CN110267996A - 包含某种水平的生物基碳的聚合物 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及聚合物，其包含：(a)90mol％‑99.9mol％的根据式(1)的重复单元，其中所述根据式(1)的重复单元的至少10wt％包含28wt％‑100wt％生物基碳含量，相对于所述根据式(1)的重复单元中的碳的总质量，根据标准ASTM D6866‑12，方法B测量；

Description

包含某种水平的生物基碳的聚合物
技术领域
本发明涉及通过聚合获得的具有某种生物基碳(bio-based carbon)含量的聚合物，以及在化妆品应用中的方法和用途。
背景技术
皮肤、头皮和毛发的清洁和护理对于一般卫生保健是非常重要的，例如以便除去不希望的材料例如皮脂、油、污垢、化妆品或为了增湿、着色或保护。许多化妆品要求某种最小粘度以便实现容易施加到基材上和/或保留在待处理的基材上。许多化妆品包含粘度增加或流变学影响试剂。它们通常称为稠化剂、增稠剂或胶凝剂。用于化妆品或个人卫生品的增稠剂包括粘性液体例如聚乙二醇、合成聚合物例如聚丙烯酸和植物胶质。在二十世纪九十年代，基于2-丙烯酰氨基-2-甲基-1-丙磺酸(AMPS)和它们的盐的新型增稠剂被投入市场(EP0816403和WO98/00094)。在均聚物和共聚物形式下(例如得自Clariant的AVC)，此类增稠剂在许多方面优于相应的聚羧酸盐(Carbopols)。
用作增稠剂或流变改进剂的许多材料传统上衍生自原油。环境、经济和可持续性议题正限制使用衍生自这种有限资源的产品：例如，环境事件，尤其是河流和湖泊中出现的水生问题归咎于合成表面活性剂。因此，仍希望找到更加可持续和可生物降解、但却温和且有效的材料。实际上，消费者对“天然”产品非常感兴趣，所述“天然”产品包括具有高比例的“天然”化合物和/或衍生自可再生材料的化合物的产品。消费者认识到衍生自天然材料的化合物更温和且更加环境友好。“生物基”化学品方面最新的工业发展概述在例如，de Jong等的"Product developments in the bio-based chemicals arena",Biofuels,Bioprod.Bioref.6:606-624(2012)中。
衍生自天然材料的化合物具有各种其它利益，包括增加的生物降解性以及更加可持续获得性，因为它们不基于有限的资源。衍生自植物基资源的化合物是尤其有用的，因为所述来源化合物可以简单地再生长。消费者还尤其对使用衍生自众所周知的植物(特别是被考虑是主要产品的那些)的化合物满意。
最近，传统的单体例如乙烯、丙烯酸或甲基丙烯酸甲酯已经被公开为正用可再生原材料制备。US 2014/0154758(Arkema)公开了甲基丙烯酸甲酯的制备，其中所述方法包括使用丙酮氰醇作为原材料，所述丙酮氰醇通过在丙酮中使氰氢酸缩合获得，并且使用包括添加甲醇的方法制备所述甲基丙烯酸甲酯。丙酮和甲醇可以源自可再生原料。DE 2655891(DU PONT)公开了由1-丙醇氧化成丙烯酸酯。US 4,138,430(DU PONT)公开了1-丙醇的氨氧化以形成丙烯腈。
合成生物基丙烯腈的不同合成路线由M.Olga Guerrero-Péreza和Miguel A.在Catalysis Today 239(2015)25-30中进行了描述。由甘油直接制备丙烯腈的方法最近由M.O.Guerrero-Pérez,M.A.在ChemSusChem 1(2008)511中和由M.A.M.O.Guerrero-Pérez在Appl.Catal.B(2013)中以及在US 20100048850A1(Arkema)和WO 2009063120A1(CONSEJO SUPERIOR DE INVESTIGACIONES CIENTíFICAS)中进行了描述。
生物基丙烯可以直接地用于所谓的SOHIO方法以形成丙烯腈。US2904580(STANDARD OIL CO)描述了根据所谓的SOHIO方法的丙烯氨氧化。
WO 2014086780(Global Bioenergies)公开了包括丙烯和异丁烯的数种烯烃的发酵方法。如前所见，丙烯可以用作氨氧化成丙烯腈的原材料。异丁烯是聚异丁烯橡胶及其它下游产品例如叔丁醇、异辛醇、支化烷烃或支化醇的重要的原材料。WO 2016/042011(Global Bioenergies)描述了由3-甲基巴豆酰辅酶A制备异丁烯的酶催化方法。WO 2014/004616(Gevo Inc)公开了通过重组体酵母微生物合成异丁醇。催化脱水得到异丁烯。
WO 2015/034948(MYRIANT CORP)描述了通过使1,3-丙二醇脱水并随后氧化烯丙醇合成生物基丙烯酸。
虽然如此，适合于用作增稠剂的更加可再生聚合物的可获得性是高度有限的。另外，仍需要不但更加可再生，而且提供优异性能的增稠剂。因此，仍需要提供聚合物，所述聚合物可以提供现代聚合物的优异性能，却来自更加可持续的资源。
发明内容
在第一个方面中，本发明涉及聚合物，其包含：
(a)90mol％-99.9mol％，优选95mol％-99.5mol％的根据式(1)的重复单元，其中所述根据式(1)的重复单元的至少10wt％，优选至少20wt％包含28wt％-100wt％生物基碳含量，相对于所述根据式(1)的重复单元中的碳的总质量，根据标准ASTM D6866-12，方法B测量；
其中：
R1和R2独立地选自H、甲基或乙基；A是线性或支化C1-C12-烷基；和Q+是H+、NH4 +、有机铵离子[NHR5R6R7]+其中R5、R6和R7彼此独立地可以是氢、含1-22个碳原子的线性或支化烷基、含2-22个碳原子的线性或支化的单或多不饱和烯基、C6-C22烷基酰氨基丙基、含2-个碳原子的线性单羟基烷基或含3-个碳原子的线性或支化二羟基烷基，和其中基团R5、R6和R7中至少一个不是氢，或Q+是Li+、Na+、K+、1/2Ca++、1/2Mg++、1/2Zn++、1/3Al+++或它们的组合；
(b)0.01mol％-10mol％，优选0.01mol％-5mol％的交联性或分支性单元，其中所述交联性或分支性单元由包含至少两个烯属不饱和双键的单体的引入产生。
其它方面涉及与第一方面中所公开的聚合物相关的组合物、方法、用途和工艺。
附图描述
图1：粘度对聚合物浓度的依赖性；在去离子水中测量(Brookfield RVDV-1,20℃,20rpm)。x-轴表示聚合物的浓度，以wt％计。y-轴表示粘度，以mPa.s计。比较了聚合物-B 16(根据本发明，实线)和对比聚合物-B 16#(虚线)。
图2：粘度对pH的依赖性；在去离子水中测量1.0wt％聚合物(Brookfield RVDV-1,20℃,20rpm)。x-轴表示pH。y-轴表示粘度，以mPa.s计。比较了聚合物-B 16(根据本发明，实线)和对比聚合物-B 16#(虚线)。
图3：粘度对pH的依赖性；在去离子水中测量1.0wt％聚合物(Brookfield RVDV-1,20℃,20rpm)。x-轴表示pH。y-轴表示粘度，以mPa.s计。比较了聚合物-A 2(根据本发明，实线)和对比聚合物-A2#(虚线)。
具体实施方式
定义和概述
在本文件中，包括在本发明所有方面的所有实施方案中，适用以下定义，除非另外特别说明。所有百分率按总组合物的重量计(w/w)。“wt％”是指重量百分率；“vol.％”是指体积百分率；“mol％”是指摩尔百分率。所有比例是重量比。所谓的“份”，例如1份X和3份Y的混合物是重量比。“QS”或“QSP”是指对于100％或100g足够的量。+/-表示标准偏差。所有范围是涵盖性和可组合的。有效数字的数目既不对所示量也不对测量的准确度传递限制。所有数值量应理解为被词“大约”修饰。所有测量应理解为在23℃和在环境条件下作出，其中“环境条件”是指处于1个大气压的压力(atm)和50％相对湿度。“相对湿度”是指在相同温度和压力下与饱和湿度水平相比空气的水分含量的比例(作为百分率给出)。相对湿度可以用湿度计，尤其是用得自International的探针湿度计测量。本文中“min”是指“分钟”。本文中“mol”是指摩尔。本文中数值后面的“g”是指“克”。“Ex.”是指“实施例”。所有数量当它们与所列成分相配合时基于活性物水平(‘固体’)，并不包括可能包括在可商购材料中的载体或副产物。本文中“包含”是指可以另外有其它步骤及其它成分。“包括”涵盖术语“由...组成”和“基本上由...组成”。本发明的组合物、制剂、方法、用途、试剂盒和方法可以包括，由以下组成，和基本上由以下组成：本文描述的本发明的元素和限制，以及本文描述的任何附加的或非必要的成分、组分、步骤或限制。本文描述的实施方案和方面可以包括或可以组合尽管没有明确以组合方式举例的其它实施方案和/或方面的元素、特征或组分，除非指出不可协调。“在至少一个实施方案中”是指本发明的一个或多个实施方案、非必要地全部实施方案或大部分实施方案具有随后描述的特征。当给出数量范围时，它们应理解为是所述成分在组合物中的总量，或当多于一种物质属于成分定义范围内时，组合物中的全部成分的总量适合该定义。例如，如果组合物包含1％-5％脂肪醇，则包含2％硬脂醇和1％鲸蜡醇并不包含其它脂肪醇的组合物将属于这种范围。
以下缩写在本文中使用：ACDMT＝丙烯酰基二甲基牛磺酸盐；AM＝丙烯酰胺；AN＝丙烯腈；tBAM＝叔丁基丙烯酰胺；IBSA＝异丁烯磺酸；IBDSA＝2-甲叉基-1,3-亚丙基二磺酸。
除非另有说明，本文的“粘度”在20℃粘度下以厘泊(cP)或mPa.s使用布氏(Brookfield)粘度计型号LV，RVT DV-II或LVT DV-II以10-90％扭矩在20rpm下测量。
"分子量"或"M.Wt."、"Mw"、"Mw"或"MW"和语法上的等同物是指重均分子量，除非另有说明。对于测定分子量分布还相关的是数均分子量"Mn"、"Mn"和语法上的等同物，和多分散度"D"或"PDI"。
数均分子量：Mn
数均分子量是样品中的所有聚合物链的统计平均分子量，并定义如下：
其中Mi是链的分子量，Ni是该分子量的链的数目。Mn可以通过聚合机理预测并通过测定给定重量的样品中的分子的数目的方法测量；例如，依数方法例如端基分析。如果对于分子量分布报出Mn，则在该分布中的Mn的任一侧上存在相等数目的分子。
重均分子量：MW
重均分子量定义如下：
与Mn相比，MW考虑了链的决定对平均分子量的贡献方面的分子量。链越重，则所述链越贡献于MW。通过对分子大小敏感而不是仅仅对它们的数目敏感的方法，例如光散射技术测定MW。如果对于分子量分布报出MW，则在该分布中的MW的任一侧上存在相等重量的分子。
多分散指数PDI用作聚合物的分子量分布的宽度的量度，并定义如下：
PDI越大，分子量越宽。其中所有链长度相等的单分散聚合物(例如蛋白质)具有Mw/Mn＝1。
重均分子量可以通过凝胶渗透色谱(GPC)(也称为尺寸排阻色谱(SEC))测量。聚合物的分子量和其测量描述在教程"Principles of Polymerization"，作者：Georg Odian，第三版，Wiley-Interscience,New York,第1-4章，第19-24页，ISBN 0-471-61020-8。测定重均分子量的方法详细地描述在"Makromolekulare Chemie:Eine Einf ü hrung"的第3章中，作者Bernd Tieke,Wiley-VCH,2.ü berarbeitete und erweiterteAuflage(3.Nachdruck 2010)ISBN-13:978-3-527-31379-2，第259-261页。
样品的分子量和分布通过GPC的测定在以下条件下测定。
柱：PSS Suprema10μm,300mm x 8mm
检测器：RID
烘箱温度：23℃
流量：1ml/min
注射体积：20μl
洗脱剂：在水中的0.07mol/l磷酸氢二钠
校准方法：常规聚(苯乙烯磺酸)钠盐校准
样品制备：在水中的10ml 0.07mol/l磷酸氢二钠中称重大约10mg样品并摇动15min。
"水溶性"是指任何这样的材料，所述材料在水中以0.1重量％的浓度在25℃下可足够地溶于水形成凭肉眼看出的澄清溶液。术语"水不溶性"是指不"水溶性的"任何材料。
“基本上没有”或“基本上不含”是指少于1％，或少于0.8％，或少于0.5％，或少于0.3％，或大约0％，按所述组合物或制剂的总重量计。
