中聚合物改善了纸张的强度。
以下实施例进一步说明本发明，但当然不应解释为以任何方式限制其范围。
实施例1
作为对照提供的本实施例证实由低分子量聚合物呈现出对无法机械加工成粉末的影响，所述低分子量聚合物无法通过缔合单体单元或表面活性剂网络化。
以下列方式合成包含95/5摩尔％丙烯酰胺/dmaea.mcq的聚合物1(对照)：
将含有34wt.％的95/5摩尔％丙烯酰胺/dmaea.mcq、偶氮引发剂、链转移剂、缓冲剂和螯合剂的单体混合物的ph为2-5的1,000g水溶液冷却到约-5℃并且用氮气脱气。用一对氧化还原剂引发并且绝热进行聚合直到单体转化率达到99.99％以上，得到1×106g/mol的目标分子量。所得聚合物凝胶太软并且太粘，不能在切割研磨机(雷茨铣刀)中以1500rpm在1wt.％(相对于聚合物凝胶的重量)石油基润滑剂的帮助下加工。将所得聚合物凝胶在托盘上手工分成小块并且在85℃下的烘箱中干燥以去除水分，并且然后在30℃下在1.0nnano3溶液中研磨成固有粘度为3.20dg/l并且哈金斯常数为0.31的粉末。重均分子量通过水解(以400rpm在笼式搅拌器下使用0.1wt.％的ph为12的naoh溶液维持一小时)所得聚合物，然后进行尺寸排阻色谱来测定。
从表1中阐述的结果显而易见，低分子量聚合物1缺乏通过缔合单体的暂时网络化，不能机械加工以形成粉末。通过需要手工分割软和粘的聚合物的程序进一步证明了这一点。
表1
实施例2
本实施例证实由低分子量聚合物呈现出对机械加工成粉末的能力的影响，所述低分子量聚合物包含通过缔合单体单元和表面活性剂的暂时网络化。
以下列方式合成包含94.94/5/0.06摩尔％丙烯酰胺/dmaea.mcq/c18peg1105ma的聚合物2：
将含有34wt.％的94.94/5/0.06摩尔％丙烯酰胺/dmaea.mcq/c18peg1105ma(
从表1中阐述的结果显而易见，包含暂时网络化的低分子量聚合物2能够机械加工以形成粉末。通过允许使用切割研磨机加工湿凝胶的程序进一步证明了这一点。
实施例3
本实施例证实通过低分子量聚合物呈现出对加工成粉末的能力的影响，所述低分子量聚合物包含通过缔合单体单元和表面活性剂的暂时网络化。
以下列方式合成包含94.84/5/0.12摩尔％丙烯酰胺/dmaea.mcq/c18peg1105ma的聚合物3：
将含有34wt.％的94.8/5/0.12摩尔％丙烯酰胺/dmaea.mcq/c18peg1105ma(
从表1中阐述的结果显而易见，包含暂时网络化的低分子量聚合物3能够机械加工以形成粉末。通过允许使用切割研磨机加工湿凝胶的程序进一步证明了这一点。
实施例4
本实施例证实由低分子量聚合物呈现出对机械加工成粉末的能力的影响，所述低分子量聚合物包含仅通过缔合单体单元(即，在单体相中不进一步包含表面活性剂)的暂时网络化。
以下列方式合成包含89.965/10/0.035摩尔％丙烯酰胺/dmaea.mcq/c18peg1105ma的聚合物4：
将含有37wt.％的89.965/10/0.035摩尔％丙烯酰胺/dmaea.mcq/c18peg1105ma(
从表2中阐述的结果显而易见，不包含表面活性剂的低分子量聚合物4稍微能够进行机械加工以形成粉末。所得粉末微溶于水(即，于一小时内以400rpm在笼式搅拌器的搅拌下，不能完全溶解为1wt.％的当地自来水溶液)。