"单体"是指能够在产生大分子例如自由基聚合、缩聚、加聚、阴离子或阳离子聚合、开环聚合或配位插入聚合的引发剂或任何适合的反应存在下经历聚合的离散、非聚合的化学结构部分。"单元"是指已经聚合即是聚合物一部分的单体。
“聚合物”是指由两种或更多种单体的聚合形成的化学物质。术语“聚合物”将包括通过单体聚合制得的所有材料以及天然聚合物。仅由一种类型的单体制得的聚合物称作均聚物。本文中聚合物包含至少两种单体。由两种或更多种不同类型的单体制得的聚合物称作共聚物。不同单体的分布可以是无规、交替或嵌段的(即嵌段共聚物)。本文所使用的术语“聚合物”包括任何类型的聚合物，包括均聚物和共聚物。
本文的"发烟硫酸"是指三氧化硫在硫酸中的溶液。发烟硫酸亦称冒烟硫酸并由CAS号8014-95-7标识，并可以通过式H2SO4.xSO3描述，其中x是游离三氧化硫摩尔含量。
"生物基含量"在ASTM D6866-12，方法B中进行了报道(参见ASTM D6866-12的3.3.9段)。本文中“生物基碳含量”、“生物基含量”、“生物成因碳含量”、“生物基含量”、“生物质衍生的碳”是指相同的事物并都以wt％测量。在本文中，使用术语“生物基碳含量”。ASTM D6866-12，方法B实验室结果报道了相对于总碳的生物基碳含量百分率，并且不相对于样品的总质量或分子量。生物基碳含量计算的说明：当前，ASTM D6866-12，方法B(参见ASTM D6866-12的第9段)要求百分率现代碳值(percent modern carbon value,pMC)报道为乘以0.95的校正因数以考虑大气中由于核武器试验引起的过量碳14。然而，ASTM D6866-12方法B未决的修订版将校正因数修正到0.98，这归因于过量大气14CO2的不断减少。为了精确目的，0.98的新校正因数通常在本领域中(例如由供应商)报道。一般而言，小于～20％生物基碳的结果不会受影响。然而，使用因数0.98vs 0.95，接近100％的结果将高出～2-3％生物基碳。～20-90％之间的结果将增加0-3％。因此，本文所使用的术语“生物基碳含量”由以下方程式限定：
生物基碳含量＝pMC*0.95(％)
对基于生物质的化学物质和塑料的生物基碳含量的测量方法的综述由MassaoKunioka在Radioisotopes,62,901-925(2013)中给出。
"毛发"是指哺乳动物的角蛋白纤维，包括头皮毛发、面部毛发和身体毛发。它包括仍然与活体附贴的那类毛发，此外还有已经从其上除去的毛发例如毛发样本和在玩偶/人体模型上的毛发。在至少一个实施方案中，“毛发”是指人类毛发。“毛干”或“毛发纤维”是指各体毛发丝并且可以与术语“毛发”可互换地使用。
"化妆可接受"是指所述组合物、制剂或组分适合于与人类角质组织接触使用，而没有过度毒性、不协调性、不稳定性、过敏反应等。本文描述的具有直接地施加于角质组织上的目的的所有组合物和制剂限于化妆可接受的那些。
"衍生物"包括但不限于，给定化合物的酰胺、醚、酯、氨基、羧基、乙酰基、酸、盐和/或醇衍生物。在至少一个实施方案中，"其衍生物"是指所述酰胺、醚、酯、氨基、羧基、乙酰基、酸、盐和醇衍生物。
本发明的说明及其提供的利益
令人惊奇地，现已发现可以按可接受的产率合成优质生物基ACDMT(参见下面式(3))。
实际上，当考虑用于产生生物基ACDMT的基因工程微生物时，目前没有这样的微生物可商购。ACDMT本身不类似于典型的微生物将天然产生的任何其它产物。另外，几乎不存在能够转化磺酸基的天然微生物路径。因此，本领域普通技术人员自然地在他们的心目中具有以下偏见：鉴于其更加合成型化学结构部分而将难以制备生物基ACDMT。然而，本领域普通技术人员可以认为，丙烯酸与作为生物基材料的牛磺酸(taurine)的反应可能形成相应的丙烯酰基-酰氨基牛磺酸盐化合物，其与ACDMT相比具有相似的结构。然而，所述反应物将优先反应而形成迈克尔加合物，而不是丙烯酰基-酰氨基牛磺酸盐化合物。因此，本领域普通技术人员将已知合成生物基ACDMT是非同小可的。
Bianca等(Appl Microbiol Biotechnol(2012)93:1377–1387)指出当合成生物基异丁烯(2/3二氧化碳)时，产生高含量的杂质。WO 2014086780A2在第5和6页上提到，当合成生物基异丁烯时，可能产生的各种副产物和杂质。实际上，在WO 2014086780A2的第14页上，指出发酵尾气(即源自发酵罐的气流)典型地包含烃作为所需产物和中间体连同附加的气态组分。一般而言，所述发酵尾气中的所需产物，例如异丁烯，和中间体，例如丙酮的总含量在3-30vol.％，优选3-20vol.％的范围中。换言之，本领域中已知的是，当采用已知的生物基异丁烯合成方法时，导致非常低的产率，以及产生高含量的副产物。实际上，在常规合成技术中一般使用至少98％，典型地至少99.5％纯度的异丁烯。令人惊奇地，尽管使用典型不纯的生物基组分也可以制备生物基ACDMT，鉴于微生物由于它们的天然酶促作用而产生所述生物基组分生成性副产物。于2016年6月20日提交的在Clariant International Ltd.名下的欧洲专利申请16175218.3(其公开内容通过参考引入本文)公开了生物基丙烯酰基二甲基牛磺酸盐的合成，其可以用作根据本发明的聚合物的单体。
另外，已经令人惊奇地发现，可以合成含此种新型生物基组分的聚合物。此种聚合物可以是例如，交联的均聚物或共聚物。
本发明尤其涉及含衍生自生物基丙烯酰基二甲基牛磺酸盐(ACDMT)和相似化合物的单元的聚合物。ACDMT的制备方法典型地包括使用丙烯腈、异丁烯以及硫酸和含三氧化硫的发烟硫酸的混合物。优选地，原材料(丙烯腈或异丁烯)中的至少一种具有生物基来源。生物基ACDMT适合于制备含生物基碳含量的聚合物，所述生物基碳含量源自其生物基ACDMT份额。
ACDMT(参见式[3])由七个碳原子组成。优选地，所述ACDMT分子的最少三个，优选四个，最优选全部七个碳原子可以变成可再生、生物基碳原子。这样，由所述生物基单体ACDMT制得的生物基和/或可生物降解(聚合物)产品的大部分是可再循环的并且是天然碳循环的一部分。如果这些种类的产品被焚化或生物降解，则排放的二氧化碳的量对应于在生物质生长期间通过光合作用固定的量。
迄今，数种高性能水溶性或水溶胀性聚合物例如用于建筑和(油汽)建井工业的降滤失剂以及流变改进剂包含ACDMT。与在它们的应用中的优异性能无关，此种聚合物至今都由石化基、化石烃基ACDMT制成。本发明提供包含得自生物基ACDMT或相似化合物(参见式(1))的单元的新型聚合物，从而获得具有此种传统合成聚合物所已知的优异性能利益的新型生物基聚合物。
本发明的细节和其方面在下文中提供。
第一方面
在第一个方面中，本发明涉及聚合物，其包含：
(a)90mol％-99.9mol％，优选95mol％-99.5mol％的根据式(1)的重复单元，其中所述根据式(1)的重复单元的至少10wt％，优选至少20wt％包含28wt％-100wt％生物基碳含量，相对于所述根据式(1)的重复单元中的碳的总质量，根据标准ASTM D6866-12，方法B测量；
其中：
R1和R2独立地选自H、甲基或乙基；A是线性或支化C1-C12-烷基；和Q+是H+、NH4 +、有机铵离子[NHR5R6R7]+其中R5、R6和R7彼此独立地可以是氢、含1-22个碳原子的线性或支化烷基、含2-22个碳原子的线性或支化的单或多不饱和烯基、C6-C22烷基酰氨基丙基、含2-个碳原子的线性单羟基烷基或含3-个碳原子的线性或支化二羟基烷基，和其中基团R5、R6和R7中至少一个不是氢，或Q+是Li+、Na+、K+、1/2Ca++、1/2Mg++、1/2Zn++、1/3Al+++或它们的组合；
(b)0.01mol％-10mol％，优选0.01mol％-5mol％的交联性或分支性单元，其中所述交联性或分支性单元由包含至少两个烯属不饱和双键的单体的引入产生。
在至少一个实施方案中，所述聚合物包含96mol％-99.7mol％，优选97mol％-99.5mol％单元(a)和0.3mol％-4mol％，优选0.5mol％-3mol％单元(b)。在至少一个实施方案中，聚合物包含单元(a)和(b)，使得它们的总量是至少99mol％，按所述聚合物的总重量计。
在至少一个实施方案中，聚合物由单元(a)和(b)组成。
在至少一个实施方案中，所述聚合物具有至少700g/mol，优选700g/mol-10x106g/mol的重均分子量。
在至少一个实施方案中，所述聚合物是衍生的天然化妆成分。根据ISO 16128-1:2016(E),聚合物是衍生的天然化妆成分,如果它具有通过可再生的碳含量的高于50％的天然来源。天然来源的程度可以通过可再生的碳含量进行定量，根据ASTM 6866-12，方法B的分析程序。
单元(a)
在至少一个实施方案中，所述聚合物包含至少一种根据式(1)的重复单元(a)，其中R1和R2独立地选自H、甲基或乙基；A是线性或支化C1-C12-烷基；和Q+是H+、NH4 +、Li+、Na+、K+、1/2Ca++、1/2Mg++、1/2Zn++、1/3Al+++或它们的组合，优选其中Q+是Na+或NH4 +。NH4 +是优选的，因为它是更加可溶于聚合物合成中使用的优先溶剂。Na+是优选的，原因在于在合成期间产生的非优选气体的减少的可能性，此外还归因于经济优点。
在至少一个实施方案中，Q+是NH4 +。在至少一个实施方案中，Q+选自：单烷基铵、二烷基铵、三烷基铵和/或四烷基铵盐，其中所述胺的烷基取代基可以彼此独立地为(C1-C22)-烷基或(C2-C10)-羟烷基。
在至少一个实施方案中，所述聚合物包含至少一种根据式(1)的重复单元(a)。在至少一个实施方案中，所述聚合物包含两种或更多种不同的根据式(1)的重复单元(a)，例如具有不同Q+平衡离子的根据式(1)的重复单元。
在至少一个实施方案中，所述根据式(1)的重复单元(a)具有0mol％-100mol％的中和度。在至少一个实施方案中，根据式(1)的重复单元(a)具有50.0-100mol％，优选80mol％-100mol％，更优选90.0-100mol％，甚至更优选95.0-100mol％的中和度。尤其优选超过80mol％，更优选超过90mol％，甚至更优选超过95mol％的中和度。考虑到聚合物的分子量和所制备的聚合物的产率，中和度是重要的。
所述根据式(1)的重复单元(a)的至少10wt％，优选至少20wt％包含28wt％-100wt％生物基碳含量，相对于根据式(1)的重复单元(a)中的碳的总质量，根据标准ASTMD6866-12，方法B测量。在至少一个实施方案中，所述根据式(1)的重复单元的至少25wt％，或至少30wt％，或至少35wt％，或至少40wt％，或至少45wt％，或至少50wt％，或至少55wt％，或至少60wt％，或至少65wt％，或至少70wt％，或至少75wt％，或至少80wt％，或至少85wt％，或至少90wt％，或至少95wt％，或至少96wt％，或至少97wt％，或至少98wt％，或至少99wt％，或至少99.5wt％包含28wt％-100wt％生物基碳含量，相对于根据式(1)的重复单元(a)中的碳的总质量，根据标准ASTM D6866-12，方法B测量。
在至少一个实施方案中，所述根据式(1)的重复单元包含28wt％-100wt％生物基碳含量，相对于所述根据式(1)的重复单元中的碳的总质量，根据标准ASTM D6866-12，方法B测量。在至少一个实施方案中，重复单元(a)包含从35wt％，优选40wt％，更优选54wt％，甚至更优选57wt％至100wt％，最优选大约100wt％生物基碳含量，相对于所述根据式(1)的重复单元中的碳的总质量，根据标准ASTM D6866-12，方法B测量。
在至少一个实施方案中，所述根据式(1)的重复单元由选自以下物质的单体的引入产生：丙烯酰基二甲基牛磺酸盐、丙烯酰基-1,1-二甲基-2-甲基牛磺酸盐、丙烯酰基牛磺酸盐、丙烯酰基-N-甲基牛磺酸盐和它们的组合。优选地，根据式(1)的重复单元(a)由丙烯酰基二甲基牛磺酸盐的引入产生。
在至少一个实施方案中，聚合物包含95mol％-99.9mol％，优选至少95.5mol％，或至少96.0mol％，或至少96.5mol％，或至少97mol％，或至少97.5mol％，或至少98mol％，或至少98.5mol％，或至少99mol％的根据式(1)的重复单元(a)；优选其中所述重复单元的至少30wt％，优选50wt％，更优选70wt％包含28wt％-100wt％生物基碳含量，相对于所述重复单元中的碳的总质量，根据标准ASTM D6866-12，方法B测量。