表2
实施例5
本实施例证实由低分子量聚合物呈现出对机械加工成粉末的能力的影响，所述低分子量聚合物包含通过缔合单体单元和表面活性剂的暂时网络化。
以下列方式合成包含89.965/10/0.035摩尔％丙烯酰胺/dmaea.mcq/c18peg1105ma的聚合物5：
将含有37wt.％的89.965/10/0.035摩尔％丙烯酰胺/dmaea.mcq/c18peg1105ma(
从表2中阐述的结果显而易见，包含表面活性剂的低分子量聚合物5易于进行机械加工以形成粉末。另外，于一小时内以400rpm在笼式搅拌器的搅拌下，包含2.2wt.％的表面活性剂的所得粉末完全溶解为1wt.％的当地自来水溶液。
另外，哌啶-2,6-二酮单体单元的存在可以通过13cnmr光谱验证，在13cnmr光谱中具有177ppm的特征峰(图1)。哌啶-2,6-二酮单体单元的相对量可以通过在177ppm处积分峰来量化，之后与指示其它单体单元的其它13cnmr信号的积分相对比较。积分分析证实聚合物5包含7.8/90/2.1摩尔％dmaea.mcq-丙烯酰胺-哌啶-2,6-二酮。注意，缔合单体单元以如此低的浓度存在，使得缔合单体单元的特征峰不能由13cnmr光谱可见。
实施例6
作为对照提供的本实施例证实由低分子量聚合物呈现出对无法机械加工成粉末的影响，所述低分子量聚合物无法通过缔合单体单元或表面活性剂网络化。
以下列方式合成包含50/50摩尔％丙烯酰胺/丙烯酸钠的聚合物6(对照)：
将含有37wt.％的50/50摩尔％丙烯酰胺/丙烯酸钠、偶氮引发剂、链转移剂和螯合剂的单体混合物的中性ph的1,000g水溶液冷却到约-5℃并且用氮气脱气。用一对氧化还原剂引发并且绝热进行聚合直到单体转化率达到99.99％以上，得到1.0×106的目标分子量。所得聚合物湿凝胶太软并且太粘，不能在切割研磨机(雷茨铣刀)中以1500rpm在1wt.％(相对于聚合物凝胶的重量)石油基润滑剂的帮助下加工。将所得湿凝胶在托盘上手工分成小块并且在85℃下的烘箱中干燥以去除水分，并且然后在30℃下在1nnano3溶液中研磨成固有粘度为5.80dg/l并且哈金斯常数为0.24的粉末。通过尺寸排阻色谱测定重均分子量。
从表3中阐述的结果显而易见，缺乏通过缔合单体单元的暂时网络化的低分子量聚合物6不能机械加工以形成粉末。通过需要手工分割软和粘的聚合物的程序进一步证明了这一点。
表3
实施例7
本实施例证实由低分子量聚合物呈现出对机械加工成粉末的能力的影响，所述低分子量聚合物包含通过缔合单体单元和表面活性剂的暂时网络化。
以下列方式合成包含49.9/50/0.1摩尔％丙烯酰胺/丙烯酸钠/maptac-c12衍生物的聚合物7：
将含有37wt.％的49.9/50/0.1摩尔％丙烯酰胺/maptac-c12衍生物、0.5wt.％的十六烷基三甲基对甲苯磺酸铵(密苏里州圣路易斯西格玛-奥德里奇(sigma-aldrich,st.louis,mo))、偶氮引发剂、链转移剂和螯合剂的单体混合物的中性ph的1,000g水溶液冷却到约-5℃并且用氮气脱气。用一对氧化还原剂引发并且绝热进行聚合直到单体转化率达到99.99％以上，得到1.0×106的目标分子量。维持太妃糖状稠度并且不粘的所得聚合物凝胶在切割研磨机(雷茨铣刀)中以1500rpm在1wt.％(相对于聚合物凝胶的重量)石油基润滑剂的帮助下加工以形成颗粒。