在至少一个实施方案中，聚合物包含95mol％-98mol％的根据式(1)的重复单元，其中所述重复单元的至少30wt％，优选50wt％，更优选70wt％包含28wt％-100wt％生物基碳含量，相对于所述重复单元中的碳的总质量，根据标准ASTM D6866-12，方法B测量。
优选地，根据式(1)的重复单元通过根据式(3)的化合物的聚合引入，其中X是质子。更优选，根据式(3)的化合物是ACDMT。
在至少一个实施方案中，ACDMT包含从35wt％，优选40wt％，更优选54wt％，甚至更优选57wt％至100wt％，最优选大约100wt％生物基碳含量，相对于ACDMT中的碳的总质量，根据标准ASTM D6866-12，方法B测量。
相对于根据式(1)的重复单元(a)中的碳的总质量的生物基碳含量根据标准ASTMD6866-12，方法B测量。关于测定生物基碳含量的分析程序的更多细节：所提供的样品材料不经历任何预处理程序并转化成石墨，如以下程序使用那样：
取决于碳含量的估计量，典型地在元素分析器(EA)中使数毫克样品材料燃烧。清洁所得的气体混合物并通过EA使用吹扫和捕集技术自动地分离CO2。将其余的CO2转移到定制的石墨化系统中，使用H2和铁-粉末催化剂催化地转化成碳(石墨)。使用MICADAS型加速器质谱仪(AMS)(在ETH Zurich，Switzerland开发)在Klaus-Tschira-Archaeometrie-Center进行所述石墨的碳-14测定。
单元(b)
聚合物包含交联性或分支性单元(b)，其中所述交联性或分支性单元由包含至少两个烯属不饱和双键的单体的引入产生。所述聚合物包含0.01mol％-10mol％，优选0.01mol％-5mol％，更优选0.01mol％-3mol％的交联性或分支性单元。
在至少一个实施方案中，交联性或分支性单元包含至少一个氧、氮和硫或磷原子。在至少一个实施方案中，交联性或分支性单元由具有小于500g/mol的分子量的单体的引入产生。在至少一个实施方案中，交联性或分支性单元(b)是双官能或三官能化交联剂。
在至少一个实施方案中，聚合物包含两种或更多种不同的交联性或分支性单元。
在至少一个实施方案中，所述交联性或分支性单元由根据式(2)的单体的引入产生：
其中：
R1独立地选自H、甲基或乙基；和
R2是含1-6个碳原子的线性或支化烷基，或是含2-6个碳原子的线性或支化的单或多不饱和亚烷基、-(CH2-CH2-O)n-；
n是1-100之间的实数。
根据式(2)的单体具有的优点在于所述聚合物可以预期为是更加刷子状(brush-like)结构。然而，刷子状聚合物与线性聚合物相比较显示不同的性能。例如，取决于不同的共聚单体单元，溶解性可以增加或减少。
在至少一个实施方案中，所述交联性或分支性单元由根据式(4)的单体的引入产生：
其中:
R1独立地选自H、甲基或乙基；和
R2是含1-6个碳原子的线性或支化烷基，或是含2-6个碳原子的线性或支化的单或多不饱和亚烷基；
D、E和F独立地是亚甲基氧基(-CH2O-)、亚乙基氧基(-CH2-CH2-O-)、亚丙基氧基(-CH(CH3)-CH2-O-)、含1-6个碳原子的线性或支化亚烷基、含2-6个碳原子的线性或支化的单或多不饱和亚烯基、含2-6个碳原子的线性单羟基亚烷基或含3-6个碳原子的线性或支化二羟基亚烷基；和
o、p和q各自独立地是1-50的整数。
根据式(4)的单体具有的优点在于聚合物可以预期为是高度支化的。
在至少一个实施方案中，所述交联性或分支性单元由选自以下物质的单体的引入产生：亚甲基双丙烯酰胺；亚甲基双甲基丙烯酰胺；不饱和一元羧酸和多元羧酸与多元醇的酯，优选二丙烯酸酯和三-丙烯酸酯和-甲基丙烯酸酯(例如丙氧基化甘油三丙烯酸酯[glycerol propoxylate triacrylate，GPTA])，更优选丁二醇和乙二醇二丙烯酸酯和聚乙二醇二丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)和三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(TMPTMA)；烯丙基化合物，优选(甲基)丙烯酸烯丙酯、氰脲酸三烯丙酯、马来酸二烯丙酯、聚烯丙基酯、四烯丙氧基乙烷、三烯丙基胺、四烯丙基亚乙基二胺；磷酸的烯丙酯；和/或乙烯基膦酸衍生物。考虑到聚合物的主链之间的交联点的灵活性，交联性或分支性单元的选择是重要的，这影响所述聚合物的最终性能。
在至少一个实施方案中，所述交联性或分支性单元(b)由选自以下物质的交联剂的引入产生：三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)和/或丙氧基化甘油三丙烯酸酯(GPTA)。尤其优选作为本发明聚合物的交联剂的是丙氧基化甘油三丙烯酸酯(GPTA)、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)、季戊四醇二丙烯酸酯单硬脂酸酯(PEAS)、己二醇二丙烯酸酯(HDDA)、聚乙二醇二丙烯酸酯(PEG-DA)和己二醇二甲基丙烯酸酯(HDDMA)。特别优选的是丙氧基化甘油三丙烯酸酯(GPTA)和三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)。
单元(c)
在至少一个实施方案中，聚合物包含至少一种重复中性结构单元。
在至少一个实施方案中，聚合物包含(c)0.99mol％-59.99mol％，优选1.99mol％-44.99mol％的重复中性结构单元；其中所述重复中性单元包含至多100wt％生物基碳含量，相对于所述重复单元中的碳的总质量，根据标准ASTM D6866-12，方法B测量。
在至少一个实施方案中，聚合物包含至少一种选自以下物质的重复中性结构单元：N-乙烯基甲酰胺、N-乙烯基乙酰胺、N-甲基-N-乙烯基甲酰胺、N-甲基-N-乙烯基乙酰胺、N-乙烯基-2-吡咯烷酮、N-乙烯基己内酰胺、乙酸乙烯酯、N,N-二甲基丙烯酰胺、N-异丙基丙烯酰胺、丙烯酰胺、甲基丙烯酸酯、山嵛基聚乙氧基-(25)-甲基丙烯酸酯、月桂基聚-乙氧基-(7)-甲基丙烯酸酯、鲸蜡基聚乙氧基-(10)-甲基丙烯酸酯、硬脂基聚-乙氧基-(8)-甲基丙烯酸酯、甲氧基聚-乙氧基-(12)-甲基丙烯酸酯和它们的组合。
单元(d)
在至少一个实施方案中，聚合物包含至少一种重复阴离子结构单元(d)。
在至少一个实施方案中，聚合物包含1.98mol％-20mol％，优选2.5mol％-18mol％的重复阴离子结构单元，其中所述重复阴离子结构单元由包含至少一个羧酸根阴离子的单体的引入产生，和其中所述重复阴离子结构单元(d)不同于单元(a)和其中所述重复阴离子结构单元包含至多100wt％生物基碳含量，相对于所述重复单元中的碳的总质量，根据标准ASTM D6866-12，方法B测量。
在至少一个实施方案中，重复阴离子结构单元由根据式(A)的单体的引入产生：
其中：
R1和R3是H、甲基或乙基，或C(O)O-Z+；
X、Y选自共价键、O、CH2、C(O)O、OC(O)、C(O)NR3或NR3C(O)；
M选自共价键、-[C(O)O-CH2-CH2]n-、含1-6个碳原子的线性或支化亚烷基、含2-6个碳原子的线性或支化的单或多不饱和亚烯基、含2-6个碳原子的线性单羟基亚烷基或含3-6个碳原子的线性或支化二羟基亚烷基；
n是1-5的整数；和
Z+是H+、NH4 +、有机铵离子[HNR5R6R7]+
其中R5、R6和R7独立地是氢、含1-22个碳原子的线性或支化烷基、含2-22个碳原子的线性或支化的单或多不饱和烯基、C6-C22烷基酰氨基丙基、含2-10个碳原子的线性单羟基烷基或含3-10个碳原子的线性或支化二羟基烷基，和其中R5、R6和R7中的至少一个不是氢，或Z+是Li+、Na+、K+、1/2Ca++、1/2Mg++、1/2Zn++、1/3Al+++或它们的组合。在至少一个实施方案中，Z+是H+、NH4 +、Li+、Na+、K+、1/2Ca++、1/2Mg++、1/2Zn++或1/3Al+++，优选H+、NH4 +、Li+、Na+或K+。
在至少一个实施方案中，聚合物包含至少一种选自以下物质的重复阴离子结构单元：丙烯酸或丙烯酸酯、甲基丙烯酸或甲基丙烯酸酯、衣康酸或衣康酸酯、羧基乙基丙烯酸或羧基乙基丙烯酸酯、羧基乙基丙烯酸低聚物或羧基乙基丙烯酸酯低聚物、2-丙基丙烯酸或2-丙基丙烯酸酯、2-乙基丙烯酸或2-乙基丙烯酸酯和它们相应的碱金属或碱土金属盐。
在至少一个实施方案中，聚合物包含至少一种选自以下物质的重复阴离子结构单元：丙烯酸或丙烯酸酯、甲基丙烯酸或甲基丙烯酸酯、衣康酸或衣康酸酯、羧基乙基丙烯酸或羧基乙基丙烯酸酯、羧基乙基丙烯酸低聚物或羧基乙基丙烯酸酯低聚物和它们相应的碱金属或碱土金属盐。这些重复阴离子结构单元是优选的，因为它们可以容易地由生物基来源合成。
非必要的单元(e)
在至少一个实施方案中，聚合物包含至少一种非必要的单元。在至少一个实施方案中，所述非必要的单元由选自以下物质的单体的引入产生：不饱和羧酸和它们的酸酐和盐，以及它们与含1-22的碳数的脂族、烯属、脂环族、芳基脂族或芳族醇的酯。在至少一个实施方案中，所述非必要的单元由选自以下物质的至少一种单体的引入产生：官能化(甲基)丙烯酸酯、丙烯酸或甲基丙烯酸酰胺、聚二醇丙烯酸或甲基丙烯酸酯、聚二醇丙烯酸或甲基丙烯酸酰胺、二丙二醇丙烯酸或甲基丙烯酸酯、二丙二醇丙烯酸或甲基丙烯酸酰胺、乙氧基化脂肪醇丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯、丙氧基化脂肪醇丙烯酸酯或线性或环状N-乙烯基酰胺或N-甲基乙烯基酰胺。
在至少一个实施方案中，所述非必要的单元由根据式(A)的单体的引入产生：
其中：
X、Y选自共价键、O、CH2、C(O)O、OC(O)、C(O)NR3或NR3C(O)；
R1和R3是H、甲基或乙基，或C(O)O-Z+；
M选自共价键、-[C(O)O-CH2-CH2]n-、含1-6个碳原子的线性或支化亚烷基、含2-6个碳原子的线性或支化的单或多不饱和亚烯基、含2-6个碳原子的线性单羟基亚烷基或含3-6个碳原子的线性或支化二羟基亚烷基；
n是1-5的整数，和
Z+是H+、NH4 +、有机铵离子[HNR5R6R7]+
其中R5、R6和R7独立地是氢、含1-22个碳原子的线性或支化烷基、含2-22个碳原子的线性或支化的单或多不饱和烯基、C6-C22烷基酰氨基丙基、含2-10个碳原子的线性单羟基烷基或含3-10个碳原子的线性或支化二羟基烷基，和其中R5、R6和R7中的至少一个不是氢，或Z+是Li+、Na+、K+、1/2Ca++、1/2Mg++、1/2Zn++、1/3Al+++或它们的组合。在至少一个实施方案中，Z+是H+、NH4 +、Li+、Na+、K+、1/2Ca++、1/2Mg++、1/2Zn++或1/3Al+++，优选H+、NH4+、Li+、Na+或K+。
在至少一个实施方案中，所述非必要的单元由根据式(A)的单体的引入产生，其中X是共价键或是CH2。在至少一个实施方案中，所述非必要的单元由根据式(A)的单体的引入产生，其中Y是共价键、CH2、C(O)O或C(O)NR3。在至少一个实施方案中，所述非必要的单元由根据式(A)的单体的引入产生，其中M是共价键、-[C(O)O-CH2-CH2]n-、含1-6个碳原子的线性或支化亚烷基。在至少一个实施方案中，所述非必要的单元由根据式(A)的单体的引入产生，其中R1是H、甲基或乙基；X是共价键或是CH2；Y是共价键、CH2、C(O)O或C(O)NR3；R3是H、甲基或乙基；M是共价键、-[C(O)O-CH2-CH2]n-、含1-6个碳原子的线性或支化亚烷基；Z+是H+、NH4 +、Li+、Na+、K+、1/2Ca++、1/2Mg++、1/2Zn++或1/3Al+++或它们的组合。