将湿凝胶颗粒在网格托盘中在85℃下的烘箱中干燥以将水分含量降低到约10wt.％，并且然后研磨成粉末。如使用霍里巴激光散射粒度分布分析仪la-950测定，粉末的折射率设定为1.5000，所得粉末的中值粒度为357.1微米(平均粒度为420.1)。粉末在30℃下在1.0nnano3溶液中的固有粘度为5.83dg/l并且哈金斯常数为0.84。于一小时内以400rpm在笼式搅拌器的搅拌下，粉末完全溶解为1wt.％的合成自来水溶液。如以30rpm在具有spindle63的布鲁克菲尔德模型dv-e粘度计上测量，呈1wt.％的合成自来水溶液形式的粉末的粘度为1976cps。使用替代物聚合物6通过尺寸排阻色谱测定重均分子量。
从表3中阐述的结果显而易见，包含表面活性剂的低分子量聚合物7易于进行机械加工以形成粉末。另外，表4显示，于一小时内以400rpm在笼式搅拌器的搅拌下，包含1.3wt.％表面活性剂的所得粉末完全可溶为1wt.％的当地自来水溶液。
实施例8
本实施例证实由低分子量聚合物呈现出对机械加工成粉末的能力的影响，所述低分子量聚合物包含通过缔合单体单元和表面活性剂的暂时网络化。
以下列方式合成包含89.9/10/0.1摩尔％丙烯酰胺/丙烯酸钠/maptac-c12衍生物的聚合物8：
将含有33wt.％的89.9/10/0.1摩尔％丙烯酰胺/丙烯酸钠/maptac-c12衍生物、0.5wt.％的十六烷基三甲基对甲苯磺酸铵(密苏里州圣路易斯西格玛-奥德里奇)、偶氮引发剂、链转移剂和螯合剂的单体混合物的中性ph的1,000g水溶液冷却到约-5℃并且用氮气脱气。用一对氧化还原剂引发并且绝热进行聚合直到单体转化率达到99.99％以上，得到1.0×106的目标分子量。维持太妃糖状稠度并且不粘的所得聚合物凝胶在切割研磨机(雷茨铣刀)中以1500rpm在1wt.％(相对于聚合物凝胶的重量)石油基润滑剂的帮助下加工以形成颗粒。将湿凝胶颗粒在网格托盘中在85℃下的烘箱中干燥以将水分含量降低到约10wt.％，并且然后研磨成粉末。如使用霍里巴激光散射粒度分布分析仪la-950测定，粉末的折射率设定为1.5000，所得粉末的中值粒度为396.2微米(平均粒度为463.6)。在30℃下在1nnano3溶液中，粉末的固有粘度为3.49dg/l并且哈金斯常数为2.49。于一小时内以400rpm在笼式搅拌器的搅拌下，粉末完全溶解为1wt.％的合成自来水溶液。如以30rpm在具有spindle63的布鲁克菲尔德模型dv-e粘度计上测量，呈1wt.％的自来水溶液形式的粉末的粘度为2748cps。在不存在maptac-c12衍生物的情况下使用由含有90/10摩尔％丙烯酰胺/丙烯酸钠的相同合成程序形成的替代聚合物，通过尺寸排阻色谱测定重均分子量。
从表3中阐述的结果显而易见，包含表面活性剂的低分子量聚合物8易于进行机械加工以形成粉末。另外，表4显示，于一小时内以400rpm在笼式搅拌器的搅拌下，包含1.3wt.％表面活性剂的所得粉末完全可溶为1wt.％的当地自来水溶液。
表4
实施例9
本实施例证实由低分子量聚合物呈现出对机械加工成粉末的能力的影响，所述低分子量聚合物仅包含通过缔合单体单元(即，在单体相中不进一步包含表面活性剂)的暂时网络化。
以下列方式合成包含49.9/50/0.1摩尔％丙烯酰胺/丙烯酸钠/maptac-c12衍生物的聚合物9：