在至少一个实施方案中，所述非必要的单元由选自以下物质的单体的引入产生：N-乙烯基甲酰胺、N-乙烯基乙酰胺、N甲基-N-乙烯基甲酰胺、N-甲基-N-乙烯基乙酰胺、N-乙烯基-2-吡咯烷酮(NVP)、N-乙烯基己内酰胺、乙酸乙烯酯、甲基乙烯基醚、乙基乙烯基醚、甲基烯丙基醚、乙基甲基烯丙基醚、苯乙烯、乙酰氧基苯乙烯、甲基甲基烯丙基醚、乙基烯丙基醚、叔丁基丙烯酰胺、N,N-二乙基丙烯酰胺、N,N-二甲基丙烯酰胺、N,N-二甲基甲基丙烯酰胺、N,N-二丙基丙烯酰胺、N-异丙基丙烯酰胺、N-丙基丙烯酰胺、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸叔丁酯、丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸正丁酯、丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸月桂酯、丙烯酸山嵛基酯、甲基丙烯酸山嵛基酯、丙烯酸鲸蜡基酯、甲基丙烯酸鲸蜡基酯、丙烯酸硬脂基酯、甲基丙烯酸硬脂基酯、丙烯酸十三烷基酯、甲基丙烯酸十三烷基酯、聚乙氧基-(5)-甲基丙烯酸酯、聚乙氧基-(5)-丙烯酸酯、聚乙氧基-(10)-甲基丙烯酸酯、聚乙氧基-(10)-丙烯酸酯、山嵛基聚乙氧基-(7)-甲基丙烯酸酯、山嵛基聚乙氧基-(7)-丙烯酸酯、山嵛基聚乙氧基-(8)-甲基丙烯酸酯、山嵛基聚-乙氧基-(8)-丙烯酸酯、山嵛基聚乙氧基-(12)-甲基丙烯酸酯、山嵛基聚-乙氧基-(12)-丙烯酸酯、山嵛基聚乙氧基-(16)-甲基丙烯酸酯、山嵛基聚乙氧基-(16)-丙烯酸酯、山嵛基聚乙氧基-(25)-甲基丙烯酸酯、山嵛基聚乙氧基-(25)-丙烯酸酯、月桂基聚-乙氧基-(7)-甲基丙烯酸酯、月桂基聚乙氧基-(7)-丙烯酸酯、月桂基聚乙氧基-(8)-甲基丙烯酸酯、月桂基聚乙氧基-(8)-丙烯酸酯、月桂基聚乙氧基-(12)-甲基丙烯酸酯、月桂基聚乙氧基-(12)-丙烯酸酯、月桂基聚乙氧基-(16)-甲基丙烯酸酯、月桂基聚乙氧基-(16)-丙烯酸酯、月桂基聚乙氧基-(22)-甲基丙烯酸酯、月桂基聚乙氧基-(22)-丙烯酸酯、月桂基聚乙氧基-(23)-甲基丙烯酸酯、月桂基聚乙氧基-(23)-丙烯酸酯、鲸蜡基聚乙氧基-(2)-甲基丙烯酸酯、鲸蜡基聚乙氧基-(2)-丙烯酸酯、鲸蜡基聚乙氧基-(7)-甲基丙烯酸酯、鲸蜡基聚乙氧基-(7)-丙烯酸酯、鲸蜡基聚乙氧基-(10)-甲基丙烯酸酯、鲸蜡基聚乙氧基-(10)-丙烯酸酯、鲸蜡基聚乙氧基-(12)-甲基丙烯酸酯、鲸蜡基聚乙氧基-(12)-丙烯酸酯、鲸蜡基聚-乙氧基-(16)-甲基丙烯酸酯、鲸蜡基聚乙氧基-(16)-丙烯酸酯鲸蜡基聚乙氧基-(20)-甲基丙烯酸酯、鲸蜡基聚乙氧基-(20)-丙烯酸酯、鲸蜡基聚乙氧基-(25)-甲基丙烯酸酯、鲸蜡基聚乙氧基-(25)-丙烯酸酯、鲸蜡基聚乙氧基-(25)-甲基丙烯酸酯、鲸蜡基聚乙氧基-(25)-丙烯酸酯、硬脂基聚乙氧基-(7)-甲基丙烯酸酯、硬脂基聚乙氧基-(7)-丙烯酸酯、硬脂基聚-乙氧基-(8)-甲基丙烯酸酯、硬脂基聚乙氧基-(8)-丙烯酸酯、硬脂基聚乙氧基-(12)-甲基丙烯酸酯、硬脂基聚乙氧基-(12)-丙烯酸酯、硬脂基聚乙氧基-(16)-甲基丙烯酸酯、硬脂基聚乙氧基-(16)-丙烯酸酯、硬脂基聚乙氧基-(22)-甲基丙烯酸酯、硬脂基聚-乙氧基-(22)-丙烯酸酯、硬脂基聚乙氧基-(23)-甲基丙烯酸酯、硬脂基聚乙氧基-(23)-丙烯酸酯、硬脂基聚乙氧基-(25)-甲基丙烯酸酯、硬脂基聚乙氧基-(25)-丙烯酸酯、十三烷基聚乙氧基-(7)-甲基丙烯酸酯、十三烷基聚乙氧基-(7)-丙烯酸酯、十三烷基聚乙氧基-(10)-甲基丙烯酸酯、十三烷基聚乙氧基-(10)-丙烯酸酯、十三烷基聚乙氧基-(12)-甲基丙烯酸酯、十三烷基聚乙氧基-(12)-丙烯酸酯、十三烷基聚乙氧基-(16)-甲基丙烯酸酯、十三烷基聚乙氧基-(16)-丙烯酸酯、十三烷基聚乙氧基-(22)-甲基丙烯酸酯、十三烷基聚-乙氧基-(22)-丙烯酸酯、十三烷基聚乙氧基-(23)-甲基丙烯酸酯、十三烷基聚乙氧基-(23)-丙烯酸酯、十三烷基聚-乙氧基-(25)-甲基丙烯酸酯、十三烷基聚乙氧基-(25)-丙烯酸酯、甲氧基聚乙氧基-(7)-甲基丙烯酸酯、甲氧基-聚乙氧基-(7)-丙烯酸酯、甲氧基聚-乙氧基-(12)-甲基丙烯酸酯、甲氧基聚乙氧基-(12)-丙烯酸酯、甲氧基聚乙氧基-(16)-甲基丙烯酸酯、甲氧基聚乙氧基-(16)-丙烯酸酯、甲氧基聚乙氧基-(25)-甲基丙烯酸酯、甲氧基-聚乙氧基-(25)-丙烯酸酯、丙烯酸、丙烯酸铵、丙烯酸钠、丙烯酸钾、丙烯酸锂、丙烯酸锌、丙烯酸钙、丙烯酸镁、丙烯酸锆、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸铵、甲基丙烯酸钠、甲基丙烯酸钾、甲基丙烯酸锂、甲基丙烯酸钙、甲基丙烯酸镁、甲基丙烯酸锆、甲基丙烯酸锌、2-羧基乙基丙烯酸酯、2-羧基乙基丙烯酸铵、2-羧基乙基丙烯酸钠、2-羧基乙基丙烯酸钾、2-羧基乙基丙烯酸锂、2-羧基乙基丙烯酸锌、2-羧基乙基丙烯酸钙、2-羧基乙基丙烯酸镁、2-羧基乙基丙烯酸锆、2-羧基乙基丙烯酸酯-低聚物、2-羧基乙基丙烯酸铵-低聚物、2-羧基乙基丙烯酸钠-低聚物、2-羧基乙基丙烯酸钾-低聚物、2-羧基乙基丙烯酸锂-低聚物、2-羧基乙基丙烯酸锌-低聚物、2-羧基乙基丙烯酸钙-低聚物、2-羧基乙基丙烯酸镁-低聚物、2-羧基乙基丙烯酸锆-低聚物、衣康酸、衣康酸钠、衣康酸钾、衣康酸锂、衣康酸钙、衣康酸镁、衣康酸锆、衣康酸锌、2-乙基丙烯酸、2-乙基丙烯酸铵、2-乙基丙烯酸钠、2-乙基丙烯酸钾、2-乙基丙烯酸锂、2-乙基丙烯酸钙、2-乙基丙烯酸镁、2-乙基丙烯酸锆、2-乙基丙烯酸锌、2-丙基丙烯酸、2-丙基丙烯酸铵、2-丙基丙烯酸钠、2-丙基丙烯酸钾、2-丙基丙烯酸锂、2-丙基丙烯酸钙、2-丙基丙烯酸镁、2-丙基丙烯酸镁、2-丙基丙烯酸锆、2-丙基丙烯酸锌、丙氧基化甘油三丙烯酸酯(GPTA)、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)、季戊四醇二丙烯酸酯单硬脂酸酯(PEAS)、聚乙二醇二丙烯酸酯、己二醇二丙烯酸酯(HDDA)、己二醇二甲基丙烯酸酯(HDDMA)，和它们的组合。
在一个优选的实施方案中，所述非必要的单元由选自以下物质的单体的引入产生：丙氧基化甘油三丙烯酸酯(GPTA)和三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)。
在一个优选的实施方案中，所述非必要的单元由选自以下物质的单体的引入产生：N-乙烯基甲酰胺、N-乙烯基乙酰胺、N-甲基-N-乙烯基乙酰胺、N-乙烯基-2-吡咯烷酮(NVP)、N,N-二乙基丙烯酰胺、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸叔丁酯、丙烯酸、甲基丙烯酸、2-羧基乙基丙烯酸酯、2-羧基乙基丙烯酸酯低聚物、衣康酸、丙氧基化甘油三丙烯酸酯(GPTA)、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)、季戊四醇二丙烯酸酯单硬脂酸酯(PEAS)和聚乙二醇二丙烯酸酯。
在至少一个实施方案中，所述非必要的单元由选自以下物质的单体的引入产生：丙烯酸、甲基丙烯酸、苯乙烯磺酸、马来酸、富马酸、巴豆酸、衣康酸和千里光酸。在至少一个实施方案中，所述非必要的单元由选自以下物质的单体产生：开链N-乙烯基酰胺，优选N-乙烯基甲酰胺(VIFA)、N-乙烯基甲基甲酰胺、N-乙烯基甲基乙酰胺(VIMA)和N-乙烯基乙酰胺；具有3-9的环尺寸的环状N-乙烯基酰胺(N-乙烯基内酰胺)，优选N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)和N-乙烯基己内酰胺；丙烯酸和甲基丙烯酸的酰胺，优选丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、N,N-二甲基丙烯酰胺、N,N-二乙基丙烯酰胺和N,N-二异丙基丙烯酰胺；烷氧基化丙烯酰胺和甲基丙烯酰胺，优选甲基丙烯酸羟乙酯，羟甲基甲基丙烯酰胺；羟乙基甲基丙烯酰胺、羟丙基甲基丙烯酰胺和单[2-(甲基丙烯酰氧基)乙基]琥珀酸酯；N,N-二甲基氨基甲基丙烯酸酯；甲基丙烯酸二乙基氨基甲酯；丙烯酰氨基和甲基丙烯酰氨基乙醇酸；2-和4-乙烯基吡啶；乙酸乙烯酯；甲基丙烯酸缩水甘油酯；苯乙烯；丙烯腈；氯乙烯；丙烯酸硬脂基酯；甲基丙烯酸月桂酯；偏二氯乙烯；四氟乙烯和它们的组合。
第一方面的实施例实施方案
第一方面的一个优选的实施方案涉及由以下组分组成的聚合物：
(a)90mol％-99.9mol％，优选95mol％-99.5mol％的根据式(1)的重复单元，其中所述根据式(1)的重复单元的至少10wt％，优选至少20wt％包含28wt％-100wt％生物基碳含量，相对于所述根据式(1)的重复单元中的碳的总质量，根据标准ASTM D6866-12，方法B测量；
其中：
R1和R2独立地选自H、甲基或乙基；A是线性或支化C1-C12-烷基；和Q+是H+、NH4 +、有机铵离子[NHR5R6R7]+其中R5、R6和R7彼此独立地可以是氢、含1-22个碳原子的线性或支化烷基、含2-22个碳原子的线性或支化的单或多不饱和烯基、C6-C22烷基酰氨基丙基、含2-个碳原子的线性单羟基烷基或含3-个碳原子的线性或支化二羟基烷基，和其中基团R5、R6和R7中至少一个不是氢，或Q+是Li+、Na+、K+、1/2Ca++、1/2Mg++、1/2Zn++、1/3Al+++或它们的组合；
(b)0.01mol％-10mol％，优选0.01mol％-5mol％的交联性或分支性单元，其中所述交联性或分支性单元由包含至少两个烯属不饱和双键的单体的引入产生。
第一方面的一个优选的实施方案涉及聚合物，其包含：(a)90mol％-99.9mol％，优选95mol％-99.5mol％的由ACDMT的引入产生的重复结构单元，其中所述ACDMT包含从35wt％，优选40wt％，更优选54wt％，甚至更优选57wt％至100wt％，最优选大约100wt％生物基碳含量，相对于ACDMT中的碳的总质量，根据标准ASTM D6866-12，方法B测量。
第二方面
第二方面涉及通过聚合以下组分获得聚合物的方法：
(a)至少一种根据式(10)的包含28wt％-100wt％生物基碳含量的单体，相对于所述根据式(10)的单体中的碳的总质量，根据标准ASTM D6866-12，方法B测量；
(b)至少一种交联性或分支性单体；
(c)非必要地，至少一种中性单体；和
(d)非必要地，至少一种阴离子单体；其中所述交联性或分支性单体具有至少两个烯属不饱和双键；和其中式(10)是：
其中：
R1和R2独立地选自H、甲基或乙基；A是线性或支化C1-C12-烷基；和Q+是H+、NH4 +、有机铵离子[NHR5R6R7]+其中R5、R6和R7彼此独立地可以是氢、含1-22个碳原子的线性或支化烷基、含2-22个碳原子的线性或支化的单或多不饱和烯基、C6-C22烷基酰氨基丙基、含2-个碳原子的线性单羟基烷基或含3-个碳原子的线性或支化二羟基烷基，和其中基团R5、R6和R7中至少一个不是氢，或Q+是Li+、Na+、K+、1/2Ca++、1/2Mg++、1/2Zn++、1/3Al+++或它们的组合。
在至少一个实施方案中，通过聚合以下组分获得聚合物的方法：
(a)至少一种根据式(10)的包含28wt％-100wt％生物基碳含量的单体，相对于所述根据式(10)的单体中的碳的总质量，根据标准ASTM D6866-12，方法B测量；
(b)至少一种交联性或分支性单体；
(c)非必要地，至少一种中性单体；
(d)非必要地，至少一种阴离子单体；和
(e)非必要地，至少一种非必要的单体；其中所述交联性或分支性单体具有至少两个烯属不饱和双键。
在至少一个实施方案中，所述聚合物是根据第一方面的聚合物。
单体(a)
在至少一个实施方案中，所述根据式(10)的单体的至少25wt％，或至少30wt％，或至少35wt％，或至少40wt％，或至少45wt％，或至少50wt％，或至少55wt％，或至少60wt％，或至少65wt％，或至少70wt％，或至少75wt％，或至少80wt％，或至少85wt％，或至少90wt％，或至少95wt％，或至少96wt％，或至少97wt％，或至少98wt％，或至少99wt％，或至少99.5wt％包含28wt％-100wt％生物基碳含量，相对于所述根据式(1)的重复单元中的碳的总质量，根据标准ASTM D6866-12，方法B测量。在至少一个实施方案中，根据式(10)的单体包含从35wt％，优选40wt％，更优选54wt％，甚至更优选57wt％至100wt％，最优选大约100wt％生物基碳含量，相对于根据式(1)的重复单元(a)中的碳的总质量，根据标准ASTMD6866-12，方法B测量。
在至少一个实施方案中，根据式(10)的单体是根据式(3)的化合物；
其中X是质子。
在至少一个实施方案中，根据式(10)的单体是ACDMT。
在至少一个实施方案中，ACDMT包含从35wt％，优选40wt％，更优选54wt％，甚至更优选57wt％至100wt％，最优选大约100wt％生物基碳含量，相对于ACDMT中的碳的总质量，根据标准ASTM D6866-12，方法B测量。
单体(b)
在至少一个实施方案中，所述聚合物包含0.01mol％-10mol％，优选0.01mol％-5mol％，更优选0.01mol％-3mol％的交联性或分支性单元。
在至少一个实施方案中，交联性或分支性单元包含至少一个氧、氮、硫或磷原子。在至少一个实施方案中，所述交联性或分支性单元由具有小于500g/mol的分子量的单体产生。在至少一个实施方案中，交联性或分支性单元是双官能或三官能化交联剂。
在至少一个实施方案中，聚合物包含两种或更多种不同的交联性或分支性单元。
在至少一个实施方案中，交联性或分支性单体按照式(2)：
其中：
R1独立地选自H、甲基或乙基；和
R2是含1-6个碳原子的线性或支化烷基，或是含2-6个碳原子的线性或支化的单或多不饱和亚烷基、-(CH2-CH2-O)n-
n是1-100之间的实数。
根据式(2)的单体具有的优点在于所述聚合物可以预期为是更加刷子状聚合物。然而，刷子状聚合物显示与线性聚合物不同的性能。例如，取决于不同的共聚单体单元，溶解性可以增加或减少。
在至少一个实施方案中，交联性或分支性单体按照式(40)
其中：
R1独立地选自H、甲基或乙基；和
R2是含1-6个碳原子的线性或支化烷基，或是含2-6个碳原子的线性或支化的单或多不饱和亚烷基；
D、E和F独立地是亚甲基氧基(-CH2O-)、亚乙基氧基(-CH2-CH2-O-)、亚丙基氧基(-CH(CH3)-CH2-O-)、含1-6个碳原子的线性或支化亚烷基、含2-6个碳原子的线性或支化的单或多不饱和亚烯基、含2-6个碳原子的线性单羟基亚烷基或含3-6个碳原子的线性或支化二羟基亚烷基；和
o、p和q各自独立地是1-50的整数。
根据式(40)的单体具有的优点在于聚合物可以预期为是高度支化的。
在至少一个实施方案中，交联性或分支性单体选自亚甲基双丙烯酰胺；亚甲基双甲基丙烯酰胺；不饱和一元羧酸和多元羧酸与多元醇的酯，优选二丙烯酸酯和三丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯(例如丙氧基化甘油三丙烯酸酯[GPTA])，更优选丁二醇和乙二醇二丙烯酸酯和聚乙二醇二丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)和三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(TMPTMA)；烯丙基化合物，优选(甲基)丙烯酸烯丙酯、氰脲酸三烯丙酯、马来酸二烯丙酯、聚烯丙基酯、四烯丙氧基乙烷、三烯丙基胺、四烯丙基亚乙基二胺；磷酸的烯丙酯；和/或乙烯基膦酸衍生物。考虑到聚合物的主链之间的交联点的灵活性，交联性或分支性单体的选择是重要的，这影响所述聚合物的最终性能。
在至少一个实施方案中，交联性或分支性单体选自三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)和/或丙氧基化甘油三丙烯酸酯(GPTA)。
尤其优选作为本发明聚合物的交联性或分支性单体的是丙氧基化甘油三丙烯酸酯(GPTA)、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)、季戊四醇二丙烯酸酯单硬脂酸酯(PEAS)、己二醇二丙烯酸酯(HDDA)、聚乙二醇二丙烯酸酯(PEG-DA)和己二醇二甲基丙烯酸酯(HDDMA)。特别优选的是丙氧基化甘油三丙烯酸酯(GPTA)和三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)。
单体(c)
在至少一个实施方案中，所述聚合物包含至少一种重复中性结构单元。
在至少一个实施方案中，聚合物包含(c)0.99mol％-59.99mol％，优选1.99mol％-44.99mol％的重复中性结构单元；其中所述重复中性单元包含至多100wt％生物基碳含量，相对于所述重复单元中的碳的总质量，根据标准ASTM D6866-12，方法B测量。在至少一个实施方案中，单体(c)的至少25wt％，或至少30wt％，或至少35wt％，或至少40wt％，或至少45wt％，或至少50wt％，或至少55wt％，或至少60wt％，或至少65wt％，或至少70wt％，或至少75wt％，或至少80wt％，或至少85wt％，或至少90wt％，或至少95wt％，或至少96wt％，或至少97wt％，或至少98wt％，或至少99wt％，或至少99.5wt％包含28wt％-100wt％生物基碳含量，相对于所述根据式(1)的重复单元中的碳的总质量，根据标准ASTM D6866-12，方法B测量。
在至少一个实施方案中，中性单体选自N-乙烯基甲酰胺、N-乙烯基乙酰胺、N-甲基-N-乙烯基甲酰胺、N-甲基-N-乙烯基乙酰胺、N-乙烯基-2-吡咯烷酮、N-乙烯基己内酰胺、乙酸乙烯酯、N,N-二甲基丙烯酰胺、N-异丙基丙烯酰胺、丙烯酰胺、甲基丙烯酸酯、山嵛基聚乙氧基-(25)-甲基丙烯酸酯、月桂基聚-乙氧基-(7)-甲基丙烯酸酯、鲸蜡基聚乙氧基-(10)-甲基丙烯酸酯、硬脂基聚-乙氧基-(8)-甲基丙烯酸酯、甲氧基聚-乙氧基-(12)-甲基丙烯酸酯和它们的组合。
单体(d)
在至少一个实施方案中，聚合物包含至少一种重复阴离子结构单元。
在至少一个实施方案中，聚合物包含1.98mol％-20mol％，优选2.5mol％-18mol％的重复阴离子结构单元，其中所述重复阴离子结构单元由包含至少一个羧酸根阴离子的单体的引入产生，和其中所述重复阴离子结构单元不同于单元(a)和其中所述重复阴离子结构单元包含至多100wt％生物基碳含量，相对于所述重复单元中的碳的总质量，根据标准ASTM D6866-12，方法B测量。在至少一个实施方案中，单体(d)的至少25wt％，或至少30wt％，或至少35wt％，或至少40wt％，或至少45wt％，或至少50wt％，或至少55wt％，或至少60wt％，或至少65wt％，或至少70wt％，或至少75wt％，或至少80wt％，或至少85wt％，或至少90wt％，或至少95wt％，或至少96wt％，或至少97wt％，或至少98wt％，或至少99wt％，或至少99.5wt％包含28wt％-100wt％生物基碳含量，相对于所述根据式(1)的重复单元中的碳的总质量，根据标准ASTM D6866-12，方法B测量。
在至少一个实施方案中，阴离子单体(d)按照式(A)：
其中：
R1和R3是H、甲基或乙基，或C(O)O-Z+；
X、Y选自共价键、O、CH2、C(O)O、OC(O)、C(O)NR3或NR3C(O)；
M选自共价键、-[C(O)O-CH2-CH2]n-、含1-6个碳原子的线性或支化亚烷基、含2-6个碳原子的线性或支化的单或多不饱和亚烯基、含2-6个碳原子的线性单羟基亚烷基或含3-6个碳原子的线性或支化二羟基亚烷基；
n是1-5的整数，和
Z+是H+、NH4 +、有机铵离子[HNR5R6R7]+
其中R5、R6和R7独立地是氢、含1-22个碳原子的线性或支化烷基、含2-22个碳原子的线性或支化的单或多不饱和烯基、C6-C22烷基酰氨基丙基、含2-10个碳原子的线性单羟基烷基或含3-10个碳原子的线性或支化二羟基烷基，和其中R5、R6和R7中的至少一个不是氢，或Z+是Li+、Na+、K+、1/2Ca++、1/2Mg++、1/2Zn++、1/3Al+++或它们的组合。在至少一个实施方案中，Z+是H+、NH4 +、Li+、Na+、K+、1/2Ca++、1/2Mg++、1/2Zn++或1/3Al+++，优选H+、NH4 +、Li+、Na+或K+。
在至少一个实施方案中，阴离子单体选自丙烯酸或丙烯酸酯、甲基丙烯酸或甲基丙烯酸酯、衣康酸或衣康酸酯、羧基乙基丙烯酸或羧基乙基丙烯酸酯、羧基乙基丙烯酸低聚物或羧基乙基丙烯酸酯低聚物、2-丙基丙烯酸或2-丙基丙烯酸酯、2-乙基丙烯酸或2-乙基丙烯酸酯和它们相应的碱金属或碱土金属盐。
在至少一个实施方案中，阴离子单体选自丙烯酸或丙烯酸酯、甲基丙烯酸或甲基丙烯酸酯、衣康酸或衣康酸酯、羧基乙基丙烯酸或羧基乙基丙烯酸酯、羧基乙基丙烯酸低聚物或羧基乙基丙烯酸酯低聚物和它们相应的碱金属或碱土金属盐。这些阴离子单体是优选的，因为它们可以容易地由生物基来源合成。
非必要的单体(e)
在至少一个实施方案中，聚合物包含至少一种非必要的单元。在至少一个实施方案中，非必要的单体选自不饱和羧酸和它们的酸酐和盐，以及它们与含1-22的碳数的脂族、烯属、脂环族、芳基脂族或芳族醇的酯。在至少一个实施方案中，非必要的单体选自官能化(甲基)丙烯酸酯、丙烯酸或甲基丙烯酸酰胺、聚二醇丙烯酸或甲基丙烯酸酯、聚二醇丙烯酸或甲基丙烯酸酰胺、二丙二醇丙烯酸或甲基丙烯酸酯、二丙二醇丙烯酸或甲基丙烯酸酰胺、乙氧基化脂肪醇丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯、丙氧基化脂肪醇丙烯酸酯或线性或环状N-乙烯基酰胺或N-甲基乙烯基酰胺。
在至少一个实施方案中，非必要的单体按照式(A)：
其中：
X、Y选自共价键、O、CH2、C(O)O、OC(O)、C(O)NR3或NR3C(O)；
R1和R3是H、甲基或乙基，或C(O)O-Z+；
M选自共价键、-[C(O)O-CH2-CH2]n-、含1-6个碳原子的线性或支化亚烷基、含2-6个碳原子的线性或支化的单或多不饱和亚烯基、含2-6个碳原子的线性单羟基亚烷基或含3-6个碳原子的线性或支化二羟基亚烷基；
n是1-5的整数，和
Z+是H+、NH4 +、有机铵离子[HNR5R6R7]+
其中R5、R6和R7独立地是氢、含1-22个碳原子的线性或支化烷基、含2-22个碳原子的线性或支化的单或多不饱和烯基、C6-C22烷基酰氨基丙基、含2-10个碳原子的线性单羟基烷基或含3-10个碳原子的线性或支化二羟基烷基，和其中R5、R6和R7中的至少一个不是氢，或Z+是Li+、Na+、K+、1/2Ca++、1/2Mg++、1/2Zn++、1/3Al+++或它们的组合。在至少一个实施方案中，Z+是H+、NH4 +、Li+、Na+、K+、1/2Ca++、1/2Mg++、1/2Zn++或1/3Al+++，优选H+、NH4+、Li+、Na+或K+。
在至少一个实施方案中，非必要的单体按照式(A)，其中X是共价键或是CH2。在至少一个实施方案中，非必要的单体按照式(A)，其中Y是共价键、CH2、C(O)O或C(O)NR3。在至少一个实施方案中，非必要的单体按照式(A)，其中M是共价键、-[C(O)O-CH2-CH2]n-、含1-6个碳原子的线性或支化亚烷基。在至少一个实施方案中，非必要的单体按照式(A)，其中R1是H、甲基或乙基；X是共价键或是CH2；Y是共价键、CH2、C(O)O或C(O)NR3；R3是H、甲基或乙基；M是共价键、-[C(O)O-CH2-CH2]n-、含1-6个碳原子的线性或支化亚烷基；Z+是H+、NH4 +、Li+、Na+、K+、1/2Ca++、1/2Mg++、1/2Zn++或1/3Al+++，或它们的组合。