将含有37wt.％的49.9/50/0.1摩尔％丙烯酰胺/丙烯酸钠/maptac-c12衍生物、偶氮引发剂、链转移剂和螯合剂的单体混合物的中性ph的1,000g水溶液冷却到约-5℃并且用氮气脱气。用一对氧化还原剂引发并且绝热进行聚合直到单体转化率达到99.99％以上，得到1.0×106的目标分子量。维持太妃糖状稠度并且不粘的所得聚合物凝胶在切割研磨机(雷茨铣刀)中以1500rpm在1wt.％(相对于聚合物凝胶的重量)石油基润滑剂的帮助下加工以形成颗粒。将湿凝胶颗粒在网格托盘中在85℃下的烘箱中干燥以去除(即，达到约10wt.％的水分含量)水分，并且然后研磨成粉末。如使用霍里巴激光散射粒度分布分析仪la-950测定，粉末的折射率设定为1.5000，所得粉末的中值粒度为385.4微米(平均粒度为446.4)。在30℃下在1nnano3溶液中，粉末的固有粘度为5.84dg/l并且哈金斯常数为0.98。于一小时内以400rpm在笼式搅拌器的搅拌下，粉末聚合物不能完全溶解为1wt.％的合成自来水溶液。如以30rpm在具有spindle63的布鲁克菲尔德模型dv-e粘度计上测量，呈1wt.％的合成自来水溶液形式的粉末的粘度为1588cps。使用替代物聚合物6通过尺寸排阻色谱测定重均分子量。
从表4中阐述的结果显而易见，不包含表面活性剂的低分子量聚合物9能够进行机械加工以形成粉末。所得粉末微溶于水(即，于一小时内以400rpm在笼式搅拌器的搅拌下，不能完全溶解为1wt.％的当地自来水溶液)。
实施例10
本实施例证实用包含通过缔合单体单元和表面活性剂网络化的缔合聚合物强度助剂的粉末处理的纸张所呈现出对纸张干燥强度的影响。
将聚合物2(根据实施例2制备)和聚合物3(根据实施例3制备)溶解于水中并且以各种浓度投配到纤维素纤维浆料中。然后将处理过的纤维加入到手抄纸模具中并且通过筛网排出以形成湿纤维垫。将垫从筛网上拉起、压制并且干燥，得到成品纸张。测试纸张的拉伸强度和抗压强度，并且结果分别阐述于图2和3中。另外，提供nalco64114(即乙醛酸化的聚丙烯酰胺聚合物)(一种已确立的商业强度剂)的拉伸强度和抗压强度用于比较。
如图2和3所证实，聚合物2和聚合物3在拉伸强度和抗压强度方面呈现出令人满意的强度特性，优于标准物nalco64114(即乙醛酸化的聚丙烯酰胺聚合物)(对照)。
实施例11
本实施例证实用包含通过缔合单体单元和表面活性剂网络化的缔合聚合物强度助剂的粉末处理的纸张所呈现出对纸张干燥强度的影响。
将聚合物1(对照，根据实施例1制备)和聚合物2(根据实施例2制备)溶解于水中并且以各种浓度投配到纤维素纤维浆料中。然后将处理过的纤维加入到手抄纸模具中并且通过筛网排出以形成湿纤维垫。将垫从筛网上拉起、压制并且干燥，得到成品纸张。测试纸张的拉伸强度，并且结果阐述于图4中。
如图4所证实，聚合物2相对于低分子量聚合物1(对照)呈现出改善的拉伸强度，所述低分子量聚合物缺乏通过缔合单体单元的网络化。
实施例12
该实施例证实了用实验室规模的粉碎机型系统、使用纸板箱碎片生产的纸张显示出对纸干强度的影响，该纸板箱碎片经包含通过缔合单体单元和表面活性剂网络化的缔合聚合物增强助剂的粉末处理。