在至少一个实施方案中，非必要的单体(e)选自N-乙烯基甲酰胺、N-乙烯基乙酰胺、N甲基-N-乙烯基甲酰胺、N-甲基-N-乙烯基乙酰胺、N-乙烯基-2-吡咯烷酮(NVP)、N-乙烯基己内酰胺、乙酸乙烯酯、甲基乙烯基醚、乙基乙烯基醚、甲基烯丙基醚、乙基甲基烯丙基醚、苯乙烯、乙酰氧基苯乙烯、甲基甲基烯丙基醚、乙基烯丙基醚、叔丁基丙烯酰胺、N,N-二乙基丙烯酰胺、N,N-二甲基丙烯酰胺、N,N-二甲基甲基丙烯酰胺、N,N-二丙基丙烯酰胺、N-异丙基丙烯酰胺、N-丙基丙烯酰胺、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸叔丁酯、丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸正丁酯、丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸月桂酯、丙烯酸山嵛基酯、甲基丙烯酸山嵛基酯、丙烯酸鲸蜡基酯、甲基丙烯酸鲸蜡基酯、丙烯酸硬脂基酯、甲基丙烯酸硬脂基酯、丙烯酸十三烷基酯、甲基丙烯酸十三烷基酯、聚乙氧基-(5)-甲基丙烯酸酯、聚乙氧基-(5)-丙烯酸酯、聚乙氧基-(10)-甲基丙烯酸酯、聚乙氧基-(10)-丙烯酸酯、山嵛基聚乙氧基-(7)-甲基丙烯酸酯、山嵛基聚乙氧基-(7)-丙烯酸酯、山嵛基聚乙氧基-(8)-甲基丙烯酸酯、山嵛基聚-乙氧基-(8)-丙烯酸酯、山嵛基聚乙氧基-(12)-甲基丙烯酸酯、山嵛基聚-乙氧基-(12)-丙烯酸酯、山嵛基聚乙氧基-(16)-甲基丙烯酸酯、山嵛基聚乙氧基-(16)-丙烯酸酯、山嵛基聚乙氧基-(25)-甲基丙烯酸酯、山嵛基聚乙氧基-(25)-丙烯酸酯、月桂基聚-乙氧基-(7)-甲基丙烯酸酯、月桂基聚乙氧基-(7)-丙烯酸酯、月桂基聚乙氧基-(8)-甲基丙烯酸酯、月桂基聚乙氧基-(8)-丙烯酸酯、月桂基聚乙氧基-(12)-甲基丙烯酸酯、月桂基聚乙氧基-(12)-丙烯酸酯、月桂基聚乙氧基-(16)-甲基丙烯酸酯、月桂基聚乙氧基-(16)-丙烯酸酯、月桂基聚乙氧基-(22)-甲基丙烯酸酯、月桂基聚乙氧基-(22)-丙烯酸酯、月桂基聚乙氧基-(23)-甲基丙烯酸酯、月桂基聚乙氧基-(23)-丙烯酸酯、鲸蜡基聚乙氧基-(2)-甲基丙烯酸酯、鲸蜡基聚乙氧基-(2)-丙烯酸酯、鲸蜡基聚乙氧基-(7)-甲基丙烯酸酯、鲸蜡基聚乙氧基-(7)-丙烯酸酯、鲸蜡基聚乙氧基-(10)-甲基丙烯酸酯、鲸蜡基聚乙氧基-(10)-丙烯酸酯、鲸蜡基聚乙氧基-(12)-甲基丙烯酸酯、鲸蜡基聚乙氧基-(12)-丙烯酸酯、鲸蜡基聚-乙氧基-(16)-甲基丙烯酸酯、鲸蜡基聚乙氧基-(16)-丙烯酸酯、鲸蜡基聚乙氧基-(20)-甲基丙烯酸酯、鲸蜡基聚乙氧基-(20)-丙烯酸酯、鲸蜡基聚乙氧基-(25)-甲基丙烯酸酯、鲸蜡基聚乙氧基-(25)-丙烯酸酯、鲸蜡基聚乙氧基-(25)-甲基丙烯酸酯、鲸蜡基聚乙氧基-(25)-丙烯酸酯、硬脂基聚乙氧基-(7)-甲基丙烯酸酯、硬脂基聚乙氧基-(7)-丙烯酸酯、硬脂基聚-乙氧基-(8)-甲基丙烯酸酯、硬脂基聚乙氧基-(8)-丙烯酸酯、硬脂基聚乙氧基-(12)-甲基丙烯酸酯、硬脂基聚乙氧基-(12)-丙烯酸酯、硬脂基聚乙氧基-(16)-甲基丙烯酸酯、硬脂基聚乙氧基-(16)-丙烯酸酯、硬脂基聚乙氧基-(22)-甲基丙烯酸酯、硬脂基聚-乙氧基-(22)-丙烯酸酯、硬脂基聚乙氧基-(23)-甲基丙烯酸酯、硬脂基聚乙氧基-(23)-丙烯酸酯、硬脂基聚乙氧基-(25)-甲基丙烯酸酯、硬脂基聚乙氧基-(25)-丙烯酸酯、十三烷基聚乙氧基-(7)-甲基丙烯酸酯、十三烷基聚乙氧基-(7)-丙烯酸酯、十三烷基聚乙氧基-(10)-甲基丙烯酸酯、十三烷基聚乙氧基-(10)-丙烯酸酯、十三烷基聚乙氧基-(12)-甲基丙烯酸酯、十三烷基聚乙氧基-(12)-丙烯酸酯、十三烷基聚乙氧基-(16)-甲基丙烯酸酯、十三烷基聚乙氧基-(16)-丙烯酸酯、十三烷基聚乙氧基-(22)-甲基丙烯酸酯、十三烷基聚-乙氧基-(22)-丙烯酸酯、十三烷基聚乙氧基-(23)-甲基丙烯酸酯、十三烷基聚乙氧基-(23)-丙烯酸酯、十三烷基聚-乙氧基-(25)-甲基丙烯酸酯、十三烷基聚乙氧基-(25)-丙烯酸酯、甲氧基聚乙氧基-(7)-甲基丙烯酸酯、甲氧基-聚乙氧基-(7)-丙烯酸酯、甲氧基聚-乙氧基-(12)-甲基丙烯酸酯、甲氧基聚乙氧基-(12)-丙烯酸酯、甲氧基聚乙氧基-(16)-甲基丙烯酸酯、甲氧基聚乙氧基-(16)-丙烯酸酯、甲氧基聚乙氧基-(25)-甲基丙烯酸酯、甲氧基-聚乙氧基-(25)-丙烯酸酯、丙烯酸、丙烯酸铵、丙烯酸钠、丙烯酸钾、丙烯酸锂、丙烯酸锌、丙烯酸钙、丙烯酸镁、丙烯酸锆、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸铵、甲基丙烯酸钠、甲基丙烯酸钾、甲基丙烯酸锂、甲基丙烯酸钙、甲基丙烯酸镁、甲基丙烯酸锆、甲基丙烯酸锌、2-羧基乙基丙烯酸酯、2-羧基乙基丙烯酸铵、2-羧基乙基丙烯酸钠、2-羧基乙基丙烯酸钾、2-羧基乙基丙烯酸锂、2-羧基乙基丙烯酸锌、2-羧基乙基丙烯酸钙、2-羧基乙基丙烯酸镁、2-羧基乙基丙烯酸锆、2-羧基乙基丙烯酸酯-低聚物、2-羧基乙基丙烯酸铵-低聚物、2-羧基乙基丙烯酸钠-低聚物、2-羧基乙基丙烯酸钾-低聚物、2-羧基乙基丙烯酸锂-低聚物、2-羧基乙基丙烯酸锌-低聚物、2-羧基乙基丙烯酸钙-低聚物、2-羧基乙基丙烯酸镁-低聚物、2-羧基乙基丙烯酸锆-低聚物、衣康酸、衣康酸钠、衣康酸钾、衣康酸锂、衣康酸钙、衣康酸镁、衣康酸锆、衣康酸锌、2-乙基丙烯酸、2-乙基丙烯酸铵、2-乙基丙烯酸钠、2-乙基丙烯酸钾、2-乙基丙烯酸锂、2-乙基丙烯酸钙、2-乙基丙烯酸镁、2-乙基丙烯酸锆、2-乙基丙烯酸锌、2-丙基丙烯酸、2-丙基丙烯酸铵、2-丙基丙烯酸钠、2-丙基丙烯酸钾、2-丙基丙烯酸锂、2-丙基丙烯酸钙、2-丙基丙烯酸镁、2-丙基丙烯酸镁、2-丙基丙烯酸锆、2-丙基丙烯酸锌、丙氧基化甘油三丙烯酸酯(GPTA)、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)、季戊四醇二丙烯酸酯单硬脂酸酯(PEAS)、聚乙二醇二丙烯酸酯、己二醇二丙烯酸酯(HDDA)、己二醇二甲基丙烯酸酯(HDDMA)，和它们的组合。
在一个优选的实施方案中，非必要的单体(e)选自丙氧基化甘油三丙烯酸酯(GPTA)和三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)。
在一个优选的实施方案中，非必要的单体(e)选自N-乙烯基甲酰胺、N-乙烯基乙酰胺、N-甲基-N-乙烯基乙酰胺、N-乙烯基-2-吡咯烷酮(NVP)、N,N-二乙基丙烯酰胺、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸叔丁酯、丙烯酸、甲基丙烯酸、2-羧基乙基丙烯酸酯、2-羧基乙基丙烯酸酯低聚物、衣康酸、丙氧基化甘油三丙烯酸酯(GPTA)、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)、季戊四醇二丙烯酸酯单硬脂酸酯(PEAS)和聚乙二醇二丙烯酸酯。
在至少一个实施方案中，非必要的单体(e)选自丙烯酸、甲基丙烯酸、苯乙烯磺酸、马来酸、富马酸、巴豆酸、衣康酸和千里光酸。在至少一个实施方案中，非必要的单体选自开链N-乙烯基酰胺，优选N-乙烯基甲酰胺(VIFA)、N-乙烯基甲基甲酰胺、N-乙烯基甲基乙酰胺(VIMA)和N-乙烯基乙酰胺；具有3-9的环尺寸的环状N-乙烯基酰胺(N-乙烯基内酰胺)，优选N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)和N-乙烯基己内酰胺；丙烯酸和甲基丙烯酸的酰胺，优选丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、N,N-二甲基丙烯酰胺、N,N-二乙基丙烯酰胺和N,N-二异丙基丙烯酰胺；烷氧基化丙烯酰胺和甲基丙烯酰胺，优选甲基丙烯酸羟乙酯，羟甲基甲基丙烯酰胺；羟乙基甲基丙烯酰胺、羟丙基甲基丙烯酰胺和单[2-(甲基丙烯酰氧基)乙基]琥珀酸酯；N,N-二甲基氨基甲基丙烯酸酯；甲基丙烯酸二乙基氨基甲酯；丙烯酰氨基和甲基丙烯酰氨基乙醇酸；2-和4-乙烯基吡啶；乙酸乙烯酯；甲基丙烯酸缩水甘油酯；苯乙烯；丙烯腈；氯乙烯；丙烯酸硬脂基酯；甲基丙烯酸月桂酯；偏二氯乙烯；四氟乙烯和它们的组合。
聚合
在至少一个实施方案中，将上述单体溶解或分散在极性溶剂中。优选通过添加自由基构造化合物引发聚合。
在至少一个实施方案中，在聚合之前用碱中和根据式(10)的单体。
在至少一个实施方案中，在聚合之后使用碱中和根据式(10)的单体。在至少一个实施方案中，在根据式(10)的单体中，R1和R2是H；A是-C(CH3)2-H2C-；Q+是阳离子。
在至少一个实施方案中，在式(10)中，Q+是H+、NH4 +、吗啉、有机铵离子[NHR5R6R7]+其中R5、R6和R7彼此独立地为氢，含1-22个碳原子的线性或支化烷基，含2-22个碳原子的线性或支化、单-或多不饱和烯基，C6-C22烷基酰氨基丙基，含2-10个碳原子的线性单羟基烷基或含3-15个碳原子的线性或支化二羟基烷基，和其中基团R5、R6和R7中的至少一个不是氢，或X+是Li+、Na+、K+、1/2Ca++、1/2Mg++、1/2Zn++、1/3Al+++或它们的组合。优选地，Q+是H+、NH4 +或Na+。最优选地，Q+是Na+和NH4 +。在至少一个实施方案中，Q+是NH4 +。在至少一个实施方案中，Q+选自：单烷基铵、二烷基铵、三烷基铵和/或四烷基铵盐，其中所述胺的烷基取代基可以彼此独立地为(C1-C22)-烷基或(C2-C10)-羟烷基。
在至少一个实施方案中，根据式(10)的单体选自丙烯酰基二甲基牛磺酸盐、丙烯酰基-1,1-二甲基-2-甲基牛磺酸盐、丙烯酰基牛磺酸盐、丙烯酰基-N-甲基牛磺酸盐和它们的组合。优选地，根据式(10)的单体是丙烯酰基二甲基牛磺酸盐。
在至少一个实施方案中，根据式(10)的单体具有0mol％-100mol％的中和度。在至少一个实施方案中，根据式(10)的单体具有50.0-100mol％，优选80mol％-100mol％，更优选90.0-100mol％，甚至更优选95.0-100mol％的中和度。尤其优选超过80mol％，更优选超过90mol％，甚至更优选超过95mol％的中和度。
在至少一个实施方案中，根据式(10)的单体可以通过使用气态氨、氢氧化氨溶液、吗啉、单烷基氨络物、二烷基氨络物、三烷基氨络物、四烷基铵盐、碳酸氢钠、碳酸钠、氢氧化钠、碳酸氢钾、碳酸钾、氢氧化钾、碳酸氢锂、碳酸锂、氢氧化锂，优选气态氨、吗啉和碳酸氢钠中和。
在至少一个实施方案中，在极性溶剂或极性溶剂混合物中通过自由基沉淀聚合进行所述聚合物的合成。优选地，极性溶剂或极性溶剂混合物具有60℃-110℃，优选60℃-95℃，更优选60℃-95℃的沸点。
在至少一个实施方案中，自由基沉淀聚合在包含以下组分的极性溶剂混合物中进行：
I)水，和
II)其它化合物。
在至少一个实施方案中，化合物II)是极性和有机化合物。
在至少一个实施方案中，化合物II)是一种或多种极性醇和一种或多种酮。
在一个优选的实施方案中，化合物II)选自：甲醇、乙醇、1-丙醇、2-丙醇、2-甲基-2-丙醇、1-丁醇、2-丁醇、二甲基酮、二乙基酮、戊烷-2-酮、丁酮、四氢吡喃、四氢呋喃、2-甲基-四氢呋喃、1,3-二烷、1,4-二烷、优选地，2-丙醇、2-甲基-2-丙醇、二甲基酮、四氢呋喃、2-甲基-四氢呋喃，更优选2-甲基-2-丙醇和二甲基酮。
在一个优选的实施方案中，溶剂混合物含有0.5至10wt％，优选1至8wt％，更优选2至5wt％水。
在一个优选的实施方案中，溶剂混合物含有1至99.5wt％，优选5至95wt％，更优选10至90wt％2-甲基-2-丙醇。
在一个优选的实施方案中，极性溶剂混合物包含0.5至10wt％水，1至98.5wt％2-甲基-2-丙醇和1至98.5wt％二甲基酮，优选0.5至7.5wt％水，5至94.5wt％2-甲基-2-丙醇和5至94.5wt％二甲基酮。
在一个优选的实施方案中，单体(a)-(b)，非必要地(a)-(c)，非必要地(a)-(d)，非必要地(a)-(e)的聚合在包含水、2-甲基-2-丙醇和二甲基酮的溶剂混合物中进行。优选地，溶剂混合物的水含量不应该高至10wt％，否则所合成的聚合物在聚合期间构建块体。
在一个优选的实施方案中，通过自由基构造化合物引发聚合反应。在至少一个实施方案中，自由基构建化合物选自：偶氮-引发剂(例如偶氮-双-异丁腈、2,2'-偶氮双(4-甲氧基-2.4-二甲基戊腈)、2,2'-偶氮双(2.4-二甲基戊腈)、二甲基2,2'-偶氮双(2-甲基丙酸酯)、2,2'-偶氮双(2-甲基丁腈)、1,1'-偶氮双(环己烷-1-腈)或2,2'-偶氮双[N-(2-丙烯基)-2-甲基-丙酰胺])，过氧化物(例如过氧化二月桂基、氢过氧化叔丁基、过氧化二叔丁基、氢过氧化三苯基甲基、过氧化苯甲酰)或过硫酸盐。在至少一个实施方案中，聚合的引发在30℃至80℃，优选40℃至70℃的温度间隔中在30分钟到几小时的过程中开始。
在至少一个实施方案中，所述聚合物具有至少700g/mol，优选700g/mol-10x106g/mol的重均分子量。
第三方面
第三方面涉及根据第一方面的聚合物作为增稠剂和/或流变改进剂和/或粘度改进剂的用途。例如，增稠剂和/或流变改进剂可以用作采油和采矿工业中的添加剂，例如以增加离析原油的方法的效率。
增稠剂是可以增加液体的粘度而基本上不改变它的其它性能的物质。可食用的增稠剂常用于增稠酱油、汤和布丁，而不会改变它们的味道；增稠剂还用于油漆、油墨、爆炸物和化妆品。
增稠剂还可以改善其它成分或乳液的悬浮，它增加产品的稳定性。增稠剂通常规定为食品添加剂和化妆品和个人卫生品成分。一些增稠剂是凝胶剂(胶凝剂)，形成凝胶，作为形成弱粘聚性内部结构的胶体混合物溶解在液相中。其它充当机械触变性添加剂，使离散颗粒粘附或联锁以抵抗应变。
当医疗状况例如吞咽困难引起当咽下时的个体困难时，也可以使用增稠剂。增稠液体在减小吞咽困难病人的呼吸危险方面发挥重要作用。
第四方面
第四方面涉及包含第一方面的聚合物的组合物。在至少一个实施方案中，所述组合物包含至少0.5wt％的所述聚合物。在可选的组合物中，所述组合物包含至少0.01wt％，或至少0.05wt％，或至少0.1wt％，或至少0.5wt％，或至少1wt％，或至少1.5wt％，或至少2wt％，或至少2.5wt％，或至少3wt％，或至少4wt％，或至少5wt％，或至少7.5wt％，或至少10wt％，或至少12wt％，或至少15wt％，或至少20wt％，或至少25wt％，或至少30wt％，或至少35wt％，或至少40wt％，或至少45wt％，或至多50wt％的第一方面的聚合物。
在至少一个实施方案中，所述组合物包含：(I)根据第一方面的聚合物；和(II)其它组分。
在至少一个实施方案中，所述其它组分是载体、溶剂或稀释剂。在至少一个实施方案中，所述组合物包含溶剂，其中所述溶剂包含水和/或醇。溶剂可用于为本发明中使用的化合物提供呈液体形式。在至少一个实施方案中，所述溶剂是化妆可接受的。在至少一个实施方案中，所述组合物包含至少10wt％水。出于经济原因可使用水，而且因为它是化妆可接受的。非必要地，所述组合物包含水可混容性或水溶性溶剂例如低级烷基醇。在至少一个实施方案中，所述组合物包含C1-C5烷基一元醇，优选地C2-C3烷基醇。可以存在的醇尤其是通常用于化妆目的含1-4个碳原子的低级一元或多元醇，例如优选乙醇和异丙醇。非必要地，所述组合物包含水溶性多元醇。在至少一个实施方案中，所述水溶性多元醇是分子中含两个或更多个羟基的多元醇。在至少一个实施方案中，所述水溶性多元醇选自：二元醇例如乙二醇、丙二醇、三亚甲基二醇、1,2-丁二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、丁二醇、2,3-丁二醇、五亚甲基二醇、2-丁烯-1,4-二醇、己二醇、辛二醇；三元醇例如甘油、三羟甲基丙烷、1,2,6-己三醇等；四元醇例如季戊四醇；五元醇例如木糖醇等；六元醇例如山梨糖醇、甘露糖醇；多元醇聚合物例如二乙二醇、二丙二醇、聚乙二醇、聚丙二醇、四乙二醇、二甘油、聚乙二醇、三甘油、四甘油、聚甘油；二元醇烷基醚例如乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、乙二醇单丁醚、乙二醇单苯醚、乙二醇单己基醚、乙二醇单-2-甲基己基醚、乙二醇异戊醚、乙二醇苄醚、乙二醇异丙醚、乙二醇二甲醚、乙二醇二乙醚、乙二醇二丁基醚；二元醇烷基醚比如二乙二醇单甲醚、二乙二醇单乙醚、二乙二醇单丁醚、二乙二醇二甲醚、二乙二醇二乙醚、二乙二醇丁基醚、二乙二醇甲基乙基醚、三乙二醇单甲醚、三乙二醇单乙醚、丙二醇单甲醚、丙二醇单乙醚、丙二醇单丁醚、丙二醇异丙醚、二丙二醇甲基醚、二丙二醇乙基醚、二丙二醇丁基醚；二元醇醚酯例如乙二醇单甲醚乙酸酯、乙二醇单乙醚乙酸酯、乙二醇单丁醚乙酸酯、乙二醇单苯醚乙酸酯、乙二醇二己二酸酯、乙二醇二琥珀酸酯、二乙二醇单乙醚乙酸酯、二乙二醇单丁醚乙酸酯、丙二醇单甲醚乙酸酯、丙二醇单乙醚乙酸酯、丙二醇单丙醚乙酸酯、丙二醇单苯基醚乙酸酯；甘油单烷基醚例如木醇、鲨油醇、鲨肝醇；糖醇例如山梨糖醇、麦芽糖醇、麦芽三糖、甘露糖醇、蔗糖、赤丁四醇、葡萄糖、果糖、淀粉糖、麦芽糖、木糖醇、淀粉糖还原醇、glysolid、四氢糠醇、POE四氢糠醇、POP丁基醚、POP POE丁基醚、三聚氧丙烯甘油醚、POP甘油醚、POP甘油醚磷酸、POP POE季戊四醇醚，和它们的混合物。在一个优选的实施方案中，所述组合物包含选自水、二醇、乙醇和它们的组合的溶剂。在一个优选的实施方案中，所述组合物包含水性、醇性或水性-醇性溶剂，和其中所述水性、醇性或水性-醇性溶剂包含水、乙醇、丙醇、异丙醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、异丁醇、丁醇、丁基甘醇(butyl glycol)、丁基二甘醇(butyl diglycol)、甘油或它们的混合物；优选其中所述水性、醇性或水性-醇性溶剂包含水、乙醇、丙醇、异丙醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、甘油或它们的混合物；更优选其中所述水性、醇性或水性-醇性溶剂包含水、异丙醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇或它们的混合物；甚至更优选其中所述水性、醇性或水性-醇性溶剂由水组成或由水和醇的混合物组成，其中所述醇选自异丙醇、1,2-丙二醇和1,3-丙二醇。还可以使用天然溶剂。在至少一个实施方案中，所述组合物包含选自植物油、蜂蜜、植物衍生的糖组合物和它们的混合物的溶剂。在至少一个实施方案中，所述组合物包含0.5wt％-90wt％，优选1.0wt％-80wt％，甚至更优选5.0wt％-70wt％的至少一种载体、溶剂和/或稀释剂。
在至少一个实施方案中，包含根据第一方面的聚合物的组合物涉及涂料和/或粘合剂组合物。根据第一方面的聚合物的磺酸基在宽的pH值范围内产生离子性质。固定在聚合物颗粒上的这些聚合物的阴离子电荷提高聚合物乳液的化学和剪切稳定性，此外还减少从漆膜浸出的表面活性剂的量。它改善粘合剂的热和机械性能，并提高压敏粘合剂制剂的粘合强度。
在至少一个实施方案中，包含根据第一方面的聚合物的组合物涉及洗涤剂组合物。根据第一方面的聚合物通过结合多价阳离子并减少污垢附贴提高表面活性剂的洗涤性能。
在至少一个实施方案中，包含根据第一方面的聚合物的组合物涉及个人护理组合物。根据第一方面的聚合物的强极性和亲水性性能被开发为皮肤护理组合物中的非常有效的润滑剂。根据第一方面的聚合物可以用于沐浴&淋浴制剂和毛发护理制剂。
在至少一个实施方案中，包含根据第一方面的聚合物的组合物涉及家庭护理组合物。根据第一方面的聚合物可以在皿盘洗涤组合物，织物护理品中显示好的性能并可以用于表面清洁组合物。
在至少一个实施方案中，包含根据第一方面的聚合物的组合物涉及医疗水凝胶。根据第一方面的聚合物证实高的水吸收和溶胀容量。含根据第一方面的聚合物的水凝胶显示均匀导电性、低电阻抗、内聚强度、合适的皮肤粘附和生物相容并能够重复使用并已经用于心电图仪(ECG)电极、除颤电极、电外科接地垫和离子电泳给药电极。根据第一方面的聚合物可以用作吸收性水凝胶和伤口敷料的增粘剂组分。
在至少一个实施方案中，包含根据第一方面的聚合物的组合物涉及生命科学组合物。根据第一方面的聚合物可以用于药物和药物学制剂，医疗制造和医疗器械。
在至少一个实施方案中，包含根据第一方面的聚合物的组合物涉及卫生保健应用。根据第一方面的聚合物表现对有机溶剂如乙醇、乙酸乙酯或二甲基酮的高吸收和溶胀容量。有机溶剂的水凝胶用于杀菌产品。
在至少一个实施方案中，包含根据第一方面的聚合物的组合物涉及油田应用。在油田应用中的根据第一方面的聚合物必须经受恶劣环境并要求热和水解稳定性和耐含金属离子的硬水性。例如，在其中存在高盐度、高温和高压条件的钻井作业中，这些聚合物可以抑制流体损耗并用于油田环境作为阻垢剂、管线流动改进剂，作为精炼厂加工化学物质中的添加剂，降阻剂和控水聚合物，和用于聚合物驱油应用。
在至少一个实施方案中，包含根据第一方面的聚合物的组合物涉及水处理应用。含所述ACDMT的聚合物的阳离子稳定性非常可用于水处理方法。具有低分子量的此类聚合物不但能抑制冷却塔和锅炉中的钙、镁和氧化硅污垢，而且能通过分散氧化铁帮助腐蚀控制。当使用高分子量聚合物时，它们可以用于在工业废水流的处理中使固体沉淀。
在至少一个实施方案中，包含根据第一方面的聚合物的组合物涉及农作物保护组合物。根据第一方面的聚合物在溶解的和纳米颗粒状聚合物制剂中增加农药在水性-有机制剂中的生物可用性。
在至少一个实施方案中，包含根据第一方面的聚合物的组合物涉及隔膜。根据第一方面的聚合物增加不对称超滤和微滤膜的水流动、保留和结垢抗性并正在研究作为聚合物燃料电池膜中的阴离子组分。
在至少一个实施方案中，包含根据第一方面的聚合物的组合物涉及建筑应用。根据第一方面的聚合物可以用作超增塑剂以减少混凝土制剂中的水。这些添加剂的利益包括胶结剂混合物的改善的强度、改善的可加工性、改善的耐久性。胶结剂混合物中的可分散聚合物粉末当导入生物基ACDMT时控制气孔含量并防止粉末在来自粉末制造和存储的喷雾干燥过程中附聚。含根据第一方面的聚合物的涂料制剂防止钙离子在混凝土表面上形成为石灰并改善涂料的外观和耐久性。
在至少一个实施方案中，包含根据第一方面的聚合物的组合物涉及防火等级A的消防设备添加剂。液态聚合物溶液在水中吸收多倍量的其自重并形成粘合剂和热屏蔽凝胶，其不含气泡但是由均匀稠化的水组成。包含根据第一方面的聚合物的组合物具有非常好的粘合剂质量。它甚至以至多10mm的厚度在光滑、垂直表面(即窗体)处或在天花板上粘住。
在至少一个实施方案中，包含根据第一方面的聚合物的组合物涉及润滑和燃料添加剂。
在至少一个实施方案中，包含根据第一方面的聚合物的组合物涉及传动系统添加剂。
在至少一个实施方案中，包含根据第一方面的聚合物的组合物涉及发动机油添加剂。
在至少一个实施方案中，包含根据第一方面的聚合物的组合物涉及燃料添加剂。
在至少一个实施方案中，包含根据第一方面的聚合物的组合物涉及工业润滑添加剂。
在至少一个实施方案中，包含根据第一方面的聚合物的组合物可以用于离子交换树脂。
实施例
随后的实施例旨在举例说明本发明的主题，而不希望将它限于此。
聚合方法A：
在叔丁醇中的一般沉淀聚合程序
将400g具有2.5wt％的水含量的叔丁醇计量加入配备有回流冷凝器、表面下气体吸入管、内部温度传感器和塔顶搅拌器的1-升Quickfit圆底烧瓶。加入100g根据本发明的生物基ACDMT。通过在表面上面注射气态氨将ACDMT中和到7-8的pH值。保持温度小于40℃。根据表A计量加1.45g TMPTA作为交联剂。在200rpm的搅拌下在表面下注射氮气1h。在此期间，提高反应混合物的温度并用水浴的帮助稳定到60℃。在60℃下将pH值再调节到7-8的pH值。通过自由基构造化合物(1.3g DLP)的计量加料引发反应。
在几分钟后，聚合的开始变成明显，这归因于上升的温度和聚合物的沉淀。当达到温度最大值时，加热反应到温和回流保持两小时。将反应混合物冷却到室温并在60℃下在150毫巴的真空下干燥聚合物悬浮液。
聚合方法B：
在叔丁醇/二甲基酮混合物中的一般沉淀聚合程序
将200g叔丁醇和200g具有3wt％的水含量的二甲基酮计量加入配备有回流冷凝器、表面下气体吸入管、内部温度传感器和塔顶搅拌器的1-升Quickfit圆底烧瓶。加入100g根据本发明的生物基ACDMT。通过加入40.5g碳酸氢钠中和所述ACDMT。保持温度小于40℃。根据表B计量加1.45g TMPTA作为交联剂。在200rpm的搅拌下在表面下注射氮气1h。在此期间，提高反应混合物的温度并用水浴的帮助稳定到60℃。在60℃下将pH值再调节到7-8的pH值。通过自由基构造化合物(1.3g DLP)的计量加料引发反应。
在几分钟后，聚合的开始变成明显，这归因于上升的温度和聚合物的沉淀。当达到温度最大值时，加热反应到温和回流保持两小时。将反应混合物冷却到室温并在60℃下在150毫巴的真空下干燥聚合物悬浮液。
分析方法
Fickenscher k-值的测定：
这种方法用来测定某些聚合物根据DIN EN ISO 1628-1的k-值。
k-值测量是间接地分析聚合物的分子量/尺寸的方法。与具有相同组成并通过相同方法制得的聚合物相比，相比更高的k-值相应于更大的分子量/尺寸。
通过测量溶剂穿过Ubbelhode粘度计的毛细管的穿越时间(t0)和聚合物溶液穿过所述毛细管的穿越时间(tc)，测定相对粘度。