将粉末以0、3和6lbs/ton(磅/吨)的剂量添加到实验室规模的粉碎机中，该粉碎机包含纸板箱碎片和热自来水。粉碎机使用高剪切力将纸板碎片打浆，类似于造纸机上的磨浆机。然后将处理过的纤维加入到手抄纸模具中并且通过筛网排出以形成湿纤维垫。将垫从筛网上拉起、压制并且干燥，得到成品纸张。测试该纸张的破裂强度和抗压强度(图5和图6)。此外，还提供了完全溶解的基于溶液的nalco64114(即乙醛酸化聚丙烯酰胺聚合物)(对照)(一种成熟的商用聚合物强度助剂)的破裂强度和抗压强度结果，用于比较。
如图5和图6所示，在3和6lbs/ton的剂量下，粉末表现出类似于乙醛酸化聚丙烯酰胺nalco64114的破裂和压缩强度。
实施例13
该实施例说明了一系列的缔合聚合物强度助剂溶液的折射率，其由rm50折光仪(mettlertoledo)在25℃和1大气压(“atm”)下测量。
通过使用笼式搅拌器在400-800rpm在剪切下将称重量的粉末与称重量的水混合，直到粉末和水的混合物可以轻松通过100目筛网，筛上有痕量的不溶凝胶残留物(<<添加的原始粉末的0.05wt.％)，获得已知浓度的完全溶解的缔合聚合物强度助剂溶液。将所得的过滤后的缔合聚合物强度助剂溶液的等分试样置于rm50折射计(mettlertoledo)的样品池中，并记录折射率。对于不同浓度的缔合聚合物强度助剂溶液重复该过程，并将折射率作为浓度的函数进行绘制。
如图7所示，缔合聚合物强度助剂溶液的折射率与缔合聚合物强度助剂浓度线性相关。因此，折射率校准曲线可用于估计溶液中缔合聚合物强度助剂的浓度。
实施例14
该实施例证明了通过折射率测量的粉末悬浮液(1wt.％)的混合进程。
通过手动地或使用粉末进料器例如norchempowdercattm进料器(norchemindustries，mokena，il)将称重量的粉末分散到称重量的水(1wt.％粉末含量)中获得粉末悬浮液。以1分钟的间隔通过100目的筛网过滤一小部分悬浮液，以除去任何未溶解的粉末。使用rm50折射计(mettlertoledo)测量滤液的折射率，并记录折射率。使用实施例13和图7中概述的校准曲线确定溶液中溶解的缔合聚合物强度助剂的浓度。将折射率(或缔合聚合物强度助剂浓度)作为时间的函数作图，以确定粉末悬浮液的混合进程。
如图8所示，1wt.％粉末悬浮液的混合曲线在混合约15分钟在折射率为约1.33425时平稳下来。因此，在该实施例中，直至混合约15分钟为止，可以将1wt.％粉末悬浮液视为悬浮液(或浆液)，并且一旦达到平稳即视为溶液。
本文引用的所有参考文献(包括公开案、专利申请和专利)均以引用的方式并入本文中，其程度如同每篇参考文献被单独并且具体地指出以引用的方式并入并且在本文中整体阐述一般。
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本文中描述了本发明的优选实施例，包括本发明人已知进行本发明的最佳模式。在阅读前述描述后，对本领域的普通技术人员而言，这些优选实施例的变化可以变得显而易见。本发明人预期本领域的技术人员可以在适当时采用这些变化，并且本发明人旨在使本发明以与在本文中具体描述的方式不同的方式来进行实践。因此，在适用法律允许的情况下，本发明包括对所附权利要求书所叙述的主题的所有修改和等效物。此外，除非本文另有说明或者与上下文明显矛盾，否则本发明涵盖上述要素在其所有可能变型中的任何组合。
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