由所述相对粘度z，可以根据以下式计算k-值
在这种情况下，
k-值＝1000k
此时它定义为：
相对粘度，
ηc溶液的动态粘度，
ηo溶剂的动态粘度和
c聚合物在溶液中的质量浓度，以g/cm3为单位。
或者，可以从由设备制造商提供的清单评价k-值。
在测定聚合物溶液的质量浓度后，通过在120℃下用CEM Smart 5微波干燥，制备20ml 0.5％聚合物溶液。在Ubbelhode毛细管粘度计中在25℃下测量16-18ml的所述溶液。选择所述Ubbelhode粘度计以具有100-120s的穿越时间。在组合有CT 1150Thermostate和流动冷却器CK 100的Schott AVS粘度计中测量。
所述IT单元计算k-值。
在1％溶液中的Brookfield粘度：
用Brookfield粘度计型号LV、RVT DV-II或LVT DV-II测定Brookfield粘度。
在600ml烧杯中，将4g干燥聚合物溶解在394g蒸馏水中。用由塔顶搅拌器驱动的指状搅拌器在200rpm下在20℃下搅拌溶液2h。然后，在20℃下将所述聚合物溶液(不含夹带的空气)回火16h。选择锭子以在20rpm下在标度的20-80％之间测量。
在溶液中的Brookfield粘度也是这样。
用Brookfield粘度计型号LV、RVT DV-II或LVT DV-II测定Brookfield粘度。
在600ml烧杯中，在20℃下将聚合物溶液(不含夹带的空气)回火2h。选择锭子以在20rpm下在标度的20-80％之间测量。
测定生物基含量的分析程序根据ASTM 6866-12，方法B：
所提供的样品材料不经历任何预处理程序并转化成石墨，如以下程序使用那样。
取决于碳含量的估计量，典型地在元素分析器(EA)中使数毫克样品材料燃烧。清洁所得的气体混合物并通过EA使用吹扫和捕集技术自动地分离CO2。
将其余的CO2转移到定制的石墨化系统中，使用H2和铁-粉末催化剂催化地转化成碳(石墨)。
使用MICADAS型加速器质谱仪(AMS)(在ETH Zurich，Switzerland开发)在Klaus-Tschira-Archaeomtrie-Center进行所述石墨的碳14测定。
实验
实验实施例1：根据聚合方法B的聚合物：粘度对聚合物浓度的依赖性
以下实施例包含根据本发明的聚合物作为与聚合物-B 16#对比的聚合物-B 16。聚合物-B 16#是对比实施例：在于与聚合物-B 16相同，但是具有衍生自石油化学产品的共同构建段。
参见图1：采用聚合物-B 16(实线)和聚合物-B 16#(虚线)时在聚合物浓度依赖性方面的粘度测量显示非常相似的结果，因此聚合物-B 16和聚合物-B 16#是可彼此互换的。
实验实施例2：根据聚合方法B的聚合物：粘度对pH值的依赖性
以下实施例包含根据本发明的聚合物作为与聚合物-B 16#对比的聚合物-B 16。聚合物-B 16#是对比实施例：在于与聚合物-B 16相同，但是具有衍生自石油化学产品的共同构建段。
参见图2：采用聚合物-B 16和聚合物-B 16#时的粘度测量和它们对pH值的依赖性显示非常相似的结果，因此聚合物-B 16和聚合物-B16#是可彼此互换的。
实验实施例3：根据聚合方法A的聚合物：粘度对pH值的依赖性
以下实施例包含根据本发明的聚合物作为与聚合物-A 2#对比的聚合物-A 2。聚合物-A 2#是对比实施例：在于与聚合物-A 2相同，但是具有衍生自石油化学产品的共同构建段。
参见图3：采用聚合物-A 2和聚合物-A 2#时的粘度测量和它们对pH值的依赖性显示非常相似的结果，因此聚合物-A 2和聚合物-A 2#是可彼此互换的。
实施例组合物(根据第四方面)
实施例组合物1：沐浴效应凝胶
pH＝5.0,510mPa·s(Brookfield RVDV-1,20℃,20rpm,S04)
程序：
I.混合组分A和B直至完全溶解。
II.添加C并搅拌，直至溶液不含块体。
III.将D添加到II中。
IV.最后，如果需要，调节pH值为5.5-6.5。
实施例组合物2：O/W粉底
pH＝6.0,18650mPa·s(Brookfield RVDV-1,20℃,20rpm,S06)
程序：
I.混合相A的成分和通过使用Ultra-Turrax将其温和地均化，然后搅拌并加热到70℃。
II.混合相B的成分和加热到70℃。
III.预混合相C，然后添加到B中；和通过使用Ultra-Turrax将其温和地均化。
IV.将III倒入I中，和通过使用Ultra-Turrax将其温和地均化。然后，搅拌，直至35℃。
V.添加相D和搅拌，直至均化。
VI.如果需要，调节pH值为5.5-6.0。
实施例组合物3：抗老化乳膏凝胶
pH＝5.1,1580mPa·s(Brookfield RVDV-1,20℃,20rpm,S04)
程序：
I.混合A的组分和在60℃熔融。
II.添加B并溶解，同时温和地摇动。
III.添加C。
IV.将D溶解在E中，并加入到III中。
V.添加F到IV中，在35℃。
VI.最后，如果需要，调节pH值为5.0-6.0。
实施例组合物4：护理晚霜
pH＝5.8,22450mPa·s(Brookfield RVDV-1,20℃,20rpm,S06)
程序：
I.混合相A的成分和加热到75℃。
II.混合相B的成分和加热到75℃。
III.将相B倒入相A中和将其温和地均化。
IV.在搅拌下冷却。
V.在40℃以下添加C和搅拌。
VI.利用D调节pH值为5.5-6.5。
实施例组合物5：手部消毒剂
pH＝5.4,30600mPa·s(Brookfield RVDV-1,20℃,20rpm,S06)
程序：
I.混合A的组分，直至形成均匀的凝胶。
II.将B添加到A中并搅拌，直至均化。
组合物实施例1-5的备选方案包括：利用聚合物B1-B20或者聚合物A1或者聚合物A3-A15(参见上述表)代替聚合物A2。

Claims (15)

1.聚合物，包含：
(a)90mol％-99.9mol％，优选95mol％-99.5mol％的根据式(1)的重复单元，其中所述根据式(1)的重复单元的至少10wt％，优选至少20wt％包含28wt％-100wt％生物基碳含量，相对于所述根据式(1)的重复单元中的碳的总质量，根据标准ASTM D6866-12，方法B测量；
其中：
R1和R2独立地选自H、甲基或乙基；A是线性或支化C1-C12-烷基；和Q+是H+、NH4 +、有机铵离子[NHR5R6R7]+其中R5、R6和R7彼此独立地可以是氢、含1-22个碳原子的线性或支化烷基、含2-22个碳原子的线性或支化的单或多不饱和烯基、C6-C22烷基酰氨基丙基、含2-个碳原子的线性单羟基烷基或含3-个碳原子的线性或支化二羟基烷基，和其中基团R5、R6和R7中至少一个不是氢，或Q+是Li+、Na+、K+、1/2 Ca++、1/2 Mg++、1/2 Zn++、1/3 Al+++或它们的组合；
(b)0.01mol％-10mol％，优选0.01mol％-5mol％的交联性或分支性单元，其中所述交联性或分支性单元由包含至少两个烯属不饱和双键的单体的引入产生。
2.根据权利要求1的聚合物，其中根据式(1)的重复单元(a)的至少25wt％，或至少30wt％，或至少35wt％，或至少40wt％，或至少45wt％，或至少50wt％，或至少55wt％，或至少60wt％，或至少65wt％，或至少70wt％，或至少75wt％，或至少80wt％，或至少85wt％，或至少90wt％，或至少95wt％，或至少96wt％，或至少97wt％，或至少98wt％，或至少99wt％，或至少99.5wt％包含28wt％-100wt％生物基碳含量，相对于所述根据式(1)的重复单元中的碳的总质量，根据标准ASTM D6866-12，方法B测量。
3.根据权利要求1-2中任一项的聚合物，其中根据式(1)的重复单元(a)包含从35wt％，优选40wt％，更优选54wt％，甚至更优选57wt％至100wt％，最优选大约100wt％生物基碳含量，相对于根据式(1)的重复单元(a)中的碳的总质量，根据标准ASTM D6866-12，方法B测量。
4.根据权利要求1-3中任一项的聚合物，其中根据式(1)的重复单元(a)具有50.0-100mol％，优选80mol％-100mol％，更优选90.0-100mol％，甚至更优选95.0-100mol％的中和度。
5.根据权利要求1-4中任一项的聚合物，其中所述聚合物包含至少一种根据式(1)的重复单元(a)，其中R1和R2独立地选自H、甲基或乙基；A是线性或支化C1-C12-烷基；和Q+是H+、Li+、Na+、K+、1/2 Ca++、1/2 Mg++、1/2 Zn++、1/3 Al+++或它们的组合，优选其中Q+是Na+。
6.根据权利要求1-5中任一项的聚合物，其中聚合物包含95mol％-99.9mol％，优选至少95.5mol％，或至少96.0mol％，或至少96.5mol％，或至少97mol％，或至少97.5mol％，或至少98mol％，或至少98.5mol％，或至少99mol％的根据式(1)的重复单元(a)。
7.根据权利要求1-6中任一项的聚合物，其中所述根据式(1)的重复单元(a)由选自以下物质的单体的引入产生；丙烯酰基二甲基牛磺酸盐、丙烯酰基-1,1-二甲基-2-甲基牛磺酸盐、丙烯酰基牛磺酸盐、丙烯酰基-N-甲基牛磺酸盐和它们的组合；优选其中所述根据式(1)的重复单元由丙烯酰基二甲基牛磺酸盐的引入产生。
8.根据权利要求7的聚合物，其中所述丙烯酰基二甲基牛磺酸盐包含从35wt％，优选40wt％，更优选54wt％，甚至更优选57wt％至100wt％，最优选大约100wt％生物基碳含量，相对于所述丙烯酰基二甲基牛磺酸盐中的碳的总质量，根据标准ASTM D6866-12，方法B测量。
9.根据权利要求1-8中任一项的聚合物，其中所述交联性或分支性单元由根据式(4)的单体的引入产生：
其中：
R1独立地选自H、甲基或乙基；和
R2是含1-6个碳原子的线性或支化烷基，或是含2-6个碳原子的线性或支化的单或多不饱和亚烷基；
D、E和F独立地是亚甲基氧基(-CH2O-)、亚乙基氧基(-CH2-CH2-O-)、亚丙基氧基(-CH(CH3)-CH2-O-)、含1-6个碳原子的线性或支化亚烷基、含2-6个碳原子的线性或支化的单或多不饱和亚烯基、含2-6个碳原子的线性单羟基亚烷基或含3-6个碳原子的线性或支化二羟基亚烷基；和
o、p和q各自独立地是1-50的整数。
10.根据权利要求1-9中任一项的聚合物，其中所述交联性或分支性单元(b)由选自以下物质的交联剂的引入产生：三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)和/或丙氧基化甘油三丙烯酸酯(GPTA)。
11.根据权利要求1-10中任一项的聚合物，其中所述聚合物由单元(a)和单元(b)组成。
12.根据权利要求1-11中任一项的聚合物，其中所述聚合物具有至少700g/mol，优选700g/mol-10x 106g/mol的重均分子量。
13.通过聚合以下组分获得聚合物的方法：(a)至少一种根据式(10)的包含28wt％-100wt％生物基碳含量的单体，相对于所述根据式(10)的单体中的碳的总质量，根据标准ASTM D6866-12，方法B测量；(b)至少一种交联性或分支性单体；(c)非必要地，至少一种中性单体；和(d)非必要地，至少一种阴离子单体；
其中所述交联性或分支性单体具有至少两个烯属不饱和双键；
和其中式(10)是：
其中：
R1和R2独立地选自H、甲基或乙基；A是线性或支化C1-C12-烷基；和Q+是H+、NH4 +、有机铵离子[NHR5R6R7]+其中R5、R6和R7彼此独立地可以为氢，含1-22个碳原子的线性或支化烷基，含2-22个碳原子的线性或支化的单或多不饱和烯基，C6-C22烷基酰氨基丙基，含2-个碳原子的线性单羟基烷基或含3-个碳原子的线性或支化二羟基烷基，和其中基团R5、R6和R7中的至少一个不是氢，或Q+是Li+、Na+、K+、1/2 Ca++、1/2 Mg++、1/2 Zn++、1/3 Al+++或它们的组合。
14.根据权利要求1-12中任一项的聚合物作为增稠剂和/或流变改进剂和/或粘度改进剂的用途。
15.组合物，包含：
(I)根据权利要求1-12中任一项的聚合物；和
(II)其它组分。
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